專利名稱：用于tdd通信系統(tǒng)的功率放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大裝置，具體涉及一種用于TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置。
背景技術(shù)：
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TDD通信系統(tǒng)中的放大電路的示意圖。如圖1所示，該電路有4個(gè)外部功率端口 P0RT1、P0RT2、P0RT3和P0RT4。端口 PORTl是功率放大模塊(PA) 101的RF輸入端口。端口 P0RT2是LNA (低噪聲放大器)106的 輸出端口。端口 P0RT3是天線端口、功率放大器輸出端口和LNA輸入端口。端口 P0RT4將 TX/RX控制信號(hào)輸入到控制開(kāi)關(guān)。該電路包括功率放大器模塊101，在發(fā)射狀態(tài)下放大發(fā)射信號(hào)的功率；高功率循 環(huán)器102，用于保護(hù)功率放大模塊101不被大的反向電壓所損壞；高功率開(kāi)關(guān)104，當(dāng)系統(tǒng)工 作在TX(發(fā)射)狀態(tài)時(shí)，其切換到負(fù)載，當(dāng)工作在RX(接收)狀態(tài)時(shí)，其切換到LNA模塊106， 因此能夠保護(hù)LNA模塊106 ；天線連接器103，與腔體濾波器(cavity filter)連接；LNA模 塊106 ；高功率50歐姆負(fù)載電阻器105，其吸收高的反向電壓。另外，該電路還包括功率檢 測(cè)單元VSWR，其在工作過(guò)程中執(zhí)行前向功率檢測(cè)和后向功率檢測(cè)，監(jiān)測(cè)功率放大器的輸出 電壓是否超過(guò)預(yù)定的規(guī)定值，以及低噪聲放大器的輸入電壓是否超過(guò)預(yù)定的閾值，其具有 端口 P0RT6。在TX狀態(tài)，根據(jù)來(lái)自端口 P0RT4的控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)104切換到負(fù)載。這樣，來(lái)自功 率放大模塊101的RF信號(hào)將被傳遞到循環(huán)器102，然后通過(guò)天線連接器103傳遞到天線，發(fā) 射出去。在RX狀態(tài)，開(kāi)關(guān)104切換到LNA106，端口 P0RT3通過(guò)天線連接器103接收到RF信 號(hào)，通過(guò)循環(huán)器102和高功率開(kāi)關(guān)104，從高功率開(kāi)關(guān)104到LNA106，最后到達(dá)端口 P0RT2。上述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TDD通信系統(tǒng)的功率放大器裝置采用高功率循環(huán)器+高功率 開(kāi)關(guān)的方案。由于使用了循環(huán)器，造成體積和重量較大。另外，由于噪聲系數(shù)包括高功率循環(huán)器和高功率開(kāi)關(guān)的噪聲系數(shù)，造成整個(gè)電路 的噪聲系數(shù)較高。另外，由于高功率循環(huán)器和高功率開(kāi)關(guān)要置于天線端口，因此造成了設(shè)計(jì)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種用于TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置，包括功率 放大器，放大輸入的發(fā)射信號(hào)；低噪聲放大器，放大輸入的接收信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)，在發(fā)送狀 態(tài)下，在控制信號(hào)的控制下將放大的發(fā)射信號(hào)傳送到天線，在接收狀態(tài)下，在控制信號(hào)的控 制下將天線接收的信號(hào)輸入到低噪聲放大器；功率檢測(cè)器，測(cè)量功率放大器的輸出端和/ 或低噪聲放大器的輸入端的電壓，當(dāng)檢測(cè)的電壓滿足預(yù)定條件時(shí)，輸出指示信號(hào)；“或”門(mén)， 至少基于所述指示信號(hào)產(chǎn)生功率控制信號(hào)來(lái)控制功率放大器和/或低噪聲放大器的電源。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述的功率放大裝置還包括第二開(kāi)關(guān)，在所述“或”門(mén)輸出 的功率控制信號(hào)的控制下，關(guān)斷所述電源。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二開(kāi)關(guān)是PMOS三極管，其漏極與功率放大器的輸入 端連接，源極連接到所述電源，柵極連接到“或”門(mén)的輸出端。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述的功率放大裝置還包括連接在功率放大器的輸出端和 第一開(kāi)關(guān)的輸出端之間的50歐姆連接線。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述功率檢測(cè)器還基于控制信號(hào)而輸出指示信號(hào)。上述電路能夠應(yīng)用于諸如TD-SCDMA、WiMAX、LET-TD之類的TDD通信系統(tǒng)中。上述 方案能夠降低放大器的大小和重量，并且降低了噪聲系數(shù)和成本。


通過(guò)下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述及其它目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置的電路圖；以及圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面將說(shuō)明本發(fā)明的多種實(shí)施例。隨后的說(shuō)明提供了對(duì)這些實(shí)施例的全面理解的 詳細(xì)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，無(wú)需一些所述細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。此外， 可能不會(huì)示出或詳細(xì)說(shuō)明一些公知的結(jié)構(gòu)或者功能，以免不必要地使本發(fā)明多種實(shí)施例的 相關(guān)說(shuō)明不清楚。在下述說(shuō)明中使用的術(shù)語(yǔ)即使是與本發(fā)明某些具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合使用 的，也要以其最寬的合理方式解釋該術(shù)語(yǔ)。某些術(shù)語(yǔ)可能會(huì)在下面予以強(qiáng)調(diào).但是，任何準(zhǔn) 備以某種受限的方式進(jìn)行解釋的術(shù)語(yǔ)將會(huì)在具體實(shí)施方式
部分給予公開(kāi)及明確的定義。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置的電路圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的功率放大裝置采用了高功率開(kāi)關(guān)201+PM0S三極管 209+0R門(mén)206的方案，去除了功率循環(huán)器，增加了 PMOS三極管209和OR門(mén)206，方便了天 線設(shè)計(jì)。這樣，減小了體積和重量。另外，由于高功率循環(huán)器被去除，使得噪聲系數(shù)得以降 低，提高了接收靈敏度。本發(fā)明實(shí)施例的TDD通信系統(tǒng)功率放大裝置包括如下組成部分，如圖2所示。 PORTll 15是外部功率端口，其中端口 PORTll是RF信號(hào)輸入端口，端口 P0RT12是LNA輸 出端口，端口 P0RT13是天線端口、PA輸出端口和LNA輸入端口，端口 P0RT14和P0RT15是 控制信號(hào)輸入端口。該電路包括功率放大(PA)模塊201 ；50歐姆阻抗線路202 ；高功率開(kāi)關(guān)210，當(dāng)系 統(tǒng)工作在TX狀態(tài)時(shí)，切換到負(fù)載，當(dāng)工作在RX狀態(tài)時(shí)，切換到LNA模塊207。天線連接器 104 一端連接到腔體濾波器(未示出)，另一端連接到開(kāi)關(guān)210。PMOS三極管209的漏極連接到功率放大器210的輸入端，源極連接到+5V的電源 208，柵極連接到OR門(mén)206的輸出。這樣，當(dāng)OR門(mén)206在功率檢測(cè)器205的輸入和TX/RX 控制信號(hào)中至少之一為高電平時(shí)，就輸出高電平，從而令三極管209關(guān)閉。
發(fā)射信號(hào)通過(guò)端口 PORTll輸入到功率放大器模塊210，經(jīng)過(guò)功率放大后輸出，經(jīng) 過(guò)連接在功率放大器模塊210的輸出端和開(kāi)關(guān)210的輸入端之間的50歐姆阻抗線202，在 控制信號(hào)的控制下，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)210傳送到天線連接器104，然后從天線發(fā)射出去。在接收過(guò)程中，天線接收的信號(hào)通過(guò)天線連接器204耦合到開(kāi)關(guān)20的輸入端口， 在控制信號(hào)的控制下開(kāi)關(guān)210將接收到的信號(hào)傳送到LNA207的輸入端，經(jīng)過(guò)放大后由端口 PORT 12 輸出。在上述的發(fā)射和接收過(guò)程中功率檢測(cè)器205通過(guò)與其連接的耦合線203執(zhí)行前向 功率檢測(cè)和后向功率檢測(cè)，判斷檢測(cè)的電壓是否超過(guò)規(guī)定的閾值，從而在其輸出端輸出高 電平。例如，該功率檢測(cè)器205利用耦合線203監(jiān)測(cè)功率放大器201的輸出電壓是否超過(guò) 預(yù)定的規(guī)定值，以及低噪聲放大器207的輸入電壓是否超過(guò)預(yù)定的閾值。一旦在輸入端出現(xiàn)了高電平，則OR門(mén)206的輸出變成高電平，使得PMOS 二極管 209關(guān)斷，從而使得向功率放大器210供電的電源208關(guān)斷，完成了對(duì)放大器模塊201的保 護(hù)。換言之，在正常狀態(tài)下的TX狀態(tài)，來(lái)自端口 P0RT14的控制信號(hào)將控制開(kāi)關(guān)210切 換到PA模塊201，來(lái)自端口 PORTll的RF信號(hào)進(jìn)入PA模塊201，然后到達(dá)高功率開(kāi)關(guān)210， 然后到達(dá)端口 P0RT13，發(fā)射出去。在RX狀態(tài)，開(kāi)關(guān)210切換到LNA模塊107。來(lái)自端口 P0RT13的信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)210 到達(dá)LNA模塊207，最后從端口 P0RT12到達(dá)下一板。在上述實(shí)施例中，在TX狀態(tài)，如果功率檢測(cè)器205檢測(cè)到反向電壓非常大，超出了 預(yù)定的閾值，則功率檢測(cè)器205將發(fā)出高電平，從而OR門(mén)206將發(fā)出高電平，三極管209截 止，使得功率放大模塊201的+5V電源關(guān)閉，從而功率放大器模塊201關(guān)閉。功率放大器模 塊201和LNA207均得到了保護(hù)?？梢?jiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放大電路不存在現(xiàn)有技術(shù)體積大并且比較重的缺點(diǎn)。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方案，PMOS三極管209的設(shè)置不受限制，使得不但降低 了尺寸和重量，而且方便了設(shè)計(jì)。TDD通信系統(tǒng)的接收靈敏度公式是Pfflin = Pnoise+NFsvs+SNR ；上述公式右側(cè)的三項(xiàng)從左到右分別表示功率噪聲、系統(tǒng)的噪聲系數(shù)和信噪比。因 此，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)中的NF可以表示接收靈敏度，天線端口的無(wú)源器件的插入損耗直接決 定了噪聲系數(shù)。通常，循環(huán)器的插入損耗是0. 3dB,高功率開(kāi)關(guān)的插入損耗是0. 6dB,因此現(xiàn)有技 術(shù)的方案中NF增加了 0.9。但是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方案，插入損耗是0.6dB?？梢?jiàn)，本 發(fā)明實(shí)施例的方案能夠?qū)⒃肼曄禂?shù)降低0. 3dB，直接將接收靈敏度提高了 0. 3dB。本發(fā)明實(shí)施例的放大電路可以用于例如TD-SCDMA、WiMAX、LET-TD等系統(tǒng)。本發(fā)明 的方案能夠降低放大器的大小和重量，并且降低了噪聲系數(shù)和成本。除非上下文明確要求，否則整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的“包括”、“包含”等類似 詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義，而不是排他或窮舉的含義；也就是說(shuō)，是“包含，但不局限于” 的含義。在這里所使用的術(shù)語(yǔ)“連接”、“耦合”或者其變型，意味著在兩個(gè)或者更多元件之 間直接或者間接地連接或耦合；元件之間的連接耦合可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。此外，本申請(qǐng)中所使用的詞語(yǔ)“這里”、“上述”、“下面”以及含有類似含義的詞語(yǔ)應(yīng) 當(dāng)涉及本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容，而不是本申請(qǐng)的特定部分。在上下文允許時(shí)，上述具體實(shí)施方式
中使用單數(shù)或者復(fù)數(shù)的詞語(yǔ)也可以分別包括復(fù)數(shù)或者單數(shù)。關(guān)于兩個(gè)或者更多選項(xiàng)列表的 詞語(yǔ)“或者”覆蓋了該詞語(yǔ)的所有下述解釋列表中的任意選項(xiàng)，列表中的所有選項(xiàng)，以及列 表中選項(xiàng)的任意組合。本發(fā)明實(shí)施例的上述詳細(xì)說(shuō)明并不是窮舉的或者用于將本發(fā)明限制在上述明確 的形式上。雖然上述以示意性目的說(shuō)明本發(fā)明的特定實(shí)施例和實(shí)例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種等效修改。本申請(qǐng)?jiān)谶@里所提供的啟示并不是必須應(yīng)用到上述系統(tǒng)中，還可以應(yīng)用到其它系 統(tǒng)中?？蓪⑸鲜龈鞣N實(shí)施例的元件和作用相結(jié)合以提供更多的實(shí)施例?？梢愿鶕?jù)上述詳細(xì)說(shuō)明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。雖然上述說(shuō)明描述了本發(fā)明的特定實(shí) 施例并且描述了預(yù)期最佳模式，但無(wú)論在上文中出現(xiàn)了如何詳細(xì)的說(shuō)明，都可以用許多方 式實(shí)施本發(fā)明。上述補(bǔ)償系統(tǒng)的細(xì)節(jié)在其執(zhí)行細(xì)節(jié)中可以進(jìn)行相當(dāng)多的變化，然而其仍然 包含在這里所公開(kāi)的本發(fā)明中。如上述一樣應(yīng)當(dāng)注意，在說(shuō)明本發(fā)明的某些特征或者方案時(shí)所使用的特殊術(shù)語(yǔ)不 應(yīng)當(dāng)用于表示在這里重新定義該術(shù)語(yǔ)以限制與該術(shù)語(yǔ)相關(guān)的本發(fā)明的某些特定特點(diǎn)、特征 或者方案。總之，不應(yīng)當(dāng)將在隨附的權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)解釋為將本發(fā)明限定在說(shuō)明 書(shū)中公開(kāi)的特定實(shí)施例，除非上述詳細(xì)說(shuō)明部分明確地限定了這些術(shù)語(yǔ)。因此，本發(fā)明的實(shí) 際范圍不僅包括所公開(kāi)的實(shí)施例，還包括按照權(quán)利要求書(shū)實(shí)施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效 方案。
權(quán)利要求
1.一種用于TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置，包括 功率放大器，放大輸入的發(fā)射信號(hào)；低噪聲放大器，放大輸入的接收信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)，在發(fā)送狀態(tài)下，在控制信號(hào)的控制下將放大的發(fā)射信號(hào)傳送到天線，在接收 狀態(tài)下，在控制信號(hào)的控制下將天線接收的信號(hào)輸入到低噪聲放大器；功率檢測(cè)器，測(cè)量功率放大器的輸出端和/或低噪聲放大器的輸入端的電壓，當(dāng)檢測(cè) 的電壓滿足預(yù)定條件時(shí)，輸出指示信號(hào)；“或”門(mén)，至少基于所述指示信號(hào)產(chǎn)生功率控制信號(hào)來(lái)控制功率放大器和/或低噪聲放 大器的電源。
2.如權(quán)利要求1所述的功率放大裝置，還包括第二開(kāi)關(guān)，在所述“或”門(mén)輸出的功率控 制信號(hào)的控制下，關(guān)斷所述電源。
3.如權(quán)利要求2所述的功率放大裝置，所述第二開(kāi)關(guān)是PMOS三極管，其漏極與功率放 大器的輸入端連接，源極連接到所述電源，柵極連接到“或”門(mén)的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的功率放大裝置，還包括連接在功率放大器的輸出端和第一開(kāi)關(guān) 的輸出端之間的50歐姆連接線。
5.如權(quán)利要求1所述的功率放大裝置，所述功率檢測(cè)器還基于控制信號(hào)而輸出指示信號(hào)。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于TDD通信系統(tǒng)的功率放大裝置，包括功率放大器，放大輸入的發(fā)射信號(hào)；低噪聲放大器，放大輸入的接收信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)，在發(fā)送狀態(tài)下，在控制信號(hào)的控制下將放大的發(fā)射信號(hào)傳送到天線，在接收狀態(tài)下，在控制信號(hào)的控制下將天線接收的信號(hào)輸入到低噪聲放大器；功率檢測(cè)器，測(cè)量功率放大器的輸出端和/或低噪聲放大器的輸入端的電壓，當(dāng)檢測(cè)的電壓滿足預(yù)定條件時(shí)，輸出指示信號(hào)；“或”門(mén)，至少基于所述指示信號(hào)產(chǎn)生功率控制信號(hào)來(lái)控制功率放大器和/或低噪聲放大器的電源。上述電路可應(yīng)用于諸如TD-SCDMA、WiMAX、LET-TD之類的TDD通信系統(tǒng)中，能夠降低放大器的大小和重量，并且降低了噪聲系數(shù)和成本。
文檔編號(hào)H03F1/26GK102104366SQ20091020041
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉林濤, 周霞, 張海, 朱自平, 田峰 申請(qǐng)人:上海貝爾股份有限公司