[发明专利]多频带功率放大器及输出匹配电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及IC设计领域，尤其是涉及一种多频带功率放大器。

【背景技术】

目前无线移动通信系统已经得到了广泛应用。无线移动通信系统从二十世纪80年代早期的1G模拟系统发展到二十世纪90年代的2G数字系统，再发展到现在的3G系统，将来可能发展到4G和5G系统。无线通信网络的目标是给世界各地用户提供无缝宽带连接。

无线移动通信可以多个频带上进行，比如，2G GSM(Global System of Mobile communication)标准支持900MHz(GSM900)、1800MHz(GSM1800)及1900MHz(GSM-1900)等几个频带，WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)标准多达8个频带。不同的频带将会显著影响到硬件的设计，尤其是功率放大器的设计。

通常来说，功率放大器是窄带装置，需要为每个频带设计一个独立的功率放大器。目前多模式/多频带蜂窝电话都包括有多个功率放大器以支持多个频带。图1示出了传统多模式/多频带功率放大器10的示例方框图，其可以支持n个频带，分别为f1、f2和fn。所述功率放大器10包括有为频带f1设计的输入阻抗匹配电路1、功率放大单元1和输出阻抗匹配单元1、为频带f2设计的输入阻抗匹配电路2、功率放大单元2和输出阻抗匹配单元2、为频带fn设计的输入阻抗匹配电路n、功率放大单元n和输出阻抗匹配单元n，其中n大于等于2。可见，现有多模式/多频带功率放大器10为每个频带设计了单独的功率放大单元和单独的输入/输出阻抗匹配网络。然而，这种设计会增加芯片面积和成本。

因此，希望提出一种改进的方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明所解决的技术问题之一在于提供一种多频带功率放大器，其可以使得多个频带的信号共享同一个功率放大单元。

本发明所解决的技术问题之二在于提供一种输出匹配电路，其可以使得多个频带的信号共享同一个功率放大单元。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种多频带功率放大器的输出匹配电路，其包括：一级输出匹配单元，用于对功率放大后的多个频带的信号进行初级输出阻抗匹配；多路分离器，用于将一级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个或多个频带的信号；分别设置于所述多路分离器的每路输出后的多个二级输出匹配单元，每个二级输出匹配单元对对应频带的信号进行次级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。

进一步的，如果所述多路分离器的一路输出对应多个频带的信号，那么在该路输出上的二级输出匹配单元后还包括有：二级分离器，用于将对应的二级输出匹配单元输出的各个频带的信号分离为多路输出，其中每一路对应一个或多个频带的信号；和分别设置于所述二级多路分离器的每路输出后的多个三级输出匹配单元，每个三级输出匹配单元对对应频带的信号进行三级输出阻抗匹配以为对应频带的信号匹配得到合适的输出阻抗。

进一步的，所述一级输出匹配单元包括第一电感和第一电容，第一电感的一端接收功率放大后的多个频带的信号，另一端与所述多路分离器的输入端连接，第一电感与所述多路分离器连接的一端与地之间串联有第一电容。

进一步的，所述多路分离器或所述二级多路分离器由多个开关、多个滤波器或开关和滤波器的组合组成，所述开关为微机电系统式开关。

更进一步的，所述多路分离器包括第一滤波单元和第二滤波单元，第一滤波单元和第二滤波单元共用输入端，并分别具有一个输出端，第一滤波器允许第一频带的信号通过，并阻止第二频带的信号通过，第二滤波器允许第二频带的信号通过，并阻止第一频带的信号通过。

再进一步的，第一滤波单元或/和第二滤波单元包括并联的电容和电感，其中并联的电容和电感的一端作为滤波单元的输入端，并联的电容和电感的另一端作为滤波单元的输入端。

再进一步的，第一滤波单元或/和第二滤波单元包括串联在滤波器的输出端和地之间的电容和电感和串联在滤波单元的输出端和输入端之间有电感或电容。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种多频带功率放大器，其包括：功率放大单元，对多个频带的信号进行功率放大；和前述任意一种输出匹配电路。