CN102355221A - 多频带功率放大器及输出匹配电路 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

多频带功率放大器及输出匹配电路

【技术领域】

本发明涉及IC设计领域，尤其是涉及一种多频带功率放大器。

【背景技术】

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1G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 ofMobile communication)标准支持900MHz(GSM900)、1800MHz(GSM1800)及1900MHz(GSM-1900)等几个频带，WCDMA(Wideband Code DivisionMultiple 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n个频带，分别为f1、f2和fn。所述功率放大器10包括有为频带f1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n、功率放大单元n和输出阻抗匹配单元n，其中n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。

【发明内容】

本发明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。

本发明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，根据本发明的一个方面，本发明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。

根据本发明的另一方面，本发明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，在本发明中由于采用了1至n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。

关于本发明的其他目的，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，本发明将更容易理解，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示出了本发明中的多频带功率放大器的第一实施例的方框示意图；

图3示出了本发明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示出了本发明中的多频带功率放大器的第三实施例的方框示意图；

图10示出了本发明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】

为使本发明的上述目的、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发明作进一步详细的说明。

本发明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发明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发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。本文中的“多个”或“多”可以表示两个或两个以上。

图2示出了本发明中的多频带功率放大器的第一实施例200的方框示意图。所述多频带功率放大器200可以支持多个频带(frequency bands)，其具有n个输入端，分别标记为201和202，它们分别接收频率f1和频率fn的输入射频(Radio Frequency)信号，所述输入射频信号通常来自有收发机(transceiver)。所述多频带功率放大器200还具有n个输出端，分别标记为203和204，它们分别输出频率f1和频率fn的放大射频信号，输出的放大射频信号可以由天线无线发射出去。例如，频率f1为800Mhz，频率fn为1900Mhz，n大于等于2。需要明确的是，上述频率都可以表示一个频带。

所述功率放大器200包括依次连接的n至1的输入匹配网络220、功率放大单元(或称之为功率放大主体)230和1至n的输出匹配网络240。

所述功率放大单元230可以放大每个频率的射频信号。

所述n至1的输入匹配网络220为每个频率提供合适匹配的输入阻抗，其包括多路复用器(Multiplexer)221、次级输入匹配单元或网络222、n个初级输入匹配单元223和224。n个频带的输入信号分别输入至对应的初级输入匹配单元，每个初级输入匹配单元用于为每个频带的输入信号提供初级输入阻抗匹配。所述多路复用器221可以从n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，比如多路复用器221选择频率f1的输入信号通过，那么所述多路复用器221将会阻止频率f1外的输入信号通过。所述次级输入匹配单元222用于对每个频带的信号进行次级输入阻抗匹配。

所述次级输入匹配单元222、对应的初级输入匹配单元223和224与功率放大单元230和多路复用器221一起为所述功率放大器200的每个频带提供合适匹配的输入阻抗。在此实施例中，为每个频带设计有独立的初级输入匹配单元，这样可以为每个频带提供更为精确匹配的输入阻抗。

由于射频信号输入端功率较小，在一个特殊的应用中，也可以不为每个频带设计不同的初级输入匹配单元，即可以省略初级输入匹配单元，而仅保留多路复用器221和其后的次级输入匹配单元222，此时所述次级输入匹配单元222可以被称为输入匹配单元222，这样同样可以满足一些应用的不同频带的输入阻抗的匹配要求。

所述1至n的输出匹配网络240为每个频率提供合适匹配的输出阻抗，其包括初级输出匹配单元241、多路分离器(Demultiplexer)242、n个次级输出匹配单元243和244。所述初级输出匹配单元241先将所述功率放大器200的输出阻抗提升至一个中间阻抗值，从而可以较为容易的在后续电路中进行阻抗匹配得到一个更高的预定阻抗值，这不仅使得后续匹配更容易设计，还可以使得相邻的多路分离器242更容易设计。

所述多路分离器242可以允许各个频带的信号传输至对应的次级输出匹配单元，并阻止或防止各个频带的信号传输至其它次级输出匹配单元。换句话说，所述多路分离器242可以将一条输出路径分离为n条输出路径，并将相应频带的信号传输至相应的输出路径上。比如，多路分离器242可以将频率f1的信号输送至次级输出匹配单元243，而阻止频率f1的信号进入其它次级输出匹配单元，再比如多路分离器242可以将频率fn的信号输送至次级输出匹配单元244，而阻止频率fn的信号进入其它次级输出匹配单元。

每个次级输出匹配单元设置于所述多路分离器242分离出的一条输出路径上，其对应一个频带，比如所述次级输出匹配单元243对应输出频率f1的射频信号，所述次级输出匹配单元244对应输出频率fn的射频信号。所述次级输出匹配单元用来完成对应频带的最终输出阻抗匹配和谐波滤除。由于初级输出匹配单元已经将所述输出阻抗提升至一个中间值，因此次级输出匹配单元则更容易将该输出路径的输出阻抗匹配至一个更高的预定阻抗值。

频率f1的射频信号经由输入端201输入所述功率放大器200，所述信号经过多路复用器221和输入匹配单元222后，由功率放大单元230进行功率放大，之后所述信号经由初级输出匹配单元241至多路分离器242，所述多路分离器242将频率f1的信号输送至次级输出匹配单元243，而阻止频率f1的信号进入其它次级输出匹配单元244，之后所述信号经由次级输出匹配单元243后至输出端203。所述初级输出匹配单元241和所述次级输出匹配单元243与功率放大单元230和多路分离器242一起为所述功率放大器200的频带f1提供合适匹配的输出阻抗。

频率fn的射频信号经由输入端202输入所述功率放大器200，所述信号经过多路复用器221和输入匹配单元222后，由功率放大单元230进行功率放大，之后所述信号经由初级输出匹配单元241至多路分离器242，所述多路分离器242将频率fn的信号输送至次级输出匹配单元244，而阻止频率fn的信号进入其它次级输出匹配单元，之后所述信号经由次级输出匹配单元244后至输出端204。所述初级输出匹配单元241和所述次级输出匹配单元244与功率放大单元230和多路分离器242一起为所述功率放大器200的频带fn提供合适匹配的输出阻抗。

图3示出了本发明中的多频带功率放大器的第二实施例300的方框示意图。所述多频带功率放大器300与图2中的多频带功率放大器200的功能及结构基本相同，其也包括依次连接的输入匹配网络320、功率放大单元(或称之为功率放大主体)330和1至n的输出匹配网络340。所述1至n的输出匹配网络340为每个频率提供合适匹配的输出阻抗，其包括初级输出匹配单元341、多路分离器342、n个次级输出匹配单元342和344、n个对应的输出端302和303。所述多频带功率放大器300与图2中的多频带功率放大器200的不同之处在于：所述输入匹配网络320置具有一个输入端301和输入匹配单元304，而不具图2中的多路复用器。在此实施例中，频率f1至频率fn的输入射频信号依次经由输入端301串行输入，此时需要收发机仅通过一个信号输出端来输出各种频率的信号。

在本发明中，由于采用了1至n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，同时也可以为每个频带得到匹配的输出阻抗，这种设减小了芯片面积和降低了成本。此外，所述1至n的输出匹配网络采用两级输出匹配的方式，第初级输出匹配单元先将所述输出阻抗提升至一个中间阻抗值，从而可以使得第次级输出匹配单元更容易设计，还可以使得相邻的多路分离器更容易设计。

图4示出了图2或图3中初级输出匹配单元的一个示例的电路示意图。所述初级输出匹配单元包括电感L1和电容C1。所述电感L1的一端与功率放大单元的输出端连接，另一端与多路分离器的输入端连接。电感L1与多路分离器连接的一端与地之间串联有所述电容C1。当然，所述初级输出匹配单元还可以采用其它不同的结构，其核心思想在于将功率放大器的输出阻抗提升至一个中级水平。

图5示出了图2或图3中的多路分离器的一个示例500的电路示意图。所述多路分离器500为1至3的分离器，其包括一个输入端501、三个输出端502、503和504、低通滤波单元510、带通滤波单元520和高通滤波单元530。低通滤波单元510、带通滤波单元520和高通滤波单元530共用所述输入端501，并分别对应三个输出端502、503和504。所述输入端501连接所述初级输出匹配单元的输出端，所述输出端502、503和504分别连接对应次级输出匹配单元。这样，所述多路分离器500可以将三个频带的信号传输至对应的次级输出匹配单元并阻止三个频带的信号传输至其它次级输出匹配单元。当然，所述多路分离器还可以采用多个通滤波器和/或多个阻滤波器(比如带阻滤波器，其仅阻止某一频带的信号)来实现1至n路的分离器。

此外，所述多路分离器还可以采用其它不同的结构，比如可以采用多个开关器件组合的方式将输入信号选择至对应的输出端。在一个实施例中，采用n个开关，所述n个开关的一端连接在一起作为多路分离器的输入端，所述n个开关的另一端作为多路分离器的多个输出端。在需要选通某一个频带时，将对应的开关导通，将其他的开关截止，这样就可以将一路输入分离成多路输出。所述开关为微机电系统式开关(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)。本发明中的多频带功率放大器在实现时为位于一块芯片内，这就需要所述开关的体积非常小，通常现有技术中的功率放大器的芯片内的开关是由晶体管来实现的，但是以这种方式实现的开关的阻抗一般会非常高或占用的芯片面积比较大，因此如果用晶体管的方式来实现所述多路分离器中的开关在具体应用中是比较难以实现的或实现成本很高。然而，由于微机电系统式开关非常小，因此其能够集成至功率放大器的芯片中。同时，由于其实质上是机械式的开关，因此其阻抗非常小，容易在具体应用中保证所述功率放大器能够正常工作。

图6示出了图2或图3中的多路分离器的另一个示例600的电路示意图。所述多路分离器600为1至2的分离器，其包括一个输入端601、两个输出端602和603、第一滤波单元610和第二滤波单元620。第一滤波单元610和第二滤波单元620共用所述输入端601，分别对应两个输出端602和603。所述输入端601连接所述初级输出匹配单元的输出端，所述输出端602和603分别连接对应次级输出匹配单元。第一滤波单元610包括并联的电感L2和电容C2，所述第二滤波单元620包括并联的电感L3和电容C3。所述第一滤波单元610的并联的电容和电感可以在频率f2处共振以阻止频率f2，同时其可以使频率f1的信号通过。所述第二滤波单元620的并联的电容和电感可以在频率f1处共振以阻止频率f1，同时其可以使频率f2的信号通过。

图7示出了图2或图3中的多路分离器的再一个示例700的电路示意图。所述多路分离器700为1至n的分离器，其包括一个输入端701、n个输出端702、703和704、第一开关710、第二开关720和带通滤波单元730。第一开关710、第二开关720和带通滤波单元730共用所述输入端701，并分别对应n个输出端702、703和704。所述输入端701连接所述初级输出匹配单元的输出端，所述输出端702、703和704分别连接对应次级输出匹配单元。在此例中，采用滤波单元和开关混合组成多路分离器的方式。

图8示出了图2或图3中的多路分离器的另外一个示例800的电路示意图。所述多路分离器800为1至2的分离器，其包括一个输入端801、两个输出端802和803、第一滤波单元810和第二滤波单元820。第一滤波单元810和第二滤波单元820共用所述输入端801，分别对应两个输出端802和803。所述输入端801连接所述初级输出匹配单元的输出端，所述输出端802和803分别连接对应次级输出匹配单元。第一滤波单元810包括并联的电感L4和电容C4，所述第二滤波单元820包括串联在输出端803和地之间的电感L5和电容C5和串联在输入端801和输出端803的电容C6。所述第一滤波单元810中的并联的电容和电感可以在频率f2处共振以阻止频率f2的信号，同时可以使频率f1的信号通过。所述第二滤波单元820串联的电容C5和电感L5可以在频率f1处共振以吸收频率f1的信号，从而可以使频率f2的信号通过。

图9示出了本发明中的多频带功率放大器的第二实施例900的方框示意图，其中并未示出所述多频带功率放大器900的输入匹配单元。所述多频带功率放大器900的功能及结构与图2中的多频带功率放大器200基本相同，其也包括依次连接的功率放大单元(或称之为功率放大主体)930和1至n的输出匹配网络940。所述功率放大单元930具有一个输入端901，从频带f1到频带fn的射频信号从输入端901输入到所述功率放大单元930内。所述多频带功率放大器900与图2中的多频带功率放大器200的不同之处在于：1到n的输出匹配网络940的结构有所不同。所述1至n的输出匹配网络940为每个频率提供合适匹配的输出阻抗，其包括初级输出匹配单元941、初级多路分离器942、次级输出匹配网络943和944。

图9中的输出匹配网络940和图2中的输出匹配网络的实质不同在于：所述初级多路分离器942可以将一条输出路径分离为多条输出路径，其中有一条或多条输出路径上对应多个频带，而不是所有的输出路径上都对应一个频带。所述输出匹配网络940还包括：在对应多个频带的次级输出匹配单元943后设置的次级分离器945、m个末级输出匹配单元946和947。所述次级多路分离器945将对应的次级输出匹配单元943输出的多个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个频带。所述次级多路分离器945的实现方式可以参考图5至图8或上文描述的其他实现多路分离器的方式。

m个末级输出匹配单元946和947分别设置于所述次级多路分离器945的对应路输出后，用于对对应频带的信号进行再次输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到预定输出阻抗。与所述初级输出匹配单元941类似，所述次级输出匹配单元943继续将所述功率放大器200的输出阻抗提升至一个更高中间阻抗值，并最终由末级输出匹配单元将所述输出阻抗匹配至预定阻抗值。不同的是，所述次级输出匹配单元944则直接完成对应频带的最终输出阻抗匹配，将所述输出阻抗匹配至预定阻抗值。

本发明中功率放大器可以为单级放大的功率放大器，同样可以为多级放大的功率放大器。从某种意义上讲，图2、图3和图4中的功率放大单元可以为多级串联的功率放大单元的组合。在多级放大的功率放大器中需要考虑多个功率放大单元之间的级间阻抗匹配，这些都可以采用现有技术中的级间阻抗匹配技术。

在一个优选的实施例中，图10示出了本发明中的多频带功率放大单元100的级间阻抗匹配示例的示意图。所述多频带功率放大单元100可以取代或用作图2、图3或图9中的功率放大单元，其包括有依次连接的三个功率放大级，分别为第一级功率放大单元或模块110、第二级功率放大单元或模块120和第三级功率放大单元或模块130，第一级功率放大单元110的输入端用作多级功率放大单元100的输入端101，第三级功率放大单元130的输出端用作多级功率放大单元100的输出端102。为了进行级间阻抗匹配，所述多级功率放大单元100还包括有与第一级功率放大单元110连接的第一级级间阻抗匹配单元140和与第二级功率放大单元120连接的第二级级间阻抗匹配单元140。所述第一级级间阻抗匹配单元140可以为第一级功率放大单元110和第二级功率放大单元120在不同频带下提供合适的级间阻抗匹配，所述第二级级间阻抗匹配单元150可以为第二级功率放大单元120和第三级功率放大单元130在不同频带下提供合适的级间阻抗匹配。

第一级级间阻抗匹配单元140包括串联的电容C11和电感L11、与串联的电容C11和电感L11并联的电感L12、连接在电感L12和电容C11的中间节点和地之间的电容C12，其中电感L12和电容C11的中间节点作为电源输入端连接电源Vcc，电感L12和电感L11的中间节点连接第一级功率放大单元110。第一级级间阻抗匹配单元140的另一个作用是为第一级功率放大单元110提供电源。

第二级级间阻抗匹配单元150包括串联的电容C13和电感L13、与串联的电容C13和电感L13并联的电感L14、连接在电感L13和电容C13的中间节点和地之间的电容C14，其中电感L14和电容C13的中间节点作为电源输入端连接电源Vcc，电感L14和电感L13的中间节点连接第二级功率放大单元120。第二级级间阻抗匹配单元150的另一个作用是为第二级功率放大单元120提供电源。

通过为电容C11、电感L11和L12设定合适的值，在第一频带f1时，所述电容C11、电感L11和L12等效于一定值的电感，在第二频带f2时，所述电容C11、电感L11和L12又会等效于另一值的电感，从而可以利用同一级间阻抗匹配单元为不同频带的信号提供合适的级间阻抗匹配。

同样的，通过为电容C13、电感L13和L14设定合适的值，在第一频带f1时，所述电容C13、电感L13和L14等效于一定值的电感，在第二频带f2时，所述电容C13、电感L13和L14又会等效于另一值的电感，从而可以利用同一级间阻抗匹配单元为不同频带的信号提供合适的级间阻抗匹配。

图11示出了图2或图3中的多路分离器的另外一个示例1100的电路示意图。所述多路分离器1100为1至2的分离器，其包括一个输入端1101、两个输出端1102和1103、第一滤波单元1110和第二滤波单元1120。第一滤波单元1110和第二滤波单元1120共用所述输入端1101，分别对应两个输出端1102和1103。所述输入端1101连接所述初级输出匹配单元的输出端，所述输出端1102和1103分别连接对应次级输出匹配单元。第一滤波单元1110包括依次串联在输出端1102和地之间的电感L7和电容C7和串连在输入端1101和输出端1102之间的电感L8，电容C7的一端接地。第二滤波单元1110包括依次串联在输出端1103和地之间的电感L9和电容C9和串连在输入端1101和输出端1103之间的电容C10，电容C9的一端接地。所述第一滤波单元1110中的串联的电容C7和电感L7可以在频率f2处共振以吸收频率f2的信号，同时可以使频率f1的信号通过。所述第二滤波单元1120串联的电容C9和电感L9可以在频率f1处共振以吸收频率f1的信号，从而可以使频率f2的信号通过。其中，电容C10也可以根据需要换成电感，电感L8也可以根据需要换成电容。

图9中示出了三级功率放大的示例，在其他示例中，也可以为两级功率放大、四级功率放大或更多级功率放大，除了末级功率放大外，其他各个级的功率放大级处均可以设置上述级间阻抗匹配单元150。

本发明中的输出匹配电路也可以用于其它结构的功率放大器中。本发明中的电感可以是金丝、金属走线、SMD(surface mounted device，表面安装装置)等所有射频性能为感性的东西或他们的组合。同样，本发明中的电容可以是SMD、芯片电容、基板电容、MEMS电容等所有射频性能为容性的东西或是他们的组合。

本发明中的相连或连接的含义不仅包括直接相接或连接，还包括间接相连或连接，比如经由一个电阻、功能电路后相连。文中的“初级”也可以称为“一级”，“次级”也可以称为“二级”等。本发明中的“和/或”或“或/和”表示和或者或的逻辑关系，比如A和/或B，表示A和B，或者A或B。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (13)

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。

2.根据权利要求1所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

3.根据权利要求1或2所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

4.根据权利要求1或2所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

5.根据权利要求4所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

7.根据权利要求5所述的输出匹配电路，其特征在于，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。

8.一种多频带功率放大器，其特征在于，其包括：

功率放大单元，对多个频带的信号进行功率放大；和

如权利要求1至7任一所述的输出匹配电路。

9.根据权利要求8所述的多频带功率放大器，其特征在于，其还包括有：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。

10.根据权利要求8所述的多频带功率放大器，其特征在于，其还包括有：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。

11.根据权利要求8所述的多频带功率放大器，其特征在于，其还包括有：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。

12.根据权利要求8所述的多频带功率放大器，其特征在于，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。

13.根据权利要求12所述的多频带功率放大器，其特征在于，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。

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