CN218829863U - 双频段功率放大模组及射频功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双频段功率放大模组及射频功率放大器，双频段功率放大模组包括信号源输入端、放大级单元、输出级单元阻抗变换线以及信号输出端；放大级单元包括n77放大单元和n79放大单元；n77放大单元的输入端和n79放大单元的输入端均连接至信号源输入端；输出级单元包括连接至n77放大单元的输出端的n77输出匹配网络和连接至n79放大单元的输出端的n79输出匹配网络；n77输出匹配网络的输出端连接至信号输出端，并通过阻抗变换线连接至n79输出匹配网络的输出端。本实用新型使n77频段和n79频段集成到了一个双频段功率放大模组，实现了高性能和高效率的工作。

Description

双频段功率放大模组及射频功率放大器

【技术领域】

本实用新型涉及射频信号处理技术领域，尤其涉及一种双频段功率放大模组及射频功率放大器。

【背景技术】

在5G时代中，功率放大模组正在向多功能以及高度集成的方向发展，即对功率放大模组的尺寸、应用场景、工作频段以及工作带宽有了越来越高的要求。

现有的功率放大模组往往只能支持n77、n78、B42以及B43这类频段较低的工作频段，或在n79频段的性能较差，无法将n77频段和n79频段集成到一个功率放大模组，以实现高性能和高效率的工作。

因此，有必要提供一种新的双频段功率放大模组及射频功率放大器来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种新的双频段功率放大模组及射频功率放大器，以解决现有功率放大模组无法将n77和n79频段集成到一个功率放大模组，以实现高性能和高效率工作的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种双频段功率放大模组，其包括信号源输入端、放大级单元、输出级单元、阻抗变换线以及信号输出端；

所述放大级单元包括独立工作于n77频段的n77放大单元和独立工作于n79频段的n79放大单元；所述n77放大单元的输入端和所述n79放大单元的输入端均连接至所述信号源输入端；

所述输出级单元包括独立工作于n77频段的n77输出匹配网络和独立工作于n79频段的n79输出匹配网络；所述n77输出匹配网络的输入端连接至所述n77放大单元的输出端，所述n79输出匹配网络的输入端连接至所述n79放大单元的输出端；所述n77输出匹配网络的输出端连接至所述信号输出端，且所述n77输出匹配网络的输出端通过所述阻抗变换线连接至所述n79输出匹配网络的输出端。

更优的，所述n77放大单元包括第一功率放大器、第一变压器、第一滤波器和第一输入匹配网络，所述n79放大单元包括第二功率放大器、第二变压器、第二滤波器和第二输入匹配网络；所述第一功率放大器与所述第二功率放大器的规格相异，所述第一变压器与所述第二变压器的规格相异，所述第一滤波器与所述第二滤波器的规格相异，所述第一输入匹配网络与所述第二输入匹配网络的规格相异。

更优的，实现所述第一功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路，与实现所述第二功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路均不相同。

更优的，实现所述n77输出匹配网络的元器件和实现所述n79输出匹配网络的相同元器件的规格相异。

更优的，所述双频段功率放大模组还包括移动行业处理器接口以及与所述移动行业处理器接口连接的控制模块；所述控制模块分别连接至所述n77放大单元和所述n79放大单元，所述移动行业处理器接口用于选择并控制所述n77放大单元和所述n79放大单元的BIAS电路电压。

更优的，所述双频段功率放大模组的基片为砷化镓基片或氮化镓基片。

第二方面，本实用新型提供了一种射频功率放大器，所述射频功率放大器包括信号输入端、与所述信号输入端连接的输入匹配网络以及如上所述的双频段功率放大模组；其中，所述输入匹配网络的输出端作为所述信号源输入端。

与现有技术相比，本实用新型的双频段功率放大模组通过在放大级单元中分别设置与信号源输入端连接且独立工作于n77频段的n77放大单元和独立工作于n79频段的n79放大单元，并在输出级单元中设置与放大级单元匹配且独立工作于n77频段的n77输出匹配网络和独立工作于n79频段的n79输出匹配网络，并使n77输出匹配网络的输出端通过阻抗变换线连接至n79输出匹配网络的输出端，从而使n77频段和n79频段集成到了一个双频段功率放大模组，实现了高性能和高效率的工作。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型实施例提供的双频段功率放大模组的模块示意图。

100、双频段功率放大模组；1、放大级单元；11、n77放大单元；12、n79放大单元；2、输出级单元；21、n77输出匹配网络；22、n79输出匹配网络；3、阻抗变换线。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种双频段功率放大模组100，结合图1所示，其包括信号源输入端RFIN、放大级单元1、阻抗变换线3、输出级单元2以及信号输出端RFOUT。

具体地，放大级单元1包括独立工作于n77频段的n77放大单元11和独立工作于n79频段的n79放大单元12；n77放大单元11的输入端和n79放大单元12的输入端均连接至信号源输入端RFIN。

其中，n77放大单元11也称n77频段放大单元，n79放大单元12也称n79频段放大单元。

具体地，输出级单元2包括独立工作于n77频段的n77输出匹配网络21和独立工作于n79频段的n79输出匹配网络22；n77输出匹配网络21的输入端连接至n77放大单元11的输出端，n79输出匹配网络22的输入端连接至n79放大单元12的输出端；n77输出匹配网络21的输出端连接至信号输出端RFOUT，且n77输出匹配网络21的输出端通过阻抗变换线3连接至n79输出匹配网络22的输出端。

其中，n77输出匹配网络21也称n77频段输出级单元2或n77频段的输出级单元2，n79输出匹配网络22也称n79频段输出级单元2或n79频段的输出级单元2。

n77放大单元11和n77输出匹配网络21组成第一功率放大电路(单元)，用于接收信号源输入端RFIN发出的频段信号，并经过放大和匹配后输出n77频段的信号；n79放大单元12和n79输出匹配网络22组成第二功率放大电路(单元)，用于接收信号源输入端RFIN发出的频段信号，并依次经过放大和匹配后输出n79频段的信号。

第一功率放大电路和第二功率放大电路的独立设计，可提升n77频段和n79频段之间的隔离度，避免由于共用输出匹配网络和异质结双极型晶体管(HBT)导致两个频段的增益以及输出功率之间的互相限制，以提升产品的自由度，避免不同频段信号相互干扰带来的影响。

本实施例中，双频段功率放大模组100还包括移动行业处理器接口(MIPI)以及与移动行业处理器接口(图未示)连接的控制模块(图未示)；控制模块分别连接至n77放大单元11和n79放大单元12，移动行业处理器接口用于选择并控制n77放大单元11和n79放大单元12的BIAS电路电压(偏置电路电压)。这样设置可以通过对n77放大单元11和n79放大单元12的BIAS电路电压的控制，使其能调节双频段功率放大模组100在双频段工作的性能。

本实施例中，n77放大单元11包括第一功率放大器(图未示)、第一变压器(图未示)、第一滤波器(图未示)和第一输入匹配网络(图未示)，n79放大单元12包括第二功率放大器(图未示)、第二变压器(图未示)、第二滤波器(图未示)和第二输入匹配网络(图未示)；第一功率放大器与第二功率放大器的规格相异，第一变压器与第二变压器的规格相异，第一滤波器与第二滤波器的规格相异，第一输入匹配网络与第二输入匹配网络的规格相异。

其中，实现第一功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路，与实现第二功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路均不相同。

第一功率放大器和第二功率放大器中的晶体管、晶体管拓扑级数以及匹配网络均为常规结构，晶体管如三极管、场效应管等，拓扑级数可以是一级、两级、三极等，匹配网络为功率放大器的常规匹配网络，在此不一一进行描述。

同时，实现n77输出匹配网络21的元器件和实现n79输出匹配网络22的相同元器件的规格相异。其中，n77输出匹配网络21和n79输出匹配网络22的元器件包括常规输出匹配网络必要的器件，如电感、电容等。

这样设置可以最大限度的避免n77频段和n79频段之间的干扰与影响。

本实施例中，双频段功率放大模组100的基片为砷化镓基片或氮化镓基片。

本实施例中，n77输出匹配网络21输出端通过阻抗变换线3连接至n79输出匹配网络22的输出端。这样设置可以极大程度减小两者之间的耗损，以提升双频率双频段功率放大模组100的性能。

具体为，n77频段和n79频段的输出级单元2通过阻抗变换线3将ZL_n79在n77频段匹配至开路状态，将ZL_n77在n79频段匹配至接近某一特定阻抗，使得n77频段输出级单元2的输出端阻抗Z_n77和n79输出级单元2的输出端阻抗Z_n79能够相对独立地匹配到目标值，其中，ZL_n77表示从双频输出级单元2节点向n77频段输出匹配网络方向看去的阻抗，ZL_n79表示从双频输出级单元2节点向n79频段输出匹配网络方向看去的阻抗。

与现有技术相比，本实施例的双频段功率放大模组100通过在放大级单元1中分别设置与信号源输入端RFIN连接且独立工作于n77频段的n77放大单元11和独立工作于n79频段的n79放大单元12，并在输出级单元2中设置与放大级单元1匹配且独立工作于n77频段的n77输出匹配网络21和独立工作于n79频段的n79输出匹配网络22，并使n77输出匹配网络21的输出端通过阻抗变换线3连接至n79输出匹配网络22的输出端，从而使n77频段和n79频段集成到了一个双频段功率放大模组100，实现了两个频段的高性能和高效率的工作。另外，该双频段功率放大模组100的工作频段集成度高，工作频段宽，隔离度高，输出耗损小，线性度高。

本实用新型还提供了一种射频功率放大器的实施例，该射频功率放大器包括信号输入端、与信号输入端连接的输入匹配网络以及如上述实施例中的双频段功率放大模组100；其中，输入匹配网络的输出端作为信号源输入端RFIN。

由于本实施中的射频功率放大器包含了上述实施例中的双频段功率放大模组100，因此本实施例中的射频功率放大器也能达到上述实施例中双频段功率放大模组100所达到的技术效果，在此不作赘述。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种双频段功率放大模组，其特征在于，包括信号源输入端、放大级单元、输出级单元、阻抗变换线以及信号输出端；

所述放大级单元包括独立工作于n77频段的n77放大单元和独立工作于n79频段的n79放大单元；所述n77放大单元的输入端和所述n79放大单元的输入端均连接至所述信号源输入端；

所述输出级单元包括独立工作于n77频段的n77输出匹配网络和独立工作于n79频段的n79输出匹配网络；所述n77输出匹配网络的输入端连接至所述n77放大单元的输出端，所述n79输出匹配网络的输入端连接至所述n79放大单元的输出端；所述n77输出匹配网络的输出端连接至所述信号输出端，且所述n77输出匹配网络的输出端通过所述阻抗变换线连接至所述n79输出匹配网络的输出端。

2.如权利要求1所述的双频段功率放大模组，其特征在于，所述n77放大单元包括第一功率放大器、第一变压器、第一滤波器和第一输入匹配网络，所述n79放大单元包括第二功率放大器、第二变压器、第二滤波器和第二输入匹配网络；所述第一功率放大器与所述第二功率放大器的规格相异，所述第一变压器与所述第二变压器的规格相异，所述第一滤波器与所述第二滤波器的规格相异，所述第一输入匹配网络与所述第二输入匹配网络的规格相异。

3.如权利要求2所述的双频段功率放大模组，其特征在于，实现所述第一功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路，与实现所述第二功率放大器的晶体管大小、晶体管拓扑级数以及匹配电路均不相同。

4.如权利要求3所述的双频段功率放大模组，其特征在于，实现所述n77输出匹配网络的元器件和实现所述n79输出匹配网络的相同元器件的规格相异。

5.如权利要求1所述的双频段功率放大模组，其特征在于，所述双频段功率放大模组还包括移动行业处理器接口以及与所述移动行业处理器接口连接的控制模块；所述控制模块分别连接至所述n77放大单元和所述n79放大单元，所述移动行业处理器接口用于选择并控制所述n77放大单元和所述n79放大单元的BIAS电路电压。

6.如权利要求1所述的双频段功率放大模组，其特征在于，所述双频段功率放大模组的基片为砷化镓基片或氮化镓基片。

7.一种射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器包括信号输入端、与所述信号输入端连接的输入匹配网络以及如权利要求1至6任意一项所述的双频段功率放大模组；其中，所述输入匹配网络的输出端作为所述信号源输入端。

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