射频功率放大器及其可变阻抗切换电路和射频功放模组的制作方法

【】本技术涉及射频，尤其涉及一种射频功率放大器及其可变阻抗切换电路和射频功放模组。

背景技术

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背景技术：

1、通信领域的射频功率放大器(poweramplifier，pa)是无线通信链路中的关键单元之一，其作用是将经过调制的携带了调制信息的电信号放大至一定的功率水平，并能激发后端的天线以产生相应的电磁波信号，从而实现无线信号传输。相对于4g-lte射频功率放大器，5g-nr射频功率放大器对线性度的要求更高，特别是cp-256qam调制信号下的evm线性度指标，对于射频功率放大器更是提出了更高的要求。

2、现有技术的做法是提高5g-nr射频功率放大器的饱和功率，通过回退功率来达到5g-nr射频功率放大器的线性要求，这样设计的好处是易于实现，坏处是无法兼顾回退功率下的效率。

3、目前解决5g-nr射频功率放大器的回退功率下的效率问题的主流方案是采用doherty架构，采用此架构虽然可以有效提升回退功率，但是芯片的设计复杂度较高，芯片面积也较大，需要重新设计整个5g-nr射频功率放大器。

4、另外相关技术中5g-nr射频功率放大器得结构如图1所示，其包括用于提供足够的增益和驱动功率的驱动放大级单元q1和q2、采用推挽架构的功率放大级单元q3和q4、分别位于功率放大级单元前后的输入匹配巴伦tf1和级间匹配巴伦tf2以及经过输出匹配巴伦tf2后进入开关sw1等。以sub6频段n77为例，输出阻抗的设计值如图2所示，功率放大级单元输出看到的阻抗为小阻抗比如5ohm，而在各个功率等级下功率放大级单元输出的阻抗均为5ohm，这样在不需要大功率发射的情况下，射频功率放大器的效率会降低。

5、虽然相关技术中的5g-nr射频功率放大器能在各功率等级下使功率放大级单元输出的阻抗均为5ohm，以保证射频功率放大器的效率会降低，但其输出的阻抗却无法进行切换，且降低低功率下的功耗程度有限，无法满足5g-nr射频功率放大器的实际需求。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本实用新型的目的在于提供一种射频功率放大器的可变阻抗切换电路，以解决相关技术中5g-nr功率放大器输出的阻抗无法进行切换，且降低低功率下的功耗程度有限，无法满足5g-nr射频功率放大器的实际需求的问题。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本实用新型提供了一种射频功率放大器的可变阻抗切换电路，其包括级间信号输入端、功率放大级单元、级间匹配巴伦、第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关、电感以及信号输出端；

3、所述功率放大级单元的输入端连接至所述信号输出端连接；

4、所述级间匹配巴伦包括级间初级线圈以及与所述级间初级线圈耦合的级间次级线圈；所述级间初级线圈的两端分别连接至所述功率放大级单元的输出端，所述级间初级线圈的中抽头连接至级间供电电压；

5、所述第一电容的第一端连接至所述级间次级线圈的第一端，所述第一电容的第二端接地；

6、所述第二电容的第一端连接至所述级间次级线圈的第二端，所述第二电容的第二端接地；

7、所述第三电容的第一端连接至所述级间次级线圈的第二端；

8、所述第一开关的两端分别连接至所述第三电容的两端；

9、所述第二开关的第一端连接至所述第三电容的第二端；

10、所述电感的第一端连接至所述第二开关的第二端，所述电感的第二端接地；

11、所述信号输出端连接至所述第三电容的第二端；

12、其中，根据所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路工作时的功率大小按预设规则分别控制所述第一开关和所述第二开关的开合，以实现输出阻抗的切换。

13、优选的，所述级间信号输入端包括两个；所述功率放大级单元包括第一功率放大器和第二功率放大器；所第一功率放大器的输入端连接至其中一个所述级间信号输入端，所述第二功率放大器的输入端连接至另一个所述级间信号输入端；所述级间初级线圈的两端分别连接至所述第一功率放大器的输出端和所述第二功率放大器的输出端。

14、优选的，所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路还包括第四电容；所述第四电容的两端分别连接至所述第一功率放大器的输出端和所述第二功率放大器的输出端。

15、优选的，所述预设规则为：

16、所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路工作在高功率时，所述第一开关断开，所述第二开关闭合；

17、所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路工作在低功率时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开。

18、第二方面，本实用新型提供了一种射频功率放大器，其包括信号输入端、驱动放大级单元、输入匹配巴伦以及如上所述的射频功率放大器的可变阻抗切换电路；

19、所述驱动放大级单元的输入端连接至所述信号输入端；

20、所述输入匹配巴伦包括输入初级线圈以及与所述输入初级线圈耦合的输入次级线圈；所述输入初级线圈的第一端连接至输入供电电压，所述输入初级线圈的第二端连接至所述驱动放大级单元的输出端；所述输入次级线圈的两端作为所述级间信号输入端，所述输入次级线圈的中抽头接地。

21、优选的，所述驱动放大级单元包括依次串联设置的第三功率放大器和第四功率放大器；所述第三功率放大器的输入端连接至所述信号输入端，所述第四功率放大器的输出端连接至所述输入初级线圈的第二端。

22、第三方面，本实用新型提供了一种射频功放模组，其包括如上所述的射频功率放大器。

23、与相关技术相比，本实用新型的射频功率放大器的可变阻抗切换电路通过在级间匹配巴伦后串联一个电容，并联一个电感，并增设一个与电容并联的第一开关，在电感前端串连一个第二开关，从而可以通过射频功率放大器的可变阻抗切换电路工作时的功率大小按预设规则分别控制第一开关和第二开关的开合来实现功率放大级单元输出阻抗的切换，使功率放大级单元的输出阻抗可以为小阻抗例如5ohm或者大阻抗例如10ohm，且采用这种架构还能进一步降低射频功率放大器在低功率下的功耗，使其满足5g-nr射频功率放大器的实际需求。

技术特征：

1.一种射频功率放大器的可变阻抗切换电路，其特征在于，所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路包括级间信号输入端、功率放大级单元、级间匹配巴伦、第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关、电感以及信号输出端；

2.如权利要求1所述的射频功率放大器的可变阻抗切换电路，其特征在于，所述级间信号输入端包括两个；所述功率放大级单元包括第一功率放大器和第二功率放大器；所第一功率放大器的输入端连接至其中一个所述级间信号输入端，所述第二功率放大器的输入端连接至另一个所述级间信号输入端；所述级间初级线圈的两端分别连接至所述第一功率放大器的输出端和所述第二功率放大器的输出端。

3.如权利要求2所述的射频功率放大器的可变阻抗切换电路，其特征在于，所述射频功率放大器的可变阻抗切换电路还包括第四电容；所述第四电容的两端分别连接至所述第一功率放大器的输出端和所述第二功率放大器的输出端。

4.如权利要求1所述的射频功率放大器的可变阻抗切换电路，其特征在于，所述预设规则为：

5.一种射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器包括信号输入端、驱动放大级单元、输入匹配巴伦以及如权利要求1至4任意一项所述的射频功率放大器的可变阻抗切换电路；

6.如权利要求5所述的射频功率放大器，其特征在于，所述驱动放大级单元包括依次串联设置的第三功率放大器和第四功率放大器；所述第三功率放大器的输入端连接至所述信号输入端，所述第四功率放大器的输出端连接至所述输入初级线圈的第二端。

7.一种射频功放模组，其特征在于，所述射频功放模组包括如权利要求5或6所述的射频功率放大器。

技术总结
本技术公开了一种射频功率放大器及其可变阻抗切换电路和射频功放模组，其中，射频功率放大器的可变阻抗切换电路包括级间信号输入端、功率放大级单元、级间匹配巴伦、第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关、电感以及信号输出端。本技术的射频功率放大器的可变阻抗切换电路可以通过控制第一开关和第二开关的通断来实现功率放大级单元输出阻抗的切换，使功率放大级单元的输出阻抗可以为小阻抗例如5ohm或者大阻抗例如10ohm，且采用这种架构还能进一步降低射频功率放大器在低功率下的功耗，使其满足5G‑NR射频功率放大器的实际需求。

技术研发人员：赵罡,郭嘉帅
受保护的技术使用者：深圳飞骧科技股份有限公司
技术研发日：20230506
技术公布日：2024/1/14