多频带功率放大器及输出匹配电路制造技术

本发明专利技术公开了一种多频带功率放大器及其输出匹配电路。所述多频带功率放大器的输出匹配电路包括：用于对功率放大后的多个频带的信号进行初级输出阻抗匹配的一级输出匹配单元、用于将一级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出的多路分离器、分别设置于所述多路分离器的每路输出后的多个二级输出匹配单元，所述多路分离器的每一路输出对应一个或多个频带的信号。每个二级输出匹配单元对对应频带的信号进行次级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。这样，可以使得多个频带的信号共用同一个功率放大单元，这种设减小了芯片面积和降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及IC设计领域，尤其是涉及一种多频带功率放大器。
技术介绍
目前无线移动通信系统已经得到了广泛应用。无线移动通信系统从二十世纪80 年代早期的IG模拟系统发展到二十世纪90年代的2G数字系统，再发展到现在的3G系统， 将来可能发展到4G和5G系统。无线通信网络的目标是给世界各地用户提供无缝宽带连接。无线移动通信可以多个频带上进行，比如，2G GSM(Global System of Mobile communication)标准支持 900MHz (GSM900)、1800MHz (GSM1800)及 1900MHz (GSM-1900)等几个频带，WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)标准多达 8 个频带。不同的频带将会显著影响到硬件的设计，尤其是功率放大器的设计。通常来说，功率放大器是窄带装置，需要为每个频带设计一个独立的功率放大器。 目前多模式/多频带蜂窝电话都包括有多个功率放大器以支持多个频带。图1示出了传统多模式/多频带功率放大器10的示例方框图，其可以支持η个频带，分别为Π、f2和fn。 所述功率放大器10包括有为频带fl设计的输入阻抗匹配电路1、功率放大单元1和输出阻抗匹配单元1、为频带f2设计的输入阻抗匹配电路2、功率放大单元2和输出阻抗匹配单元 2、为频带fn设计的输入阻抗匹配电路η、功率放大单元η和输出阻抗匹配单元η，其中η大于等于2。可见，现有多模式/多频带功率放大器10为每个频带设计了单独的功率放大单元和单独的输入/输出阻抗匹配网络。然而，这种设计会增加芯片面积和成本。因此，希望提出一种改进的方案来克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题之一在于提供一种多频带功率放大器，其可以使得多个频带的信号共享同一个功率放大单元。本专利技术所解决的技术问题之二在于提供一种输出匹配电路，其可以使得多个频带的信号共享同一个功率放大单元。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种多频带功率放大器的输出匹配电路，其包括一级输出匹配单元，用于对功率放大后的多个频带的信号进行初级输出阻抗匹配；多路分离器，用于将一级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个或多个频带的信号；分别设置于所述多路分离器的每路输出后的多个二级输出匹配单元，每个二级输出匹配单元对对应频带的信号进行次级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。进一步的，如果所述多路分离器的一路输出对应多个频带的信号，那么在该路输出上的二级输出匹配单元后还包括有二级分离器，用于将对应的二级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个或多个频带的信号；和分别设置于所述二级多路分离器的每路输出后的多个三级输出匹配单元，每个三级输出匹配单元对对应频带的信号进行三级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。进一步的，所述一级输出匹配单元包括第一电感和第一电容，第一电感的一端接收功率放大后的多个频带的信号，另一端与所述多路分离器的输入端连接，第一电感与所述多路分离器连接的一端与地之间串联有第一电容。进一步的，所述多路分离器或所述二级多路分离器由多个开关、多个滤波器或开关和滤波器的组合组成，所述开关为微机电系统式开关。更进一步的，所述多路分离器包括第一滤波单元和第二滤波单元，第一滤波单元和第二滤波单元共用输入端，并分别具有一个输出端，第一滤波器允许第一频带的信号通过，并阻止第二频带的信号通过，第二滤波器允许第二频带的信号通过，并阻止第一频带的信号通过。再进一步的，第一滤波单元或/和第二滤波单元包括并联的电容和电感，其中并联的电容和电感的一端作为滤波单元的输入端，并联的电容和电感的另一端作为滤波单元的输入端。再进一步的，第一滤波单元或/和第二滤波单元包括串联在滤波器的输出端和地之间的电容和电感和串联在滤波单元的输出端和输入端之间有电感或电容。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种多频带功率放大器，其包括功率放大单元，对多个频带的信号进行功率放大；和前述任意一种输出匹配电路。进一步的，所述多频带功率放大器还包括有依次连接的多个初级输入匹配单元、 多路复用器和次级输入匹配单元，每个初级输入匹配单元对对应频带的输入信号进行初级输入阻抗匹配，所述多路复用器从所述多个频带的输入信号中选择一个频带通过并阻止选定频带外的其他信号通过；所述次级输入匹配单元对每个频带的信号进行次级输入阻抗匹配。进一步的，所述多频带功率放大器还包括有多路复用器，用于并行接收来自收发器的多个频带的信号，从所述多个频带的输入信号中选择一个频带通过并阻止选定频带外的其他信号通过；输入匹配单元，用于对每个频带的信号进行输入阻抗匹配。进一步的，所述多频带功率放大器还包括有输入匹配单元，用于串行接收来自收发器的多个频带的信号，并对每个频带的信号进行输入阻抗匹配。进一步的，所述功率放大单元包括依次连接的多个功率放大模块，至少有一个功率放大模块与一级间阻抗匹配单元相连，所述级间阻抗匹配单元包括串联的第十一电容和第十一电感、与串联的第十一电容和第十一电感并联的第十二电感。再进一步的，除了末级功率放大模块外，其余功率放大模块均与一级间阻抗匹配单元相连，所述级间阻抗匹配单元还包括有连接在第十二电感和第十一电容的中间节点和地之间的第十二电容，其中第十二电感和第十一电容的中间节点作为电源输入端连接电源，第十二电感和第十一电感的中间节点连接对应功率放大模块。与现有技术相比，在本专利技术中由于采用了 1至η的输出匹配网络，从而可以使得多个频带的信号共用同一个功率放大单元，这种设减小了芯片面积和降低了成本。关于本专利技术的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。附图说明结合参考附图及接下来的详细描述，本专利技术将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中图1示出了传统多频带功率放大器的方框示意图；图2示出了本专利技术中的多频带功率放大器的第一实施例的方框示意图；图3示出了本专利技术中的多频带功率放大器的第二实施例的方框示意图；图4示出了图2或图3中的初级输出匹配单元的一个示例的电路示意图；图5示出了图2或图3中的多路分离器的一个示例的电路示意图；图6示出了图2或图3中的多路分离器的另一个示例的电路示意图；图7示出了图2或图3中的多路分离器的再一个示例的电路示意图；图8示出了图2或图3中的多路分离器的另外一个示例的电路示意图；图9示出了本专利技术中的多频带功率放大器的第三实施例的方框示意图；图10示出了本专利技术中的多频带功率放大单元的级间阻抗匹配示例的示意图；和图11示出了图2或图3中的多路分离器的额外一个示例的电路示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来呈现，其直接或间接地模拟本专利技术中的技术方案的运作。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本专利技术至少一个实现方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多频带功率放大器的输出匹配电路，其特征在于，其包括：一级输出匹配单元，用于对功率放大后的多个频带的信号进行初级输出阻抗匹配；多路分离器，用于将一级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个或多个频带的信号；分别设置于所述多路分离器的每路输出后的多个二级输出匹配单元，每个二级输出匹配单元对对应频带的信号进行次级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷良军，任启明，
申请(专利权)人：雷良军，任启明，
类型：发明
国别省市：32