CN105305985A - 一种射频放大装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频放大装置，装置包括分别由依次连接的输入匹配网络、功率放大器以及功率放大器输出匹配网络构成的第一输入通路和第二输入通路以及射频开关网络，其中：第一输入通路与第二输入通路的输入分别连接到射频收发器；第一输入通路与第二输入通路均被构造成基于一个功率放大器放大处理多路不同频段/模式的射频信号；射频开关网络内部构造有多个与射频信号的频段/模式对应且输出连接到天线的输出通路；射频开关网络被构造成基于射频信号的频段/模式控制接通其内部相应的一个输出通路从而实现射频信号的输出。与现有技术相比，本发明的射频放大装置不仅体积小、成本低而且具有较高的抗干扰能力，具有较高的推广价值。

Description

一种射频放大装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体说涉及一种射频放大装置。

背景技术

在各种通信系统的无线发射机模块中，为了实现足够的输出功率以满足通信距离的要求，发射机的输出端往往会构造功率放大器模块(射频放大装置)。随着移动通信技术的演进和用户需求的爆炸式增长，工信部为无线通信分配了多个频段和多种调制方式。在这种情况下，为了保证通讯设备的通用性，就要求通讯设备可以同时满足不同的工作频率和制式的需求(例如支持多个频段和制式的多模多频手机)。

在现有的技术中主要是采用多个应用于不同的频段和制式的射频功率放大器来实现通讯设备对多个频段和制式的支持。这就使得通讯设备的功率放大器模块中需要构造多颗不同频率和制式的功率放大器。

但是现有技术中的多模多频放大解决方案存在硬件电路体积偏大、硬件成本偏高的问题。随着移动通讯设备(手机)的普及程度的不断提高，对于降低手机体积以及成本的要求也不断提高。现有技术中的多模多频放大解决方案已不能满足不断降低手机体积以及成本的手机设计要求。

因此，为了更好的适应手机设计要求，进一步降低器件体积以及成本，需要一种新的射频放大装置。

发明内容

为了更好的适应手机设计要求，进一步降低器件体积以及成本，本发明提供了一种射频放大装置，所述装置包括第一输入通路、第二输入通路以及射频开关网络，其中：

所述第一输入通路与所述第二输入通路分别由依次连接的输入匹配网络、功率放大器以及功率放大器输出匹配网络构成，所述第一输入通路与所述第二输入通路的输入分别连接到射频收发器；

所述第一输入通路与所述第二输入通路均被构造成基于一个所述功率放大器放大处理多路不同频段/模式的射频信号；

所述射频开关网络内部构造有多个输出连接到天线的输出通路，所述输出通路与所述射频信号的频段/模式对应，多个所述输出通路的输入分别连接到所述第一输入通路与所述第二输入通路的输出；

所述射频开关网络被构造成基于所述射频信号的频段/模式控制接通其内部相应的一个所述输出通路并关断其他所述输出通路从而实现所述射频信号的输出。

在一实施例中，所述射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

所述第一、第二输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第三、第四输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、射频输出匹配网络、双工器以及第三射频开关；

所述第三以及第四输出通路的结构分别与所述第一以及第二输出通路相同。

在一实施例中，所述射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

所述第一、第二输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第三、第四输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关、射频输出匹配网络、第二射频开关；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器、第三射频开关；

所述第三以及第四输出通路的结构分别与所述第一以及第二输出通路相同。

在一实施例中，所述第一、第二、第三以及第四输出通路分别对应全球移动通信系统标准频段信号、宽带码分多址干扰带5频段信号、数字蜂窝系统频段信号以及宽带码分多址干扰带2频段信号。

在一实施例中，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、第一射频输出匹配网络、第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第四射频开关、第二射频输出匹配网络、第二双工器、第五射频开关；

所述第四、第五以及第六输出通路的结构分别与所述第一、第二以及第三输出通路相同。

在一实施例中，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关、第一射频输出匹配网络、第二射频开关；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第二双工器、第四射频开关；

所述第四、第五以及第六输出通路的结构分别与所述第一、第二以及第三输出通路相同。

在一实施例中，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、第一射频输出匹配网络、第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第四射频开关、第二射频输出匹配网络、第二双工器、第五射频开关；

所述第四输出通路的输入以及输出之间依次串联第六射频开关、第三射频输出匹配网络、第七射频开关；

所述第五输出通路的输入以及输出之间依次串联第三双工器、第八射频开关；

所述第六输出通路的输入以及输出之间依次串联第四双工器、第九射频开关。

在一实施例中，所述装置中的功率放大器为宽带功率放大器。

在一实施例中：

所述第一输出通路对应全球移动通信系统标准850频段以及全球移动通信系统标准900频段信号；

所述第四输出通路对应数字蜂窝系统1800频段以及个人通讯服务1900频段信号；

所述第二、第三、第五以及第六输出通路分别对应宽带码分多址干扰带5频段信号、宽带码分多址干扰带8频段信号、宽带码分多址干扰带1频段信号以及宽带码分多址干扰带2频段信号。

在一实施例中，所述装置中的射频开关被构造为高隔离开关。

在一实施例中，所述第一输入通路与所述第二输入通路中的功率放大器、功率放大器输出匹配网络以及所述射频开关网络被集成构造在一个芯片中。

与现有技术相比，本发明的射频放大装置不仅体积小、成本低而且具有较高的抗干扰能力，具有较高的推广价值。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据现有技术一实施例的射频放大装置的电路结构示意图；

图2是根据现有技术另一实施例的射频放大装置的电路结构示意图；

图3是根据本发明一实施例针对双模双频的射频放大装置的电路结构示意图；

图4、图5和图6分别是以图3所示实施例为基础的不同结构的射频放大装置的电路结构示意图；

图7、图8和图9分别是根据本发明针对双模八频的不同结构的射频放大装置的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

在现有技术中，多模多频放大解决方案存在硬件电路体积偏大、硬件成本偏高的问题。其主要原因是硬件主体功率放大器的配置。以双频双模为例，现有技术的一个解决方案如图1所示。

在图1所示实施例中，将第二代(2rdGeneration，2G)通信技术的全球移动通信系统标准(GlobalSystemforMobileCommunication，GSM)频段和数字蜂窝系统(DigitalCellularSystem，DCS)频段的功率放大器以及输入输出匹配做到一颗芯片(功放芯片110)内，将第三代(3rdGeneration，3G)通信技术的某些频段，譬如宽带码分多址(WidebandCodeDivisionMultipleAccessband5，WCDMA)的干扰带5(band5)频段和band2频段以及输入输出匹配做到一颗芯片(功放芯片120)内。

功放芯片110中分别针对GSM频段以及DCS频段构造有两条放大通路(依次连接的输入匹配网络111、功率放大器112、输出匹配网络113以及依次连接的输入匹配网络121、功率放大器122、输出匹配网络123)。功放芯片120中分别针对WCDMAband5频段以及WCDMAband2频段构造有两条放大通路(依次连接的输入匹配网络131、功率放大器132、输出匹配网络133以及依次连接的输入匹配网络141、功率放大器142、输出匹配网络143)。输入匹配网络111、121、131以及141分别连接到射频收发器100。

WCDMA芯片需要独立的双工器芯片160，输出匹配网络133以及输出匹配网络143分别连接到双工器芯片160中的双工器161以及162。最后不同频段的射频信号输出(输出匹配网络113、输出匹配网络123、双工器161以及162)再通过射频开关芯片150至天线170。

由此可见，图1所示的实施例中射频前端一共由两颗射频放大装置芯片(功放芯片110以及120)，一颗开关芯片(射频开关芯片150)，一颗双工器芯片双工器芯片160组成，并且每个射频放大装置芯片(功放芯片)中构造有两个功率放大器。

图1所示的方案，采用多个芯片，整体解决方案成本增高，占用手机电路板空间增大，增加了手机板布局的复杂性和手机整体的体积。为优化图1所示的方案，在现有技术中还提出了如图2所示的方案。将2G通信的GSM频段和DCS频段的裸片以及对应的输入输出网络还有开关的裸片封装至一个芯片(功放芯片210)，将3G通信的某些频段，譬如WCDMAband5和band2的裸片以及输入输出网络和双工器的裸片封装至一个芯片(功放芯片220)。射频前端一共由两颗射芯片组成。

具体的，功放芯片210中分别针对GSM频段以及DCS频段构造有两条放大通路(依次连接的输入匹配网络211、功率放大器212、输出匹配网络213以及依次连接的输入匹配网络221、功率放大器222、输出匹配网络223)。功放芯片220中分别针对WCDMAband5频段以及WCDMAband2频段构造有两条放大通路(依次连接的输入匹配网络231、功率放大器232、输出匹配网络233以及依次连接的输入匹配网络241、功率放大器242、输出匹配网络243)。输入匹配网络211、221、231以及241分别连接到射频收发器100。

功放芯片220中还构造有双工器261以及262，输出匹配网络233以及输出匹配网络243分别连接到双工器芯片160中的双工器261以及262。功放芯片210中还构造有连接到天线170射频开关芯片250，不同频段的射频信号输出(输出匹配网络113、输出匹配网络123)再通过射频开关芯片250至天线170。另外，功放芯片220中的双工器261以及262也通过射频开关芯片250至天线170。

相对于图1所示的方案，图2所示的方案减少了整体芯片的数目，成本略有减低。但芯片内部的各个单元(功率放大器裸片中功放的数量)并未减少，因此成本降低幅度较小，约为10％。并且，现有的技术绝大多数是采用独立封装的射频开关连接射频功率放大器至天线端，因此占用手机电路板空间较大，增加了手机板布局的复杂性和手机整体的体积，整体解决方案成本增高。

结合对现有技术方案(图1以及图2)的分析可得现有的技术是采用多个射频功率放大器应用于不同的频段和制式，并采用独立封装的射频开关连接射频功率放大器至天线端，因此占用手机的手机电路板空间较大，整体解决方案成本较高(以GSM和DCS以及WCDMAband5和WCDMAband2为例，分为两种频段和两种制式，一共需要四颗单独的功放通路)。

针对现有技术的存在的问题本发明提出了一种射频放大装置。在本发明的射频放大装置中，应用一个射频功率放大器实现双模多频放大功能从而减少器件数量。具体的，本发明的射频放大装置包括第一输入通路、第二输入通路以及射频开关网络，其中：

第一输入通路与第二输入通路分别由依次连接的输入匹配网络、功率放大器以及功率放大器输出匹配网络构成，第一输入通路与第二输入通路的输入分别连接到射频收发器；

第一输入通路与第二输入通路均被构造成基于一个功率放大器放大处理多路不同频段/模式的射频信号；

射频开关网络内部构造有多个输出连接到天线的输出通路，输出通路与射频信号的频段/模式对应，多个输出通路的输入分别连接到第一输入通路与第二输入通路的输出；

射频开关网络被构造成基于射频信号的频段/模式控制接通其内部相应的一个输出通路并关断其他输出通路从而实现射频信号的输出。

以双模双频的解决方案为例，如图3所示，本发明的双模双频射频放大装置包含两个射频功率放大器(功率放大器312和322)以及相应通路。输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络(功率放大器输出匹配网络)313依次连接构成第一输入通路。输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络(功率放大器输出匹配网络)323依次连接构成第二输入通路。输入匹配网络311以及321分别连接到射频收发器100。输出匹配网络(功率放大器输出匹配网络)313以及323通过射频开关芯片350连接到天线170。

功率放大器312或322都可以实现双模((2G开关模式和3G线性模式))放大。这样射频功率放大器中所需的射频功率放大器就由现有技术方案中的四个减少为两个，芯片成本降低50％。

进一步的，在本发明一实施例中，射频开关网络350中构造有多个射频开关，射频开关用于控制输出通路的接通以及断开。射频开关网络还包含CMOS控制器，CMOS控制器与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器相连，用于基于功率放大器的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。

以GSM/DCS/WCDMAband5/WCDMAband2双模双频为例，在本发明的一实施例中，图3所示的方案的具体结构可以细化为图4所示的结构。如图4所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路.

射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

第一、第二输出通路的输入共同连接到第一输入通路的输出(输出匹配网络313的输出)，第三、第四输出通路的输入共同连接到第二输入通路的输出(输出匹配网络323的输出)；

第一输出通路的输入通过第一射频开关(开关451)连接到第一输出通路的输出；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关(开关452)、射频输出匹配网络(输出匹配网络411)、双工器(双工器412)以及第三射频开关(开关453)；

第三以及第四输出通路的结构分别与第一以及第二输出通路相同；

第三输出通路的输入通过开关454连接到第三输出通路的输出；

第四输出通路的输入以及输出之间依次串联开关455、输出匹配网络421、双工器422以及开关456。

第一、第二、第三以及第四输出通路分别对应GSM信号、WCDMAband5信号、DCS信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM频段和WCDMAband5共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313；DCS和WCDMAband2共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM信号通过输出匹配网络313后直接通过开关451至天线170输出。DCS信号通过输出匹配网络323后经开关454直接至天线170输出。WCDMAband5信号经过输出匹配网络313后，经过开关452切换到另一个输出匹配网络411和双工器412之后再通过开关453至天线170输出。WCDMAband2信号经过输出匹配网络323后，经过开关455切换到另一个输出匹配网络421和双工器422之后再通过开关456至天线170。

CMOS控制器401与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。

当射频放大装置放大GSM频段信号时，射频开关451开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband5信号时，射频开关452和射频开关453开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大DCS频段信号时，射频开关454开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband2信号时，射频开关455和射频开关456开启，其它开关关闭。

在本发明的另一实施例中，图3所示的方案的具体结构还可以细化为图5所示的结构。如图5所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路。

射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

第一、第二输出通路的输入共同连接到第一输入通路的输出(输出匹配网络313的输出)，第三、第四输出通路的输入共同连接到第二输入通路的输出(输出匹配网络323的输出)；

第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关(开关552)、射频输出匹配网络(输出匹配网络511)、第二射频开关(开关551)；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器(双工器512)、第三射频开关(开关553)；

第三以及第四输出通路的结构分别与第一以及第二输出通路相同；

第三输出通路的输入以及输出之间依次串联开关555、输出匹配网络521、开关554；

第四输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器522、开关556。

第一、第二、第三以及第四输出通路分别对应GSM信号、WCDMAband5信号、DCS信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM频段和WCDMAband5共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313；DCS和WCDMAband2共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM信号通过输出匹配网络313后经过开关552切换到另一个输出匹配网络511再通过开关551至天线170输出。DCS信号通过输出匹配网络323后经过开关555切换到另一个输出匹配网络521再通过开关554至天线170输出。WCDMAband5经过输出匹配网络313后，经过双工器512以及开关553切换至天线170输出。WCDMAband2信号经过输出匹配网络323后，经过双工器522以及开关556切换至天线170输出。

CMOS控制器501与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。

当射频放大装置放大GSM频段信号时，射频开关551和开关552开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband5信号时，射频开关553开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大DCS频段信号时，射频开关554和开关555开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband2信号时，射频开关556开启，其它开关关闭。

进一步的，在本发明一实施例中，将图4以及图5的结构结合。如图6所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路.

射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

第一、第二输出通路的输入共同连接到第一输入通路的输出(输出匹配网络313的输出)，第三、第四输出通路的输入共同连接到第二输入通路的输出(输出匹配网络323的输出)；

第一输出通路的输入通过开关651连接到第一输出通路的输出；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联开关652、输出匹配网络611、双工器612以及开关653；

第三输出通路的输入以及输出之间依次串联开关655、输出匹配网络621、开关654；

第四输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器622、开关656。

第一、第二、第三以及第四输出通路分别对应GSM信号、WCDMAband5信号、DCS信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM频段和WCDMAband5共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313；DCS和WCDMAband2共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM信号通过输出匹配网络313后直接通过开关651至天线170输出。DCS信号通过输出匹配网络323后经过开关655切换到另一个输出匹配网络621再通过开关654至天线170输出。WCDMAband5信号经过输出匹配网络313后，经过开关652切换到另一个输出匹配网络611和双工器612之后再通过开关653至天线170输出。WCDMAband2信号经过输出匹配网络323后，经过双工器622以及开关656切换至天线170输出。

CMOS控制器601与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。

当射频放大装置放大GSM频段信号时，射频开关651开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband5信号时，射频开关652和射频开关653开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大DCS频段信号时，射频开关654和开关655开启，其它开关关闭；当射频放大装置放大WCDMAband2信号时，射频开关656开启，其它开关关闭。

当把频带的数量继续扩充时，且功率放大器设计成宽带功率放大器时，本发明的射频放大装置的优势更加明显。以双模八频的解决方案为例，在本发明一实施例中，如图7所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路。

射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到第一输入通路的输出(输出匹配网络313的输出)，第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到第二输入通路的输出(输出匹配网络323的输出)；

第一输出通路的输入通过第一射频开关(开关753)连接到第一输出通路的输出；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关(开关752)、第一射频输出匹配网络(输出匹配网络711)、第一双工器(双工器712)、第三射频开关(开关751)；

第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第四射频开关(开关754)、第二射频输出匹配网络(输出匹配网络721)、第二双工器(双工器722)、第五射频开关(开关755)；

第四、第五以及第六输出通路的结构分别与第一、第二以及第三输出通路相同；

第四输出通路的输入通过开关758连接到第一输出通路的输出；

第五输出通路的输入以及输出之间依次串联开关757、输出匹配网络731、双工器732、开关756；

第六输出通路的输入以及输出之间依次串联开关759、输出匹配网络741、双工器742、开关760。

在本实施例中，第一输出通路对应全球移动通信系统标准850频段(GSM850)以及全球移动通信系统标准900频段(GSM900)信号；第四输出通路对应数字蜂窝系统1800频段(DCS1800)以及个人通讯服务1900频段(PersonalCommunicationsService1900，PCS1900)信号；第二、第三、第五以及第六输出通路分别对应WCDMAband5信号、WCDMAband8信号、WCDMAband1信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM850、GSM900、WCDMAband5、WCDMAband8共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313，DCS1800、PCS1900、WCDMAband1、WCDMAband5共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM850和GSM900信号通过输出匹配网络313后直接通过开关753至天线170输出。DCS1800和PCS1900信号通过输出匹配网络323后经开关758直接至天线170输出。WCDMAband5信号经过开关752切换到另一个输出匹配网络711再通过双工器712和开关751至天线170输出。WCDMAband8信号经过开关754切换到另一个输出匹配网络721再通过双工器722和开关755至天线170输出。WCDMAband1信号经过开关757切换到另一个输出匹配网络731再通过双工器732和开关756至天线170输出。WCDMAband2信号经过开关759切换到另一个输出匹配网络741再通过双工器742和开关760至天线170输出。

CMOS控制器701与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。当射频放大装置放大某一信号时，相应输出通路上的射频开关开启，其它输出通路上的开关关闭。

考虑到输出匹配网络占用的电路面积相对较大，为进一步缩小装置体积，在本发明另一实施例中，针对双模八频的解决方案如图8所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路。

射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到第一输入通路的输出(输出匹配网络313的输出)，第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到第二输入通路的输出(输出匹配网络323的输出)；

第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关(开关852)、第一射频输出匹配网络(输出匹配网络811)、第二射频开关(开关851)；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第一双工器(双工器812)、第三射频开关(开关853)；

第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第二双工器(双工器813)、第四射频开关(开关854)；

第四、第五以及第六输出通路的结构分别与第一、第二以及第三输出通路相同；

第四输出通路的输入以及输出之间依次串联开关856、输出匹配网络821、开关855；

第五输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器822、开关857；

第六输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器823、开关858。

在图8所示实施例中，第一输出通路对应GSM850以及GSM900信号；第四输出通路对应DCS1800以及PCS1900信号；第二、第三、第五以及第六输出通路分别对应WCDMAband5信号、WCDMAband8信号、WCDMAband1信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM850、GSM900、WCDMAband5、WCDMAband8共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313，DCS1800、PCS1900、WCDMAband1、WCDMAband5共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM850和GSM900信号通过输出匹配网络313后通过开关852转接到输出匹配网络811，再经过开关851至天线170输出。DCS1800和PCS1900信号通过输出匹配网络323后通过开关856转接到输出匹配网络821，再经过开关855至天线170输出。WCDMAband5经过双工器812和开关853至天线输出，WCDMAband8经过双工器813和开关854至天线170输出，WCDMAband1经过双工器822和开关857至天线输出，WCDMAband2经过双工器823和开关858至天线170输出。

CMOS控制器801与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。当射频放大装置放大某一信号时，相应输出通路上的射频开关开启，其它输出通路上的开关关闭。

相较于图7所示的实施例，图8所示的实施例中开关数目以及输出匹配网络的数目都被大大减少，从而简化了电路结构，缩小了装置体积。这里需要说明的是，在上述实施例中(图3-图7)输出匹配网络及射频开关FET面积由具体电路决定。

进一步的，在本发明一实施例中，采用了图7以及图8所示结构结合的方式。如图9所示，依次连接的输入匹配网络311、功率放大器312以及输出匹配网络313构成第一输入通路；依次连接的输入匹配网络321、功率放大器322以及输出匹配网络323构成第二输入通路。

射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到输出匹配网络313的输出，第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到输出匹配网络323的输出；

第一输出通路的输入通过开关953连接到第一输出通路的输出；

第二输出通路的输入以及输出之间依次串联开关952、输出匹配网络911、双工器912、开关951；

第三输出通路的输入以及输出之间依次串联开关954、输出匹配网络921、双工器922、开关955；

第四输出通路的输入以及输出之间依次串联开关957、输出匹配网络931、开关956；

第五输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器932、开关958；

第六输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器933、开关959。

在本实施例中，第一输出通路对应GSM850以及GSM900信号；第四输出通路对应DCS1800以及PCS1900信号；第二、第三、第五以及第六输出通路分别对应WCDMAband5信号、WCDMAband8信号、WCDMAband1信号以及WCDMAband2信号。也就是说，GSM850、GSM900、WCDMAband5、WCDMAband8共用输入匹配网络311和功率放大器312和输出匹配网络313，DCS1800、PCS1900、WCDMAband1、WCDMAband5共用输入匹配网络321和功率放大器322和输出匹配网络323。

在工作状态下，GSM850和GSM900信号通过输出匹配网络313后直接通过开关953至天线170输出。DCS1800和PCS1900信号通过输出匹配网络323后通过开关957转接到输出匹配网络931，再经过开关956至天线170输出。WCDMAband5信号经过开关952切换到另一个输出匹配网络911再通过双工器912和开关951至天线170输出。WCDMAband8信号经过开关954切换到另一个输出匹配网络921再通过双工器922和开关955至天线170输出。WCDMAband1经过双工器932和开关958至天线170输出，WCDMAband2经过双工器933和开关959至天线170输出。

CMOS控制器901与第一输入通路以及第二输入通路的功率放大器(312以及322)相连，其基于功率放大器(312以及322)的输出信号控制射频开关网络中的射频开关。当射频放大装置放大某一信号时，相应输出通路上的射频开关开启，其它输出通路上的开关关闭。

综上，根据本发明的装置，装置构造成本大大降低。具体的，在双模双频解决方案中，装置中功率放大器的数目由现有技术中的四个减少为两个，芯片成本降低50％。或者在双模八频解决方案中，装置中功率放大器的数目由现有技术中的八个减少为两个，芯片成本降低75％。

在本发明的一实施例中，将功率放大器、功率放大器输出匹配网络以及所述射频开关网络(射频开关芯片、双工器、射频输出匹配网络、CMOS控制器)封装至一个芯片，组成射频前端模块，简称(FEM，Front-endModule)。进一步的，在本发明的一实施例中，将输入匹配网络也封装入芯片中，如图3-图9中，装置被分别封装为功放芯片300、400、500、600、700、800以及900。并且进一步的，采用高隔离开关构造射频开关以降低两个频段之间的射频干扰。采用此结构的射频模块简化了外围设计电路，减少了手机板占用空间，使得整体解决方案成本大幅降低。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，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或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种射频放大装置，其特征在于，所述装置包括第一输入通路、第二输入通路以及射频开关网络，其中：

所述第一输入通路与所述第二输入通路分别由依次连接的输入匹配网络、功率放大器以及功率放大器输出匹配网络构成，所述第一输入通路与所述第二输入通路的输入分别连接到射频收发器；

所述第一输入通路与所述第二输入通路均被构造成基于一个所述功率放大器放大处理多路不同频段/模式的射频信号；

所述射频开关网络内部构造有多个输出连接到天线的输出通路，所述输出通路与所述射频信号的频段/模式对应，多个所述输出通路的输入分别连接到所述第一输入通路与所述第二输入通路的输出；

所述射频开关网络被构造成基于所述射频信号的频段/模式控制接通其内部相应的一个所述输出通路并关断其他所述输出通路从而实现所述射频信号的输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

所述第一、第二输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第三、第四输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、射频输出匹配网络、双工器以及第三射频开关；

所述第三以及第四输出通路的结构分别与所述第一以及第二输出通路相同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关网络包含第一、第二、第三以及第四输出通路，其中：

所述第一、第二输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第三、第四输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关、射频输出匹配网络、第二射频开关；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联双工器、第三射频开关；

所述第三以及第四输出通路的结构分别与所述第一以及第二输出通路相同。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四输出通路分别对应全球移动通信系统标准频段信号、宽带码分多址干扰带5频段信号、数字蜂窝系统频段信号以及宽带码分多址干扰带2频段信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、第一射频输出匹配网络、第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第四射频开关、第二射频输出匹配网络、第二双工器、第五射频开关；

所述第四、第五以及第六输出通路的结构分别与所述第一、第二以及第三输出通路相同。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入以及输出之间依次串联第一射频开关、第一射频输出匹配网络、第二射频开关；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第二双工器、第四射频开关；

所述第四、第五以及第六输出通路的结构分别与所述第一、第二以及第三输出通路相同。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关网络包含第一、第二、第三、第四、第五以及第六输出通路，其中：

所述第一、第二以及第三输出通路的输入共同连接到所述第一输入通路的输出，所述第四、第五以及第六输出通路的输入共同连接到所述第二输入通路的输出；

所述第一输出通路的输入通过第一射频开关连接到所述第一输出通路的输出；

所述第二输出通路的输入以及输出之间依次串联第二射频开关、第一射频输出匹配网络、第一双工器、第三射频开关；

所述第三输出通路的输入以及输出之间依次串联第四射频开关、第二射频输出匹配网络、第二双工器、第五射频开关；

所述第四输出通路的输入以及输出之间依次串联第六射频开关、第三射频输出匹配网络、第七射频开关；

所述第五输出通路的输入以及输出之间依次串联第三双工器、第八射频开关；

所述第六输出通路的输入以及输出之间依次串联第四双工器、第九射频开关。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置中的功率放大器为宽带功率放大器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述第一输出通路对应全球移动通信系统标准850频段以及全球移动通信系统标准900频段信号；

所述第四输出通路对应数字蜂窝系统1800频段以及个人通讯服务1900频段信号；

所述第二、第三、第五以及第六输出通路分别对应宽带码分多址干扰带5频段信号、宽带码分多址干扰带8频段信号、宽带码分多址干扰带1频段信号以及宽带码分多址干扰带2频段信号。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置中的射频开关被构造为高隔离开关。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一输入通路与所述第二输入通路中的功率放大器、功率放大器输出匹配网络以及所述射频开关网络被集成构造在一个芯片中。