射频功率放大器及通信设备制造技术

一种射频功率放大器及通信设备，射频功率放大器包括：功率放大单元、功率合成变压器以及匹配滤波电路，功率放大单元，第一输出端输出经过放大的第一差分信号，第二输出端输出经过放大的第二差分信号；功率合成变压器，初级线圈的第一输入端输入经过放大的第一差分信号，第二输入端输入经过放大的第二差分信号；次级线圈包括主次级线圈以及辅次级线圈，主次级线圈的第一端接地，第二端与射频功率放大器的输出端耦接；辅次级线圈，第一端与主次级线圈的第二端耦接，第二端与输出端匹配滤波电路耦接；匹配滤波电路，包括输入端匹配滤波电路以及输出端匹配滤波电路。上述方案能够在较宽的频率范围内实现一致的性能，并且具有较高的效率和谐波性能。

【技术实现步骤摘要】
射频功率放大器及通信设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种射频功率放大器及通信设备。
技术介绍
在无线通信中，用户设备需要支持的工作频段很多。尤其是第四代蜂窝移动通信(LTE)中，用户设备需要支持40多个工作频带(band)。而宽带功率放大器(PowerAmplifier，PA)的性能会随着工作频率变化，难以实现很宽的功率频率范围。LTE工作频率一般分为低频段(LB，663MHz～915MHz)，中频段(MB，1710MHz～2025MHz)，高频段(HB，2300MHz～2696MHz)。LTE射频前端也包含LB、MB、HB三个PA，每个功率放大器支持一个频段，需要三个宽带PA。尤其是LB的相对频率带宽，PA很难在整个频段内实现高线性和高效率，在设计的过程中会存在线性度和效率和折中处理，同时频段内的不同频点的性能也不同。无线通信对发射频谱的杂散有严格的要求。当PA后连接的滤波器对谐波抑制较少因此要求PA的输出谐波也较低。PA的匹配路同时要具有滤波性能。部分高集成的射频前端芯片(如2G前端模组，NBIOT前端模组)，要求PA的匹配滤波电路同时具有很高的谐波抑制性能，因此不需要再在PA后增加滤波器。设计一种宽带功率放大器，在功率频率范围内实现一致且良好的性能，成为宽带PA的设计的重点和难点。宽带PA通常采用CLLC、LCCL、两级或多级LC匹配。CLLC结构，采用串联电容到地电感级联串联电感到地电容；LCCL采用串联电感到地电容级联串联电容到地电感。这两种结构优点是结构较简单，插损较小；缺点是宽带性能一致性不好，在不同的频率性能不一致，而且谐波性能差。两级或多级LC结构，采用两级或多级串联电感到地电容级联在一起。这种结构优点是谐波性能好，可以实现宽带一致的阻抗变换；缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中，高频点插损较大。采用普通结构变压器实现功率合成和阻抗变换的PA，只采用变压器及其输入输出匹配电容。这种结构优点是结构相对简单，缺点是难以实现宽带功率放大器，宽带性能一致性差，谐波性能也较差。采用普通结构变压器级联LC匹配实现功率合成和阻抗变换的PA，采用变压器及其输入输出匹配电容，输出级联LC匹配滤波电路。这种结构优点是谐波性能好，可以实现宽带一致的阻抗变换；缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中，高频点插损较大。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的是如何实现射频功率放大器在较宽的频率范围内实现一致性的同时，具有较好的谐波性能和工作效率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种射频功率放大器，包括：功率放大单元、功率合成变压器以及匹配滤波电路，其中：所述功率放大单元，第一输入端输入第一差分信号，第二输入端输入第二差分信号，第一输出端输出经过放大的第一差分信号，第二输出端输出经过放大的第二差分信号；所述功率合成变压器，包括初级线圈以及次级线圈；所述初级线圈的第一输入端输入所述经过放大的第一差分信号，第二输入端输入所述经过放大的第二差分信号；所述次级线圈包括主次级线圈以及辅次级线圈，所述主次级线圈的第一端接地，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接；所述辅次级线圈，第一端与所述主次级线圈的第二端耦接，第二端与输出端匹配滤波电路耦接；所述匹配滤波电路，包括输入端匹配滤波电路以及所述输出端匹配滤波电路；所述输入端匹配滤波电路，与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率合成变压器的第二输入端均耦接；所述输出端匹配滤波电路，耦接在所述辅次级线圈的第二端与地之间。可选的，所述输入端匹配滤波电路包括：第一子滤波电路以及第二子滤波电路，其中：所述第一子滤波电路，第一端与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率放大单元的第一输出端耦接，第二端接地；所述第二子滤波电路，第一端与所述功率合成变压器的第二输入端以及所述功率放大单元的第二输出端耦接，第二端接地。可选的，所述第一子滤波电路包括：第一电容；所述第一电容的第一端与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率放大单元的第一输出端耦接，第二端接地。可选的，所述第一子滤波电路还包括：第一电感；所述第一电感串联在所述第一电容的第二端与地之间。可选的，所述第二子滤波电路包括：第二电容；所述第二电容的第一端与所述功率合成变压器的第二输入端以及所述功率放大单元的第二输出端耦接，第二端接地。可选的，所述第二子滤波电路还包括：第二电感；所述第二电感串联在所述第二电容的第二端与地之间。可选的，所述输入端匹配滤波电路还包括：寄生电容；所述寄生电容耦接在所述功率放大单元的第一输出端与所述功率放大单元的第二输出端之间。可选的，所述输出端匹配滤波电路包括第三子滤波电路；所述第三子滤波电路的第一端与所述辅次级线圈的第二端耦接，第二端接地。可选的，所述第三子滤波电路包括：第三电容；所述第三电容的第一端与所述辅次级线圈的第二端耦接，第二端接地。可选的，所述第三子滤波电路还包括：第三电感；所述第三电感串联在所述第三电容的第二端与地之间。可选的，所述输出端匹配滤波电路还包括第四子滤波电路；所述第四子匹配滤波电路的第一端与所述主次级线圈的第二端耦接，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接。可选的，所述第四子滤波电路为LC匹配滤波电路。可选的，所述LC匹配滤波电路包括：第四电容以及第四电感，其中：所述第四电感，第一端与所述主次级线圈的第二端耦接，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接；所述第四电容，第一端与所述第四电感的第二端耦接，第二端接地。可选的，所述LC匹配电路还包括：第五电感以及第六电感，其中：所述第五电感，串联在所述第四电容的第二端与地之间；所述第六电感，串联在所述第四电容的第一端与所述射频功率放大器的输出端之间。可选的，所述LC匹配电路还包括：第五电容、第七电感以及第八电感，其中：所述第五电容，第一端与所述第六电感的第二端耦接，第二端与所述第七电感的第一端耦接；所述第七电感，第二端接地；所述第八电感，第一端与所述第五电容的第一端耦接，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接可选的，所述射频功率放大器还包括：驱动电路；所述驱动电路的输入端接收输入信号，所述驱动电路的第一输出端输出所述第一差分信号，所述驱动电路的第二输出端输出所述第二差分信号。本专利技术实施例还提供了一种通信设备，包括上述任一种所述的射频功率放大器。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：增加辅次级线圈可以在不影响初级线圈和主次级线圈的前提下增加输入到输出的能量耦合路径，减小耦合系数k值较小对阻抗变换的影响。根据初级线圈和主次级线圈的k值等参数，选择合适的辅次级线圈的大小和k值可以有效提高功率合成变压器的阻抗变换工作频率范围，降低功率合成变压器损耗。此外，将功率合成变压器的主次级线圈和辅次级线圈以及匹配滤波电路协同设计，能够进一步提高射频功率放大器的宽带阻抗变换和滤波性能。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种射频功率放大器的电路结构图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：功率放大单元、功率合成变压器以及匹配滤波电路，其中：/n所述功率放大单元，第一输入端输入第一差分信号，第二输入端输入第二差分信号，第一输出端输出经过放大的第一差分信号，第二输出端输出经过放大的第二差分信号；/n所述功率合成变压器，包括初级线圈以及次级线圈；所述初级线圈的第一输入端输入所述经过放大的第一差分信号，第二输入端输入所述经过放大的第二差分信号；所述次级线圈包括主次级线圈以及辅次级线圈，所述主次级线圈的第一端接地，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接；所述辅次级线圈，第一端与所述主次级线圈的第二端耦接，第二端与输出端匹配滤波电路耦接；/n所述匹配滤波电路，包括输入端匹配滤波电路以及所述输出端匹配滤波电路；所述输入端匹配滤波电路，与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率合成变压器的第二输入端均耦接；所述输出端匹配滤波电路，耦接在所述辅次级线圈的第二端与地之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：功率放大单元、功率合成变压器以及匹配滤波电路，其中：
所述功率放大单元，第一输入端输入第一差分信号，第二输入端输入第二差分信号，第一输出端输出经过放大的第一差分信号，第二输出端输出经过放大的第二差分信号；
所述功率合成变压器，包括初级线圈以及次级线圈；所述初级线圈的第一输入端输入所述经过放大的第一差分信号，第二输入端输入所述经过放大的第二差分信号；所述次级线圈包括主次级线圈以及辅次级线圈，所述主次级线圈的第一端接地，第二端与所述射频功率放大器的输出端耦接；所述辅次级线圈，第一端与所述主次级线圈的第二端耦接，第二端与输出端匹配滤波电路耦接；
所述匹配滤波电路，包括输入端匹配滤波电路以及所述输出端匹配滤波电路；所述输入端匹配滤波电路，与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率合成变压器的第二输入端均耦接；所述输出端匹配滤波电路，耦接在所述辅次级线圈的第二端与地之间。


2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述输入端匹配滤波电路包括：第一子滤波电路以及第二子滤波电路，其中：
所述第一子滤波电路，第一端与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率放大单元的第一输出端耦接，第二端接地；
所述第二子滤波电路，第一端与所述功率合成变压器的第二输入端以及所述功率放大单元的第二输出端耦接，第二端接地。


3.如权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一子滤波电路包括：第一电容；所述第一电容的第一端与所述功率合成变压器的第一输入端以及所述功率放大单元的第一输出端耦接，第二端接地。


4.如权利要求3所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一子滤波电路还包括：第一电感；所述第一电感串联在所述第一电容的第二端与地之间。


5.如权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第二子滤波电路包括：第二电容；所述第二电容的第一端与所述功率合成变压器的第二输入端以及所述功率放大单元的第二输出端耦接，第二端接地。


6.如权利要求5所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第二子滤波电路还包括：第二电感；所述第二电感串联在所述第二电容的第二端与地之间。


7.如权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述输入端匹配滤波电路还包括：寄生电容；所述寄生电容耦接在所述功率放大单元的第一输出端与所述功率放大单元的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚楠，朱波，梁聪，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31