CN108449097A - 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法 - Google Patents

一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108449097A
CN108449097A CN201810385035.XA CN201810385035A CN108449097A CN 108449097 A CN108449097 A CN 108449097A CN 201810385035 A CN201810385035 A CN 201810385035A CN 108449097 A CN108449097 A CN 108449097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
matching circuit
distributed
output
power amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810385035.XA
Other languages
English (en)
Inventor
高明明
盛爽爽
南敬昌
胡婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning Technical University
Original Assignee
Liaoning Technical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning Technical University filed Critical Liaoning Technical University
Priority to CN201810385035.XA priority Critical patent/CN108449097A/zh
Publication of CN108449097A publication Critical patent/CN108449097A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/005—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements using switched capacitors, e.g. dynamic amplifiers; using switched capacitors as resistors in differential amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/10—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/401—Circuits for selecting or indicating operating mode
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明属于通信领域，具体涉及一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器及其控制方法，所述放大器包括输入端口、输入匹配电路、分布式PIN开关、晶体管、偏置电路、接地式分布开关、输出匹配电路和输出端口；所述控制方法包括：1)采集待放大信号；2)将所述待放大信号转换为目标频段；3)将转换后的信号进行放大；4)将转换并放大后的信号传出。本发明采用分布式PIN开关，减低了在制版和测试时的实际操作难度；提出新型可重构理论，提高了功放整体的可行性，降低了其设计难度；通过添加90度微带线消除新型结构的彼此干扰。

Description

一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器及其控制方法
所属技术领域
本发明属于通信领域，具体涉及一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器及其控制方法。
技术背景
近年来，随着无线技术的发展，各种通信系统应运而生。虽然给人们的生活带来了便利，但是也带来很多问题。首先，建设多个系统耗费巨大，且会冗余；其次，系统之间的互相切换需要进一步处理，较为困难；最后，各个系统联合工作兼容性较差。功率放大器作为通信系统中最重要的模块，决定着整个系统的性能。可重构功率放大器通过可重构器件的控制可以在不同的制式和频段下切换，结构简单，性能良好的可重构功放会推动射频电路智能化的发展，但是目前可重构功放的设计较复杂，主要体现在下面几个方面：1)可重构器件设计困难且对电路影响大；2)可重构功放的匹配电路结构比较固定而且实现有一定难度；3)可重构功放调试困难。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器，其特征在于，包括：输入端口、输入匹配电路、分布式PIN开关、晶体管、偏置电路、输出匹配电路、接地式分布开关和输出端口；
所述输入端口、输入匹配电路、晶体管、偏置电路、输出匹配电路和输出端口依次连接；
所述输入匹配电路包括干路微带线和可变电容；
所述干路微带线分别连接所述输入端口、晶体管和偏置电路；所述干路微带线上接有若干个所述可变电容；
各个所述可变电容分别由若干个电容组合而成；
所述分布式PIN开关为基于PIN二极管的分布参数结构，包括PIN二极管、串联谐振电路与并联谐振电路；所述分布式PIN开关分别与对应的各个所述可变电容相适应并连接；
所述输出匹配电路的数量与所述可变电容数量相同，所述各个输出匹配电路分别与各个所述可变电容相适应；所述输出匹配电路采用可重构结构，并与对应的所述接地式分布开关连接；
所述接地式分布开关的数量与所述输出匹配电路的数量相同，并与各个所述输出匹配电路相适应；所述接地式分布开关为基于PIN二极管的分布参数结构，并接地；
所述输出端口与所述输出匹配电路相适应并连接。
所述输出匹配电路中包括90度微带线。
所述电容的数量为5个，组合为3个所述可变电容；所述各个可变电容可以实现1.75G、2.1G和2.6G频段的切换。
采用上述的基于分布式PIN开关的可重构功率放大器的控制方法，包括以下步骤：
步骤1，将待放大信号接入所述输入端口并传入所述干路微带线；
步骤2，通过控制所述分布式PIN开关，将所述待放大信号转换为目标频段；
步骤3，通过晶体管和偏置电路，将转换后的信号进行放大；
步骤4，通过控制接地式分布开关，将转换并放大后的信号通过对应的输出匹配电路和输出端口电路传入信号接收装置。
本发明的有益效果：
本发明提出一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器及其控制方法，采用基于LC谐振理论设计的分布式PIN开关，结构简单，减低了在制版和测试时的实际操作难度，为可重构器件的设计提供借鉴意义；
本发明提出的新型可重构理论，较现有的可重构结构简单易行，提高了功放整体的可行性，降低了其设计难度；同时通过添加90度的微带线消除新型结构的彼此干扰，为可重构理论的优化提供了方法，是对目前可重构理论的充实。
本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中所述基于分布式PIN开关的可重构功率放大器的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中所述放大器的控制方法的流程图。
图中：1、输入端口；2、输入匹配电路；3、分布式PIN开关；4、晶体管；5、偏置电路；6、输出匹配电路；7、接地式分布开关；8-1、第一输出端口；8-2、第二输出端口；8-3、第三输出端口；9、干路微带线；10、可变电容；11、90度微带线。
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实例，对本发明做进一步详细说明。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。
本发明提出一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器，如图1所示，包括输入端口1、输入匹配电路2、分布式PIN开关3、晶体管4、偏置电路5、输出匹配电路6、接地式分布开关7和输出端口；
所述输入端口1、输入匹配电路2、晶体管4、偏置电路5、输出匹配电路6和输出端口依次连接；
所述输入端口1用于接收目标信号；
所述输入匹配电路2包括干路微带线9和可变电容10；
所述干路微带线9分别连接所述输入端口1、晶体管4和偏置电路5；所述干路微带线9上接有若干个所述可变电容10；
各个所述可变电容10分别由若干个电容组合而成，分别对应不同的目标频段；
所述分布式PIN开关3为基于PIN二极管的分布参数结构，包括PIN二极管11、串联谐振电路12与并联谐振电路13；所述分布式PIN开关3分别与对应的各个所述可变电容10相适应并连接；所述PIN二极管11的型号采用smp1322；
通过所述分布式PIN开关3控制可变电容10的接入，即在保持干路微带线9不变的情况下，通过所述分布式PIN开关3的开和关控制电路接入不同的电容，达到匹配电路在不同频段工作的目的，实现不同频段的切换；所述分布式PIN开关3利用所述PIN二极管导通前后近似等效于电感和电容的特性，采用所述串联谐振电路对其进行所述“开”状态设计，采用所述并联谐振电路对其进行所述“关”状态设计；
所述晶体管4和偏置电路5用于对信号进行功率放大；所述晶体管4的型号采用CGH40010F；
所述输出匹配电路6的数量与所述可变电容10数量相同，所述各个输出匹配电路6分别与各个所述可变电容10相适应；所述输出匹配电路6采用可重构结构，并与对应的所述接地式分布开关7连接；
所述接地式分布开关7的数量与所述输出匹配电路6的数量相同，并与各个所述输出匹配电路6相适应；所述接地式分布开关7为基于PIN二极管的分布参数结构，并接地；
通过所述接地式分布开关7对电路信号进行控制，即通过所述接地式分布开关7的“开”状态使得信号接地，“关”状态使得信号导通，实现对输出匹配电路的切换；所述输出匹配电路6中包括90度微带线11，其等效于电感，可消除各个输出匹配电路6之间的影响和干扰；
所述输出端口与所述输出匹配电路7相适应并连接，用于将已完成的信号传出；
所述电容的数量为5个，组合为3个所述可变电容10；所述各个可变电容10可以实现1.75G、2.1G和2.6G频段的切换，由对应的5个所述分布式PIN开关3进行控制；其中，第一输出端口8-1及其匹配的各个组件对应2.1G频段；第二输出端口8-2及其匹配的各个组件对应1.75G频段；第三输出端口8-3及其匹配的各个组件对应2.6G频段；
相同的实施例中，所述电容的数量可以根据实际需求进行调整，使其组合的若干所述电容组能够实现其他不同频段的切换，与其匹配的所述分布式PIN开关3、输出匹配电路6、接地式分布开关7和输出接口也随之进行相应调整。
采用上述基于分布式PIN开关的可重构功率放大器的控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，将待放大信号接入所述输入端口1并传入所述干路微带线9；
步骤2，通过控制所述分布式PIN开关3，将所述待放大信号转换为目标频段；
步骤3，通过晶体管4和偏置电路5，将转换后的信号进行放大；
步骤4，通过控制接地式分布开关7，将转换并放大后的信号通过对应的输出匹配电路6和输出端口传出。
根据步骤1至步骤4，完成对待放大信号的频段转换与放大功能。
本发明提出一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器及其控制方法，采用基于LC谐振理论设计的分布式PIN开关3，结构简单，减低了在制版和测试时的实际操作难度，为可重构器件的设计提供借鉴意义；
本发明提出的新型可重构理论，较现有的可重构结构简单易行，提高了功放整体的可行性，降低了其设计难度；同时通过添加90度微带线11消除新型结构的彼此干扰，为可重构理论的优化提供了方法，是对目前可重构理论的充实。
本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。

Claims (4)

1.一种基于分布式PIN开关的可重构功率放大器，其特征在于，包括：输入端口、输入匹配电路、分布式PIN开关、晶体管、偏置电路、输出匹配电路、接地式分布开关和输出端口；
所述输入端口、输入匹配电路、晶体管、偏置电路、输出匹配电路和输出端口依次连接；
所述输入匹配电路包括干路微带线和可变电容；
所述干路微带线分别连接所述输入端口、晶体管和偏置电路；所述干路微带线上接有若干个所述可变电容；
各个所述可变电容分别由若干个电容组合而成；
所述分布式PIN开关为基于PIN二极管的分布参数结构，包括PIN二极管、串联谐振电路与并联谐振电路；所述分布式PIN开关分别与对应的各个所述可变电容相适应并连接；
所述输出匹配电路的数量与所述可变电容数量相同，所述各个输出匹配电路分别与各个所述可变电容相适应；所述输出匹配电路采用可重构结构，并与对应的所述接地式分布开关连接；
所述接地式分布开关的数量与所述输出匹配电路的数量相同，并与各个所述输出匹配电路相适应；所述接地式分布开关为基于PIN二极管的分布参数结构，并接地；
所述输出端口与所述输出匹配电路相适应并连接。
2.根据权利要求1所述的基于分布式PIN开关的可重构功率放大器，其特征在于，所述输出匹配电路中包括90度微带线。
3.根据权利要求1所述的基于分布式PIN开关的可重构功率放大器，其特征在于，所述电容的数量为5个，组合为3个所述可变电容；所述各个可变电容可以实现1.75G、2.1G和2.6G频段的切换。
4.采用权利要求1所述的基于分布式PIN开关的可重构功率放大器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将待放大信号接入所述输入端口并传入所述干路微带线；
步骤2，通过控制所述分布式PIN开关，将所述待放大信号转换为目标频段；
步骤3，通过晶体管和偏置电路，将转换后的信号进行放大；
步骤4，通过控制接地式分布开关，将转换并放大后的信号通过对应的输出匹配电路和输出端口电路传入信号接收装置。
CN201810385035.XA 2018-04-26 2018-04-26 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法 Pending CN108449097A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810385035.XA CN108449097A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810385035.XA CN108449097A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108449097A true CN108449097A (zh) 2018-08-24

Family

ID=63201685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810385035.XA Pending CN108449097A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108449097A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110445471A (zh) * 2019-09-11 2019-11-12 辽宁工程技术大学 一种双波段可重构射频功率放大器及其控制方法
CN112865735A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 辽宁工程技术大学 一种基于pin开关的可重构双波段功率放大器及其控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243872A (ja) * 2006-03-13 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd トランジスタ回路及びそれを用いた高周波増幅器
US7417508B1 (en) * 2007-03-08 2008-08-26 Sige Semiconductor (U.S.), Corp. Multiple RF path amplifiers
CN203219248U (zh) * 2013-05-13 2013-09-25 中国科学院微电子研究所 一种lte射频功率放大器
CN105656438A (zh) * 2016-01-06 2016-06-08 中国航空无线电电子研究所 一种小型化功率放大器模块
CN106130488A (zh) * 2015-11-20 2016-11-16 厦门宇臻集成电路科技有限公司 一种功率放大器的隔直电容的设计方法和功率放大器
CN208094533U (zh) * 2018-04-26 2018-11-13 辽宁工程技术大学 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243872A (ja) * 2006-03-13 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd トランジスタ回路及びそれを用いた高周波増幅器
US7417508B1 (en) * 2007-03-08 2008-08-26 Sige Semiconductor (U.S.), Corp. Multiple RF path amplifiers
CN203219248U (zh) * 2013-05-13 2013-09-25 中国科学院微电子研究所 一种lte射频功率放大器
CN106130488A (zh) * 2015-11-20 2016-11-16 厦门宇臻集成电路科技有限公司 一种功率放大器的隔直电容的设计方法和功率放大器
CN105656438A (zh) * 2016-01-06 2016-06-08 中国航空无线电电子研究所 一种小型化功率放大器模块
CN208094533U (zh) * 2018-04-26 2018-11-13 辽宁工程技术大学 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐谦: ""可重构多波段非对称 Doherty 射频功率放大器研究"" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110445471A (zh) * 2019-09-11 2019-11-12 辽宁工程技术大学 一种双波段可重构射频功率放大器及其控制方法
CN110445471B (zh) * 2019-09-11 2024-03-22 辽宁工程技术大学 一种双波段可重构射频功率放大器及其控制方法
CN112865735A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 辽宁工程技术大学 一种基于pin开关的可重构双波段功率放大器及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103490794B (zh) 可变天调匹配网络结构电路
CN103454654B (zh) 一种用于卫星导航射频前端的可配置的匹配网络
CN204013405U (zh) 一种支持多频段的可调谐高效功率放大器
CN103634016A (zh) 可调式阻抗匹配电路
MX2014013713A (es) Procedimiento para conectar/desconectar de manera inteligente antena de terminal móvil y terminal movil correspondiente.
CN108449097A (zh) 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器及其控制方法
CN109951165A (zh) 一种s波段信号功率放大电路
CN108390680A (zh) 一种多频率可重构射频功率放大器及其控制方法
CN107732424B (zh) 用于短波环天线实现阻抗匹配的天调网络结构及方法
CN208094533U (zh) 一种基于分布式pin开关的可重构功率放大器
CN216390923U (zh) 射频功率放大器、射频芯片及无线通讯设备
CN101136613A (zh) 一种单片高增益低噪声放大器
CN203554427U (zh) 一种多频接收机射频前端装置
CN209418765U (zh) 一种可调谐多频段天线
CN208939929U (zh) 射频前端架构及移动终端
CN113242024B (zh) 一种射频功率放大器
CN117240225B (zh) 一种基于pin二极管开关的100w级超宽带可重构功率放大器
CN103095227B (zh) WiMAX射频前端双向放大器
CN208386520U (zh) 一种多频率可重构射频功率放大器
CN110445471B (zh) 一种双波段可重构射频功率放大器及其控制方法
CN203071909U (zh) 一种可优化vco相位噪声性能的新型开关结构
CN106505901A (zh) 一种线性‑谐振复合式超高频逆变器
CN107659277B (zh) 一种用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路
CN215912076U (zh) 一种适用于巴伦的谐波抑制匹配电路结构及功率放大器
CN109660211A (zh) 功率合成和Envelope injection的5G CMOS射频功率放大器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180824