[发明专利]多模功率放大器、多模切换方法及其移动终端

说明书

本发明公开了一种多模功率放大器，同时也公开了该多模功率放大器实现不同工作模式切换的方法以及使用该多模功率放大器的移动终端。该多模功率放大器包括至少两级放大电路，各级放大电路之间采用级联方式连接；每一级放大电路中具有至少一个基本放大单元阵列，该基本放大单元阵列由多个基本放大单元并联组成。各基本放大单元阵列的偏置电压分别独立进行控制。通过灵活配置偏置电压，该多模功率放大器可以实现饱和模式和线性模式的切换，从而满足多种通信制式的实际需求。另外，该多模功率放大器还具有成本较低、电路简单灵活、易于实现等优点。

技术领域

本发明涉及一种功率放大器，尤其涉及一种可以兼容饱和模式和线性模式，从而适应多种通信制式的多模功率放大器，同时也涉及该多模功率放大器实现不同工作模式切换的方法以及使用该多模功率放大器的移动终端，属于功率放大器技术领域。

背景技术

随着第三代移动通信技术（3G）的大规模部署，2G、3G制式将在很长一段时间内共存。这样，通信运营商既可以保证投入到2G的资源不被浪费，同时也可以做到向3G平滑过渡并降低成本。目前在中国市场上，同时有TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA3种制式的3G技术共存。另外，Wi-Fi和WiMax作为3G-LTE的补充技术，也有其适宜生长的一片土壤。因此，多通信制式共存的市场环境对移动终端的多模化能力提出了新的要求。

多模技术包括通信基站的多模化和移动终端的多模化，其中移动终端的多模化又离不开多模功率放大器。多模功率放大器一般包括两种类型的功率放大器：饱和模式功率放大器和线性模式功率放大器。在GSM通信系统中，需要使用饱和模式功率放大器。它采用GMSK调制方式，其射频信号的幅度中不包含调制信息，因此允许幅度压缩。而在基于码分多址的3G系统，例如EDGE、TD-S CDMA、TD-LTE和CDMA2000等，则要求采用线性模式功率放大器。

饱和模式的特点是在一定范围的输入功率内，功率放大器的输出功率与输入功率无关，而由功率放大器输出级的供电和负载阻抗决定。线性模式下，功率放大器的输出功率与输入功率成一定的比例关系。即使在需要使用线性模式功率放大器的不同通信制式中，例如EDGE、TD-SCDMA、TD-LTE、WCDMA等，也会因为网络标准不同而对线性模式功率放大器有不同的要求，如输出功率、增益、电流等。从以上分析可以看出，饱和模式功率放大器和线性模式功率放大器需要采用完全不同的设计方法，满足电路要求的晶体管参数和工作电流也将存在很多差异。

在现有技术中，为了满足不同通信制式下的功率放大器要求，通常采用几个单模功率放大器加上选通开关来实现多模功率放大器，但这样大大提高了成本。例如在申请号为201110346135.X的中国专利申请中，公开了一种功率放大模块、多模射频收发器、射频前端模块、多模终端模块和多模终端发送信号的方法。其中包括两种工作模式：第一模式信号为GSM信号，第二模式信号为TD-SCDMA信号。当控制信号为第一模式低频信号时，控制器向低频放大器发送饱和模式信号。控制信号为第一模式高频信号时，向高频放大器发送饱和模式信号。控制信号为第二模式时，向高频放大器发送线性模式信号。在韩国专利申请KR10-2010-0051808中，公开了一种通过在支持多模式的移动终端中将功率放大单元集成到一个模块中来节省移动终端的空间并减少制造成本的装置和方法。该移动终端的功率放大器包括第一放大单元和第二放大单元。第一放大单元将GSM四频段的频率定义为低频段和高频段，然后放大GSM四频段的低频段的信号。第二放大单元放大GSM四频段的高频段的信号和TD-SCDMA频段的信号。对于GSM高频段和TD-SCDMA频段信号的选择是由TD-SCDMA控制转换单元实现的。另外，美国专利US 09/455，813介绍了一种用于多模式移动通信设备的功率放大器，包括一个载波放大器和一个峰值放大器。峰值放大器具有一个可调节的偏压电平，并且根据所选择的通信模式，由调节器调节到预定电平。只要通信模式相同，峰值放大器上的偏压电平就保持不变。通过调节与通信模式选择相关的峰值放大器的偏压点，可以优化对于特定通信模式的调制效率和线性。

发明内容