CN116707462B - 适用于4g无线通信的中高频段pa及多模多带pa芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种适用于4G无线通信的中高频段PA及多模多带PA芯片。中高频段PA包括依次连接的输入匹配模块、级间匹配模块和输出匹配模块；级间匹配模块包括电感L1、L2和电容C1、C2、C3，电感L1、电容C1、电感L2和电容C2依次串联，电容C3的一端连接电容C1和电感L2的连接处，电容C3的另一端接地；输出匹配模块采用四段匹配方式。本发明实施例所提供的技术方案，通过对级间匹配模块和输出匹配模块的改进，将高频段PA和中频段PA合成为一个PA，大幅度地节省了芯片面积。且合成后的PA，其工作带宽可完全覆盖中频段和高频段，满足4G无线通信的需求。

Description

适用于4G无线通信的中高频段PA及多模多带PA芯片
技术领域
本发明涉及芯片技术领域，具体涉及一种适用于4G无线通信的中高频段PA及多模多带PA芯片。
背景技术
PA是功率放大器(Power Amplifier)的简称。在4G无线通信中，由用户端发送至基站的上行数据通常使用3个频段，分别为高频段(High-Band，2300-2690MHz)，中频段(Mid-Band，1710-2025MHz)和低频段(Low-Band，699-915MHz)。为了同时支持这三个频段，通常使用多模多带(Multi-Mode Multi-Band，简称MMMB)PA，即将三个PA集成在一颗芯片上，如图1所示。
上述方案需要三个完整PA，占用了较大的芯片面积。
发明内容
针对背景技术中所提及的技术缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种适用于4G无线通信的中高频段PA及多模多带PA芯片。
为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种适用于4G无线通信的中高频段PA，包括依次连接的输入匹配模块、级间匹配模块和输出匹配模块；
所述级间匹配模块包括电感L1、L2和电容C1、C2、C3，电感L1、电容C1、电感L2和电容C2依次串联，电容C3的一端连接电容C1和电感L2的连接处，电容C3的另一端接地；
所述输出匹配模块采用四段匹配方式。
作为本申请的一种具体实现方式，所述输出匹配模块包括电感L3、L4、L5、L6和电容C4、C5、C6、C7；电感L3和电容C4构成第一段匹配电路，电感L4和电容C5构成第二段匹配电路，电感L5和电容C6构成第三段匹配电路，电感L6和电容C7构成第四段匹配电路；
所述第一段匹配电路、第二段匹配电路、第三段匹配电路和第四段匹配电路依次串联。
作为本申请的一种具体实现方式，所述第一段匹配电路的电容C4一端连接电感L3和电容C5，另一端接地；
所述第二段匹配电路的电感L4的一端连接电容C5和电感L5，另一端接地；
所述第三段匹配电路的电容C6的一端连接电感L5和电容C7，另一端接地；
所述第四段匹配电路的电感L6一端连接电容C7和输出端，另一端接地。
作为本申请的一种具体实现方式，所述级间匹配模块和输出模块的电感采用封装的基板绕线或绑线实现；所述级间匹配模块和输出模块的电容采用贴片电容。
第二方面，本发明实施例还提供了一种多模多带PA芯片，包括适用于4G无线通信的中高频段PA和低频段PA。其中，该中高频段PA如上述第一方面所述。
其中，所述中高频段PA的工作带宽为2300-2690MHz和1710-2025MHz；所述低频段PA的工作带宽为699-915MHz。
本发明实施例所提供的技术方案，通过对级间匹配模块和输出匹配模块的改进，将高频段PA和中频段PA合成为一个PA，大幅度地节省了芯片面积。且合成后的PA，其工作带宽可完全覆盖中频段和高频段，满足4G无线通信的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是现有技术中多模多带PA的示意图；
图2是本发明实施例提供的多模多带PA的示意图；
图3是本发明中高频段PA的频段覆盖图；
图4是本发明实施例提供的适用于4G无线通信的中高频段PA的结构图；
图5是对应于图4的电路图；
图6是仿真曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
基于背景技术中所存在的技术问题，本发明的发明构思是：
考虑到三个PA之中仅有一个PA会在同一时刻上电，且中频段PA和高频段PA的频率较为接近，本方案将高频段PA和中频段PA合为一个PA，如图2所示，可大幅度节省芯片面积。
为了实现上述方案，必须尽可能地扩展PA的带宽，使其工作带宽完全覆盖中和高两个频段，如图3所示。
具体实现时，本发明实施例提供了一种多模多带PA芯片，包括适用于4G无线通信的中高频段PA和低频段PA。其中，如图4所示，中高频段PA包括依次连接的输入匹配模块、驱动管Q1、级间匹配模块、功率管Q2和输出匹配模块。
进一步地，如图5所示，所述级间匹配模块包括电感L1、L2和电容C1、C2、C3，电感L1、电容C1、电感L2和电容C2依次串联，电容C3的一端连接电容C1和电感L2的连接处，电容C3的另一端接地。
进一步地，所述输出匹配模块采用四段匹配方式，包括电感L3、L4、L5、L6和电容C4、C5、C6、C7；电感L3和电容C4构成第一段匹配电路，电感L4和电容C5构成第二段匹配电路，电感L5和电容C6构成第三段匹配电路，电感L6和电容C7构成第四段匹配电路；
所述第一段匹配电路、第二段匹配电路、第三段匹配电路和第四段匹配电路依次串联。
其中，所述第一段匹配电路的电容C4一端连接电感L3和电容C5，另一端接地；
所述第二段匹配电路的电感L4的一端连接电容C5和电感L5，另一端接地；
所述第三段匹配电路的电容C6的一端连接电感L5和电容C7，另一端接地；
所述第四段匹配电路的电感L6一端连接电容C7和输出端，另一端接地。
进一步地，所述级间匹配模块和输出模块的电感采用封装的基板绕线或绑线实现；所述级间匹配模块和输出模块的电容采用贴片电容。
从以上描述可以得知，本发明实施例的有益效果如下：
1、中高频段PA的输出匹配模块部分，采用四段匹配方式；在4G的PA模组中，输出匹配电感通常利用封装的基板绕线或者绑线实现；电容则使用贴片器件或者开关模块里面的电容，而这两种方式的额外开销都非常小。因此增加元器件不会增加额外的PA芯片面积，几乎不会额外增加成本。
2、提供了一种新的级间匹配方案，具体电路实现如图5所示；该级间匹配电路能实现较高的带宽，且没有增加额外的电感，因此不会明显增加PA芯片面积。
为了进一步验证本发明实施例所提供的技术方案，对常规的高频段PA和本方案的中高频段PA进行S参数仿真并对比，得到如图6所示的结果。从图中可见，本方案的PA的带宽大幅度拓展，能完全覆盖中频段和高频段的频率范围。使用本方案即可用单一的PA实现常规方案两个PA才能实现的功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种适用于4G无线通信的中高频段PA，其特征在于，所述中高频段PA包括依次连接的输入匹配模块、驱动管Q1、级间匹配模块、功率管Q2和输出匹配模块；
所述级间匹配模块包括电感L1、L2和电容C1、C2、C3，电感L1的一端连接电源，另一端连接驱动管Q1的集电极、电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L2的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端接地，电容C2的一端连接电感L2的另一端，电容C2的另一端连接功率管Q2的基极；
所述输出匹配模块采用四段匹配方式；
所述输出匹配模块包括电感L3、L4、L5、L6和电容C4、C5、C6、C7；
电感L3和电容C4构成第一段匹配电路，电感L3的一端连接驱动管Q2的集电极，另一端连接电容C4的一端和电容C5的一端，电容C4的另一端接地；
电感L4和电容C5构成第二段匹配电路，电容C5的另一端连接电感L4的一端和电感L5的一端，电感L4的另一端接地；
电感L5和电容C6构成第三段匹配电路，电感L5的另一端连接电容C6的一端和电容C7的一端，电容C6的另一端接地；
电感L6和电容C7构成第四段匹配电路，电容C7的另一端连接电感L6的一端和输出端，电感L6的另一端接地。
2.如权利要求1所述的中高频段PA，其特征在于，所述级间匹配模块和输出模块的电感采用封装的基板绕线或绑线实现；所述级间匹配模块和输出模块的电容采用贴片电容。
3.如权利要求1所述的中高频段PA，其特征在于，所述中高频段PA的工作带宽为2300-2690MHz和1710-2025MHz。
4.一种多模多带PA芯片，包括适用于4G无线通信的中高频段PA和低频段PA，其特征在于，所述中高频段PA如权利要求1-3任一项所述。
5.如权利要求4所述的多模多带PA芯片，其特征在于，所述级间匹配模块和输出模块的电感采用封装的基板绕线或绑线实现；所述级间匹配模块和输出模块的电容采用贴片电容。
6.如权利要求4所述的多模多带PA芯片，其特征在于，所述中高频段PA的工作带宽为2300-2690MHz和1710-2025MHz；所述低频段PA的工作带宽为699-915MHz。
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