[发明专利]射频放大器及射频放大方法

说明书

本发明提供两级射频放大器。第一级是公共发射极的装置，具有完全退化阻抗和输出阻抗，输出阻抗在频率响应上与退化阻抗相匹配。第二级是缓冲放大器。第一放大器可以被设计用于高增益，依靠无功的退化阻抗和无功的输出阻抗的比率实现随着频率变化高增益是平坦的。第一放大器提供输入匹配，和缓冲器提供输出匹配，在输入和输出之前具有退耦。

技术领域

本发明涉及射频放大器。

背景技术

对可变增益放大器(“VGAs”)和宽带低噪声放大器(“LNAs”)的需求在不断增加。例如，在蜂窝基站中需要这种放大器。

以下两个发展激发了对这些放大器的需要：增加小型蜂窝基站部署；和将同样的IC再利用用于各种平台，蜂窝标准、频带和宽带应用。较少数量的不同IC的再利用用于许多不同的基站应用可以减少成本，特别是减少支持成本。

通常，用于大型基站的LNAs和接收机VGAs是窄带设计，通常在600MHz到3.8GHz的射频频率范围内并在100MHz处达到输入/输出阻抗匹配。

已知的这些窄带设计的优点是无功元件(电感和电容器)可以主要用于获得所需要的噪声性能。这些电感和电容器不产生噪声，所以可以实现低噪声(“NF”)，这对于基站接收机是关键的。

现在需要一种在600MHz到3.8GHz的带宽中具有良好的输入和输出回波损耗(S11和S22<-15dB)的LNA，还具有非常好的噪声指数，例如〈1dB，包括在升高的环境温度中。

然而，这种宽带低噪声功能需要借助于最小限度的噪声元件结合由不能避免的噪声元件产生的噪声的最小影响来实现。例如，为了提供增益，晶体管是不可避免的，和为了在输入和输出处提供宽带匹配，电阻器是不可避免的。

发明内容

本发明通过权利要求限定。

根据本发明，提供一种射频放大器包括：

输入放大器，包括晶体管装置，输出阻抗装置，退化阻抗装置以提供退化，和反馈阻抗装置，其中退化阻抗是完全无功的，输出阻抗装置包括完全无功装置，该完全无功装置在频率变化上与退化阻抗装置匹配；和

缓冲放大器，输入所述输入放大器的输出，缓冲放大器提供射频放大器的输出。

注意“完全无功”是指所使用的电路元件规定为完全电容性的或电感性的。当然，所有这类元件具有寄生电阻，术语“完全无功”并没有隐含任何特殊的措施以减少这种寄生无电抗的阻抗贡献。在频率变化上匹配是指阻抗值随着频率具有相同的变化，从而(确定增益的)阻抗的比率随着频率保持实质上恒定。这可以通过使用彼此按比例的版本的元件或电路布置来实现。

这种布置具有第一级放大器，优选地为了在宽频带范围上实现大的和恒压增益(与在窄频带中的中等数量的功率增益相反)。这通过实施无功的退化阻抗和相同类型的无功的输出阻抗来实现，从而退化和输出阻抗之间阻抗比率可以明显与频率无关。第二级缓冲器，用于最小限度地加载第一级和在它的输出处重新产生任何期望的阻抗水平的射频功率。

本发明实现宽带阻抗匹配的同时减少了对噪声系数的影响。获得了改善的LNA隔离，这同时实现了良好的输入和输出阻抗匹配。也可以减少在封装电感上的各种参数的依赖。

输入放大器的电压增益优选地至少是20dB，更优选地是25dB，例如在25dB到40dB范围内。