射频功率放大器及短报文通信系统技术方案

本发明专利技术提供了一种射频功率放大器，包括前级功率放大器，用于将输入端的信号进行放大后输出单端信号；第一螺旋线巴伦，用于将前级功率放大器的单端信号转换为差分信号并实现功率等分；末级功率放大单元，用于将第一螺旋线巴伦输出的差分信号进行放大后输出；第二螺旋线巴伦，用于将末级功率放大单元输出的差分信号进行合成后输出；巴伦调谐电容单元，用于调节前级功率放大器和末级功率放大器的输出阻抗；输出匹配网络，用于将第二螺旋线巴伦输出的信号实现阻抗匹配后输出。本发明专利技术还提供一种短报文通信系统。与现有技术相比，本发明专利技术的射频功率放大器和短报文通信系统输出饱和功率高，谐波抑制能力强。谐波抑制能力强。谐波抑制能力强。

【技术实现步骤摘要】
射频功率放大器及短报文通信系统


[0001]本专利技术涉及无线通信射频芯片设计
，尤其涉及一种适用短报文通信系统的射频功率放大器及短报文通信系统。

技术介绍

[0002]卫星导航系统中的短报文通信主要应用于普通移动通讯信号不能覆盖的地区(如无人区，荒漠，海洋，极地等)或通讯基站遭受破坏的情况下(如地震，洪水，台风等)，由于通信环境更加恶劣复杂，且导航终端与卫星间的通信距离与蜂窝移动网络相比距离更远，所以通信系统的准确性和稳定性就显得尤为关键。
[0003]卫星导航地面终端正常工作时，其与导航卫星、导航地面监控总站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，通信模式是以短报文(类似手机短信)形式作为传输基本单位，由于通信距离更远，作为射频前端的关键器件，射频功率放大器就需要输出更高的饱和功率，而高功率输出时射频功率放大器通常工作在非线性区，会产生一系列的谐波分量，谐波抑制能力变差，其自身对谐波的抑制能力的好坏将成为评判其整体性能的一项重要指标。

技术实现思路

[0004]针对以上相关技术的不足，本专利技术提出一种输出饱和功率高，谐波抑制能力强的射频功率放大器及短报文通信系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种射频功率放大器，包括：
[0006]输入端；
[0007]前级功率放大器，所述前级功率放大器的输入连接至所述输入端，用于将输入端的信号进行放大后输出单端信号；
[0008]第一螺旋线巴伦，用于将前级功率放大器的单端信号转换为差分信号并实现功率等分；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第一端连接至所述前级功率放大器的输出，所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第二端分别连接至第一电源电压和接地；
[0009]末级功率放大单元，用于将所述第一螺旋线巴伦输出的差分信号进行放大后输出，其包括第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入连接至所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的第一端，所述第二功率放大器的输入连接至所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的第二端；
[0010]第二螺旋线巴伦，用于将所述末级功率放大单元输出的差分信号进行合成后输出，所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的第一端连接至所述第一功率放大器的输出，所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的第二端连接至所述第二功率放大器的输出；所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的中抽头端连接至第二电源；
[0011]巴伦调谐电容单元，所述巴伦调谐电路单元包括分别连接至所述第一螺旋线巴伦的第一巴伦调谐电容单元和连接至所述第二螺旋线巴伦的第二巴伦调谐电容单元，用于调
节所述前级功率放大器和所述末级功率放大器的输出阻抗；
[0012]输出匹配网络，用于将所述第二螺旋线巴伦输出的信号实现阻抗匹配后输出，其包括依次连接的第一串联谐振电路、第二串联谐振电路、第一低通匹配电路、第二低通匹配电路、第三低通匹配电路以及带阻匹配网络；以及，
[0013]输出端，所述输出端连接至所述输出匹配网络的输出。
[0014]优选的，所述射频功率放大器由射频芯片单元和基板装配组成；所述输出端、所述前级功率放大器、所述第一螺旋线巴伦、所述第一巴伦调谐电容单元、所述末级功率放大单元均集成于所述射频芯片单元，所述第二螺旋线巴伦、所述第二巴伦调谐电容单元、所述输出匹配网络、所述输出端均形成于所述基板上。
[0015]优选的，所述第一巴伦调谐电容单元包括第一调谐电容、第二调谐电容、第三调谐电容和第四调谐电容；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第一端还通过串联所述第一调谐电容后连接至接地；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第二端通过串联所述第二调谐电容后连接至接地；所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的中抽头端通过串联所述第三调谐电容后连接至接地；所述第四调谐电容与所述第二螺旋线巴伦的初级线圈并联连接。
[0016]优选的，所述第一调谐电容、所述第二调谐电容、所述第三调谐电容及所述第四调谐电容为片上STACK电容或MIM电容。
[0017]优选的，所述第二巴伦调谐电容单元包括第五调谐电容、第六调谐电容、第七调谐电容和第八调谐电容；所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的中抽头端还通过串联所述第五调谐电容后连接至接地；所述第二螺旋线巴伦的次级线圈的第二端通过串联所述第六调谐电容后连接至接地；所述第七调谐电容和所述第八调谐电容分别与所述第二螺旋线巴伦的次级线圈并联连接。
[0018]优选的，所述第一串联谐振电路包括相互串联的所述第七谐振电容和第一谐振电感，所述第一串联谐振电路一端连接至所述第二螺旋线巴伦的次级线圈的第一端，所述第一串联谐振电路的另一端连接至接地；所述第二串联谐振电路与所述第一串联谐振电路的结构相同。
[0019]优选的，所述第一低通匹配电路包括第一电感、第一电容和第一匹配电感，所述第一电感的第一端作为输入连接至所述第二螺旋线巴伦的次级线圈的第一端，所述第一电感的第二端作为输出，所述第一电容的第一端连接至所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端连接至所述第一匹配电感的第一端，所述第一匹配电感的第二端连接至接地；所述第二低通匹配电路以及第三低通匹配电路均与所述第一低通匹配电路的结构相同，所述第二低通匹配电路的输入连接至所述第一低通匹配电路的输出，所述第三低通匹配电路的输入连接至所述第二低通匹配电路的输出。
[0020]优选的，所述带阻匹配网络包括相互并联的第四电容和第四电感，所述带阻匹配网络的输入连接至所述第三低通匹配电路的输出，所述带阻匹配网络的输出连接至所述输出端。
[0021]优选的，所述第一电感、所述第二电感、所述第三电感、所述第一匹配电感、所述第二匹配电感、所述第三匹配电感、第一谐振电感以及第二谐振电感均通过SMT形式或绕线电感形式或IPD形式形成。
[0022]本专利技术实施例还提供一种短报文通信系统，包括本专利技术实施例提供的上述射频功
率放大器。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的射频功率放大器和短报文通信系统，包括前级功率放大器，用于将输入的信号进行放大后输出单端信号；第一螺旋线巴伦，用于将前级功率放大器的单端信号转换为两路差分信号；末级功率放大单元，用于将所述第一螺旋线巴伦输出的差分信号进行放大后输出；第二螺旋线巴伦，用于将所述末级功率放大单元输出的差分信号进行合成后输出；巴伦调谐电容单元，用于调节所述前级功率放大器和所述末级功率放大器的输出阻抗；输出匹配网络，用于将所述第二螺旋线巴伦输出的信号实现阻抗匹配后输出。通过上述结构两级功率放大结构以及螺旋线巴伦的差分转换，有效的实现了更高的饱和功率输出且对偶次谐波加强抑制；同时，通过上述结构中的巴伦调谐电容单元和输出匹配网络的结构设置，更有效的实现了对输出阻抗的匹配以及对二阶、三阶谐波的抑制，从而达到了更优的谐波抑制效果。
附图说明
[0024]下面结合附图详细说明本专利技术。通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例提供的射频功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器包括输入端；前级功率放大器，所述前级功率放大器的输入连接至所述输入端，用于将所述输入端的信号进行放大后输出单端信号；第一螺旋线巴伦，用于将所述前级功率放大器的单端信号转换为差分信号并实现功率等分；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第一端连接至所述前级功率放大器的输出，所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第二端分别连接至第一电源电压和接地；末级功率放大单元，用于将所述第一螺旋线巴伦输出的差分信号进行放大后输出，其包括第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入连接至所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的第一端，所述第二功率放大器的输入连接至所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的第二端；第二螺旋线巴伦，用于将所述末级功率放大单元输出的差分信号进行合成后输出，所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的第一端连接至所述第一功率放大器的输出，所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的第二端连接至所述第二功率放大器的输出；所述第二螺旋线巴伦的初级线圈的中抽头端连接至第二电源；巴伦调谐电容单元，所述巴伦调谐电路单元包括分别连接至所述第一螺旋线巴伦的第一巴伦调谐电容单元和连接至所述第二螺旋线巴伦的第二巴伦调谐电容单元，用于调节所述前级功率放大器和所述末级功率放大器的输出阻抗；输出匹配网络，用于将所述第二螺旋线巴伦输出的信号实现阻抗匹配后输出，其包括依次连接的第一串联谐振电路、第二串联谐振电路、第一低通匹配电路、第二低通匹配电路、第三低通匹配电路以及带阻匹配网络；以及，输出端，所述输出端连接至所述输出匹配网络的输出。2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器由射频芯片单元和基板装配组成；所述输出端、所述前级功率放大器、所述第一螺旋线巴伦、所述第一巴伦调谐电容单元、所述末级功率放大单元均集成于所述射频芯片单元，所述第二螺旋线巴伦、所述第二巴伦调谐电容单元、所述输出匹配网络、所述输出端均形成于所述基板上。3.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一巴伦调谐电容单元包括第一调谐电容、第二调谐电容、第三调谐电容和第四调谐电容；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第一端还通过串联所述第一调谐电容后连接至接地；所述第一螺旋线巴伦的初级线圈的第二端通过串联所述第二调谐电容后连接至接地；所述第一螺旋线巴伦的次级线圈的中抽头端通过串联所述第...

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