[发明专利]射频功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种射频功率放大器。

背景技术

随着现代无线通讯向高速大容量方向的演进，用户对宽带通讯的要求不断提高，下一代的技术对射频和微波功率放大器的性能也越来越苛刻。

对于手机中的功率放大器芯片应用来说，其最高供电电压不超过4.2V，其典型的电源电压为3.3V，而在此状况下若要有3W的功率输出，在不考虑膝点电压的情况下，其所需的最优化阻抗为1.7Ω左右，而功率放大器最终输出的阻抗要求为50Ω，因此在功放晶体管的输出到功率放大器最终的输出端之间需要一个阻抗变换网络来完成最优化阻抗到50Ω输出阻抗之间的变换。对于阻抗变换网络来说，由于实际元件中的损耗，在实际应用中最重要的性能就包括功率传输效率和有用带宽。

定义阻抗变换网络的输出阻抗和输入阻抗之比为阻抗变换比。在大功率输出情况下，所需要的最优化阻抗非常小，导致阻抗变换比非常高，对于上述3W的功率输出的情况，阻抗变换比接近30。

目前使用的主要阻抗变换网络为LC网络，主要在片外实现。但其功率传输效率及带宽要受匹配网络两端的阻抗传输比的影响。以一阶LC网络为例，如图2所示，定义网络的阻抗变换比为：则经过简单的串并转换，可以推导出该网络的功率传输效率为：

η=QL2+1QL2+m+m2+4QL2(m-1)2]]>

因此，在2GHz频率处，在电感Q_L＝10的情况下有功率传输效率与阻抗传输比率的关系如图3所示。可以看出来，阻抗变换比越大，也就是功率放大器的最优化输出阻抗越小，其功率传输效率就越低。

当考虑LC网络的带宽与阻抗传输比的关系时，可以假设一个无损的低通网络，如图4所示.对其进行扫频分析，可以发现当阻抗变换比率增大，即输入阻抗变小时，匹配网络的1dB带宽也就随之减小，如图5所示。

因此，一阶LC阻抗变换网络的功率传输效率以及有用带宽都会随着阻抗变换比的增大而降低，也就是说，在输出大功率的情况下，一阶LC阻抗变换网络的功率传输效率以及有用带宽会非常低。使用二阶LC网络会减缓上述问题，但是会大大增加片外调试的复杂度。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种集成度高，片外匹配调试简单，可解决在高功率输出情况下，阻抗变换比对阻抗变换网络的功率传输效率以及有用带宽影响等问题的射频功率放大器。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种射频功率放大器，它包括射频功率放大器基础单元及变压器；所述变压器包括初级线圈及次级线圈，其中初级线圈及次级线圈的一端分别接地；次级线圈的另一端为输出端；所述射频功率放大器基础单元的输出端与变压器初级线圈的另一端连接。

作为一种优选方案，本发明所述变压器可采用单端输入单端输出结构。

作为另一种优选方案，本发明所述射频功率放大器基础单元的输出端通过耦合电容与变压器初级线圈的另一端连接。

进一步地，本发明所述变压器与射频功率放大器基础单元可集成在同一块芯片。

另外，本发明所述变压器与射频功率放大器基础单元还可采用分离芯片结构。

更进一步地，本发明所述耦合电容可采用一个或两个以上可变电容。