一種新穎的射頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)

由于高頻段（DCS）的增益在第二和第三級時略低，因此設計第一級放大電路時，DCS頻段第一級增益比GSM頻段第一級高約3dB。同時，在DCS 頻段射頻輸入端加入濾波網(wǎng)絡，如圖2所示。此濾波網(wǎng)絡對GSM頻段信號起到帶阻作用，同時對DCS頻段信號起到帶通作用，加入此濾波網(wǎng)絡可有效地提高交叉隔離度。該濾波網(wǎng)絡的仿真原理圖與仿真結(jié)果分別如圖4、圖5所示。本設計電路GSM頻段和DCS頻段總增益仿真結(jié)果如圖6、圖7所示。

圖4 DCS頻段輸入濾波網(wǎng)絡仿真原理圖。

　　
圖5 DCS頻段輸入濾波網(wǎng)絡仿真結(jié)果

圖6 GSM頻段總增益仿真結(jié)果

圖7 DCS頻段總增益仿真結(jié)果

高隔離射頻開關(guān)

本文設計的GSM/DCS雙頻段射頻前端模塊中，GSM/DCS雙頻段射頻功率放大器管芯的輸出端分別與GSM輸出匹配網(wǎng)絡和DCS輸出匹配網(wǎng)絡連接至同一節(jié)點。而DCS工作頻段范圍為1710MHz~1910MHz，覆蓋了GSM頻段（880MHz~915MHz）的二次諧波頻率范圍（1760MHz~1830MHz）。因此當GSM頻段發(fā)射選通時，GSM頻段射頻信號的二次諧波可通過共同節(jié)點泄漏至DCS輸出匹配網(wǎng)絡，從而傳輸至天線。

雖然GSM頻段發(fā)射選通時，射頻開關(guān)DCS端為關(guān)閉狀態(tài)，但由于普通射頻開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時，隔離度只有20dB左右。因此，當GSM頻段二次諧波信號較強時，仍有一定功率的射頻信號通過射頻開關(guān)DCS端耦合至天線，使得GSM頻段發(fā)射時，天線端輸出的GSM頻段二次諧波信號較高，超出系統(tǒng)指標要求。為了滿足通信系統(tǒng)要求諧波分量在-30dBm以下的要求，射頻開關(guān)的DCS端設計為高隔離結(jié)構(gòu)，當射頻開關(guān)GSM端選通時，DCS端至天線端的隔離度高達80dB，使得GSM頻段信號的二次諧波無法通過射頻開關(guān)DCS端傳輸至天線，從而極大地降低了兩個頻段之間的射頻干擾。

本文小結(jié)

本文提出一種新穎的射頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，使用一個射頻功率放大器實現(xiàn)GSM/DCS雙頻段功率放大功能。同時將此結(jié)構(gòu)射頻功率放大器及輸出匹配網(wǎng)絡與CMOS控制器、射頻開關(guān)集成至一個芯片模塊，組成GSM/DCS雙頻段射頻前端模塊，其中射頻開關(guān)采用高隔離開關(guān)設計，使得諧波滿足通信系統(tǒng)要求。本文設計的GSM/DCS雙頻段射頻前端模塊，在GSM發(fā)射模式下，模塊天線端輸出功率為33dBm，效率38%，諧波抑制-33dBm以下；DCS發(fā)射模式下，模塊天線端輸出功率為30dBm,效率30%，諧波抑制-33dBm以下。