CN102394573A - 低噪声放大器的旁路电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大器与所述旁路电路具有共同的射频输入端，且所述低噪声放大器与旁路电路的输出端均连接于同一切换开关构成共同的射频输出端，所述低噪声放大器具有至少一放大管；所述旁路电路连接有至少一PIN管，所述PIN一端连接所述旁路电路构成一连接端，所述连接端与所述射频输入端之间通过四分之一波长线连接，所述PIN管的另一端接地。优选的是，所述放大管在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性。借此，本发明可以大大减小低噪声放大器及其旁路电路的体积，降低成本，提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种低噪声放大器的旁路电路。
背景技术
低噪声放大器是无线通信系统的关键组成部分，其主要应用于无线通信系统接收机的射频前端，对接收系统的性能起关键作用。随着能信性能要求的不断提高，一些通信系统要求低噪声放大通路具有信号旁路功能，当系统需要或低噪声放大通路出现异常时，可以通过内部切换开关切换到旁路状态，给上行信号提供最佳通路，以保证基站正常工作。在当今移动通信不断发展，运营成本不断被压缩的大环境下，以最低的成本和最小的体积，来实现更好的电路性能及更高的可靠性是十分必要的，因此，种新的低噪声低成本高可靠性的LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)设计及旁路开关切换电路，将具有重要的实用价值。
为实现电路性能达到良好的噪声系数，现有技术中常用的一种电路设计是：采用高频继电器作为LNA通路和旁路的切换开关，如图1所示。然而继电器成本高、体积大，并且在高低温下可靠性较差，温度、振动等都容易引起继电器失效，从而引起系统性能的急剧恶化。为提高可靠性，出现了电桥平衡式方案，如图2所示，放大器做成平衡式，利用电桥的隔离端连通旁路通道。虽然这种方案系统的电性能及可靠性有所提高，但其体积并未减小，且其成本较高。
综上可知，现有的低噪声放大器的旁路电路，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种低噪声放大器的旁路电路，其可以提高电路可靠性，减少电路体积，降低成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大器与所述旁路电路具有共同的射频输入端，且所述低噪声放大器与旁路电路的输出端均连接于同一切换开关构成共同的射频输出端，
所述低噪声放大器具有至少一放大管；
所述旁路电路连接有至少一PIN管，所述PIN管一端连接所述旁路电路构成一连接端，所述连接端与所述射频输入端之间通过四分之一波长线连接，所述PIN管的另一端接地。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大器包括串联的低噪声放大管和推动放大管。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述旁路电路连接有第一PIN管、第二PIN管和第三PIN管，所述第一PIN管和第三PIN管位于第二PIN管的两侧。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述第二PIN管具有两个阳极和一个阴极，所述第一PIN管和第三PIN管均具有一个阳极和一个阴极，其中，所述第一PIN管的阳极与所述第二PIN管的第一阳极连接，所述第三PIN管的阳极与所述第二PIN管的第二阳极连接，所述第一PIN管、第二PIN管和第三PIN管的阴极均接地。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述第二PIN管的第一阳极通过四分之一波长线连接于所述射频输入端。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大器、PIN管及切换开关分别配置有直流偏置电路。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述射频输入端与所述低噪声放大器之间设有第一隔直电容，所述低噪声放大器与所述切换开关之间设有第二隔直电容，所述连接端与所述射频输入端之间设有第三隔直电容，所述连接端与所述切换开关之间设有第四隔直电容。
根据本发明的低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大管在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性。
本发明通过在低噪声放大器的旁路电路上连接PIN管，且使PIN管的一端通过四分之一波长线与低噪声放大器的输入端连接构成公共的射频输入端，同时，本发明的低噪声放大器在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性，PIN管具有正偏导通零偏截止的特性，借此可实现低噪声放大器的通路与旁路电路间的切换，具有较高的可靠性，且电路体积较小，成本也较低。
附图说明
图1是现有技术一实施例的低噪声放大器的旁路电路示意图；
图2是现有技术另一实施例的低噪声放大器的旁路电路示意图；
图3是本发明的一实施例的低噪声放大器的旁路电路结构图；
图4是本发明的另一实施例的低噪声放大器的旁路电路结构图；
图5A是本发明一实施例的PIN管的结构示意图；
图5B是本发明另一实施例的PIN管的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图3，本发明提供了一种低噪声放大器的旁路电路，主要应用于通信系统接收机的射频前端，该电路包括低噪声放大器10的通路及旁路电路20，且低噪声放大器10与旁路电路20的连接点A作为二者共同的射频输入端，低噪声放大器10与旁路电路20的输出端均连接一切换开关30构成共同的射频输出端，借此，当系统需要或低噪声放大器10的通路出现异常时，可以通过内部切换开关30切换到旁路工作状态。
优选的，本发明的低噪声放大器10包括至少一放大管，所述放大管在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性。旁路电路20连接有至少一PIN管40，该PIN管40的阳极连接旁路电路20形成一连接端B，该连接端B通过四分之一波长线50与射频输入端A连接，PIN管40的阴极接地。
更好的，本发明的另一实施例中，射频输入端A与低噪声放大器10之间设有第一隔直电容C1，低噪声放大器10与切换开关30之间设有第二隔直电容C2，连接端B与射频输入端A之间设有第三隔直电容C3，连接端B与切换开关30之间设有第四隔直电容C4，借此可以去除电路中的直流分量，减少干扰。
需要说明的是，本发明的实际应用中，低噪声放大器10、切换开关30及PIN管40均配置有直流偏转电路(图中未示)，用以保证上述器件的正常工作。当对电路上电时，低噪声放大器10正常工作，PIN管40被加以正偏电压，此时PIN管40对地导通。同时，由于连接端B与射频输入端A之间是通过四分之一波长线50连接，故电路等效于旁路电路20在A点与射频输入断开，射频信号经由低噪声放大器10及切换开关30输出。
当电路关电时，PIN管40没有施加正偏电压，处于零偏截止状态，此时低噪声放大器10的放大管也断电，呈现高输入阻抗特性和射频信号强反射特性，此时电路等效于低噪声放大器10在C点与射频输入端断开，射频信号经由旁路电路20及切换开关30输出。优选的，为在系统隔离和旁路插损间达到平衡，可考虑使用不同隔离特性的PIN管，或根据实际情况对PIN管数目进行增减。
图4是本发明另一实施例提供的低噪声放大器的旁路电路，该实施例中低噪声放大器10包括串联的低噪声放大管Q1和推动放大管Q2，其中，低噪声放大管Q1采用AVAGO公司的MGA-634P8，同时，为得到较大的系统隔离，本实施例中采用三个PIN管D1、D2和D3，D1和D3设于D2的两侧，且第二PIN管D2的结构如图5A所示，其具有两个阳极管脚a和b以及一个阴极管脚，且内部采用高阻抗线连接，借此可得到高隔离度和低插损。同时再参见图5B，第一PIN管D1和第三PIN管D3均具有一个阳极和一个阴极。
具体的，第一PIN管D1的阳极与第二PIN管D2的第一阳极a连接，第三PIN管D3的阳极与第二PIN管D2的第二阳极b连接，且第一PIN管D1、第二PIN管D2和第三PIN管D3的阴极均接地。第二PIN管D2的第一阳极a端通过四分之一波长线50及第三隔直电容C3与射频输入端A连接，第二PIN管D2的第二阳极b端通过第四隔直电容C4与切换开关30连接，形成射频输出端。
实际应用时，对电路上电，低噪声放大器10正常工作，第一PIN管D1、第二PIN管D2和第三PIN管D3被施以正偏置电压，三个PIN管对地导通，离射频输入端A与其最近的对地导通位点B之间形成四分之一波长线50，此时电路等效于旁路电路20从A点与射频输入断开，射频信号经由第一隔直电容C1、低噪声放大管Q1、推动放大管Q2、第二隔直电容C2及切换开关30后输出。当对电路关电时，第一PIN管D1、第二PIN管D2和第三PIN管D3的偏置电压变为零，三个PIN管处于截止状态。与此同时，低噪声放大管Q1因断电呈现出高输入阻抗特性和射频信号反射特性，此时电路等效于低噪声放大器10的通路自Q1的输入点C点与射频输入断开，射频信号经由第三隔直电容C3、第二PIN管D2的阳极a和b端、第四隔直电容C4及切换开关30后输出。
通过对本发明技术方案的实际测试，与现有技术中第一种继电器方案相比，其布板面积可以节约80％，与现有技术中的第二种电桥平衡方案相比布板面积也可以节约75％，同时能够大大的节约成本。另外，由于本发明中的低噪声放大管Q1采用MGA-634P8，其具有较宽的输入驻波，便于实现与滤波器联调，更好的，其隔离度可高达28dB，有利于整体电路的稳定性，同时PIN管对温度和机械碰撞都不敏感，具有很高的可靠性。
综上所述，本发明通过在低噪声放大器的旁路电路上连接PIN管，且使PIN管的一端通过四分之一波长线与低噪声放大器的输入端连接构成公共的射频输入端，同时，本发明的低噪声放大器在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性，PIN管具有正偏导通零偏截止的特性，借此可实现低噪声放大器的通路与旁路电路间的切换，具有较高的可靠性，且电路体积较小，成本也较低。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种低噪声放大器的旁路电路，所述低噪声放大器与所述旁路电路具有共同的射频输入端，且所述低噪声放大器与旁路电路的输出端均连接于同一切换开关构成共同的射频输出端，其特征在于，
所述低噪声放大器具有至少一放大管；
所述旁路电路连接有至少一PIN管，所述PIN管一端连接所述旁路电路构成一连接端，所述连接端与所述射频输入端之间通过四分之一波长线连接，所述PIN管的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述低噪声放大器包括串联的低噪声放大管和推动放大管。
3.根据权利要求1所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述旁路电路连接有第一PIN管、第二PIN管和第三PIN管，所述第一PIN管和第三PIN管位于第二PIN管的两侧。
4.根据权利要求3所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述第二PIN管具有两个阳极和一个阴极，所述第一PIN管和第三PIN管均具有一个阳极和一个阴极，其中，所述第一PIN管的阳极与所述第二PIN管的第一阳极连接，所述第三PIN管的阳极与所述第二PIN管的第二阳极连接，所述第一PIN管、第二PIN管和第三PIN管的阴极均接地。
5.根据权利要求4所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述第二PIN管的第一阳极通过四分之一波长线连接于所述射频输入端。
6.根据权利要求1所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述低噪声放大器、PIN管及切换开关分别配置有直流偏置电路。
7.根据权利要求6所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述射频输入端与所述低噪声放大器之间设有第一隔直电容，所述低噪声放大器与所述切换开关之间设有第二隔直电容，所述连接端与所述射频输入端之间设有第三隔直电容，所述连接端与所述切换开关之间设有第四隔直电容。
8.根据权利要求2所述的低噪声放大器的旁路电路，其特征在于，所述低噪声放大管在断电时具有高输入阻抗特性和射频信号强反射特性。
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