CN117879510A - 射频功率放大器及无线信号发射系统 - Google Patents
射频功率放大器及无线信号发射系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117879510A CN117879510A CN202311848748.2A CN202311848748A CN117879510A CN 117879510 A CN117879510 A CN 117879510A CN 202311848748 A CN202311848748 A CN 202311848748A CN 117879510 A CN117879510 A CN 117879510A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inductor
- capacitor
- radio frequency
- transistor
- output circuit
- 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 108
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 102100038018 Corticotropin-releasing factor receptor 1 Human genes 0.000 description 9
- 102100038019 Corticotropin-releasing factor receptor 2 Human genes 0.000 description 9
- 101000878678 Homo sapiens Corticotropin-releasing factor receptor 1 Proteins 0.000 description 9
- 101000878664 Homo sapiens Corticotropin-releasing factor receptor 2 Proteins 0.000 description 9
- 101000948733 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) Probable phospholipid translocase non-catalytic subunit CRF1 Proteins 0.000 description 9
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 8
- 101150095530 CDS1 gene Proteins 0.000 description 6
- 101150040536 CDS2 gene Proteins 0.000 description 6
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 101100542351 Borrelia burgdorferi (strain ATCC 35210 / B31 / CIP 102532 / DSM 4680) BB_D21 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 101100441077 Arabidopsis thaliana CRF3 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 101100365516 Mus musculus Psat1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本申请涉及无线电技术领域，具体涉及一种射频功率放大器及无线信号发射系统，所述射频功率放大器包括：第一放大支路，包括第一晶体管和第一输出电路；第二放大支路，包括第二晶体管和第二输出电路；其中，所述第一输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为50度至90度的线路，所述第二输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为120度至180度的线路。第一输出电路和第二输出电路可获得良好的宽带特性，满足大宽带的需求。同时基于电感和电容形成第一输出电路和第二输出电路，由于电感和电容的特性，不需要借助高成本的基板或大面积的印刷电路板来实现传输线结构，可降低射频功率放大器的成本和体积。
Description
技术领域
本申请涉及无线电技术领域，具体涉及一种射频功率放大器及无线信号发射系统。
背景技术
射频功率放大器是射频前端系统中最重要的组件之一，目前基站广泛采用射频功率放大器做为驱动级或末级，且射频功率放大器越来越朝着高功率、高效率和小型化的方向发展。
如图1所示，图1为现有技术中射频功率放大器的简化电路原理图，该射频功率放大器的宽带拓扑结构可基于传输线结构。第一放大支路101包括第一晶体管1012和第一传输线1011，第一晶体管1012的漏极可连接第一传输线1011；第二放大支路102包括第二晶体管1022和第二传输线1021，第二晶体管1022的漏极可连接第二传输线1021。其中，第一传输线1011的电长度可以为90度，第二传输线1021的电长度可以为180度。该射频功率放大器具备良好的带宽特性，但却需要借助高成本的基板或大面积的印刷电路板(PCB)来实现传输线结构，不利于小型化。
发明内容
为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种射频功率放大器及无线信号发射系统，该技术方案如下：
根据本申请实施例的第一个方面，本申请提供了一种射频功率放大器，所述射频功率放大器包括：
第一放大支路，包括第一晶体管和第一输出电路，所述第一晶体管的栅极用于连接射频输出设备，所述第一晶体管的漏极与所述第一输出电路的第一端连接，所述第一输出电路的第二端用于连接信号发射设备；第二放大支路，包括第二晶体管和第二输出电路，所述第二晶体管的栅极用于连接所述射频输出设备，所述第二晶体管的漏极与所述第二输出电路的第一端连接，所述第二输出电路的第二端用于连接所述信号发射设备；其中，所述第一输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为50度至90度的线路，所述第二输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为120度至180度的线路。
根据本申请实施例的第二个方面，本申请提供了一种无线信号发射系统，所述无线信号发射系统包括：
射频输出设备和信号发射设备；以及前述的射频功率放大器，所述射频功率放大器分别与所述射频输出设备、信号发射设备连接。
采用本申请实施例中提供的一种射频功率放大器，第一放大支路可利用第一晶体管对射频输出设备输出的射频信号进行放大，第二放大支路可利用第二晶体管对射频输出设备输出的射频信号进行放大，所放大的射频信号再分别经过电长度为50度至90度的第一输出电路、电长度为120度至180度的第二输出电路可获得良好的宽带特性，满足大宽带的需求。同时基于电感和电容形成第一输出电路和第二输出电路，由于电感和电容的特性，不需要借助高成本的基板或大面积的印刷电路板来实现传输线结构，可降低射频功率放大器的成本和体积。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中射频功率放大器的简化电路原理图；
图2为本申请射频功率放大器中的其一简化电路原理图；
图3为具有图2的其一射频功率放大器的电路图；
图4为具有图2的再一射频功率放大器的电路图；
图5为具有图2的又一射频功率放大器的电路图
图6为本申请射频功率放大器的又一简化电路原理图；
图7为具有图6的其一射频功率放大器的电路图；
图8为具有图6的再一射频功率放大器的电路图；
图9为具有图6的又一射频功率放大器的电路图；
图10为以图6为功率放大器的其一仿真数据图；
图11为以图6为功率放大器的又一仿真数据图；
图12为以图6为功率放大器的再一仿真数据图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
射频功率放大器作为无线信号发射系统中的核心部件之一，越来越朝向高功率、高效率和小型化发展。如图1所示，射频功率放大器包括第一放大支路101和第二放大支路102，第一放大支路101包括第一晶体管1012和连接在第一晶体管1012漏极的第一传输线1011，第二放大支路包括第二晶体管1022和连接在第二晶体管1022漏极的第二传输线1021。例如，射频功率放大器中第一传输线1011以微带线形成电长度为90度延迟(Delay)、第二传输线1021以微带线形成电长度为180度延迟(Delay)的反Doherty结构。该射频功率放大器具备良好的宽带特性，可以适应5G等对于大宽带的需求，但需要借助高成本的基板或大面积的印刷电路板(PCB)来实现传输线结构，不利于小型化。
本申请提供了一种射频功率放大器，如图2和图6所示，图2为本申请射频功率放大器中的其一简化电路原理图；图6为本申请射频功率放大器的又一简化电路原理图。该射频功率放大器包括第一放大支路101和第二放大支路102，其中，第一放大支路101包括第一晶体管1012和第一输出电路1013，第二放大支路102包括第二晶体管1022和第二输出电路1023。
第一晶体管1012的栅极可连接射频输出设备(未示出)，第一晶体管1012的漏极可与第一输出电路1013的第一端连接，第一输出电路1013的第二端可连接信号发射设备103。第二晶体管1022的栅极可连接射频输出设备(未示出)，第二晶体管1022的漏极可连接第二输出电路1023的第一端，第二输出电路1023的第二端可连接信号发射设备103。射频输出设备可输出射频信号至第一晶体管1012和第二晶体管1022内，射频信号在经过第一晶体管1012和第二晶体管1022放大后，由第一晶体管1012的漏极传输至第一输出电路1013，由第二晶体管1022的漏极传输至第二输出电路1023，再分别由第一输出电路1013、第二输出电路1023输出至信号发射设备103，由信号发射设备103发送至用户终端。
第一输出电路1013可基于电容和电感形成的电长度为50度至90度的线路，即第一输出电路1013的电长度包括但不限于55度、60度、65度、70度、73度、75度、80度、85度和88度。第二输出电路1023可基于电容和电感形成电长度为120度至180度的线路，即第二输出电路1023的电长度包括但不限于125度、130度、135度、140度、145度、150度、155度、160度、165度、170度、175度和177度。
在上述实施例中，第一放大支路可利用第一晶体管对射频输出设备输出的射频信号进行放大，第二放大支路可利用第二晶体管对射频输出设备输出的射频信号进行放大，所放大的射频信号再分别经过电长度为50度至90度的第一输出电路、电长度为120度至180度的第二输出电路可获得良好的宽带特性，满足大宽带的需求。同时基于电感和电容形成第一输出电路和第二输出电路，由于电感和电容的特性，可具有更高的集成度，不需要借助高成本的基板或大面积的印刷电路板来实现传输线结构，可降低射频功率放大器的成本和体积。
在一个或多个实施例中，如图2所示，第一输出电路1013包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一去耦电容CRF1和第二电容C2。其中第一电感L1的第一端与第一晶体管1012的漏极连接，第二电感L2的第一端与第一电感L1的第二端连接，第二电感L2的第二端可连接信号发射设备103，第三电感L3的第一端连接在第一电感L1的第二端、第二电感L2的第一端之间，第三电感L3的第二端与第一去耦电容CRF1的第一端连接，第一去耦电容CRF1第二端接地。第二电容C2的第一端与第二电感L2的第二端连接，第二电容C2的第二端接地。即第一晶体管1011、第一电感L1和第二电感L2依次串联，第三电感L3和第一去耦电容CRF1串联，第三电感L3与第一去耦电容CRF1相反的一端连接在第一电感L1和第二电感L2之间，第一去耦电容CRF1与第三电感L3相反的一端接地；第二电容C2的第一端连接在第二电感L2的第二端与信号发射设备103之间，第二电容C2的第二端接地。
第二输出电路1023包括第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第二去耦电容CRF2和第一电容C1，第四电感L4的第一端与第二晶体管1022的漏极连接，第四电感L4的第二端连接第五电感L5的第一端，第五电感L5的第二端连接第六电感L6的第一端，第六电感L6的第二端连接信号发射设备103。第七电感L7的第一端连接在第四电感L4的第二端、第五电感L5的第一端之间，第七电感L7的第二端与第二去耦电容CRF2的第一端连接，且第二去耦电容CRF2的第二端接地。第一电容C1的第一端连接在第五电感L5的第二端、第六电感L6的第一端之间，第一电容C1的第二端接地。即第二晶体管1022、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6依次串联，第七电感L7、第二去耦电容CRF2串联，第七电感L7远离第二去耦电容CRF2的一端连接在第四电感L4、第五电感L5之间，第二去耦电容CRF2远离第七电感L7的一端接地；第一电容C1一端连接在第五电感L5、第六电感L6之间，第一电容C1另一端接地。
第一晶体管1012具有第一寄生电容Cds1，在第一放大支路101中，第一寄生电容Cds1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一去耦电容CRF1和第二电容C2可形成电长度为50度至90度的线路；第二晶体管1022具有第二寄生电容Cds2，在第二放大支路102中，第二寄生电容Cds2、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第二去耦电容CRF2和第一电容C1可形成电长度为120度至180度的线路。由此，不仅获得良好的宽带特性，满足大宽带的需求，同时可降低射频功率放大器的成本和体积。另外，通过第三电感L3和第七电感L7连接到第地，增大了射频功率放大器的视频带宽。
在一个或多个实施例中，第一输出电路1013还包括第一电阻R1和第三电容C3，第一电阻R1的第一端连接在第三电感L3的第二端、第一去耦电容CRF1的第一端之间，第一电阻R1的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端接地。第二输出电路还包括第二电阻R2和第四电容C4，第二电阻R2的第一端连接在第七电感L7的第二端、第二去耦电容CRF2的第一端之间，第二电阻R2的第二端与第四电容C4的第一端连接，第四电容C4的第二端接地。
视频带宽(VBW)的形成主要依赖于从第一晶体管的漏极开始算起的等效电容之和与等效电感之和在低频形成的谐振点，通常来说等效电容之和是由第三电容C3、第四电容C4决定的，一般可默认为微法拉(μF)级别，所以其主要决定因素是等效电感。因此，需要尽量减小等效电感，其方式在于增加并联电感到地的数量，由此增大视频带宽。此外，为了避免谐振点幅度过大，引入第一电阻R1、第二电阻R2来抑制谐振幅度。
如图3至图5所示，图3为具有图2的其一射频功率放大器的电路图；图4为具有图2的再一射频功率放大器的电路图；图5为具有图2的又一射频功率放大器的电路图。在图3中，第一输出电路和第二输出电路的绝大部分由一颗无源集成器件IPD实现，其上集成了电容电感等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片及封装管脚进行互联。第一电阻R1和第三电容C3、第二电阻R2和第四电容C4在封装外的印刷电路板(PCB)上通过表贴元器件实现。在图4中，第一输出电路和第二输出电路部分由一颗无源集成器件IPD实现，其上集成了电容电感等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片及封装管脚进行互联，第二放大支路部分在封装外的PCB板上通过走线和表贴电容实现。在图5中，第一输出电路和第二输出电路完全在封装内实现，封装形式可为LGA，其上集成了表贴电容，表贴电感和表贴电阻等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片进行互联，通过Via和封装管脚进行互联。
在一个或多个实施例中，如图3至图5所示，射频功率放大器还包括第一漏极供电电路和第二漏极供电电路，第一漏极供电电路的第一端连接在第三电感L3、第一去耦电容CRF1的第一端之间，第一漏极供电电路的第二端连接第一电源303。第二漏极供电电路的第一端连接在第七电感L7的第二端、第二去耦电容CRF2的第一端之间，第二漏极供电电路的第二端连接第二电源304。
在一个或多个实施例中，如图6所示，第一放大支路还包括第一电感L1、第二电感L2、第五电容C5和第二电容C2，其中第一电感L1的第一端与第一晶体管1012的漏极连接，第一电感L1的第二端与第二电感L2的第一端连接，第二电感L2的第二端连接信号发射设备103，第五电容C5的第一端连接在第一电感L1的第二端、第二电感L2的第一端之间，第五电容C5的第二端接地；第二电容C2的第一端与第二电感L2的第二端连接，第二电容C2的第二端接地。即第一晶体管1011、第一电感L1和第二电感L2依次串联，第五电容C5的一端连接在第一电感L1和第二电感L2之间，第五电容C5的另一端接地；第二电容C2的第一端连接在第二电感L2的第二端与信号发射设备103之间，第二电容C2的第二端接地。
第二输出电路1023包括第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第六电容C6和第一电容C1，第四电感L4的第一端与第二晶体管1022的漏极连接，第四电感L4的第二端与第五电感L5的第一端连接，第五电感L5的第二端与第六电感L6的第一端连接，第六电感L6的第二端可连接信号发射设备103，第六电容C6的第一端连接在第四电感L4的第二端、第五电感L5的第一端之间，第六电容C6的第二端接地。第一电容C1的第一端连接在第五电感L5的第二端、第六电感L6的第一端之间，第一电容C1的第二端接地。即第二晶体管1022、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6依次串联，第六电容C6的一端连接在第四电感L4、第五电感L5之间，第六电容C6的另一端接地；第一电容C1一端连接在第五电感L5、第六电感L6之间，第一电容C1另一端接地。
第一晶体管1012具有第一寄生电容Cds1，在第一放大支路101中，第一寄生电容Cds1、第一电感L1、第二电感L2、第五电容C5和第二电容C2可形成电长度为50度至90度的线路；第二晶体管1022具有第二寄生电容Cds2，在第二放大支路102中，第二寄生电容Cds2、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第六电容C6和第一电容C1可形成电长度为120度至180度的线路。由此，不仅获得良好的宽带特性，满足大宽带的需求，同时可降低射频功率放大器的成本和体积。
在一个或多个实施例中，射频功率放大器还包括第八电感L8、第三电阻R3、第三去耦电容CRF3和第七电容C7，第八电感L8的第一端与第二电感L2的第二端、第六电感L6的第二端分别连接，第八电感L8的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端连接第七电容C7的第一端，第七电容C7的第二端接地，第三去耦电容CRF3的第一端连接在第八电感L8的第二端、第三电阻R3的第一端之间，第三去耦电容CRF3的第二端接地。
通过第八电感L8连接到第地，增大了射频功率放大器的视频带宽；同时为了避免谐振点幅度过大，引入第三电阻R3来抑制谐振幅度。
如图7至图9所示，图7为具有图6的其一射频功率放大器的电路图；图8为具有图6的再一射频功率放大器的电路图；图9为具有图6的又一射频功率放大器的电路图。在图7中，第一输出电路和第二输出电路的绝大部分由一颗无源集成器件IPD实现，其上集成了电容电感等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片及封装管脚进行互联，第一电阻R1和第三电容C3、第二电阻R2和第四电容C4在封装外的印刷电路板板上通过表贴元器件实现。在图8中，第一输出电路和第二输出电路的部分由一颗无源集成器件IPD实现，其上集成了电容电感等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片及封装管脚进行互联，第二放大支路部分均在封装外的PCB板上通过走线和表贴电容实现。在图9中，第一输出电路和第二输出电路完全在封装内实现，封装形式可以为LGA，其上集成了表贴电容，表贴电感和表贴电阻等元件，并且通过键合线(Bondwire)和有源芯片进行互联，通过Via和封装管脚进行互联。
在一个或多个实施例中，如图7至图9所示，射频功率放大器还包括第三漏极供电电路，第三漏极供电电路的第一端连接在第八电感L8的第二端、第三电阻R3的第一端之间，第三漏极供电电路的第二端连接第三电源307。第三电源307通过第三漏极供电电路向第一晶体管1012的漏极和第二晶体管1022的漏极供电。
在一个或多个实施例中，如图3至图5、图7至图9所示，射频功率放大器还可包括功率分配器210，功率分配器210的输入端与射频输出设备连接，功率分配器210的第一输出端连接第一晶体管1012的栅极，功率分配器210的第二输出端连接第二晶体管1022的栅极。射频输出设备可连接射频信号输入端301，输出射频信号后，在功率分配器210处进行射频信号的分流，以将射频信号传输至第一放大支路和第二放大支路，以使射频信号在第一放大支路和第二放大支路进行处理，从而在射频信号输出端302输出至信号发射设备。其中，第一晶体管1012的源极接地，第二晶体管1022的源极接地。
在一个或多个实施例中，如图3至图5、图7至图9所示，射频功率放大器还包括第一栅极偏置电路和第二栅极偏置电路，第一栅极偏置电路的第一端与第一晶体管1012的栅极连接，第一栅极偏置电路的第二端连接第四电源305；第二栅极偏置电路的第一端与第二晶体管1022的栅极连接，第二栅极偏置电路的第二端连接第五电源306。第四电源305可通过第一栅极偏置电路向第一晶体管1012的栅极提供电压，第五电源306可通过第二栅极偏置电路向第二晶体管1022的栅极提供电压。
在一个或多个实施例中，如图3至图5、图7至图9所示，射频功率放大器还包括第一隔直电容201和第二隔直电容202，第一隔直电容201的第一端与功率分配器210的第一输出端连接，第一隔直电容201的第二端与第一晶体管1012的栅极、第一栅极偏置电路的第一端分别连接；第二隔直电容202的第一端与功率分配器210的第二输出端连接，第二隔直电容202的第二端与第二晶体管1022的栅极、第二栅极偏置电路的第一端分别连接。由于第四电源305向第一晶体管1012的栅极进行供电、第五电源306向第二晶体管1022的栅极进行供电，可能会通过功率分配器210进行混乱，设置第一隔直电容201和/或第二隔直电容202可实现不同栅极电压的隔离。
在一个或多个实施例中，如图5和图9所示，第一栅极偏置电路包括第九电感2031和第四电阻2032，第九电感2031的一端与第四电源305连接，第九电感2031的另一端与第四电阻2032的一端连接，第四电阻2032的另一端与第一晶体管1012的栅极连接。第二栅极偏置电路包括第十电感2041和第五电阻2042，第十电感2041的一端与第五电源306连接，第十电感2041的另一端与第五电阻2042的一端连接，第五电阻2042的另一端与第二晶体管1022的栅极连接。
下面以图6所示芯片结构、中心频率为860MHz的DHT放大器为例阐述本申请的技术效果。如图10所示，图10为以图6为功率放大器的其一仿真数据图；其中，虚线表示主路高阻插入损耗，即回退状态下第一放大支路的插入损耗，其损耗越小，则带宽越大。实线表示主路高阻回波损耗，即回退状态下第一放大支路的回波损耗，其值越小则表示匹配质量越好，带宽也越大。由此可看出，图6所示芯片结构可具有良好的带宽特性。
再如图11所示，图11为以图6为功率放大器的又一仿真数据图。其中，实线表示主路饱和回波损耗，即在饱和状态下第一放大支路的回波损耗；虚线表示辅路饱和回波损耗，即在饱和状态下第二放大支路的回波损耗。其值越小则表示匹配质量越好，带宽则越大。由此可看出，图6所示芯片结构可具有良好的带宽特性。
在如图12所示，图12为以图6为功率放大器的再一仿真数据图。其中，实现表示有VBW(视频带宽)增强网络状态下的VBW阻抗增幅，虚线表示无VBW增强网络状态下的VBW阻抗增幅。由图12可看出，加入VBW增强网络后，在400MHz以下的频率非常平坦，表示VBW阻抗的响应很一致。
下面以第一输出电路电长度为90度、第二输出电路为180度的Doherty放大器为例，进行设计：
1.第一晶体管和第二晶体管的漏极电压为VDD和自身的膝电压为Vknee，这两者决定了该工艺的电压摆幅，其功率归一化漏源电容也是明确的，设其为Cds_per_W。同时，对于特定的应用场景，其饱和功率是明确的，设其为Psat，其工作频率也是明确的，设其为fo。所以对于Doherty放大器而言，其合路点的最佳负载可以计算得到：
2.又假设第一放大支路和第二放大支路饱的功率比为α，可以计算得到第一放大支路和第二放大支路饱和状态下的最佳负载，以及第一放大支路回退状态下的高阻负载分别为：
Ropt_M＝RL·(1+α)
RRHL_M＝RL·(1+α)2
3.第二输出电路包括第一子输出电路和第二子输出电路，由此又可以得到第一放大支路中第一输出电路TL1、第二放大支路中第一子输出电路TL2和第二子输出电路TL3的特征阻抗分别为
ZTL1＝Ropt_M
ZTL2＝ZTL3＝Ropt_P
4.根据饱和功率Psat、功率比α和功率归一化漏源电容Cds_per_W，可以计算得到第一放大支路和第二放大支路各自的寄生电容Cds数值分别如下：
5.有了相应的寄生电容Cds和特征阻抗ZTL后，可以开始对各段输出电路进行转换；图2中，第一输出电路中第一电感L1和第二电感L2之间连接电容还是电感，由Q1＝2π·fo·ZTL1·CdsM决定，当Q1的值小于1时为电容，当Q1大于1时为电感；图6中，第二子输出电路中第四电感L4和第五电感L5之间连接电容还是电感，由Q2＝2π·fo·ZTL1·CdsP决定，当Q2的值小于1时为电容，当Q2大于1时为电感。
由下列展开式——第一放大支路的Q1和第二放大支路的Q2可知，第一电感L1和第二电感L2之间与第四电感L4和第五电感L5之间连接的相同。
Q1＝2π·fo·ZTL1·CdsM＝2π·fo·(VDD-Vknee)2·Cds_per_W
Q2＝2π·fo·ZTL2·CdsP＝2π·fo·(VDD-Vknee)2·Cds_per_W
则图2中各器件如下：
Cds1＝CdsM
Cds2＝CdsP
则图6中各器件如下：
Cds1＝CdsM
Cds2＝CdsP
本申请还提供了一种无线信号发射系统，该无线信号发射系统包括前述的射频功率放大器、射频输出设备(未示出)和信号发射设备。射频功率放大器与射频输出设备、信号发射设备分别连接，射频输出设备输出射频信号至射频功率放大器，射频功率放大器对所接收的信号进行放大，之后输出至信号发射设备，由信号发射设备将信号发射至用户终端。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器包括：
第一放大支路，包括第一晶体管和第一输出电路，所述第一晶体管的栅极用于连接射频输出设备，所述第一晶体管的漏极与所述第一输出电路的第一端连接，所述第一输出电路的第二端用于连接信号发射设备；
第二放大支路，包括第二晶体管和第二输出电路，所述第二晶体管的栅极用于连接所述射频输出设备，所述第二晶体管的漏极与所述第二输出电路的第一端连接，所述第二输出电路的第二端用于连接所述信号发射设备；
其中，所述第一输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为50度至90度的线路，所述第二输出电路包括基于电容、电感形成的电长度为120度至180度的线路。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一输出电路包括：
第一电感，第一端与所述第一晶体管的漏极连接；
第二电感，第一端与所述第一电感的第二端连接，第二端用于连接所述信号发射设备；
第三电感，第一端连接在所述第一电感的第二端、第二电感的第一端之间；
第一去耦电容，第一端与所述第三电感的第二端连接，第二端接地；
第二电容，第一端与所述第二电感的第二端连接，第二端接地；
和/或，所述第二输出电路包括：
第四电感，第一端与所述第二晶体管的漏极连接；
第五电感，第一端与所述第四电感的第二端连接；
第六电感，第一端与所述第五电感的第二端连接，第二端用于连接所述信号发射设备；
第七电感，第一端连接在第四电感的第二端、第五电感的第一端之间；
第二去耦电容，第一端与所述第七电感的第二端连接，第二端接地；
第一电容，第一端连接在第五电感的第二端、第六电感的第一端之间，第二端接地；
其中，所述第一晶体管包括第一寄生电容，所述第二晶体管包括第二寄生电容。
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一输出电路还包括：
第一电阻，第一端连接在所述第三电感的第二端、第一去耦电容的第一端之间；
第三电容，第一端与所述第一电阻的第二端连接，第二端接地；
所述第二输出电路还包括：
第二电阻，第一端连接在所述第七电感的第二端、第二去耦电容的第一端之间；
第四电容，第一端与所述第二电阻的第二端连接，第二端接地。
4.根据权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括：
第一漏极供电电路，第一端连接在所述第三电感的第二端、第一去耦电容的第一端之间，第二端用于连接第一电源；
第二漏极供电电路，第一端连接在所述第七电感的第二端、第二去耦电容的第一端之间，第二端用于连接第二电源。
5.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一放大支路还包括，
第一电感，第一端与所述第一晶体管的漏极连接；
第二电感，第一端与所述第一电感的第二端连接，第二端用于连接所述信号发射设备；
第五电容，第一端连接在所述第一电感的第二端、第二电感的第一端之间，第二端接地；
第二电容，第一端与所述第二电感的第二端连接，第二端接地；
和/或，所述第二输出电路包括：
第四电感，第一端与所述第二晶体管的漏极连接；
第五电感，第一端与所述第四电感的第二端连接；
第六电感，第一端与所述第五电感的第二端连接，第二端用于连接所述信号发射设备；
第六电容，第一端连接在第四电感的第二端、第五电感的第一端之间，第二端接地；
第一电容，第一端连接在第五电感的第二端、第六电感的第一端之间，第二端接地；
其中，所述第一晶体管包括第一寄生电容，所述第二晶体管包括第二寄生电容。
6.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括：
第八电感，第一端与所述第二电感的第二端、第六电感的第二端分别连接；
第三电阻，第一端与所述第八电感的第二端连接；
第三去耦电容，第一端连接在所述第八电感的第二端、第三电阻的第一端之间，第二端接地；
第七电容，第一端与所述第二电阻的第二端连接，第二端接地。
7.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括：
第三漏极供电电路，第一端连接在所述第八电感的第二端、第三电阻的第一端之间，第二端用于连接第三电源。
8.根据权利要求1至7任一所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括，
功率分配器，输入端连接所述射频输出设备，第一输出端连接所述第一晶体管的栅极，第二输出端连接所述第二晶体管的栅极。
9.根据权利要求8所述的射频功率放大器，其特征在于，射频功率放大器还包括：
第一栅极偏置电路，第一端与所述第一晶体管的栅极连接，第二端用于连接第四电源；
第二栅极偏置电路，第一端与所述第二晶体管的栅极连接，第二端用于连接第五电源。
10.根据权利要求9所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括：
第一隔直电容，第一端与所述功率分配器的第一输出端连接，第二端与所述第一晶体管的栅极、第一栅极偏置电路的第一端分别连接；
和/或，第二隔直电容，第一端与所述功率分配器的第二输出端连接，第二端与所述第二晶体管的栅极、第二栅极偏置电路的第一端分别连接。
11.一种无线信号发射系统，其特征在于，所述无线信号发射系统包括：
射频输出设备和信号发射设备；
如权利要求1至10任一所述的射频功率放大器，所述射频功率放大器分别与所述射频输出设备、信号发射设备连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311848748.2A CN117879510A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 射频功率放大器及无线信号发射系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311848748.2A CN117879510A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 射频功率放大器及无线信号发射系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117879510A true CN117879510A (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=90576590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311848748.2A Pending CN117879510A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 射频功率放大器及无线信号发射系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117879510A (zh) |
-
2023
- 2023-12-29 CN CN202311848748.2A patent/CN117879510A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3663397B2 (ja) | 高周波電力増幅器 | |
| US20220321066A1 (en) | PA Output Matching Circuit, RF Front-end Module and Wireless Device | |
| CN107332517B (zh) | 一种基于增益补偿技术的高线性宽带堆叠低噪声放大器 | |
| CN108063627B (zh) | 射频收发开关 | |
| CN107332518B (zh) | 一种宽带多赫蒂功率放大器 | |
| CN106411268B (zh) | 一种考虑密勒效应的分布式二堆叠结构的功率放大器 | |
| JP4976552B2 (ja) | 広帯域増幅装置 | |
| CN105305979B (zh) | 一种改善线性度的分布式放大器电路 | |
| KR20050046731A (ko) | 고전력 도허티 증폭기 회로 및 고전력 도허티 증폭기 회로패키지 | |
| CN112910417B (zh) | 一种宽带高效率微波功率放大器 | |
| JP2006501678A (ja) | Ｒｆバイパス・出力マッチングネットワークを有するパッケージに収納されたｒｆパワートランジスタ | |
| WO2020108386A1 (zh) | 射频放大模块及通信终端 | |
| CN106487338B (zh) | 一种考虑密勒效应的分布式三堆叠结构的功率放大器 | |
| US9866181B2 (en) | Power amplification circuit and transmitter | |
| CN110808716A (zh) | 一种Doherty射频功率放大器及其输出匹配网络结构 | |
| US7982544B2 (en) | Method and system for amplifying a signal using a transformer matched transistor | |
| CN109428561B (zh) | 功率放大电路 | |
| CN112865717B (zh) | 一种基于自适应线性化技术的高增益功率放大器 | |
| US11128266B1 (en) | Amplifiers with feedback circuits | |
| CN111884615A (zh) | 一种高阶宽带输入阻抗匹配网络及其应用 | |
| CN117879510A (zh) | 射频功率放大器及无线信号发射系统 | |
| CN114696747B (zh) | 一种具有新型平衡网络的宽带多赫蒂功率放大器 | |
| KR101960651B1 (ko) | 낮은 임피던스 공급 피드를 가진 포락선 추적 전력 증폭기 | |
| KR100513970B1 (ko) | 대역폭 향상을 위한 소오스 폴로워 구조의 전치 증폭기 | |
| CN111541424B (zh) | 功率放大电路 |
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 |