信号放大装置和信号放大设备的制作方法

本发明涉及信号处理，尤其涉及一种信号放大装置和信号放大设备。

背景技术：

1、随着移动通信技术的快速发展，以及新的射频前端的出现，5g通信(5thgeneration mobile networks，第五代移动通信网络)普及的速度越来越快。在4g通信(4thgeneration mobile communication technology，第四代移动通信网络)向5g通信过度的过程中，由于传输通信信号横跨的频段范围较宽(4g通信频段范围约为1.7-2.7ghz，5g通信频段范围约为3.3-4.8ghz)，为了覆盖通信系统各频段通信信号，因此对通信设备的带宽也提出了较高的要求。而功率放大器，作为射频前端的末级模块，可以对前级输出的信号进行功率放大，然后将功率放大后的信号发送给基站天线进行发射。功率放大器不仅是射频前端中功耗最大的部件，也是限制通信设备带宽和通信效率的主要模块之一。

2、在现有技术中，功率放大装置通常为doherty结构，以mmic芯片(monolithicmicrowave integrated circuit，单片微波集成电路)作为驱动。在doherty结构中，将主功率放大器偏置为ab类或者b类工作模式，辅助主功率放大器偏置为c类工作模式，可以对输入信号进行功率放大。然后将主功率放大器与90度四分之一波长传输线连接以实现阻抗变换，使得主功率放大器输出电流变大，从而提高功率放大装置效率。

3、第一方面，以mmic芯片作为驱动设计复杂，并且功率放大器效率较低；第二方面，功率放大器通常为doherty结构导致带宽较窄；第三方面，功率放大器与固定长度的90度四分之一波长传输线连接进行阻抗变换，使得传输线的长度无法适配于不同频段输入信号，导致功率放大器效率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种信号放大装置和信号放大设备，可以根据输入信号的频段来匹配对应长度的传输线进行阻抗变换，在降低成本、简化设计、信号功率放大稳定的同时，实现高效率的信号输出。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种信号放大装置，所述信号放大装置包括：

3、输入电路，包括0度相位输出端和负90度相位输出端，被配置为对第一输入信号进行功率放大；

4、控制电路，包括控制芯片和射频开关电路，所述控制电路与所述0度相位输出端连接，；

5、第一传输线，与所述控制电路连接，所述第一传输线的另一端接地；

6、第二传输线，与所述负90度相位输出端连接,被配置为输出第一输出信号；

7、第三传输线，与所述控制电路连接，所述第三传输线的另一端接地；

8、其中，所述控制芯片被配置为根据功率放大后的第一输入信号，使得所述射频开关电路与所述第一传输线连接，通过所述第一传输线进行阻抗变换，所述第一传输线具有与所述第一输入信号中心频率适配的长度。

9、在一些实施例中，所述输入电路还被配置为对第二输入信号进行功率放大，所述控制芯片还被配置为根据功率放大后的第二输入信号，使得所述射频开关电路与所述第三传输线连接，通过所述第三传输线进行阻抗变换，由第二传输线输出第二输出信号；

10、其中，所述第三传输线具有与所述第二输入信号中心频率适配的长度，所述第一输入信号与所述第二输入信号具有不同的中心频率。

11、在一些实施例中，所述输入电路包括功率放大芯片，所述功率放大芯片包括主功率放大器和辅助功率放大器，所述功率放大芯片被配置为对所述第一输入信号进行功率放大。

12、在一些实施例中，所述输入电路还包括第一耦合器，被配置为对功率放大后的第一输入信号进行相位补偿，所述第一耦合器包括0度相位输入端、负90度相位输入端和所述0度相位输出端、所述负90度相位输出端；

13、其中，所述主功率放大器与所述负90度相位输入端连接，所述辅助功率放大器与所述0度相位输入端连接。

14、在一些实施例中，所述输入电路还包括第二耦合器，与所述功率放大芯片连接，被配置为对第一输入信号进行相位补偿，将相位补偿后的第一输入信号发送至所述功率放大芯片。

15、在一些实施例中，所述射频开关电路包括射频输入端、第一射频输出端和第二射频输出端，所述射频输入端与所述0度相位输出端连接，所述第一射频输出端与所述第一传输线连接，所述第二射频输出端与所述第三传输线连接。

16、在一些实施例中，所述射频开关电路还包括：

17、第一偏置节点，与所述控制芯片连接；

18、第一二极管，与所述射频输入端连接；

19、第一电感，与所述第一二极管、第一电容连接，所述第一电感的另一端与所述第一偏置节点连接；

20、第一电容，与所述第一电感、所述第一二极管连接，所述第一电容的另一端与所述第一射频输出端连接；

21、第二电容，与所述第一偏置节点、所述第一电感连接，所述第二电容的另一端接地；

22、其中，所述第一射频输出端接地。

23、在一些实施例中，所述射频开关电路还包括：

24、第二偏置节点，与所述控制芯片连接；

25、第二二极管，与所述射频输入端、所述第一二极管连接；

26、第二电感，与所述第二二极管、第三电容连接，所述第二电感的另一端与所述第二偏置节点连接；

27、第三电容，与所述第二电感、所述第二二极管连接，所述第三电容的另一端与所述第一射频输出端连接；

28、第四电容，与所述第二偏置节点、所述第二电感连接，所述第四电容的另一端接地；

29、其中，所述第二射频输出端接地。

30、在一些实施例中，所述射频开关电路还包括第三电感，所述第三电感与所述射频输入端、所述第一二极管、所述第二二极管连接。

31、第二方面，本发明实施例提供了一种信号放大设备，所述信号放大设备包括：

32、信号输入端，与信号放大装置连接，被配置为提供第一输入信号或第二输入信号，所述第一输入信号与所述第二输入信号具有不同的中心频率；

33、如第一方面所述的信号放大装置，与所述信号输入端连接，被配置为对所述第一输入信号或所述第二输入信号进行功率放大，通过控制电路与第一传输线连接或第二传输线连接进行阻抗变换。

34、本发明实施例通过在控制电路中设置控制芯片和射频开关电路，将控制电路与输入电路中第一耦合器的0度相位输出端连接，将第二传输线与输入电路中第一耦合器的负90度相位输出端连接，并将第一传输线和第三传输线与控制电路连接，由输入电路对第一输入信号进行功率放大，进而控制芯片根据功率放大后的第一输入信号，控制射频开关电路和具有与第一输入信号中心频率适配的长度的第一传输线连接，通过第一传输线进行阻抗变换，从第二传输线输出第一输出信号。由此，可以根据输入信号的频段来匹配对应长度的传输线进行阻抗变换，在降低成本、简化设计、信号功率放大稳定的同时，实现高效率的信号输出。