应用于5G通信系统的射频功率放大器及射频前端架构技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种应用于5G通信系统的射频功率放大器，包括输入变压器匹配网络、第一级双路放大电路、级间LC匹配网络、第二级双路放大电路以及输出变压器匹配网络；其中，所述输入变压器匹配网络包括一个第一变压器T1，所述级间LC匹配网络包括两个π型匹配单元和两个隔直电容C，所述输出变压器匹配网络包括一个第二变压器T2，所述第一变压器T1用于将单端的所述射频输入信号RFin变为一对差分信号，该从差分信号依次通过所述第一级双路放大电路和第二级双路放大电路的放大后传输至第二变压器T2，所述第二变压器T2用于将两路差分信号合成为一路输出，通过上述方式，能够降低匹配难度，提高射频功率放大器的输出功率。提高射频功率放大器的输出功率。提高射频功率放大器的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
应用于5G通信系统的射频功率放大器及射频前端架构


[0001]本技术涉及功率放大器
，尤其涉及一种应用于5G通信系统的射频功率放大器及射频前端架构。

技术介绍

[0002]在5G通信的收发机中，功率放大器(PA)对整个收发机的性能影响非常大，其作用是将输出信号进行放大，由天线将被放大的信号发出。功率放大器的输出功率直接决定了信号发射到空间的强度，即无线通信的有效覆盖面积，高输出功率是射频功率放大器设计的基本要求，而5G通信系统需射频功率放大器有更大的输出功率。提高射频功率放大器的输出功率可通过提高其输出电流摆幅或者输出电压摆幅进行，而提高输出电流摆幅可通过增大单个晶体管面积或将多个晶体管并联来实现，然而这会使得晶体管的输入和输出阻抗减小，增加了匹配的难度。

技术实现思路

[0003]本技术实施例提供一种应用于5G通信系统的射频功率放大器及射频前端架构，能够降低匹配难度，提高射频功率放大器的输出功率。
[0004]为了解决上述技术问题，第一方面，本技术实施例提供一种应用于5G 通信系统的射频功率放大器，包括输入变压器匹配网络、第一级双路放大电路、级间LC匹配网络、第二级双路放大电路以及输出变压器匹配网络；
[0005]其中，所述输入变压器匹配网络包括一个第一变压器T1，所述级间LC匹配网络包括两个π型匹配单元和两个隔直电容C，所述输出变压器匹配网络包括一个第二变压器T2；
[0006]所述第一变压器T1的两个输入端分别连接射频输入信号RFin和地端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述第一级双路放大电路的两个输入端，以将单端的所述射频输入信号RFin变为一对差分信号，所述第一级双路放大电路的两个输出端分别连接所述两个π型匹配单元的输入端，所述两个π型匹配单元的输出端分别与所述两个隔直电容C的一端连接，所述两个隔直电容C1的另一端分别连接所述第二级双路放大电路的两个输入端，所述第二级双路放大电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的一个输出端用于输出射频信号RFout，所述第二变压器T2的另一个输出端接地。
[0007]更进一步地，所述输入变压器匹配网络还包括第一电容C1、第二电容C2、两个第三电容C3以及第一电感L1；
[0008]所述第一电容C1的一端和所述第二电容C2的一端分别与所述第一变压器 T1的两个输入端连接，所述第一电容C1的另一端和所述第二电容C1的另一端均接地，所述第一变压器T1中与地端连接的输入端通过第一电感L1接地，所述第一变压器T1的两个输出端分别通过所述两个第三电容C3与所述第一级双路放大电路的两个输入端连接。
[0009]更进一步地，所述π型匹配单元包括第二电感L2、第三电感L3以及第四电容C4，所
述第二电感L2的一端和所述第四电容C4的一端连接且连接节点为所述π型匹配单元的输入端，所述第二电感L2的另一端接地，所述第四电容C4的另一端和所述第三电感L3的一端连接且连接节点为所述π型匹配单元的输出端，所述第三电感L3的另一端接地。
[0010]更进一步地，在所述隔直电容C和所述第二级双路放大电路的输入端之间还串联有电阻R0。
[0011]更进一步地，所述输出变压器匹配网络还包括两个第五电容C5，所述两个第五电容的一端分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，所述两个第五电容的另一端接地。
[0012]更进一步地，所述第一级双路放大电路包括两个第一晶体管Q1，所述第二级双路放大电路包括两个第二晶体管Q2；
[0013]所述两个第一晶体管Q1的基极分别为所述第一级双路放大电路的两个输入端，所述两个第一晶体管Q1的集电极分别为所述第一级双路放大电路的两个输出端，所述两个第一晶体管Q1的发射极接地；所述两个第二晶体管Q2的基极分别为所述第二级双路放大电路的两个输入端，所述两个第二晶体管Q2 的集电极分别为所述第二级双路放大电路的两个输出端，所述两个第二晶体管 Q2的发射极接地。
[0014]更进一步地，所述第一晶体管Q1和所述第二晶体管Q2的基极还连接有偏置电路；
[0015]所述偏置电路包括第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第六电容C6；
[0016]所述第三晶体管Q3的基极和集电极、所述第四晶体管Q4的基极、所述第一电阻R1的一端以及所述第六电容C6的一端相连接；所述第一电阻R1的另一端连接供电电压Vreg，所述第三晶体管Q3的发射极、所述第五晶体管Q5 的集电极和基极相连接，所述第五晶体管Q5的发射极与第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第六电容C6的另一端接地，所述第四晶体管Q4的集电极连接供电电压Vbat，所述第四晶体管Q4的发射极与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与对应的第一晶体管Q1或第二晶体管Q2的基极连接。
[0017]第二方面，本技术实施例提供一种应用于5G通信系统的射频前端架构，包括上述任一项所述的射频功率放大器。
[0018]有益效果：本技术的射频功率放大器中，包括输入变压器匹配网络、第一级双路放大电路、级间LC匹配网络、第二级双路放大电路以及输出变压器匹配网络；其中，所述输入变压器匹配网络包括一个第一变压器T1，所述级间LC匹配网络包括两个π型匹配单元和两个隔直电容C，所述输出变压器匹配网络包括一个第二变压器T2；所述第一变压器T1的两个输入端分别连接射频输入信号RFin和地端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述第一级双路放大电路的两个输入端，以将单端的所述射频输入信号RFin变为一对差分信号，所述第一级双路放大电路的两个输出端分别连接所述两个π型匹配单元的输入端，所述两个π型匹配单元的输出端分别与所述两个隔直电容C的一端连接，所述两个隔直电容C1的另一端分别连接所述第二级双路放大电路的两个输入端，所述第二级双路放大电路的两个输出端分别连接所述第二变压器 T2的两个输入端，所述第二变压器T2的一个输出端用于输出射频信号RFout，所述第二变压器T2的另一个输出端接地，通过上述方式，可以避免多个晶体管并联导致的输入输出阻抗减小而造成匹配困难问题，可以降低各级匹配网络的匹配难度，有利于提高输出功率。
附图说明
[0019]下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其有益效果显而易见。
[0020]图1是本技术实施例提供的应用于5G通信系统的射频功率放大器的电路图；
[0021]图2是本技术实施例提供的偏置电路的电路图。
具体实施方式
[0022]请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本技术的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本技术具体实施例，其不应被视为限制本技术未在此详述的其它具体实施例。
[0023]本技术的射频功率放大器100可适用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于5G通信系统的射频功率放大器，其特征在于，包括输入变压器匹配网络、第一级双路放大电路、级间LC匹配网络、第二级双路放大电路以及输出变压器匹配网络；其中，所述输入变压器匹配网络包括一个第一变压器T1，所述级间LC匹配网络包括两个π型匹配单元和两个隔直电容C，所述输出变压器匹配网络包括一个第二变压器T2；所述第一变压器T1的两个输入端分别连接射频输入信号RFin和地端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述第一级双路放大电路的两个输入端，以将单端的所述射频输入信号RFin变为一对差分信号，所述第一级双路放大电路的两个输出端分别连接所述两个π型匹配单元的输入端，所述两个π型匹配单元的输出端分别与所述两个隔直电容C的一端连接，所述两个隔直电容C1的另一端分别连接所述第二级双路放大电路的两个输入端，所述第二级双路放大电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的一个输出端用于输出射频信号RFout，所述第二变压器T2的另一个输出端接地。2.根据权利要求1所述的应用于5G通信系统的射频功率放大器，其特征在于，所述输入变压器匹配网络还包括第一电容C1、第二电容C2、两个第三电容C3以及第一电感L1；所述第一电容C1的一端和所述第二电容C2的一端分别与所述第一变压器T1的两个输入端连接，所述第一电容C1的另一端和所述第二电容C1的另一端均接地，所述第一变压器T1中与地端连接的输入端通过第一电感L1接地，所述第一变压器T1的两个输出端分别通过所述两个第三电容C3与所述第一级双路放大电路的两个输入端连接。3.根据权利要求1所述的应用于5G通信系统的射频功率放大器，其特征在于，所述π型匹配单元包括第二电感L2、第三电感L3以及第四电容C4，所述第二电感L2的一端和所述第四电容C4的一端连接且连接节点为所述π型匹配单元的输入端，所述第二电感L2的另一端接地，所述第四电容C4的另一端和所述第三电感L3的一端连接且连接节点为所述π型匹配单元的输出端，所述第三电感L3的另一端接地。4.根据权利要求1所述的应用于5G通...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志远，赵宇霆，郭嘉帅，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：