[实用新型]射频功率放大器高低功率合成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频功率放大器应用技术领域，具体是指与射频功率放大器结合使用的高、低功率合成电路。

背景技术

射频功率放大器广泛应用在各种无线通讯设备及电子系统中，如手机、移动终端等，它作为发射机中的关键部件，用于将已调制的射频信号放大到一定的功率值，再传输给天线发射出去。当手机要把调制后的信号发射给距离很远的基站时，为了保证基站能接收到足够的信号强度，需要手机以一个很高的功率等级对信号进行发射；相反，手机离基站越近，所需的发射功率就越小。如图1所示，在一个TD-SCDMA/WCDMA/CDMA制式手持终端中，不管是在城区还是郊区，射频功率放大器大部分时间工作于中、低功率等级下。因此减小射频功率放大器本身的功率损耗即提高射频功率放大器的效率，特别是低功率等级下的效率(在TD-SCDMA/WCDMA/CDMA制式中以16dBm为高低功率切换点)对于延长电池的使用时间就显得尤为关键。传统的射频功率放大器设计中通常都只关注高输出功率时的效率，因而其平均效率很低，严重影响了电池的使用时间。

目前的射频功率放大器设计通常都只关注高输出功率时的效率，如TD-SCDMA/WCDMA/CDMA制式射频功率放大器在输出功率为28dBm时的功率附加效率(英文名为power added efficiency，缩写为PAE)达到40％，但在低输出功率时的PAE却很低，由手机在实际使用情况下所需的输出功率概率分布可知，射频功率放大器大部分时间都以低功率等级工作，所以为了能在有限的电池容量下有效地延长手机的通话时间，提高低输出功率时的效率就变得非常关键。

在传统的射频功率放大器设计中，为了提高低输出功率时的效率，常采用动态电源控制技术和Doherty负载调制技术以及动态偏置电流控制技术来提高效率，前两者由于其复杂的电路结构和较高的生产成本而显得不太实用，动态偏置电流控制技术虽具有电路结构简单和成本较低等优点，但采用这种方法的射频功率放大器在低输出功率(通常为16dBm)的功率附加效率即PAE仍小于10％，以使其很难满足高效率的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有射频功率放大器电路在低输出功率模式下，功率附加效率低的问题，提供一种能够在高、低功率工作模式下均能实现较高效率的新型射频功率放大器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

提供一种射频功率放大器高低功率合成电路，连接于输入信号与负载之间，包括并行的高功率模式通道、低功率模式通道及用于选择切换两通道工作并对两通道工作进行控制的电压控制电路；其中高功率模式通道包括顺次连接的第二匹配网络、驱动级、第三匹配网络及功率级；所述低功率模式通道包括顺次连接的第五匹配网络、低功率放大器及第六匹配网络；所述控制电路与功率级、驱动级及低功率放大器均连接。

一种优选的方案为，所述低功率模式通道进一步包括通过开关元件连接于第六匹配网络输出端与负载之间的第七匹配网络，所述开关元件受控于电压控制电路。

另一种优选的方案为：所述低功率模式通道进一步包括通过开关元件与低功率放大器输入端连接的第七匹配网络及通过开关元件与低功率放大器输出端连接的第八匹配网络，所述两开关元件均受控于电压控制电路。

具体的，所述电压控制电路可通过一开关器件选择切换高、低功率模式通道工作。

本实用新型也可以采取这样的方案：一种射频功率放大器高低功率合成电路，连接于输入信号与负载之间，包括高功率模式通道、低功率模式通道及用于选择切换两通道工作并对两通道工作进行控制的电压控制电路；所述高功率模式通道包括顺次连接的驱动级、第二匹配网络、第三匹配网络、功率级及第四匹配网络；所述低功率模式通道包括第六匹配网络，所述第六匹配网络连接于第二匹配网络输出端与第四匹配网络输出端之间。

为了优化本实用新型电路性能，上述方案中所述合成电路与信号输入端还可接入用于输入阻抗匹配的第一匹配网络、与负载端还可接入用于输出阻抗匹配的第四匹配网络。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型具有高、低功率两种输出模式，能有效提高射频功率放大器的平均效率，延长电池的使用时间；

2、本实用新型能够分别在高、低功率工作模式下对效率与其他指标分别进行优化，且电路结构简单，成本低。

附图说明

图1为TD-SCDMA/WCDMA/CDMA网路通讯系统中手机输出功率的使用概率分布图；

图2为本实用新型第一种优选实施例电路图；

图3为本实用新型第二种优选实施例电路图；