一种射频功率放大器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种射频功率放大器及控制方法，该放大器包括至少两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电路和开关网络，所述开关网络在放大器处于高功率模式时使各级放大电路均处于工作状态；所述开关网络在放大器工作于低功率模式时使一级放大电路处于工作状态。本发明专利技术提供的射频功率放大器通过开关网络控制放大器在低功率模式只有一级放大电路处于工作状态，其功耗和增益都可以控制在较低的水平。对于差分结构的功率放大器，一般在低功率模式（LPM）下，增益大概18dB，电源电压0.6V时对应的电流为70mA。本发明专利技术提供的射频功率放大器可以将增益降到10dB（LPM一般要求13‑15dB），电源电压0.6V时的电流可以降低到50mA。

【技术实现步骤摘要】
一种射频功率放大器及控制方法
本专利技术属于电子电路领域，尤其是涉及一种射频功率放大器及控制方法。
技术介绍
功率放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，使输出功率控制在特定的范围内；功率放大器由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成；被广泛用于通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。射频功率放大（RFPA）是各种无线发射机的重要组成部分，在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。射频功率放大是发送设备的重要组成部分，射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能的小，以避免对其他频道产生干扰。射频放大器一般包括两级或两级以上放大电路，其工作模式一般包括：高功率模式和低功率模式。目前，射频放大器厂商在设计放大器的低功率模式时，通常采用“为第一级/第二级放大电路分别配置独立的低功率模式偏置电路”的方式，这种方式可以一定程度上降低放大器的功耗，但是仍然不够低，因为这种方式下的第一级/第二级放大器均需要通电，而且低功率模式要求放大器具有比较低的增益（放大倍数），但是上述方法下由于两级放大电路均处于工作状态，其增益仍然较高。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的技术问题，本专利技术在此的目的在于提供一种低功率模式的功耗显著低于高功率模式的射频功率放大器。为实现本专利技术的目的在此提供的射频功率放大器包括至少两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电路和开关网络，所述开关网络在放大器处于高功率模式时使各级放大电路均处于工作状态；所述开关网络在放大器工作于低功率模式时使各级放大电路中的某一级放大电路处于工作状态。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括在放大器工作于高功率模式时将射频输入信号匹配至第一级放大电路的高功率模式输入匹配电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括在放大器工作于低功率模式时将射频输入信号匹配至处于工作状态的放大电路的低功率模式输入匹配电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器，所述开关网络包括第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3，在功率放大器工作于高功率模式时，所述第一开关S1闭合，所述第二开关S2和所述第三开关S3断开，使各级放大电路均处于工作状态；在功率放大器工作于低功率模式时，所述第一开关S1断开，所述第二开关S2和所述第三开关S3闭合，使各级放大电路中的某一级处于工作状态；在功率放大器工作于低功率模式时，射频输入信号依次经所述第二开关S2、所述低功率模式输入匹配电路和所述第三开关S3输入处于工作状态的放大电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器工作于低功率模式时，射频输入信号依次经所述开关网络和所述低功率模式输入匹配电路输入，或者射频信号依次经所述低功率模式输入匹配电路和所述开关网络输入。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括在放大器工作于高功率模式时为每级放大电路提供偏置信号的高频偏置电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括在放大器工作于低功率模式时为处于工作状态的放大电路提供偏置信号的低频偏置电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括串联于相邻两级放大电路之间的中间级匹配电路。进一步的，本专利技术提供的射频功率放大器还包括输出匹配电路，所述输出匹配电路用于对最后一级放大电路输出的射频信号进行输出匹配。本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的射频功率放大器通过开关网络控制放大器在低功率模式只有一级放大电路处于工作状态，其功耗和增益都可以控制在较低的水平。对于差分结构的功率放大器，一般在低功率模式（LPM）下，增益大概18dB，电源电压0.6V时对应的电流为70mA。本专利技术提供的射频功率放大器可以将增益降到10dB（LPM一般要求13-15dB），电源电压0.6V时的电流可以降低到50mA。本专利技术提供的射频功率放大器为不同模式匹配了不同的偏置（高频偏置电路、低频偏置电路），实现了对两种不同模式的适配，进一步保证了高功率模式的增益，低功率模式下的低功率。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图一；图2为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图二；图3为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图三；图4为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图四；图5为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图五；图6为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图六；图7为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图七；图8为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图八；图9为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图九；图10为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十；图11为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十一；图12为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十二；图13为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十三；图14为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十四；图15为本专利技术提供的射频功率放大器的原理图十五；图16为本专利技术提供的低功率模式输入匹配电路F的电路原理图之一；图17为本专利技术提供的低功率模式输入匹配电路F的电路原理图之二；图18为本专利技术提供的低功率模式输入匹配电路F的电路原理图之三；图19为本专利技术提供的低功率模式输入匹配电路F的电路原理图之四；图20为本专利技术提供的低功率模式输入匹配电路F的电路原理图之五；图21为本专利技术提供的高频偏置电路/低频偏置电路的电路原理图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。本专利技术为了解决现有的射频功率放大器处于低功率模式时，功耗高，增益仍然较高的技术问题，提供了一种射频功率放大器，该功率放大器实现了在低功率模式下，功率放大器中只有一级放大电路处于工作状态，使其功耗和增益均可以控制在较低的水平。本专利技术提供的射频功率放大器包括至少两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电路和开关网络，开关网络在放大器处于高功率模式时使各级放大电路均处于工作状态；开关网络在放大器工作于低功率模式时使各级放大电路中的某一级放大电路处于工作状态。本文在此结合附图1所示的两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，该放大器包括至少两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电路和开关网络，所述开关网络在放大器处于高功率模式时使各级放大电路均处于工作状态；所述开关网络在放大器工作于低功率模式时使各级放大电路中的某一级放大电路处于工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，该放大器包括至少两级用于对射频输入信号进行放大并输出射频信号的放大电路和开关网络，所述开关网络在放大器处于高功率模式时使各级放大电路均处于工作状态；所述开关网络在放大器工作于低功率模式时使各级放大电路中的某一级放大电路处于工作状态。


2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：还包括在放大器工作于高功率模式时将射频输入信号匹配至第一级放大电路的高功率模式输入匹配电路。


3.根据权利要求1或2所述的射频功率放大器，其特征在于：还包括在放大器工作于低功率模式时将射频输入信号匹配至处于工作状态的放大电路的低功率模式输入匹配电路。


4.根据权利要求3所述的射频功率放大器，其特征在于：所述开关网络包括第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3，在功率放大器工作于高功率模式时，所述第一开关S1闭合，所述第二开关S2和所述第三开关S3断开，使各级放大电路均处于工作状态；在功率放大器工作于低功率模式时，所述第一开关S1断开，所述第二开关S2和所述第三开关S3闭合，使各级放大电路中的某一级处于工作状态；在功率放大器工作于低功率模式时，射频输入信号依次经所述第二开关S2、所述低功率模式输入匹配电路和所述第三开关S3输入处于工作状态的放大电路。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹原，胡自洁，倪楠，倪建兴，
申请(专利权)人：锐石创芯深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44