專利名稱：一種雙向射頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻功率放大器，尤其涉及一種雙向射頻功率放大器，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙向射頻功率放大器組件分為接收鏈路和發(fā)射鏈路射頻放大器。接收鏈路放大器是低噪聲放大器，用于降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)，提高接收系統(tǒng)的靈敏度；發(fā)射鏈路放大器是高功率放大器，用于放大發(fā)射信號(hào)。低噪聲放大器主要應(yīng)用于移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施，例如收發(fā)器無線通信卡、塔頂放大器及數(shù)字無線寬帶設(shè)備等。目前接收器靈敏度是基站接收路徑設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的要求之一，合適的低噪聲放大器可以大幅度改善基站接收器的靈敏度。 高功率放大器應(yīng)用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。雙向射頻功率放大器將信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接收集成到一個(gè)模塊中，對(duì)于TDD模式的放大器，最為關(guān)鍵的技術(shù)就是接收鏈路和發(fā)射鏈路的切換，目前，一般的TDD模式雙向功率放大器使用集成模塊的單刀雙擲開關(guān)來實(shí)現(xiàn)收發(fā)切換，如圖I所示，但開關(guān)可承受功率低，有大信號(hào)通過時(shí)即會(huì)燒毀；也有用環(huán)形器實(shí)現(xiàn)收發(fā)切換的，如圖2所示，但其隔離度差，發(fā)射信號(hào)泄露進(jìn)接受鏈路時(shí)會(huì)燒毀低噪放。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙向射頻功率放大器，在保證接收鏈路靈敏度和發(fā)射鏈路高功率發(fā)射的要求下，實(shí)現(xiàn)收發(fā)的快速穩(wěn)定切換、收發(fā)之間的高隔離度，以及對(duì)接收鏈路和開關(guān)的功率保護(hù)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種雙向射頻功率放大器，包括環(huán)形器、高功率放大器、低噪聲放大器；所述環(huán)形器端口 I與天線連接，其端口 3與所述高功率放大器連接；其特征在于所述環(huán)形器的端口 2經(jīng)一限幅單元與所述低噪聲放大器輸入端連接；所述低噪聲放大器輸出端與一集成開關(guān)模塊2的信號(hào)輸入端連接；所述集成開關(guān)模塊2的信號(hào)輸出端口 I為信號(hào)輸出端口，其另一信號(hào)輸出端口 2與一功率匹配負(fù)載2連接。進(jìn)一步的，所述限幅單元輸出端與一集成開關(guān)模塊I的信號(hào)輸入端連接；所述集成開關(guān)模塊I的信號(hào)輸出端口 I與所述低噪聲放大器輸入端連接，其另一信號(hào)輸出端口 2與一功率匹配負(fù)載I連接。進(jìn)一步的，所述功率負(fù)載I與所述功率負(fù)載2結(jié)構(gòu)相同，均為由一隔直電容和一匹配電阻組成的匹配電路；其中，所述信號(hào)輸出端口 2經(jīng)所述隔直電容與所述匹配電阻連接，所述匹配電阻另一端接地線。[0011]進(jìn)一步的，所述匹配電阻的電阻值為150 Q。進(jìn)一步的，所述集成開關(guān)模塊I與所述集成開關(guān)模塊2均為一單刀雙擲集成開關(guān)。進(jìn)一步的，所述限幅單元為一個(gè)由多個(gè)限幅器串聯(lián)組成的限幅器組。進(jìn)一步的，所述環(huán)形器為鐵氧體環(huán)形器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的雙向射頻功率放大器，如圖3所示，包括環(huán)形器、高功率放大器、限幅器組、集成開關(guān)模塊I、功率匹配負(fù)載I、低噪聲放大器、集成開關(guān)模塊2、功率匹配負(fù)載2。本結(jié)構(gòu)添加了限幅器組和低噪聲放大器后面的開關(guān)模塊，通過增加限幅器組使得 接收鏈路的可承受功率增加，低噪聲放大器后面的開關(guān)模塊使得接收鏈路和發(fā)射鏈路之間的隔離度增加。進(jìn)一步的，通過調(diào)整開關(guān)模塊后面的功率匹配，對(duì)開關(guān)模塊和低噪聲放大器起保護(hù)作用，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所述的環(huán)形器為鐵氧體環(huán)形器，其具有低損耗、線性指標(biāo)好、可承受高功率的特點(diǎn)。如圖4，其I端口接天線，2端口接接收鏈路，3端口接發(fā)射鏈路。接收鏈路工作時(shí)，信號(hào)從天線進(jìn)入環(huán)形器，從2端口出；發(fā)射鏈路工作時(shí)，信號(hào)從3端口進(jìn)入環(huán)形器，由天線向空間輻射。所述的限幅器組，由多個(gè)限幅器組成，多個(gè)功率限幅器以串聯(lián)的方式組成限幅器組，其可承受功率高，插入損耗小。當(dāng)通過信號(hào)小于限幅電平時(shí)，信號(hào)正常通過；當(dāng)信號(hào)大于限幅電平時(shí)，輸出功率保持限幅值不再增加。所述的集成開關(guān)模塊1，采用現(xiàn)有的單刀雙擲集成開關(guān)，其特點(diǎn)是線性好，可承受功率高，電路切換簡單快捷。如圖5，本實(shí)用新型采用的開關(guān)具有六個(gè)管腳，分別為電源1，信號(hào)輸入，電源2，信號(hào)輸出端口 1，接地和信號(hào)輸出端口 2，其中電源I和電源2為控制開關(guān)切換的端口，信號(hào)輸入端口連接限幅器組，信號(hào)輸出端口 I連接低噪聲放大器，信號(hào)輸出端口 2連接功率匹配負(fù)載I。所述的集成開關(guān)模塊2采用和所述的集成開關(guān)模塊I 一樣的產(chǎn)品，不同只是其中信號(hào)輸入端口連接低噪聲放大器輸出口，信號(hào)輸出I端口為接收鏈路信號(hào)輸出端口，信號(hào)輸出2端口連接功率匹配負(fù)載2。所述的功率匹配負(fù)載I和功率匹配負(fù)載2為由一個(gè)隔直電容和一個(gè)匹配電阻組成的匹配電路，控制通過開關(guān)的功率，起到保護(hù)開關(guān)的作用，如圖6，一端接開關(guān)信號(hào)輸出2，
一端接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的積極效果為本實(shí)用新型所述的雙向射頻功率放大器，將低噪聲放大器和高功率放大器集成到一個(gè)模塊中，實(shí)現(xiàn)收發(fā)一體，且收發(fā)切換快速，隔離度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可承受功率大，對(duì)開關(guān)和低噪聲放大器進(jìn)行多重保護(hù)，確保系統(tǒng)的可靠性。

圖I為現(xiàn)有使用開關(guān)模塊的雙向功率放大器；圖2為現(xiàn)有使用環(huán)形器的雙向功率放大器；圖3本實(shí)用新型的雙向射頻功率放大器示意圖；圖4環(huán)形器示意圖；[0028]圖5集成開關(guān)模塊；圖6集成開關(guān)模塊功率匹配圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
如下當(dāng)接收鏈路工作時(shí)，控制電路使高功率放大器不工作，低噪聲放大器工作，同時(shí)將集成開關(guān)模塊I和集成開關(guān)模塊2的開關(guān)均設(shè)置為信號(hào)輸出I端口輸出信號(hào)；信號(hào)由天線接收后通過環(huán)形器進(jìn)入接收鏈路，由于一般需要接收的信號(hào)強(qiáng)度比較弱，因此對(duì)于正常的信號(hào)限幅器組不會(huì)起衰減作用，但當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，限幅器就會(huì)對(duì)信號(hào)限幅，保護(hù)開關(guān)和放大器。正常的信號(hào)經(jīng)過接收鏈路放大信號(hào)后，從輸出口輸出。當(dāng)發(fā)射鏈路工作時(shí)，控制電路給高功率放大器供電，同時(shí)將集成開關(guān)模塊I和集成開關(guān)模塊2的開關(guān)均設(shè)置為信號(hào)輸出2端口輸出信號(hào)，即兩個(gè)都與功率匹配負(fù)載連接；信號(hào)經(jīng)過放大后，通過環(huán)形器，從天線發(fā)射出去，因?yàn)橐话汨F氧體環(huán)形器的隔離度在20dB左右，因此發(fā)射鏈路的信號(hào)相當(dāng)于在衰減20dB后泄露進(jìn)接收鏈路，接收鏈路的第一層保護(hù)是限幅器組，其將信號(hào)限制在幅值，但限幅器的可承受功率也是有限的，功率放大器有時(shí)候的瞬時(shí)電流特別是功放開關(guān)瞬間是非常大的，此時(shí)就可能將限幅器和開關(guān)燒毀，因此就會(huì)有第二層保護(hù)開關(guān)的功率匹配。一般的功放在集成開關(guān)的這個(gè)管腳會(huì)使用一個(gè)隔直電容和一個(gè)50 Q的電阻做匹配，然后接地，但在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)開關(guān)有燒毀的現(xiàn)象，分析是由于電阻太小，造成電流過大后，開關(guān)過熱毀壞，但是電阻過大的話會(huì)使得在相同功率的情況下開關(guān)上的電壓過大，使得開關(guān)被擊穿。本實(shí)用新型中通過理論研究和不斷的實(shí)驗(yàn)，對(duì)負(fù)載值進(jìn)行修正，當(dāng)電阻值在150 Q時(shí)，電流和電壓都適中，能對(duì)開關(guān)和鏈路起到很好的保護(hù)作用。另外集成開關(guān)模塊2主要起到增加隔離度的作用。權(quán)利要求1.一種雙向射頻功率放大器，包括環(huán)形器、高功率放大器、低噪聲放大器；所述環(huán)形器端口(I)與天線連接，其端口(3)與所述高功率放大器連接；其特征在于所述環(huán)形器的端口(2)經(jīng)一限幅單元與所述低噪聲放大器輸入端連接；所述低噪聲放大器輸出端與一集成開關(guān)模塊(2)的信號(hào)輸入端連接；所述集成開關(guān)模塊(2)的信號(hào)輸出端口(I)為信號(hào)輸出端口，其另一信號(hào)輸出端口(2)與一功率匹配負(fù)載(2)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述限幅單元輸出端與一集成開關(guān)模塊(I)的信號(hào)輸入端連接；所述集成開關(guān)模塊(I)的信號(hào)輸出端口(I)與所述低噪聲放大器輸入端連接，其另一信號(hào)輸出端口(2)與一功率匹配負(fù)載(I)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述功率負(fù)載(I)與所述功率負(fù)載⑵結(jié)構(gòu)相同,均為由一隔直電容和一匹配電阻組成的匹配電路；其中,所述信號(hào)輸出端口(2)經(jīng)所述隔直電容與所述匹配電阻連接，所述匹配電阻另一端接地線。
4.如權(quán)利要求3所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述匹配電阻的電阻值為150 Q。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述集成開關(guān)模塊(I)與所述集成開關(guān)模塊(2)均為一單刀雙擲集成開關(guān)。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述限幅單元為一個(gè)由多個(gè)限幅器串聯(lián)組成的限幅器組。
7.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的雙向射頻功率放大器，其特征在于所述環(huán)形器為鐵氧體環(huán)形器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙向射頻功率放大器，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。該雙向射頻功率放大器包括環(huán)形器、高功率放大器、低噪聲放大器；所述環(huán)形器端口1與天線連接，其端口3與所述高功率放大器連接；其特征在于所述環(huán)形器的端口2經(jīng)一限幅單元與所述低噪聲放大器輸入端連接；所述低噪聲放大器輸出端與一集成開關(guān)模塊2的信號(hào)輸入端連接；所述集成開關(guān)模塊2的信號(hào)輸出端口1為信號(hào)輸出端口，其另一信號(hào)輸出端口2與一功率匹配負(fù)載2連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有收發(fā)切換快速，隔離度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可承受功率大，對(duì)開關(guān)和低噪聲放大器進(jìn)行多重保護(hù)，確保系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H03F3/20GK202503478SQ20122006418
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者周曙煜, 郭進(jìn) 申請(qǐng)人:北京瑯拓科電子設(shè)備有限公司