多模多频功率放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通讯领域，尤其涉及一种多模多频(Mult1-Mode Mult1-Band,MMMB)功率放大器(Power Amplifier, PA)。
【背景技术】
[0002]步入3G/4G时代之后，随着移动通信制式的不断增多、用户对终端设备漫游及数据等功能要求的增强、以加之市场对终端设备向后兼容的要求，智能型、多模多频、双卡双待、双卡双通移动终端设备成为产品趋势，其中终端设备的多模多频功能已极为重要。
[0003]由于大多数移动终端设备由电池供电，射频终端占据终端耗电的极大部分，因此移动终端设备中的射频前端产品，尤其是功率放大器，均是在系统要求线性度许可范围内尽可能提高效率，亦即增功效率。为提高功率放大器的效率，一方面须尽量使用高效率有源器件，如化合物半导体技术和器件，例如:GaAs HBT (GaAs Heterojunct1n BipolarTransistor,砷化嫁异质结双极晶体管)，SiGe HBT (SiGe Heterojunct1n BipolarTransistor，锗化硅异质结双极晶体管)等；另一方面须使用正确的基波阻抗变换器结构将50 Ω标准基波阻抗转化为兼顾线性度和增功效率的最佳输出基波阻抗，即优化有源器件的输出负载基波阻抗。对于电源供电电压通常在3.7V左右的移动通信终端设备，使得最大输出功率模式下的最佳输出基波阻抗通常在2.5 Ω?5Ω附近。然而不巧的是，适合射频前端产品用的能实现50Ω至2.5Ω?5Ω基波阻抗转换的传统基波阻抗变换器结构通常具有窄带特性。因此，实用产品须针对各个频段或相近频段实施优化，亦即每个频段具有专用的输出负载基波阻抗转换器。
[0004]实施上，在多模多频需求出现之前，移动通信终端设备用功率放大器大多是一个针对单一或相近频段的放大器通道和一个针对单一或相近频段的输出基波阻抗变换器的组合体，如单通道单频或双频 UMTS (Universal Mobile Telecommunicat1ns System,通用移动通信系统)功率放大器以单一组合体覆盖两个相邻频段，双通道Quad-Band (多频)GSM/GPRS/EDGE FEM (Front End Module，前端模块)以两个组合体覆盖两对相邻频段。传统技术MMMB PA (多模多频功率放大器)实现延用上述方法，即根据输出基波阻抗变换器的瞬时带宽能力，将所感兴趣的频段分段覆盖，为每个输出基波阻抗变换器配置一个放大器通道。而当下，移动通信终端设备用射频前端行业存在强烈竞争，在保持射频前端产品各项性能的前提下实现产品低成本化乃至超低成本化成为长期的目标，而为每个输出基波阻抗变换器配置一个放大器通道存在成本高、模块面积大的问题。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种通过放大器通道的复用降低射频前端的成本和模块面积的多模多频功率放大器。
[0006]—种多模多频功率放大器,包括:
[0007]控制器，接收并根据外部信号输出控制信号；
[0008]宽带放大器通道，受所述控制器控制，输入端接收单频或多频的射频信号，对所述射频信号进行功率放大并通过输出端输出；
[0009]基波阻抗变换器，包括各频带射频信号共用的第一节段、各频带射频信号各自专用的第二节段以及开关电路，所述开关电路耦接于所述第一节段和所述第二节段之间，所述第一节段与所述宽带放大器通道的输出端连接，且所述第二节段的输出端形成相应频段的最佳输出基波阻抗，所述开关器件受所述控制器控制可切换地将经功率放大的所述射频信号分离至所述第二节段以多路输出，其中每一路输出对应一个频带。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一节段为共用匹配电路，所述共用匹配电路的输入端与所述宽带放大器通道的输出端连接，对经功率放大的所述射频信号进行初级输出基波阻抗匹配后输出；
[0011]所述第二节段为多个专用匹配电路，所述多个专用匹配电路对相应频带的经初级输出基波阻抗匹配后的射频信号匹配到最佳输出基波阻抗后输出；
[0012]所述开关电路为第一开关阵列，所述第一开关阵列包括多个第一开关器件，该多个第一开关器件受所述控制器控制，将相应频带的经初级输出基波阻抗匹配后的射频信号耦合到对应的所述专用匹配电路。
[0013]在其中一个实施例中，所述共用匹配电路为低基波阻抗电路，所述专用匹配电路为闻基波阻抗电路。
[0014]在其中一个实施例中，所述共用匹配电路包括第一电感和第一电容，所述第一电感的一端接收经功率放大的射频信号，另一端与多个所述第一开关器件的输入端连接并通过所述第一电容接地。
[0015]在其中一个实施例中，所述基波阻抗变换器还包括谐波阻抗调谐器，所述谐波阻抗调谐器受所述控制器控制，在所述宽带放大器通道的输出端形成相应频段的最佳输出谐波阻抗。
[0016]在其中一个实施例中，所述基波阻抗变换器还包括所述多个可级联的定向耦合器，分别耦合到所述多个专用匹配电路的输出端。
[0017]在其中一个实施例中，每个所述专用匹配电路包括第二电感和第二电容，所述第二电感的一端与对应的所述第一开关器件连接，接收初级输出基波阻抗匹配后的射频信号，所述第二电感的另一端通过所述第二电容接地，并输出已匹配到最佳输出基波阻抗的射频信号。
[0018]在其中一个实施例中，每个所述谐波阻抗调谐器包括第二开关阵列和一个或多个LC谐振器，所述第二开关阵列包括一个或多个受所述控制器控制的第二开关器件；
[0019]所述LC谐振器的一端与所述宽带放大器通道的输出端耦合，另一端通过所述第二开关器件接地。
[0020]在其中一个实施例中，所述多模多频功率放大器还包括第三开关阵列，所述第三开关阵列包括多个受所述控制器控制的第三开关器件，所述多个第三开关器件一端与所述宽带放大器通道的输入端耦接，另一端分别接收来自不同外部端口的单频或多频的所述射频信号。
[0021]在其中一个实施例中，所述控制器包括电压调节器和译码器，所述控制器以所述电压调节器的输出电压为参考，输出包含模拟域和/或数字域的控制信号，所述译码器用于对外部指令进行译码。
[0022]在其中一个实施例中，所述控制器还包括寄存器，所述寄存器用于存储所述外部指令。
[0023]上述多模多频功率放大器最大限度共用成本较为昂贵宽带放大器通道和基波阻抗变换器的低基波阻抗第一节段，将充分利用低成本的开关器件设计在多节基波阻抗变换电路的第一节段和第二节段的结合部，可极其方便地实施选择、调节、组合、合并从而形成针对各频段的完整的输出负载基波阻抗变换电路。一方面，使用一个宽带放大器通道覆盖多个频段的同时，保持原有单一通道覆盖单一频段所拥有的增功效率，另一方面宽带放大器通道以及基波阻抗变换器的第一节段被充分共用，极其有利于MMMB PA的小型化和低成本化。在控制器控制下，根据来自于平台的外部信号，进行宽带放大器通道及基波阻抗变换器相应通道的选择、调节、组合、合并，进而对每个特定频段特定模式形成放大链路，实现诸频段首选线性输出功率和增功效率所要求的最佳输出负载基波阻抗。保持包括增益、效率、线性度、杂散、稳定裕度、耐受性等在内的MMMB PA各项性能指标的同时，降低移动通信终端设备用射频前端产品尤其是MMMB PA产品的成本。
【附图说明】
[0024]图1是第一个实施例中的多模多频功率放大器的原理图；
[0025]图2是第二个实施例中的多模多频功率放大器的原理图；
[0026]图3是第三个实施例中的多模多频功率放大器的原理图；
[0027]图4是一个实施例中的多模多频功率放大器的控制器的原理图；
[0028]图5是另一个实施例中的多模多频功率放大器的控制器的原理图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]随着新型半导体开关器件和技术，如SOI等的成熟，以及SMT (Surface MountedTechnology表面贴装技术)_Free和flip-chip (倒装芯片)等封装技术的成熟和低成本化进程，使得传统MMMB PA实现成本出现进一步节省的可能性。这一可能性存在于这样一个事实:在常用移动通信频段中放大器通道的带宽特性大幅度优于输出基波阻抗变换器的带宽特性。因此，可以通过宽带放大器通道的复用降低移动终端设备中的射频前端产品的成本，所述方法尤其适用于覆盖较大频段间隔的MMMB PA。
[0031 ] 本发明拟解决移动通信终端设备用射频前端产品尤其是MMMB PA产品中宽带放大器通道以及MMMB PA输出基波阻抗变换器的多模多频复用的技术问题，以期在保持各项性能指标的同时，降低移动通信