一种多模射频功率放大器制造技术

本申请公开了一种多模射频功率放大器，包括：共用放大电路将输入射频信号进行功率放大；谐波抑制电路通过开关一连接在高频段共用匹配电路的输入端，用于抑制GSM高频段或者TD‑SCDMA频段信号的谐波；高频段共用匹配电路将接收的GSM高频段、TD‑SCDMA频段或者LTE‑TDD频段的射频信号进行阻抗变换匹配；高频段差异匹配电路将接收的GSM高频段或者TD‑SCDMA频段射频信号进行进一步地阻抗变换匹配和/或谐波抑制后送往开关电路；低频段匹配电路将接收的GSM低频段射频信号进行阻抗变换匹配后送往开关电路。本申请仅用一颗芯片就可以实现GSM、TD‑SCDMA和LTE‑TDD的多模射频功率放大，大量采用电路复用与电路共享，不仅集成度高，而且电路结构简单、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种多模射频功率放大器，可用于对GSM模式、TD-SCDMA模式和/或LTE-TDD模式的各频段射频信号进行放大。所述GSM模式包含EDGE(EnhancedDataratesforGSMEvolution，GSM增强数据率演进)。
技术介绍
以手机为代表的移动通讯终端中，射频功率放大器必不可少。例如，射频功率放大器位于发射机的末级，用来将已调制射频信号放大到所需功率值后送天线发射。从2G技术发展到4G技术，许多移动通讯终端都支持多种网络模式。这些网络模式例如包括GSM、cdmaOne(也简写为CDMA)、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WiMAX、LTE-TDD(也称TDDLTE或TDLTE)、LTE-FDD等。GSM、WCDMA、LTE-TDD等网络模式运行在特定的频段(frequencyband)上互不干扰。目前商业应用的GSM频段主要有4个，分别是GSM-850、E-GSM-900、DCS-1800、PCS-1900。目前商业应用的TD-SCDMA频段主要有2个，分别是Band34、Band39。目前商业应用或正在试验的LTE-TDD频段主要有7个，分别是Band38、Band39、Band40、Band41、Band42、Band43、Band44。现有的多模移动通讯终端大多采用多个独立的功率放大器芯片，以实现对不同网络模式(本质上是不同频段)的射频信号放大。请参阅图1，这是一种覆盖GSM和LTE-TDD双模的射频功率放大器，包括两颗芯片：芯片一用来实现GSM模式的射频信号放大，芯片二用来实现LTE-TDD模式的射频信号放大。GSM-850频段与E-GSM-900频段的频率较为接近，可以称为GSM低频段。DCS-1800频段与PCS-1900频段的频率较为接近，可以称为GSM高频段。在芯片一中，为GSM低频段和GSM高频段分别设置两路功率放大及阻抗匹配通道。每一路功率放大及阻抗匹配通道包括依次连接的功率控制电路(未图示)、射频放大电路和匹配电路。这两路通道的输出连接到同一个低插入损耗的开关电路，该开关电路直接连接发射天线。在芯片二中，为LTE-TDD模式的工作频段设置一路或多路功率放大及阻抗匹配通道，各通道的输出均连接到芯片一的开关电路，由该开关电路的切换来实现射频信号的发送及接收。公开号为CN101448343A、公开日为2009年6月3日的中国专利技术专利申请《TD-SCDMA/GSM双模手机射频功率放大器模块》中，公开了一种TD-SCDMA/GSM双模射频功率放大器，就是采用TD-SCDMA功率放大芯片和GSM功率放大芯片组合而成。这种采用分立的功率放大器芯片来实现多模射频功率放大器的方案具有集成度低、成本高的缺点。申请公布号为CN103546184A、申请公布日为2014年1月29日的中国专利技术专利申请《一种适应多模多频宽频的功放方法及系统》中，公开了一种多模多频功放系统。所述功放系统包括根据射频信号的频段生成控制信号的数字基带模块、以及根据控制信号调整工作频段的多频段自适应功放装置。所述多频段自适应功放装置包括实现不同频段的射频信号阻抗匹配的多个匹配阵列、以及实现不同频段的射频信号放大的多个功率放大器。该方案采用了复杂的电路设计来实现多模多频的射频功率放大器，在某种程度上提高了集成度，然而在电路复杂性、体积及成本方面带来了缺点。申请公布号为CN104753476A、申请公布日为2015年7月1日的中国专利技术专利申请《多模多频功率放大器》中，公开了一种多模多频功率放大器。所述多模多频功率放大器包括对射频信号进行功率放大的宽带放大器通道、以及进行阻抗匹配的基波阻抗变换器。所述基波阻抗变换器包括各频带射频信号共用的第一节段、各频带射频信号各自专用的第二节段、连接第一节段与第二节段的开关器件。该方案可以对多模多频的射频信号共用宽带放大器以及基波阻抗变换器的第一节段，因此可以减小体积和降低成本。然而，该方案中的开关器件只是用来将第一节段输出的射频信号耦合到第二节段，第二阶段输出的射频信号还需要经过天线开关传输到天线，这两种不同功能的开关器件是相互独立的。并且，该方案的三个实施例均需要使用定向耦合器，这也增加了电路设计的复杂性以及制造成本。为了提高射频功率放大器的集成度，最好能用一个功率放大器芯片支持多模多频，这对谐波抑制与匹配电路的带宽覆盖带来了挑战。GSM频段通常用于满足语音通话要求，需要发送大功率射频信号，因此对GSM频段的谐波抑制有较为严格的要求。DCS-1800频段的上行频率范围是1710.2MHz～1784.8MHz，PCS-1900频段的上行频率范围是1850.0MHz～1909.8MHz，其二次谐波频率范围是3420MHz～3820MHz。而LTE-TDD模式的Band41频段是2496MHz～2690MHz，Band42频段是3400MHz～3600MHz。可以发现GSM高频段的二次谐波落在了Band42频段中，也与Band41频段较为接近。因此如何在保证LTE-TDD性能的前提下，较好地抑制GSM高频段的二阶谐波就成为一个难题。从GSM高频段到LTE-TDD模式的Band42频段具有相当大的频率跨度，现有的匹配电路难以满足如此宽的带宽要求。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种可以覆盖GSM模式各频段、TD-SCDMA模式各频段和LTE-TDD模式各频段的射频功率放大器，具有较好的集成度、较为简单的电路结构与较低的成本。为解决上述技术问题，本申请多模射频功率放大器包括共用放大电路、谐波抑制电路、高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路和开关电路。所述共用放大电路将输入射频信号进行功率放大；当输入射频信号属于GSM高频段、TD-SCDMA频段或者LTE-TDD频段，放大后的射频信号送往高频段共用匹配电路；当输入射频信号属于GSM低频段，放大后的射频信号送往低频段匹配电路。所述谐波抑制电路通过开关一连接在高频段共用匹配电路的输入端，用于抑制GSM高频段或者TD-SCDMA频段信号的谐波；所述开关一仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段时才闭合。所述高频段共用匹配电路将接收的GSM高频段、TD-SCDMA频段或者LTE-TDD频段的射频信号进行阻抗变换匹配；当接收的射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关二送往高频段差异匹配电路；当所接收的射频信号属于LTE-TDD频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关三送往开关电路；所述开关二仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段时才闭合；所述开关三仅在输入射频信号属于LTE-TDD频段时才闭合。所述高频段差异匹配电路将接收的GSM高频段或者TD-SCDMA频段射频信号进行进一步地阻抗变换匹配和/或谐波抑制后送往开关电路。所述低频段匹配电路将接收的GSM低频段射频信号进行阻抗变换匹配后送往开关电路。所述开关电路将高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路输出的经过阻抗变换匹配的射频信号由开关切换送往天线发射。本申请取得的技术效果是仅用一颗芯片就可以实现GSM、TD-SCDMA和LTE-TDD的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模射频功率放大器，其特征是，包括共用放大电路、谐波抑制电路、高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路和开关电路；所述共用放大电路将输入射频信号进行功率放大；当输入射频信号属于GSM高频段、TD‑SCDMA频段或者LTE‑TDD频段，放大后的射频信号送往高频段共用匹配电路；当输入射频信号属于GSM低频段，放大后的射频信号送往低频段匹配电路；所述谐波抑制电路通过开关一连接在高频段共用匹配电路的输入端，用于抑制GSM高频段或者TD‑SCDMA频段射频信号的谐波；所述开关一仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD‑SCDMA频段时才闭合；所述高频段共用匹配电路将接收的GSM高频段、TD‑SCDMA频段或者LTE‑TDD频段的射频信号进行阻抗变换匹配；当接收的射频信号属于GSM高频段或者TD‑SCDMA频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关二送往高频段差异匹配电路；当所接收的射频信号属于LTE‑TDD频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关三送往开关电路；所述开关二仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD‑SCDMA频段时才闭合；所述开关三仅在输入射频信号属于LTE‑TDD频段时才闭合；所述高频段差异匹配电路将接收的GSM高频段或者TD‑SCDMA频段射频信号进行进一步地阻抗变换匹配和/或谐波抑制后送往开关电路；所述低频段匹配电路将接收的GSM低频段射频信号进行阻抗变换匹配后送往开关电路；所述开关电路将高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路输出的经过阻抗变换匹配的射频信号由开关切换送往天线发射。...

【技术特征摘要】
1.一种多模射频功率放大器，其特征是，包括共用放大电路、谐波抑制电路、高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路和开关电路；所述共用放大电路将输入射频信号进行功率放大；当输入射频信号属于GSM高频段、TD-SCDMA频段或者LTE-TDD频段，放大后的射频信号送往高频段共用匹配电路；当输入射频信号属于GSM低频段，放大后的射频信号送往低频段匹配电路；所述谐波抑制电路通过开关一连接在高频段共用匹配电路的输入端，用于抑制GSM高频段或者TD-SCDMA频段射频信号的谐波；所述开关一仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段时才闭合；所述高频段共用匹配电路将接收的GSM高频段、TD-SCDMA频段或者LTE-TDD频段的射频信号进行阻抗变换匹配；当接收的射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关二送往高频段差异匹配电路；当所接收的射频信号属于LTE-TDD频段，阻抗变换匹配后的射频信号通过开关三送往开关电路；所述开关二仅在输入射频信号属于GSM高频段或者TD-SCDMA频段时才闭合；所述开关三仅在输入射频信号属于LTE-TDD频段时才闭合；所述高频段差异匹配电路将接收的GSM高频段或者TD-SCDMA频段射频信号进行进一步地阻抗变换匹配和/或谐波抑制后送往开关电路；所述低频段匹配电路将接收的GSM低频段射频信号进行阻抗变换匹配后送往开关电路；所述开关电路将高频段共用匹配电路、高频段差异匹配电路、低频段匹配电路输出的经过阻抗变换匹配的射频信号由开关切换送往天线发射。2.根据权利要求1所述的多模射频功率放大器，其特征是，所述高频段差异匹配电路和开关电路制造在一颗芯片中，该芯片安装在一块印刷电路板上，所述高频段共用匹配电路和低频段匹配电路均采用表面安装技术形成在该印刷电路板的表面。3.根据权利要求1所述的多模射频功率放大器，其特征是，所述谐波抑制电路为一个电容与一个电感相串联并接地的LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路的谐振频率设置为GSM高频段射频信号的任意阶谐波频率值。4.根据权利要求1所述的多模射频功率放大器，其特征是，所述高频段共用匹配电路采用二级匹配电路，从输入端到输出端串联有匹配电感一和匹配电感二；在匹配电感一和匹配电感二之间还通过匹配电容一接地，在输出端还通过匹配电容二接地；或者，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文斌，贾斌，李啸麟，曾真，章乐，
申请(专利权)人：锐迪科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31