射频功率放大电路及射频前端模组的制作方法

1.本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频功率放大电路及射频前端模组。


背景技术：

2.现代无线通信设备或系统，例如，第四代(4g)无线通信设备和系统，以及第五代(5g)无线通信设备和系统，在工作时均需采用具有高峰值平均功率比的调制信号。如此，现有无线通信设备或系统中的多尔蒂功率放大器(dpa)必须在一定的宽带频率范围内保持较高的线性度，因此，在一定的宽带频率范围内提高多尔蒂功率放大器的线性度成为现如今亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种射频功率放大电路及射频前端模组，以解决射频功率放大电路中的多尔蒂功率放大器的线性度较低的问题。
4.一种射频功率放大电路，包括输入转换电路、多尔蒂功率放大器和第一功率放大器；
5.所述输入转换电路，被配置为接收射频输入信号，输出第一射频信号和第二射频信号；
6.所述多尔蒂功率放大器耦合至所述输入转换电路的第一输出端，被配置为接收所述第一射频信号，输出第一放大信号；
7.所述第一功率放大器耦合至所述输入转换电路的第二输出端，被配置为接收所述第二射频信号，输出第二放大信号。
8.进一步地，在所述多尔蒂功率放大器的增益呈上升趋势时，所述第一功率放大器的增益呈下降趋势。
9.进一步地，所述多尔蒂功率放大器包括载波放大电路和峰值放大电路，在第一增益差值小于第一阈值时，所述第一功率放大器的增益呈下降趋势，所述第一增益差值是指在同一时间段，所述载波放大电路的增益的下降幅度与所述峰值放大电路的增益的上升幅度之间的差值。
10.进一步地，在所述多尔蒂功率放大器的增益呈下降趋势时，所述第一功率放大器的增益呈上升趋势。
11.进一步地，所述多尔蒂功率放大器包括载波放大电路和峰值放大电路；
12.所述第一功率放大器包括第一功率放大器和第一偏置电路；
13.所述第一偏置电路，被配置为向所述第一功率放大器提供第一偏置信号，以在所述多尔蒂功率放大器的增益呈下降趋势时，使得所述第一功率放大器的增益呈上升趋势。
14.进一步地，所述第一功率放大器工作于c类状态或ab类状态。
15.进一步地，所述输入转换电路包括第一巴伦，所述第一巴伦的第一输入端被配置为接收射频输入信号，第二输入端与接地端相连，所述第一巴伦的第一输出端与所述多尔
蒂功率放大器的输入端相连，所述第一巴伦的第二输出端与所述述第一功率放大器的输入端相连。
16.进一步地，所述射频功率放大电路还包括输入阻抗匹配电路，所述输入阻抗匹配电路被配置为使得所述多尔蒂功率放大器输入端的阻抗与所述第一功率放大器输入端的阻抗相同。
17.进一步地，所述射频功率放大电路还包括输出阻抗匹配电路，所述输出阻抗匹配电路被配置为使得所述多尔蒂功率放大器输出端的阻抗与所述第一功率放大器输出端的阻抗相同。
18.一种射频前端模组，包括上述的射频功率放大电路。
19.上述射频功率放大电路及射频前端模组，射频功率放大电路包括输入转换电路、多尔蒂功率放大器和第一功率放大器；输入转换电路，被配置为接收射频输入信号，输出第一射频信号和第二射频信号；多尔蒂功率放大器耦合至输入转换电路的第一输出端，被配置为接收第一射频信号，输出第一放大信号；第一功率放大器耦合至输入转换电路的第二输出端，被配置为接收第二射频信号，输出第二放大信号。第一功率放大器在多尔蒂功率放大器的增益呈现扩展或者压缩趋势时，对多尔蒂功率放大器的增益进行调整，从而保证多尔蒂功率放大器的增益平坦度，进而保证多尔蒂功率放大器的线性度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明一实施例中射频功率放大电路的一电路示意图；
22.图2是本发明一实施例中射频功率放大电路的另一电路示意图；
23.图3是本发明一实施例中射频功率放大电路的另一电路示意图；
24.图4是本发明一实施例中射频功率放大电路的增益曲线示意图。
25.图中：10、输入转换电路；20、多尔蒂功率放大器；30、第一功率放大器；40、输出转换电路；50、输入阻抗匹配电路；60、输出阻抗匹配电路。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
28.应当明白，当元件或层被称为“在
…
上”、“与
…
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元
件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
…
上”、“与
…
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
29.空间关系术语例如“在
…
下”、“在
…
下面”、“下面的”、“在
…
之下”、“在
…
之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
…
下面”和“在
…
下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
30.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
31.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
32.本实施例提供一种射频功率放大电路，如图1所示，包括输入转换电路10、多尔蒂功率放大器20和第一功率放大器30；输入转换电路10，被配置为接收射频输入信号，输出第一射频信号和第二射频信号；多尔蒂功率放大器20耦合至输入转换电路10的第一输出端，被配置为接收第一射频信号，输出第一放大信号；第一功率放大器30耦合至输入转换电路10的第二输出端，被配置为接收第二射频信号，输出第二放大信号。
33.在一具体实施例中，射频功率放大电路包括输入转换电路10，该输入转换电路10被配置为接收射频输入信号，并输出第一射频信号和第二射频信号。其中，射频输入信号为待放大的射频信号。需要说明的是，第一射频信号与第二射频信号的大小相等，第一射频信号与第二射频信号的相位相差180度，多尔蒂功率放大器20和第一功率放大器30等效成两路平衡的放大支路，以分别对第一射频信号和第二射频信号进行放大。在本实施例中，输入转换电路10可以为现有的任意类型或者结构的可将射频输入信号转换成第一射频信号与第二射频信号的电路。优选地，输入转换电路10为巴伦。
34.在一具体实施例中，射频功率放大电路还包括多尔蒂功率放大器20和第一功率放大器30，该多尔蒂功率放大器20耦合至输入转换电路10的第一输出端，被配置为接收第一射频信号，并输出第一放大信号。该第一功率放大器30耦合至输入转换电路10的第二输出端，被配置为接收第二射频信号，输出第二放大信号。其中，第一放大信号和第二放大信号
的大小相等，第一放大信号与第二放大信号之间的相位相差180度。
35.在一具体实施例中，多尔蒂功率放大器20包括信号分离器b21、载波放大电路m21、峰值放大电路m22和信号合成器b22。
36.作为一示例，信号分离器b21的输入端耦合至输入转换电路10的第一输出端，信号分离器b21的第一输出端耦合至载波放大电路m21的输入端，信号分离器b21的第二输出端耦合至峰值放大电路m22的输入端，被配置为对第一射频信号进行信号分离处理，输出第一载波信号至载波放大电路m21，输出第一峰值信号至峰值放大电路m22。载波放大电路m21被配置为对第一载波信号进行放大处理，输出第一载波放大信号。峰值放大电路m22被配置为对第一峰值信号进行放大处理，输出第一峰值放大信号。信号合成器b22的第一输入端耦合至载波放大电路m21的输出端，信号合成器b22的第二输入端耦合至峰值放大电路m22的输出端，信号合成器b22的输出端作为多尔蒂功率放大器20的输出端，被配置为对第一载波放大信号和第一峰值放大信号进行合成，输出第一放大信号。
37.在本示例中，如图4中的曲线1所示，在多尔蒂功率放大器20中，当载波放大电路m21的功率达到预设功率时，例如：当载波放大电路m21接近或者达到饱和时确定载波放大电路m21的功率达到预设功率，峰值放大电路m22开始工作，此时由于接入了峰值放大电路m22，多尔蒂功率放大器20所呈现的整体阻抗减小，以使得多尔蒂功率放大器20的增益开始下降，即多尔蒂功率放大器20的增益呈下降趋势，随着峰值放大电路m22的功率逐渐增大，多尔蒂功率放大器20的增益开始呈上升趋势，从而导致多尔蒂功率放大器20线性度不够理想。
38.为了解决上述问题，本实施例中，通过将第一功率放大器30耦合至输入转换电路10的第二输出端，如图4中的曲线2所示，载波放大电路m21开始和第一功率放大器30同时开启工作，载波放大电路m21对第一射频信号进行放大，第一功率放大器30对第二射频信号进行放大。在载波放大电路m21的功率达到预设功率时，峰值放大电路m22开始工作时，多尔蒂功率放大器20的增益开始下降，此时通过使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势，以弥补多尔蒂功率放大器20因增益下降而产生的增益损失，保证多尔蒂功率放大器20的增益的平坦度。当峰值放大电路m22的功率逐渐增大，多尔蒂功率放大器20的增益由呈下降趋势转换成呈上升趋势，此时通过使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势，以避免多尔蒂功率放大器20出现增益扩展的现象，进而达到改善多尔蒂功率放大器20的增益平坦度的目的。如图4中的曲线3为在第一功率放大器30的影响下，多尔蒂功率放大器20的增益曲线。
39.在本实施例中，射频功率放大电路包括输入转换电路10、多尔蒂功率放大器20和第一功率放大器30；输入转换电路10，被配置为接收射频输入信号，输出第一射频信号和第二射频信号；多尔蒂功率放大器20耦合至输入转换电路10的第一输出端，被配置为接收第一射频信号，输出第一放大信号；第一功率放大器30耦合至输入转换电路10的第二输出端，被配置为接收第二射频信号，输出第二放大信号。第一功率放大器30在多尔蒂功率放大器20的增益呈现扩展或者压缩时，对多尔蒂功率放大器20的增益进行调整，从而保证多尔蒂功率放大器20的增益平坦度，进而保证多尔蒂功率放大器20的线性度。
40.可选地，如图3所示，射频功率放大电路包括输出转换电路40，输出转换电路40的第一输入端与多尔蒂功率放大器20的输出端相连，输出转换电路40的第二输入端与第一功率放大器30的输出端相连，被配置为接收第一放大信号和第二放大信号，输出射频放大信
号。可选地，输出转换电路40包括第二巴伦b41，第二巴伦b41的第一输入端与多尔蒂功率放大器20的输出端，被配置为接收第一放大信号，第二巴伦b41的第二输入端与第一功率放大器30的输出端相连，被配置为接收第二放大信号，第二巴伦b41的第一输出端被配置为输出射频放大信号，第二巴伦b41的第一输出端被配置为与接地端相连。
41.在一实施例中，第一功率放大器30，被配置为在多尔蒂功率放大器20的增益呈上升趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势。
42.在本实施例中，第一功率放大器30被配置为在多尔蒂功率放大器20呈上升趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势。由于多尔蒂功率放大器20的增益存在由下降趋势转换为呈上升趋势的过程，因此导致多尔蒂功率放大器20增益波动较大，影响多尔蒂功率放大器20的线性度，所以，本实施例通过第一功率放大器30在多尔蒂功率放大器20呈上升趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势，以保持多尔蒂功率放大器20的增益的平坦度，从而保证多尔蒂功率放大器20的线性度。
43.在一实施例中，多尔蒂功率放大器20包括载波放大电路m21和峰值放大电路m22，在第一增益差值小于第一阈值时，使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势，第一增益差值是指在同一时间段，载波放大电路m21的增益的下降幅度与多尔蒂功率放大器20中的峰值放大电路m22的增益的上升幅度之间的差值。
44.其中，第一阈值为用户根据实际需求自定义的数值。在一具体实施例中，为了保证多尔蒂功率放大器20的增益平坦度，保证第一功率放大器30的增益能在合适的时间段呈下降趋势，第一阈值不宜设置地过大。
45.在本实施例中，第一增益差值是指多尔蒂功率放大器20中的载波放大电路m21的增益的下降幅度与多尔蒂功率放大器20中的峰值放大电路m22的增益的上升幅度之间的差值。若第一增益差值小于第一阈值时，则说明在同一时间段内，载波放大电路m21的增益的下降幅度与峰值放大电路m22的增益的上升幅度相接近，多尔蒂功率放大器20的整体增益趋于平坦。在一具体实施例中，当载波放大电路m21和峰值放大电路m22共同工作时，载波放大电路m21的增益开始呈下降趋势，峰值放大电路m22益开始呈上升趋势，一开始由于载波放大电路m21的增益的下降趋势大于峰值放大电路m22的上升趋势，多尔蒂功率放大器20的整体增益依旧呈下降趋势，但随着峰值放大电路m22功率的逐渐增大，载波放大电路m21的增益的下降趋势和峰值放大电路m22的上升趋势会某一时刻达到平衡/相同，随后载波放大电路m21的增益的下降趋势逐渐小于峰值放大电路m22的上升趋势，使得多尔蒂功率放大器20的整体增益开始呈上升趋势。在本实施例中，当第一增益差值小于第一阈值时，即在载波放大电路m21的增益的下降趋势和峰值放大电路m22的上升趋势逐渐趋于相同，载波放大电路m21的增益的下降趋势开始要小于峰值放大电路m22的上升趋势时，即说明多尔蒂功率放大器20增益将要或开始呈上升趋势时，第一功率放大器30的增益呈下降趋势，从而避免多尔蒂功率放大器20出现增益扩展的现象，以改善多尔蒂功率放大器20的增益平坦度，进而达到改善多尔蒂功率放大器20线性度的目的。
46.在一实施例中，第一功率放大器30，被配置为在多尔蒂功率放大器20的增益呈下降趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势。
47.在本实施例中，当载波放大电路m21和峰值放大电路m22共同工作时，载波放大电路m21的增益开始呈下降趋势，峰值放大电路m22益开始呈上升趋势，一开始由于载波放大
电路m21的增益的下降趋势大于峰值放大电路m22的上升趋势，多尔蒂功率放大器20的整体增益依旧呈下降趋势。因此，本实施例通过第一功率放大器30在多尔蒂功率放大器20增益呈下降趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势，从而避免多尔蒂功率放大器20出现增益降低的现象，进而达到改善多尔蒂功率放大器20线性度的目的。
48.在一实施例中，多尔蒂功率放大器20包括载波放大电路m21和峰值放大电路m22；第一功率放大器30包括第一功率放大器30和第一偏置电路；第一偏置电路，被配置为向第一功率放大器30提供第一偏置信号，以在多尔蒂功率放大器20的增益呈下降趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势。
49.在一具体实施中，第一功率放大器30包括第一功率放大器30和第一偏置电路；第一偏置电路，被配置为向第一功率放大器30提供第一偏置信号，以在多尔蒂功率放大器20增益呈下降趋势时，使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势。示例性地，通过将第一偏置电路耦合至第一功率放大器30的输入节点，并控制第一偏置电路输出的偏置信号的大小控制第一功率放大器30的功率大小，进而达到控制第一功率放大器30的增益大小的目的。例如，在多尔蒂功率放大器20增益呈下降趋势时，控制第一偏置电路输出较大的偏置信号，在该较大的偏置信号作用下，第一功率放大器30的增益逐渐增大，使得第一功率放大器30的增益呈上升趋势；在多尔蒂功率放大器20增益呈上升趋势时，控制第一偏置电路输出较小的偏置信号，在该较小的偏置信号作用下，第一功率放大器30的增益逐渐减小，使得第一功率放大器30的增益呈下降趋势，以保持多尔蒂功率放大器20的增益的平坦度，达到改善多尔蒂功率放大器20线性度的目的。
50.在一实施例中，第一功率放大器30工作于c类状态或ab类状态。由于当第一功率放大器30工作于c类状态或ab类状态时，第一功率放大器30的增益曲线呈先上升后下降趋势，即与多尔蒂功率放大器20在载波放大电路m21达到饱和之后的增益曲线趋势相反，因此，本实施例通过使得接入的第一功率放大器30工作于c类状态或ab类状态，以便于实现在多尔蒂功率放大器20增益呈上升趋势时，第一功率放大器30的增益呈下降趋势，在多尔蒂功率放大器20增益呈下降趋势时，第一功率放大器30的增益呈上升趋势，改善多尔蒂功率放大器20的增益平坦度，进而达到改善多尔蒂功率放大器20线性度的目的。
51.在一实施例中，如图1所示，输入转换电路10包括第一巴伦b11，第一巴伦b11的第一输入端被配置为接收射频输入信号，第二输入端与接地端相连，第一巴伦b11的第一输出端与多尔蒂功率放大器20的输入端相连，第一巴伦b11的第二输出端与述第一功率放大器30的输入端相连。
52.在本实施例中，输入转换电路10包括第一巴伦b11，通过将第一巴伦b11的第一输入端被配置为接收射频输入信号，将第一巴伦b11的第二输入端与接地端相连，并第一巴伦b11的第一输出端与多尔蒂功率放大器20的输入端相连，将第一巴伦b11的第二输出端与述第一功率放大器30的输入端相连，便能够实现接收射频输入信号，并输出大小相同、相位相差180度的第一射频信号和第二射频信号。
53.在一实施例中，如图3所示，射频功率放大电路还包括输入阻抗匹配电路50，输入阻抗匹配电路50被配置为使得多尔蒂功率放大器20输入端的阻抗与第一功率放大器30输入端的阻抗相同。
54.在一具体实施例中，射频功率放大电路还包括输入阻抗匹配电路50，输入阻抗匹
配电路50的第一输入端与输入转换电路10的第一输出端相连，输入阻抗匹配电路50的第二输入端与输入转换电路10的第二输出端相连，输入阻抗匹配电路50的第一输出端与多尔蒂功率放大器20输入端相连，输入阻抗匹配电路50的第二输出端与第一功率放大器30输入端相连，以使多尔蒂功率放大器20输入端的阻抗与第一功率放大器30输入端的阻抗相同，保证第一射频信号和第二射频信号的平衡性，使第一射频信号和第二射频信号能够正常放大。
55.在一具体实施例中，输入阻抗匹配电路50包括第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路。第一阻抗匹配电路的一端与输入转换电路10的第一输出端相连，另一端与多尔蒂功率放大器20输入端相连。第二阻抗匹配电路的一端与输入转换电路10的第二输出端相连，另一端与第一功率放大器30输入端相连。可选地，第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路例如可以是由电容和电阻组成的电路，或其它能够实现阻抗匹配的电路。
56.在一实施例中，如图3所示，射频功率放大电路还包括输出阻抗匹配电路60，输出阻抗匹配电路60被配置为使得多尔蒂功率放大器20输出端的阻抗与第一功率放大器30输出端的阻抗相同。
57.在本实施例中，射频功率放大电路还包括输出阻抗匹配电路60，输出阻抗匹配电路60的第一输入端与多尔蒂功率放大器20输出端相连，输出阻抗匹配电路60的第二输入端与第一功率放大器30的输出端相连，从而使得多尔蒂功率放大器20输出端的阻抗与第一功率放大器30输出端的阻抗相同，以保证第一放大信号和第二放大信号的平衡性。
58.在一具体实施例中，输出阻抗匹配电路60包括第三阻抗匹配电路和第四阻抗匹配电路。可选地，第三阻抗匹配电路和第四阻抗匹配电路例如可以是由电容和电阻组成的电路，或其它能够实现阻抗匹配的电路。
59.本实施例提供一种射频前端模组，包括上述的射频功率放大电路。
60.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。