本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種射頻功率放大器及通信設(shè)備。背景技術(shù):在無線通信中,用戶設(shè)備需要支持的工作頻段很多。尤其是第四代蜂窩移動(dòng)通信(lte)中,用戶設(shè)備需要支持40多個(gè)工作頻帶(band)。而寬帶功率放大器(poweramplifier,pa)的性能會(huì)隨著工作頻率變化,難以實(shí)現(xiàn)很寬的功率頻率范圍。lte工作頻率一般分為低頻段(lb,663mhz~915mhz),中頻段(mb,1710mhz~2025mhz),高頻段(hb,2300mhz~2696mhz)。lte射頻前端也包含lb、mb、hb三個(gè)pa,每個(gè)功率放大器支持一個(gè)頻段,需要三個(gè)寬帶pa。尤其是lb的相對(duì)頻率帶寬,pa很難在整個(gè)頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)高線性和高效率,在設(shè)計(jì)的過程中會(huì)存在線性度和效率和折中處理,同時(shí)頻段內(nèi)的不同頻點(diǎn)的性能也不同。無線通信對(duì)發(fā)射頻譜的雜散有嚴(yán)格的要求。當(dāng)pa后連接的濾波器對(duì)諧波抑制較少因此要求pa的輸出諧波也較低。pa的匹配路同時(shí)要具有濾波性能。部分高集成的射頻前端芯片(如2g前端模組,nbiot前端模組),要求pa的匹配濾波電路同時(shí)具有很高的諧波抑制性能,因此不需要再在pa后增加濾波器。設(shè)計(jì)一種寬帶功率放大器,在功率頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一致且良好的性能,成為寬帶pa的設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。功率放大器有GAN,LDMOS初期主要面向移動(dòng)電話基站、雷達(dá),應(yīng)用于 無線電廣播傳輸器以及微波雷達(dá)與導(dǎo)航系統(tǒng)。河南射頻功率放大器前饋
PA)用量翻倍增長(zhǎng):PA是一部手機(jī)關(guān)鍵的器件之一,它直接決定了手機(jī)無線通信的距離、信號(hào)質(zhì)量,甚至待機(jī)時(shí)間,是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外重要的部分。手機(jī)里面PA的數(shù)量隨著2G、3G、4G、5G逐漸增加。以PA模組為例,4G多模多頻手機(jī)所需的PA芯片為5-7顆,預(yù)測(cè)5G手機(jī)內(nèi)的PA芯片將達(dá)到16顆之多。5G手機(jī)功率放大器(PA)單機(jī)價(jià)值量有望達(dá)到:同時(shí),PA的單價(jià)也有提高,2G手機(jī)用PA平均單價(jià)為,3G手機(jī)用PA上升到,而全模4G手機(jī)PA的消耗則高達(dá),預(yù)計(jì)5G手機(jī)PA價(jià)值量達(dá)到。載波聚合與MassivieMIMO對(duì)PA的要求大幅增加。一般情況下,2G只需非常簡(jiǎn)單的發(fā)射模塊,3G需要有3G的功率放大器,4G要求更多濾波器和雙工器載波器,載波聚合則需要有與前端配合的多工器,上行載波器的功率放大器又必須重新設(shè)計(jì)來滿足線性化的要求。5G無線通信前端將用到幾十甚至上百個(gè)通道,要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者器件供應(yīng)商能夠提供全集成化的解決方案,這增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,無論對(duì)器件解決方案還是設(shè)備解決方案提供商都提出了很大技術(shù)挑戰(zhàn)。GaAs射頻器件仍將主導(dǎo)手機(jī)市場(chǎng)5G時(shí)代,GaAs材料適用于移動(dòng)終端。GaAs材料的電子遷移率是Si的6倍,具有直接帶隙,故其器件相對(duì)Si器件具有高頻、高速的性能。遼寧線性射頻功率放大器經(jīng)驗(yàn)豐富射頻功率放大器包括A類、AB類、B類和c類等,開關(guān)放大 器包括D類、E類和F類等。
寬帶pa通常采用cllc、lccl、兩級(jí)或多級(jí)lc匹配。cllc結(jié)構(gòu),采用串聯(lián)電容到地電感級(jí)聯(lián)串聯(lián)電感到地電容;lccl采用串聯(lián)電感到地電容級(jí)聯(lián)串聯(lián)電容到地電感。這兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,插損較??;缺點(diǎn)是寬帶性能一致性不好,在不同的頻率性能不一致,而且諧波性能差。兩級(jí)或多級(jí)lc結(jié)構(gòu),采用兩級(jí)或多級(jí)串聯(lián)電感到地電容級(jí)聯(lián)在一起。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是諧波性能好,可以實(shí)現(xiàn)寬帶一致的阻抗變換;缺點(diǎn)是寬帶性能一致性和插損之間存在折中,高頻點(diǎn)插損較大。采用普通結(jié)構(gòu)變壓器實(shí)現(xiàn)功率合成和阻抗變換的pa,只采用變壓器及其輸入輸出匹配電容。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)寬帶功率放大器,寬帶性能一致性差,諧波性能也較差。采用普通結(jié)構(gòu)變壓器級(jí)聯(lián)lc匹配實(shí)現(xiàn)功率合成和阻抗變換的pa,采用變壓器及其輸入輸出匹配電容,輸出級(jí)聯(lián)lc匹配濾波電路。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是諧波性能好,可以實(shí)現(xiàn)寬帶一致的阻抗變換;缺點(diǎn)是寬帶性能一致性和插損之間存在折中,高頻點(diǎn)插損較大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明實(shí)施例解決的是如何實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一致性的同時(shí),具有較好的諧波性能和工作效率。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明實(shí)施例提供一種射頻功率放大器。
將導(dǎo)致更復(fù)雜的天線調(diào)諧器和多路復(fù)用器。RF系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)市場(chǎng)可分為一級(jí)和二級(jí)SiP封裝:各種RF器件的一級(jí)封裝,如芯片/晶圓級(jí)濾波器、開關(guān)和放大器(包括RDL、RSV和/或凸點(diǎn)步驟);在表面貼裝(SMT)階段進(jìn)行的二級(jí)SiP封裝,其中各種器件與無源器件一起組裝在SiP基板上。2018年,射頻前端模組SiP市場(chǎng)(包括一級(jí)和二級(jí)封裝)總規(guī)模為33億美元,預(yù)計(jì)2018~2023年期間的復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)將達(dá)到,市場(chǎng)規(guī)模到2023年將增長(zhǎng)至53億美元。預(yù)測(cè)2023年,PAMiDSiP組裝預(yù)計(jì)將占RFSiP市場(chǎng)總營(yíng)收的39%。2018年,晶圓級(jí)封裝大約占RFSiP組裝市場(chǎng)總量的9%。移動(dòng)領(lǐng)域各種射頻前端模組的SiP市場(chǎng),包括:PAMiD(帶集成雙工器的功率放大器模塊)、PAM(功率放大器模塊)、RxDM(接收分集模塊)、ASM(開關(guān)復(fù)用器、天線開關(guān)模塊)、天線耦合器(多路復(fù)用器)、LMM(低噪聲放大器-多路復(fù)用器模塊)、MMMBPa(多模、多頻帶功率放大器)和毫米波前端模組。MEMS預(yù)測(cè),到2023年,用于蜂窩和連接的射頻前端SiP市場(chǎng)將分別占SiP市場(chǎng)總量的82%和18%。按蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn),支持5G(sub-6GHz和毫米波)的前端模組將占到2023年RFSiP市場(chǎng)總量的28%。智能手機(jī)將貢獻(xiàn)射頻前端模組SiP組裝市場(chǎng)的43%。線性:由非線性分析知道,功率放大器的三階交調(diào)系數(shù)時(shí)與負(fù)載有關(guān)的。
在本發(fā)明實(shí)施例率放大單元的輸入端可以輸入差分信號(hào)input_p,功率放大單元的第二輸入端可以輸入第二差分信號(hào)input_n。功率放大單元可以對(duì)輸入的差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n分別進(jìn)行放大處理,功率放大單元的輸出端可以輸出經(jīng)過放大的差分信號(hào),功率放大單元的第二輸出端可以輸出經(jīng)過放大的第二差分信號(hào)。差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n的放大倍數(shù)可以由功率放大單元的放大系數(shù)決定,且差分信號(hào)input_p的放大倍數(shù)和對(duì)第二差分信號(hào)input_n的放大倍數(shù)相同。在具體實(shí)施中,差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n可以是對(duì)輸入至射頻功率放大器的輸入信號(hào)進(jìn)行差分處理后得到的。具體的,對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行差分處理的原理及過程可以參照現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明實(shí)施例不做贅述。在具體實(shí)施率合成變壓器可以包括初級(jí)線圈11以及次級(jí)線圈。在本發(fā)明實(shí)施例中,初級(jí)線圈11的端可以與功率放大單元的輸出端耦接,輸入經(jīng)過放大的差分信號(hào);初級(jí)線圈11的第二端可以與功率放大單元的第二輸出端耦接,輸入經(jīng)過放大的第二差分信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例中,次級(jí)線圈可以包括主次級(jí)線圈121以及輔次級(jí)線圈122。主次級(jí)線圈121的端接地。隨著無線通信/雷達(dá)通信系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)固態(tài)功率放大器提出了新 的要求:大功率輸出、高效率、高線性度、高頻率.浙江使用射頻功率放大器咨詢報(bào)價(jià)
功放中使用電感器一般有直線電感、折線電感、單環(huán)電感和螺旋電感等。河南射頻功率放大器前饋
溫度每升高10°C將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部功率器件的平均無故障工作時(shí)間(MTBF)縮短。AB類放大器在討論AB類放大器之前,讓我們簡(jiǎn)單地說一說B類放大器。B類放大器的晶體管偏置使得器件在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通,在另半個(gè)周期截止,為了復(fù)現(xiàn)整個(gè)周期的信號(hào),可采用雙管B類推挽電路,如圖所示。B類放大器的偏置設(shè)置使得當(dāng)在沒有輸入信號(hào)的情況下器件的輸出電流為零,每個(gè)器件只在特定的信號(hào)半周期內(nèi)工作,因此,B類放大器具有高的效率,理論上可以達(dá)到。但由于兩個(gè)管子交替著開啟關(guān)閉引起的交越失真使得線性度不好。這種交越失真的存在使它不適合商用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。AB類放大器也是EMC領(lǐng)域常用的功率放大器,其工作原理圖如圖5所示。圖5:AB類放大器的工作原理圖AB類放大器試圖使得工作效率與B類放大器接近,而線性度與A類放大器接近。通過調(diào)整對(duì)偏置電壓的設(shè)置,使得AB類放大器中的每個(gè)管子都可以像B類放大器一樣分別在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通,但在兩個(gè)半周期中每個(gè)管子都會(huì)有同時(shí)導(dǎo)通的一個(gè)很小的區(qū)域,這就避免了兩個(gè)管子同時(shí)關(guān)閉的區(qū)間,結(jié)果是,當(dāng)來自兩個(gè)器件的波形進(jìn)行組合時(shí),交叉區(qū)域?qū)е碌慕辉绞д姹粶p少或完全消除。通過對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的精確設(shè)置。河南射頻功率放大器前饋
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