[發(fā)明專利]一種射頻放大電路及其功率限制模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510078841.9
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN104639069B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何山暐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康希通信科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H03F3/20
• 分類號(hào): H03F3/20;H03F3/189;H03F1/52
• 代理公司: 上海百一領(lǐng)御專利代理事務(wù)所(普通合伙)31243
• 代理人: 馬育麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射頻信號(hào)的功率放大技術(shù)，尤其涉及一種具有功率限制功能的射頻放大電路以及用于該射頻放大電路的功率限制模塊。

背景技術(shù)

射頻功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier，RFPA)是各種無線發(fā)射機(jī)的重要組成部分。在發(fā)射機(jī)的前級(jí)電路中，調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號(hào)功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大緩沖級(jí)、中間放大級(jí)、末級(jí)功率放大級(jí)，獲得足夠大的射頻功率以后，方可饋送到天線上并輻射出去。而為了獲得滿足規(guī)格的射頻輸出功率，就必須采用射頻功率放大器。

對(duì)于射頻功率放大器來說，其功率增益是指放大器的輸出功率與輸入功率的比值，單位常用dB(分貝)來表示。在現(xiàn)有技術(shù)中，隨著輸入的射頻信號(hào)增大，經(jīng)過射頻放大之后的輸出信號(hào)也隨之上升。然而，當(dāng)射頻輸入信號(hào)超過其所能承受的安全工作區(qū)域時(shí)，如果不對(duì)其輸入功率進(jìn)行限制，往往會(huì)導(dǎo)致集成電路的使用壽命嚴(yán)重下降，更有甚者會(huì)造成集成電路的永久破壞。此外，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，如果不對(duì)射頻放大電路的功率予以限制，就難以滿足射頻通信的各項(xiàng)指標(biāo)。

現(xiàn)有技術(shù)中的一種功率限制方案是在于，使用類似靜電放電保護(hù)電路中的非堆疊/堆疊二極管結(jié)構(gòu)，使其功率被限制在單一數(shù)值。然而，該電路的限制功率大小取決于二極管的堆疊數(shù)量，此外該電路還起到靜電放電保護(hù)功能，布板面積較大，形成的寄生電容會(huì)影響到匹配電路。因此，該電路的超大、非線性寄生電容會(huì)嚴(yán)重影響到射頻信號(hào)的線性度，而在當(dāng)今的高速通訊系統(tǒng)中，射頻信號(hào)的線性度是一個(gè)重要指標(biāo)。另一種功率限制方案包括3個(gè)部分：檢波電路、開關(guān)電路和偏置電路。電路正常工作時(shí)，當(dāng)檢波電路的輸出電壓低于設(shè)定閾值時(shí)，偏置電路會(huì)控制開關(guān)電路提供較低的衰減；當(dāng)檢波電路的輸出電壓高于設(shè)定閾值時(shí)，偏置電路會(huì)控制開關(guān)電路提供較高的衰減。但是，這種功率限制電路需要較復(fù)雜的功率檢波電路和開關(guān)控制時(shí)序。

有鑒于此，如何對(duì)射頻功率放大電路的功率進(jìn)行限制，以保護(hù)集成電路并減小布板面積以及寄生電容造成的非線性效應(yīng)，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項(xiàng)課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的射頻放大電路所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種具有功率限制功能的射頻放大電路以及用于該射頻放大電路的功率限制模塊。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種具有功率限制功能的射頻放大電路，該射頻放大電路包括：

開關(guān)元件，其控制端經(jīng)由第一隔直電容電性耦接至所述射頻放大電路的輸入端，該開關(guān)元件的第一端電性耦接一電感且經(jīng)由第二隔直電容電性耦接至所述射頻放大電路的輸出端，該開關(guān)元件的第二端電性耦接至接地端；

偏置電阻，其一端電性耦接至所述開關(guān)元件的控制端；

第一偏置電源，設(shè)置于所述偏置電阻的另一端與所述接地端之間，用于提供所述開關(guān)元件的控制端與第二端之間的偏置電壓；

第二偏置電源，設(shè)置于所述電感與所述接地端之間，用于提供所述開關(guān)元件的第一端與第二端之間的偏置電壓；以及

功率限制模塊，包括二極管、電阻、控制開關(guān)以及電壓限制源，其中所述二極管的陽極耦接至所述開關(guān)元件的控制端，所述電阻的一端串聯(lián)連接至所述二極管的陰極，所述控制開關(guān)的第一端與所述電阻的另一端相連，所述控制開關(guān)的第二端與所述電壓限制源的一端相連，所述電壓限制源的另一端與所述接地端相連。

在其中的一實(shí)施例，所述控制開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)或晶體管。

在其中的一實(shí)施例，所述功率限制模塊的所述電阻為外加電阻或所述二極管的寄生電阻。

在其中的一實(shí)施例，當(dāng)控制開關(guān)斷開時(shí)，所述功率限制模塊處于禁能狀態(tài)(disabled)；當(dāng)控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述功率限制模塊處于使能狀態(tài)(enabled)。

在其中的一實(shí)施例，當(dāng)來自所述輸入端的射頻信號(hào)的峰值擺幅小于所述電壓限制源與所述二極管的閾值電壓之和時(shí)，所述二極管保持高阻且所述功率限制模塊關(guān)閉；當(dāng)來自所述輸入端的射頻信號(hào)的峰值擺幅大于或等于所述電壓限制源與所述二極管的閾值電壓之和時(shí)，所述二極管導(dǎo)通且所述功率限制模塊開啟。

在其中的一實(shí)施例，所述射頻信號(hào)的峰值電壓被箝位于所述電壓限制源與所述二極管的閾值電壓之和。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種具有功率限制功能的射頻放大電路，該射頻放大電路包括：