一种多种功率模式的射频功率放大器及其主电路的制作方法

本发明涉及射频功率放大器领域，具体涉及一种多种功率模式的射频功率放大器及其主电路。

背景技术

nb-iot(narrowbandinternetofthings，窄带物联网)是万物互联网络的一个重要分支。nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络(globalsystemformobilecommunications，全球移动通讯系统)、umts网络(universalmobiletelecommunicationssystem，通用移动通讯系统)或lte网络(longtermevolution，长期演进)，以降低部署成本、实现平滑升级。

nb-iot是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说nb-iot设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

在射频功率放大器中，以nb-iot射频功率放大器为例，射频功率放大器的耗电量是很大的，为了延长电池的使用时间，往往需要射频功率放大器工作在不同的功率模式。在信号比较弱的时候，射频功率放大器会工作在高功率模式下来保证通讯质量。反之当信号很强的时候，射频功率放大器则会工作在低功率模式下来减小耗电。在一些情况下还需要让功率放大器提供衰减模式来满足系统要求。

目前传统的解决方案是，设计多条射频链路以及在输入输出端口增加开关电路来实现。高功率模式启动高功率功率放大器链路，低功率模式启动低功率功率放大器链路，衰减模式则通过开关电路以及衰减网络来实现。这样做会增大射频功率放大器的尺寸，占用更多射频功率放大器模块的体积，增大射频功率放大器模块的功耗，这对于nb-iot功率放大器模块低功耗高集成度非常不利。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明拟提出一种新的多种功率模式的射频功率放大器及其主电路，以便一条射频链路实现3种功率模式，无需像传统解决方案那样需要三条射频链路。

本发明实施例提供了一种多种功率模式的射频功率放大器主电路，包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、衰减器，其中：所述第一功率放大器和所述衰减器并联连接，所述第二功率放大器和第三功率放大器并联连接，二者再串联，串联后第一功率放大器的一端连接射频输入端，第二功率放大器的一端连接射频输出端。

进一步地，所述第一功率放大器、所述第三功率放大器、所述第二功率放大器的功率依次升高。

进一步地，所述第一功率放大器、所述第二功率放大器、所述第三功率放大器的开闭由控制电路控制。

进一步地，所述主电路工作模式包括高功率模式、低功率模式、衰减模式的至少一种。

进一步地，所述主电路工作在高功率模式时，所述控制电路控制打开所述第一功率放大器、所述第二功率放大器、所述第三功率放大器。

进一步地，所述主电路工作在低功率模式时，所述控制电路控制打开所述第一功率放大器、所述第三功率放大器，关闭所述第二功率放大器。

进一步地，其中，所述第一功率放大器用于驱动所述第二功率放大器或/和所述第三功率放大器。

进一步地，所述主电路工作在衰减模式时，所述控制电路控制关闭所述第一功率放大器、所述第二功率放大器，打开所述第三功率放大器，通过所述衰减器调节所述射频输出端的输出功率。

进一步地，所述衰减器包括电阻r1、电容c1，所述电阻r1与所述电容c1串联连接。

本发明实施例还提供一种多种功率模式的射频功率放大器，包括上述所述的多种功率模式的射频功率放大器主电路。

本发明的实施例提供的技术方案，可以节省多种功率模式的射频功率放大器的芯片面积，增加射频功率放大器的集成度，降低射频功率放大器的耗能及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路组成示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路组成示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路的衰减器组成示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应该理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件，但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此，下述讨论之第一元件或组件，在不脱离本发明之内容下，可被称为第二元件或第二组件。

图1是传统的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路组成示意图，包括输入开关15、第一功率放大器11、第二功率放大器12、第三功率放大器13、衰减器14、输出开关16。

如图1所示，第一功率放大器11和第二功率放大器12串联后与第三功率放大器13、衰减器14并联，并联后一端连接输入开关15，另一端连接输出开关16。输入开关15的另一端与射频输入端连接，输出开关16的另一端连接射频输出端。

传统的解决方案中，射频信号从射频输入端输入，通过一个输入开关来切换射频链路。主电路工作模式包括高功率模式、低功率模式、衰减模式的至少一种。

高功率模式开启第一功率放大器11和第二功率放大器12链路。一般工作在输入射频信号比较弱的时候，此时，射频功率放大器会工作在高功率模式下来保证通讯质量。

低功率开启第三功率放大器13链路。一般工作在输入射频信号很强的时候，此时，射频功率放大器会工作在低功率模式下来减小耗电。

衰减模式开启衰减器14链路，输出再通过一个输出开关进行切换。以满足让射频功率放大器提供衰减模式来满足系统要求的情况。

由于传统解决方案需要三条射频链路，会增大射频功率放大器的尺寸，占用更多射频功率放大器模块的体积，增大射频功率放大器模块的功耗，这对于功率放大器模块低功耗高集成度非常不利。

图2是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路组成示意图。

如图2所示，该主电路应用在nb-iot射频功率放大器前端，包括第一功率放大器21、第二功率放大器22、第三功率放大器23、衰减器24。其中第一功率放大器21和衰减器24并联连接，第二功率放大器22和第三功率放大器23并联连接，二者再串联，串联后第一功率放大器21的一端连接射频输入端，第二功率放大器22的一端连接射频输出端。

第一功率放大器21、第三功率放大器23、第二功率放大器22的功率依次升高。第一功率放大器21、第二功率放大器22、第三功率放大器23的开闭由控制电路控制。

多种功率模式的射频功率放大器主电路工作模式包括高功率模式、低功率模式、衰减模式的至少一种，其具体的功率范围根据实际需要进行划分。

主电路工作在高功率模式时，控制电路控制打开第一功率放大器21、第二功率放大器22、第三功率放大器23。第一功率放大器21用于驱动第二功率放大器22和第三功率放大器23。

主电路工作在低功率模式时，控制电路控制打开第一功率放大器21、第三功率放大器23，关闭第二功率放大器22。第一功率放大器21用于驱动第三功率放大器23。

主电路工作在衰减模式时，控制电路控制关闭第一功率放大器21，第二功率放大器22，打开第三功率放大器23，通过衰减器24调节射频输出端的输出功率。

这种主电路可以节省射频功率放大器的芯片面积，增加射频功率放大器的集成度，降低射频功率放大器的耗能，降低射频功率放大器的成本。尤其适用于nb-iot射频功率放大器。

图3是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器主电路的衰减器组成示意图。

衰减器24包括电阻r1、电容c1，电阻r1与电容c1串联连接组成rc衰减电路。

图4是本发明一实施例提供的一种多种功率模式的射频功率放大器组成示意图。

该多种功率模式的射频功率放大器2包括上述图2的主电路。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。