[發明專利]一種可降低對ISM頻段干擾的多級射頻功率放大器電路

有效

• 申請號: 201210554735.X
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103066932A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郭耀輝
• 申請（專利權）人: 廣州慧智微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路及模塊，特別涉及一種可降低對ISM頻段干擾的多級射頻功率放大器。

背景技術

在現代無線通信系統中，射頻功率放大器是實現射頻信號無線傳輸的關鍵部件。射頻放大器的主要功能是將已調制的射頻信號放大到所需的功率值，傳輸至天線端發射，保證在一定區域內的接收機可以接收到信號。隨著現代無線通信終端技術的發展，特別是近年來多頻多模智能手機技術的飛速發展，要求無線通信終端能夠支持多種不同頻帶和多種不同通信協議的無線通信模式。因此對于應用于無線通信終端的射頻功率放大器的要求已經不再局限于對于某一種頻帶或者模式的性能優化，而是在多種頻帶和模式之間避免彼此干擾的同時盡量提高性能。

工業、科學及醫療無需授權頻段(ISM頻段)，特別是2.4GHz?ISM頻段(2400-2483.5MHz)對于無線通信終端通信是一個非常重要的頻帶，多種通信協議例如WIFI(802.11x)，Bluetooth，Zigbee(802.15.4)都是應用于這個頻帶，因此射頻功率放大器的設計必須考慮避免或者控制射頻信號對這一頻帶信號的干擾，所設計的射頻功率放大器必須能夠與ISM頻帶的信號共存。

當前的電路設計是采用在射頻功率放大器的輸出端上增加由C4和L4構成的陷波濾波器來濾除電路產生的ISM頻帶噪聲，如圖1所示。輸入信號RFin通過電容C1到達第一級功率放大管Q1的基極，功率放大管Q1的發射極接地，集電極通過一個電感L1連接到集電極電源電壓Vcc，功率放大管Q1的集電極作為第一級功率放大器電路的輸出端。第一級功率放大器的輸出端通過級間匹配網絡1連接到第二級功率放大管Q2的基極，功率放大管Q2的發射極接地，集電極通過一個電感L2連接到電源電壓Vcc，且功率放大管Q2的集電極作為兩級功率放大器電路的輸出端RFout。第二級功率放大器的輸出端到地之間接入一個由電容C4和一個電感L4構成的串聯諧振回路，C4和L4的諧振頻率設置在ISM頻帶上，構成在ISM頻帶的陷波濾波器。圖1所示的匹配網絡為T型網絡，包括串聯連接的電容C2和C3，其中電容C2連接放大管Q1的集電極，電容C3連接放大管Q2的基極，電容C2和C3之間的節點通過電感L3接地。

在這種采用輸出端陷波濾波器的電路中，陷波濾波器本身的損耗會直接降低射頻功率放大器的效率，導致高的供電電流，從而影響射頻功率放大器的整體性能。

發明內容

本發明提供一種在不影響射頻功率放大器效率的情況下減小對ISM頻帶信號產生干擾的多級射頻功率放大器電路，在保持射頻功率放大器性能的同時減小對ISM頻帶信號產生干擾。

射頻功率放大器產生對ISM干擾信號的機制主要有兩個：一是由于射頻功率放大器本身在ISM頻帶的增益會對ISM頻帶噪聲具有放大作用，從而產生ISM頻帶的干擾信號；二是由于射頻功率器放大管的寄生電容Cbc和Cbe在射頻信號大功率擺幅下產生的非線性效應，使得在射頻信號與ISM頻帶信號差頻頻率上的噪聲功率與射頻信號產生混頻而被搬移到ISM頻帶，從而干擾ISM頻帶的信號。例如，射頻信號頻率1910MHz，那么頻率等于2450MHz-1910MHz＝540MHz的噪聲功率會與1910MHz射頻信號混頻后被搬移到ISM頻段內。