[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)HPUE的功率放大電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711209942.0
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109842380A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 梁聰;趙家彥;康春雷;翟立偉;賈斌
• 申請（專利權(quán)）人: 銳迪科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/213;H03F3/195;H03F3/24
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 殷曉雪

本申請公開了一種實現(xiàn)HPUE的功率放大電路，實施例一包括前置開關、寬帶功率放大器、窄帶功率放大器和射頻開關。所述前置開關用來將射頻輸入信號或者引入寬帶功率放大器，或者引入窄帶功率放大器。所述寬帶功率放大器用來為無HPUE要求的頻段的射頻信號提供功率放大。所述窄帶功率放大器用來為有HPUE要求的頻段的射頻信號提供功率放大。所述射頻開關連接在寬帶功率放大器的后方，用來將寬帶功率放大器的輸出信號連接到相應頻段通道對外輸出。本申請由窄帶功率放大器為有HPUE要求的頻段單獨建立HPUE通路，HPUE通路中無射頻開關，因此可為HPUE通路減少輸出損耗，提高發(fā)射效率。整個功率放大電路無需采用直流?直流升壓器，降低了成本，減少了效率損失。

技術(shù)領域

本申請涉及一種功率放大電路，特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)HPUE（high power userequipment，高功率用戶設備）的功率放大電路。

背景技術(shù)

在移動通信網(wǎng)絡中，用戶設備（UE，User Equipment）需要與基站（BS，BaseStation）通信。當用戶設備發(fā)射信號時，基站作為接收端。當基站發(fā)射信號時，用戶設備作為接收端。發(fā)射信號的功率越大，能傳輸?shù)木嚯x越遠。通常，基站的發(fā)射功率遠大于用戶設備的發(fā)射功率。用戶設備的發(fā)射功率較小，從而限制了其與基站之間的通信距離。

請參閱圖1，LTE網(wǎng)絡的用戶設備的最大發(fā)射功率（即最大上行輸出功率，上行指從用戶設備到基站方向）一般限制為PC3（Power Class 3，功率等級三）即23dBm。如果能實現(xiàn)HPUE的PC2（Power Class 2，功率等級二），即將用戶設備的最大發(fā)射功率提升為26dBm，那么用戶設備與基站之間的通訊范圍會增加30%。進一步地，如果能實現(xiàn)HPUE的PC1（PowerClass 1，功率等級一），即將用戶設備的最大發(fā)射功率提升為31dBm，那么用戶設備與基站之間的通訊范圍會增加80%。這相當于保持同樣的信號質(zhì)量的前提下，增加30%或80%的信號覆蓋率。因此，HPUE技術(shù)可以增加基站利用率，節(jié)約基站設置成本。

功率放大器的輸出功率為電壓與電流之積，要提升輸出功率，可以提高供電電壓和/或供電電流。目前用戶設備中的功率放大器通常采用GaAs（砷化鎵）HBT（Heterojunction Bipolar Transistor，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管）工藝來實現(xiàn)，過高的供電電壓會使砷化鎵HBT擊穿。因此若要提高功率放大器的供電電壓來提升輸出功率以實現(xiàn)HPUE，就要求必須有耐壓更高的砷化鎵HBT工藝。

為了節(jié)約用戶設備的成本和面積，用戶設備中常用一顆寬帶功率放大器和射頻開關來實現(xiàn)多個相鄰頻段的放大與切換輸出。Band7頻段的上行頻率范圍是2500～2570MHz，下行頻率范圍是2620～2690MHz。Band38頻段的頻率范圍是2570～2620MHz。Band40頻段的頻率范圍是2300～2400MHz。Band41頻段的頻率范圍是2496～2690MHz。這四個頻段的頻率范圍較為接近，因此可以采用一個功率放大電路為這四個頻段的射頻信號提供功率放大，所述功率放大電路例如主要由一個頻率范圍在2.3GHz～2.7GHz的寬帶功率放大器和一個3P4T（3 poles 4 throws，三刀四擲）開關所組成。

請參閱圖2，這是一種現(xiàn)有的實現(xiàn)HPUE的功率放大電路，用來為Band7、Band38、Band40、Band41四個頻段提供功率放大。其包括寬帶功率放大器21、直流-直流升壓器22和射頻開關23。其中，直流-直流升壓器22例如是一顆獨立的升壓芯片，用來將電源電壓VCC升壓至9V左右，為寬帶功率放大器21提供供電電壓。寬帶功率放大器21例如采用cascode（共源共柵）架構(gòu)來實現(xiàn)高耐壓特性。由于寬帶功率放大器21的9V供電電壓遠大于電源電壓VCC，因此可用來提升輸出功率即實現(xiàn)HPUE。射頻開關23在兩個控制端口TRX1和TRX2的信號控制下，用來將寬帶功率放大器21的輸出信號連接到Band7、Band38、Band40、Band41四個通道中的僅一個通道對外輸出。