[发明专利]一种实现HPUE的功率放大电路

说明书

本申请公开了一种实现HPUE的功率放大电路，实施例一包括前置开关、宽带功率放大器、窄带功率放大器和射频开关。所述前置开关用来将射频输入信号或者引入宽带功率放大器，或者引入窄带功率放大器。所述宽带功率放大器用来为无HPUE要求的频段的射频信号提供功率放大。所述窄带功率放大器用来为有HPUE要求的频段的射频信号提供功率放大。所述射频开关连接在宽带功率放大器的后方，用来将宽带功率放大器的输出信号连接到相应频段通道对外输出。本申请由窄带功率放大器为有HPUE要求的频段单独建立HPUE通路，HPUE通路中无射频开关，因此可为HPUE通路减少输出损耗，提高发射效率。整个功率放大电路无需采用直流‑直流升压器，降低了成本，减少了效率损失。

技术领域

本申请涉及一种功率放大电路，特别是涉及一种能够实现HPUE（high power userequipment，高功率用户设备）的功率放大电路。

背景技术

在移动通信网络中，用户设备（UE，User Equipment）需要与基站（BS，BaseStation）通信。当用户设备发射信号时，基站作为接收端。当基站发射信号时，用户设备作为接收端。发射信号的功率越大，能传输的距离越远。通常，基站的发射功率远大于用户设备的发射功率。用户设备的发射功率较小，从而限制了其与基站之间的通信距离。

请参阅图1，LTE网络的用户设备的最大发射功率（即最大上行输出功率，上行指从用户设备到基站方向）一般限制为PC3（Power Class 3，功率等级三）即23dBm。如果能实现HPUE的PC2（Power Class 2，功率等级二），即将用户设备的最大发射功率提升为26dBm，那么用户设备与基站之间的通讯范围会增加30%。进一步地，如果能实现HPUE的PC1（PowerClass 1，功率等级一），即将用户设备的最大发射功率提升为31dBm，那么用户设备与基站之间的通讯范围会增加80%。这相当于保持同样的信号质量的前提下，增加30%或80%的信号覆盖率。因此，HPUE技术可以增加基站利用率，节约基站设置成本。

功率放大器的输出功率为电压与电流之积，要提升输出功率，可以提高供电电压和/或供电电流。目前用户设备中的功率放大器通常采用GaAs（砷化镓）HBT（Heterojunction Bipolar Transistor，异质结双极晶体管）工艺来实现，过高的供电电压会使砷化镓HBT击穿。因此若要提高功率放大器的供电电压来提升输出功率以实现HPUE，就要求必须有耐压更高的砷化镓HBT工艺。

为了节约用户设备的成本和面积，用户设备中常用一颗宽带功率放大器和射频开关来实现多个相邻频段的放大与切换输出。Band7频段的上行频率范围是2500～2570MHz，下行频率范围是2620～2690MHz。Band38频段的频率范围是2570～2620MHz。Band40频段的频率范围是2300～2400MHz。Band41频段的频率范围是2496～2690MHz。这四个频段的频率范围较为接近，因此可以采用一个功率放大电路为这四个频段的射频信号提供功率放大，所述功率放大电路例如主要由一个频率范围在2.3GHz～2.7GHz的宽带功率放大器和一个3P4T（3 poles 4 throws，三刀四掷）开关所组成。

请参阅图2，这是一种现有的实现HPUE的功率放大电路，用来为Band7、Band38、Band40、Band41四个频段提供功率放大。其包括宽带功率放大器21、直流-直流升压器22和射频开关23。其中，直流-直流升压器22例如是一颗独立的升压芯片，用来将电源电压VCC升压至9V左右，为宽带功率放大器21提供供电电压。宽带功率放大器21例如采用cascode（共源共栅）架构来实现高耐压特性。由于宽带功率放大器21的9V供电电压远大于电源电压VCC，因此可用来提升输出功率即实现HPUE。射频开关23在两个控制端口TRX1和TRX2的信号控制下，用来将宽带功率放大器21的输出信号连接到Band7、Band38、Band40、Band41四个通道中的仅一个通道对外输出。