专利名称：用于通信装置的功率放大电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通信装置的功率放大电路，更具体地，涉及一种用于适于在移动通信中使用的通信装置的功率放大电路。
近年来，在移动通信领域中，由于便携式终端的广泛使用，通信量有急剧的增加，因此就存在多个其频带是彼此明显分开的通信系统。
为了更方便于使用者，市场需要这些多个通信系统应由一个终端装置实现。
在这些情况下，为了在多个通信系统发送和接收信号，考虑到成本和安装面积，希望并不是在一个终端装置中安装如通信系统同样数量的用于发送和接收其使用频率彼此明显分开的多个电路，而是分享电路的一部分。这显然是因为市场需求趋向于终端小型化。
作为用于能够发送多个频带的信号的通信装置的一种功率放大电路的一个传统的例子，在图4和图5中示出了一种功率放大电路结构的例子。
图4所示的一种功率放大电路400具有这样的结构，即两个频带共用一个用于放大从一个信号源470输出的调制信号的功率的初级放大器401，并且，在后续级，一个频带的发送信号受到放大器402和403的功率放大，另一个频带的发送信号受到放大器404和405的功率放大，并且放大的信号作为外部信号而输出。
另一方面，图5所示的一种传统的功率放大电路500具有这样的结构，即两个放大系统彼此完全独立，就是说，一个包括放大器501、502和503的用于放大一个信号源580的输出信号的放大系统和一个包括放大器511、512和513的用于放大一个信号源590的输出信号的放大系统分别对输出其频带彼此分开的信号的信号源580和590的功率进行放大，并且分别将这些放大的输出作为独立的发送信号而输出。
虽然图4所示的传统的功率放大电路与后面将说明的根据本发明的一个实施例的功率放大电路相比具有较少数量的部件，但当两个频带如上所述彼此分开时，对于该两个频带来说，在初级放大器401确保高效率的功率放大是极为困难的，于是其中一个频带的频率特性(放大特性)就受到极大的限制。
图5所示的传统的功率放大电路与图4所示的功率放大电路不同，它使各自频带的初级放大器501和511的频率特性优化。
然而，用于事先在其间形成的初级放大器和匹配电路等的半导体芯片的空间的大小当然需要等同于频带的数量的空间。这对于成本和尺寸来说是不希望的。
如前所述，在通信装置具有多个发送频带的情况下，用于传统的通信装置的一种功率放大电路没置有多个相同的电路，即使一个电路的尺寸加大，或者具有部分共享的电路，但要牺牲一定的频带中的放大效率。
有鉴于这种情况，本发明的一个目的是提供一种用于通信装置的功率放大电路，它能够在所有的发送频带以高效率进行功率放大，而无需增加电路的规模。
根据本发明的一个方面，一种用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路，其中，将从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换成多个频带的发送信号，并且输出所述发送信号。
在优选的结构中，当输出与所述信号源的信号相同频率的所述发送信号时，所述信号源的信号具有无修改地放大的功率，并且输出为一个发送信号，并且当输出与所述信号源的信号不同频率的所述发送信号时，所述信号源的信号被频率变换并且具有放大的功率，并且输出为一个发送信号。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个第一放大系统，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率并且输出作为一个第一发送信号的放大的信号，和一个第二放大系统，用于将从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换为一个不同于所述第一发送信号的频带的信号、放大所述变换的信号的功率并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
在另一个优选的结构中，设置多个所述第二放大系统，以输出不少于三种的多个频带的发送信号。
根据本发明的另一个方面，一种用于通信装置的具有多个发送频带的功率放大电路，包括，一个第一放大系统，用于无修改地放大从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率并且输出作为一个第一发送信号的放大的信号，和一个第二放大系统，用于将从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换为一个不同于所述第一发送信号的频带的信号、放大所述变换的信号的功率并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
在优选的结构中，第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以用于成为不同于从所述单一信号源输出的调制信号的一个预定频带的频带的信号的变换，和一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率。
在另一个优选的结构中，设置多个第二放大系统，以输出不少于三种的多个频带的发送信号。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个放大器，用于无修改地放大初级放大器的输出并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出，并且所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个后级放大器和一个终级放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个后级放大器和一个终级放大器，用于无修改地放大所述初级放大器的输出的功率并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出。
在另一个优选的结构中，用于通信装置的功率放大电路还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个后级放大器和一个终级放大器，用于无修改地放大所述初级放大器的输出的功率并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出，并且所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个后级放大器和一个终级放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
根据本发明的用于通信装置的功率放大电路，由于用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路被构造为将从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换成多个频带的发送信号并且输出所述发送信号，一个初级放大器的放大特性可在一个窄带内达到一定程度的优化，据此可防止在多个发送频带的其中任何一个频带中的放大效率的急剧恶化，以减少通信装置的电流消耗。
本发明的其它目的、特征和优点将从以下给出的详细说明而变得清楚。
从以下给出的详细说明并且从本发明的优选实施例的附图可更充分地理解本发明，但这些说明和附图应不对本发明造成限制，而是仅用于解释和理解。
附图中
图1是示出根据本发明的用于通信装置的功率放大电路的一种基本结构的方框图；图2是示出根据本发明的功率放大电路的一种结构的方框图；图3是示出图2所示的功率放大电路的频率配置的解释性的示意图；图4是示出一个传统的通信装置中的功率放大电路的结构的一个例子的方框图；图5是示出一个传统的通信装置中的功率放大电路的结构的另一个例子的方框图。
以下将参照附图详细讨论本发明的优选实施例。在以下的说明中，为了提供对于本发明的全面的理解，将叙述大量的具体的细节。然而，很明显，对于本领域的普通技术人员来说。无需这些细节就可以实现本发明。在其它的例子中，已知的结构就不详细示出，以使本发明更为清晰。
图1示出根据本发明的用于通信装置的一种功率放大电路的基本结构。
在图1中，一个功率放大电路10用作放大彼此不同的多个频带的发送信号的功率并且输出放大的信号，并且包括一个初级放大器20，用于放大从一个信号源70输出的一个预定频带的调制信号的功率，一个放大器30，用于无修改地放大初级放大器20的放大的输出的功率并且输出作为一个第一发送信号的放大的输出，一个本地振荡电路40和一个混频电路50，用于将初级放大器20的输出信号频率变换成一个不同于预定的频带的一个频带的信号，和一个放大器60，用于放大混频电路50的输出信号并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
由于上述功率放大电路是这样构造的，即从单一信号源70输出的一个预定频带的调制信号被变换成并且被输出为多个频带的发送信号，即使它具有单一的输入结构，也可在彼此明显分开的多个频带中达到高效率的功率放大。
图1所示的是其中多个彼此不同的频带的发送信号的数量是两个的情况，以便于解释，但该数量并不限于此。通过将包括由一个本地振荡电路和一个混频电路组成的一个频率变换装置的多个放大系统连接至初级放大器20的输出侧，在不增大电路规模的条件下，可实现不少于三种的多个频带的发送信号的高效率的功率放大并且输出放大的信号。
接着，图2所示是示出根据本发明的一个实施例的用于通信装置的功率放大电路的一种结构。在图2中，一个功率放大电路100是一个用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路，并且包括一个初级放大器110，用于放大从一个单一信号源70输出的一个预定频带的调制信号的功率，一个由一个后级放大器120和一个终级放大器130组成的第一放大系统，用于无修改地放大初级放大器110的放大的输出的功率，和一个由一个具有一个本地振荡电路140和一个混频电路150的频率变换电路组成的第二放大系统，用于将初级放大器110的放大的输出变换成一个不同于第一发送信号的频带的信号，一个后级放大器160和一个终级放大器170，用于放大频率变换电路的输出信号的功率并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
混频电路150响应于施加的两个信号，即初级放大器110的输出信号和本地振荡电路140的输出信号，输出一个具有等于该两个信号之间的差的一个频率的信号。
信号源70具有产生发送信号的功能，并且主要由一个频率合成器和一个调制器组成，以产生一个在实际中通过一个天线金属线而送出装置之外的调制信号。
本地振荡电路140具有这样一个事先设置的频率，即当信号源70的输出频率与后级放大器160和终级放大器170的输出频率彼此不同时，产生等于它们之间的差的一个频率的信号。
在上述结构中，从信号源70输出的信号(调制信号)的功率受到初级放大器110的放大。这里，当信号源70和最终输出信号(发送信号)具有相同频率时，初级放大器110的输出受到后级放大器120和终级放大器130的放大，然后作为功率放大电路110本身的输出而向外送出。
另一方面，当信号源70和最终输出信号具有不同的频率时，初级放大器110的输出信号受到本地振荡电路140和混频电路150的频率变换，以具有不同于信号源70的频率的一个频带，并且混频电路150的输出信号的功率受到后级放大器120和终级放大器130的放大，使得放大的信号作为功率放大电路110本身的输出而向外送出。
图3示出根据本发明的实施例的通信装置的发送频率的一个例子，它符合在欧洲等地使用的便携式电话机的GSM发送频率标准。此标准具有两个发送频带，即在900MHz附近的GSM900和在1800MHz附近的DCS1800。市场要求一个便携式电话机在两个频带中进行发送。
在本发明的实施例中，初级放大器110被调整得在DCS1800的频带中最有效地进行放大，并且利用GSM900的频带的发送是通过混频电路150进行的。
根据上述安排，后级放大器120和终级放大器130的频率特性(放大特性)在DCS1800的频带内被优化，而后级放大器160和终级放大器170的频率特性在GSM900的频带内被优化。
当这种功率放大电路主要采用GaAs(砷化镓)器件来构造时，要在一个宽带内高效率地进行初级放大器110的频率特性的功率放大是极为困难的。
因此，在采用GSM900的频带和采用DCS1800的频带的两种情况下，安排初级放大器110采用DCS1800的频带，以使该放大器在一个窄带内在一定程度上实现优化，使得功率放大效率的恶化得以减小。这就是为何在本发明的实施例中选择如图3所示的频率配置的理由。
在本实施例中，“GSM900的频带”和“DCS1800的频带”的表述分别表示在900MHz和1800MHz附近的频带，对本发明的系统并不构成限制。
此外，虽然在本发明中，共享两个通信系统的发送电路的一部分，但发送电路的频带的数量是任意的。
而且在本实施例中，在采用本地振荡电路140和混频电路150进行发送的情况下，虽然利用信号源70的固定的输出频率和本地振荡电路140的设置为可变的输出频率进行一个发送频率的变换，但固定的频率与可变的频率之间的关系可以调换。
在本发明中，在初级放大器110，在一个DCS1800的频带优化频率特性即放大特性。进行这种安排是考虑到这样的事实，即当频率高时，混频电路150的输出电平相对较低。与初级放大器共用的频带由于没有这种问题，所以不受限制。
此外，虽然本实施例的前提是基于功率放大电路是由GaAs工艺制造的，但半导体的制造工艺等并不局限于此。
如前所述，根据本发明的用于通信装置的功率放大电路，由于用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路被构造为将从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换成多个频带的发送信号并且输出所述发送信号，一个初级放大器的放大特性可在一个窄带内达到一定程度的优化，据此可防止在多个发送频带的其中任何一个频带中的放大效率的急剧恶化，以减少通信装置的电流消耗。更具体地，当混频电路150和本地振荡电路140消耗电路达一定程度时，消耗的电流量远小于由于功率放大电路的放大效率的恶化而导致的电流消耗量的增加。
虽然已就举例的实施例进行了解释和说明，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可在其中或向其进行上述和各种其它的变化、省略和增加。因此，对本发明的理解应不局限于上述具体的实施例，而是包括所有可能的实施例，这些实施例可在由后附的权利要求中表述的特征所包括和等效的范围内实施。
权利要求
1.一种用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路，其中，将从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换成多个频带的发送信号，并且输出所述发送信号。
2.根据权利要求1所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，当输出与所述信号源的信号相同频率的所述发送信号时，所述信号源的信号具有无修改地放大的功率，并且输出为一个发送信号，并且当输出与所述信号源的信号不同频率的所述发送信号时，所述信号源的信号被频率变换并且具有放大的功率，并且输出为一个发送信号。
3.根据权利要求1所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个第一放大系统，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率并且输出作为一个第一发送信号的放大的信号，和一个第二放大系统，用于将从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换为一个不同于所述第一发送信号的频带的信号、放大所述变换的信号的功率并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
4.根据权利要求3所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，设置多个所述第二放大系统，以输出不少于三种的多个频带的发送信号。
5.一种用于具有多个发送频带的通信装置的功率放大电路，包括一个第一放大系统，用于无修改地放大从一个单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率并且输出作为一个第一发送信号的放大的信号；和一个第二放大系统，用于将从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号变换为一个不同于所述第一发送信号的频带的信号、放大所述变换的信号的功率并且输出作为一个第二发送信号的放大的输出。
6.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以用于成为不同于从所述单一信号源输出的调制信号的一个预定频带的频带的信号的变换，和一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频。
7.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率。
8.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路、其特征在于，设置多个所述第二放大系统，以输出不少于三种的多个频带的发送信号。
9.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个放大器，用于无修改地放大所述初级放大器的输出并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出，并且所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
10.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个后级放大器和一个终级放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
11.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个后级放大器和一个终级放大器，用于无修改地放大所述初级放大器的输出的功率并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出。
12.根据权利要求5所述的用于通信装置的功率放大电路，其特征在于，它还包括一个初级放大器，用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率，其中，所述第一放大系统包括一个后级放大器和一个终级放大器，用于无修改地放大所述初级放大器的输出的功率并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出，并且所述第二放大系统包括一个本地振荡电路，用于输出一个频带的信号，以将所述初级放大器的一个输出信号变换成具有不同于一个预定频带的频带，一个混频电路，用于将一个其频带与从所述单一信号源输出的调制信号相同的信号与一个所述本地振荡器的振荡输出相混频，和一个后级放大器和一个终级放大器，用于放大所述混频电路的输出的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
全文摘要
一种用于通信装置的功率放大电路,包括一个初级放大器,用于无修改地放大从所述单一信号源输出的一个预定频带的调制信号的功率,一个具有一个后级放大器和一个终级放大器的第一放大系统,用于无修改地放大初级放大器的输出的功率并且输出作为所述第一发送信号的放大的输出,和一个具有由一个本地振荡电路和一个混频电路组成的一个频率变换电路的第二放大系统,用于将初级放大器的放大的输出变换成具有不同于第一发送信号的频带的信号,和一个后级放大器和一个终级放大器,用于放大频率变换电路的输出信号的功率并且输出作为所述第二发送信号的放大的输出。
文档编号H03F3/20GK1329454SQ0112198
公开日2002年1月2日 申请日期2001年6月18日 优先权日2000年6月19日
发明者石井克浩 申请人:日本电气株式会社