CN1225082C - 高频功率放大装置和使用它的功率放大器模块 - Google Patents

高频功率放大装置和使用它的功率放大器模块 Download PDF

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Abstract

本发明的高频功率放大装置，自动功率控制电路(17)的接地(17e)，经由阻止从功率放大器(13)输出的频率的感应性电抗元件(18)与功率放大器(13)的接地(13c)连接，从自动功率控制电路(17)产生的噪声不会对功率放大器(13)产生干扰。

Description

高频功率放大装置和使用它的功率放大器模块
技术领域
本发明涉及在便携电话、信息通信终端中使用的高频功率放大装置和使用它的功率放大器模块。
技术领域
以下，说明以往的高频功率放大装置。以往的高频功率放大装置，如图4所示，由以下部分构成：输入端子1；被供给输入到该输入端子1中的信号的功率放大器2；被供给该功率放大器2的输出的定向耦合器3；被供给该定向耦合器3的输出的输出端子4；在把定向耦合器3的耦合输出端子3a连接到输入5a上的同时，把其输出5b连接到功率放大器2的功率控制端子2a上的自动功率控制电路5。
而后，自动功率控制电路5的接地(グランド)5c，在用导体6与功率放大器2的接地2b连接后，与地连接。
但是，在这种以往的构成中，尽管要求降低使用高频功率放大装置的设备的接收频带的噪声水平，但因为是自动功率控制电路5的接地5c用导体6与功率放大器2的接地2b连接后，与地连接，所以功率放大器2的信号通过自动功率控制电路5产生的噪声，经由导体6从功率放大器2的接地2b混入，存在该噪声再次从功率放大器输出使接收频带的噪声特性劣化的问题。
发明内容
本发明提供了一种高频功率放大装置，具有：输入端子；被供给输入端子的信号的功率放大器；被供给功率放大器的输出的定向耦合器；被供给定向耦合器的输出的输出端子；在把定向耦合器的耦合输出端子连接在输入上的同时，把输出连接到功率放大器的功率控制端子上的自动功率控制电路；其中，自动功率控制电路的接地，经由阻止从功率放大器输出的频率的感应性电抗元件，与功率放大器的接地连接。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的高频功率放大装置的方框图。
图2是本发明的实施方式2的高频功率放大装置的剖面图。
图3本发明的实施方式2的高频功率放大装置的平面图。
图4是以往的高频功率放大装置的方框图。
具体实施方式
以下，用图1至图3说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1是实施方式1中的高频功率放大装置的电路图。在图1中，实施方式1的高频功率放大装置由以下部分构成：输入端子11；与该输入端子11连接的输入匹配电路12；与该输入匹配电路12的输出连接的功率放大器13；与该功率放大器13的输出连接的输出匹配电路14；与该输出匹配电路14的输出连接的定向耦合器15；与该定向耦合器15的输出连接的输出端子16；把定向耦合器15的耦合输出端子15a连接在输入17a上的同时，把其输出17b连接到功率放大器13的功率控制端子13a上的自动功率控制电路17。
从外部控制功率放大器13的放大程度的控制端子19，与自动功率控制电路17的输入17c连接。另外，控制端子20，从外部控制功率放大器13的电源的ON·OFF(通·断)，与自动功率控制电路17的输入17d连接的同时，经由该自动功率控制电路17与功率放大器13的电源控制端子13b连接。
而后，自动功率控制电路17的接地17e，经由感应性电抗元件18与功率放大器13的接地13c连接。进而，该感应性电抗元件18，是阻止从自动功率控制电路17输出的噪声的元件，该噪声的频率，从功率放大器13向自动功率控制电路17潜行。
另外，该高频功率放大器装置，因为是把高频电路专用技术模块化，把需要高频电路专业技术人员的便携电话、信息通信终端等中使用的功率放大器和其周边电路模块化并一体化，所以不需要高频技术专业人员就可以进行便携电话、信息通信终端等的功率放大器及其周边电路的设计。
另外，通过该构成，不需要特别设计自动功率控制电路17的接地端子，在模块化的情况下，可以共用功率放大器13的接地。因而，可以减少接地端子的数目。
进而，自动功率控制电路17的接地17e，因为经由阻止从功率放大器13输出的频率的感应性电抗元件18与功率放大器13的接地13c连接，所以不会如以往那样从自动功率控制电路17经由接地向功率放大器13传递噪声，不会对功率放大器13产生干扰。
即，不会因高频功率放大装置的噪声提高接收系统中的接收频带的噪声水平，可以提高接收灵敏度特性。
另外，该感应性电抗元件18，可以使用线绕线圈、以印刷图案形成的线圈、传输线路等。在实施方式1中，使用从功率放大器13输出的频率的4分之一波长的传输线路。即，因为设置成4分之1波长，所以在功率放大器13一侧的接地13c上刚好噪声信号的振幅水平为零，从自动功率控制电路17输出的噪声不会干扰功率放大器13。进而，该传输线路的长度，只要是干扰频率的4分之一波长的奇数倍即可。
除此以外，作为感应性电抗元件18也可以用印刷图案形成线圈。因为用图案电感器(パタ一ンインダクタ)形成，所以可以薄型化，同时从自动功率控制电路输出的噪声不会对功率放大器产生干扰。这种情况下，大致起到和传输线路同样的效果。
另外，作为感应性电抗元件18还可以使用线绕线圈。这种情况下，可以用线圈的线绕间的电容形成并联谐振电路。因而，通过调整该线圈的电感，可以使谐振频率和干扰频率一致，可以正确并且高效率地除掉故障噪声。
另外，因为使用输入匹配电路12，所以在把输入电感设定为50欧姆的同时，可以把从输入端子11输入的信号高效率地传输到功率放大器13。同样，因为设置有输出匹配电路14，所以可以把功率放大器13的输出高效率地传递到定向耦合器15。因而，可以减小从功率放大器13输出的信号的损失。即，就相同的输出而言可以减小消耗电力。
在此，因为方向性耦合电路15使用凹版印刷，所以与蚀刻相比可以提高Q值。因而，可以降低从功率放大器13输出的信号的损失。即，就相同的输出而言可以减少消耗电力。
另外，定向耦合器15的耦合度，被设定在10～20dB之间，把从定向耦合器15的耦合输出端子15a输出的发送信号电平设定为可以向自动功率控制电路17的输入17a输入适宜的值。定向耦合器15的输出，与输出端子16连接，从此输出发送信号。
另外，因为可以用控制端子19控制功率放大器13的放大程度，所以可以根据通信距离的长短控制得到适宜的输出，可以减小电力消耗。进而，因为可以在电源控制端子20中对功率放大器13的电源进行ON·OFF控制，所以可以只在发送时使功率放大器13工作，可以减少消耗电力。
实施方式2
图2是实施方式2的高频功率放大装置的剖面图，图3是其平面图。在图2、图3中，在氧化铝基板31的上面，层积无机玻璃32，在该无机玻璃32上，在其大致中央部分上安装功率放大器13。
而后，在功率放大器13的一侧33，把在内部形成有零件的输入电路部12等设置在烧成基板34上。另外，在功率放大器13的另一方35也把在内部形成有零件的输出匹配电路部14等设置在烧成基板36上。而后，用金属制的屏蔽壳37覆盖这些零件。其结果，不会从功率放大器模块自动功率控制电路经由接地向功率放大器传递噪声，不会对功率放大器产生干扰。这样具有防止因功率放大器的噪声使接收频带噪声水平降低、降低接收灵敏度的作用。
在此，氧化铝基板31，以氧化铝作为主要成分，相对介电常数是9～11。基板34、36，与氧化铝基板31相比，是熔点温度低的基板，是可以层积为印刷电路板(グリ一ンシ一ト)状的低温烧成基板，所谓的LTCC(LowTemperature Cofired Ceramics)基板。在该低温烧成基板34、36内内置有无源(受動)部件45，形成输入匹配电路12、输出匹配电路14、自动功率控制电路17的一部分。
表面安装零件38，形成输入匹配电路12、输出匹配电路14、自动功率控制电路17的一部分。定向耦合器以印刷转印方式形成，可以得到比用蚀刻技术形成的印刷方式还高的Q值。因此，可以降低从功率放大器输出的信号的损失。即，对相同的输出而言，可以减少消耗电力。
在实施方式2中，在散热用中使用印刷图案。被设置在载有功率放大器13的无机玻璃32上的热阻小的印刷图案39，是为高效率地释放功率放大器13的发热的缘故，可以促进对氧化铝基板31的热扩散。进而，通过把热通孔(サ一マルビア)40设置在功率放大器13之下，可以提高功率放大器13的散热效果。另外，因为经由热通孔向氧化铝基板31外释放功率放大器13的热，所以功率放大器13的效率提高。
热通孔40的直径，是0.1mm～0.5mm，限制为不比氧化铝基板31的厚度大，防止氧化铝基板31的强度劣化。
而后，在该状态下感应性电抗元件18，由功率放大器13的接地线41、形成功率放大器13的接地的第1通孔42、传输线路43、形成自动增益控制电路17的接地的第2通孔44的串联电路构成。无机玻璃32，防止氧化铝基板31和低温烧成基板34、36的短路。
通过该构成，可以提供一种在具有散热效果的同时，接收噪声水平低的高频功率放大装置。
如上所述，如果采用本发明，因为自动功率控制电路的接地，通过阻止从功率放大器输出的频率的感应性电抗元件与功率放大器的接地连接，自动功率控制电路的接地，经由阻止从功率放大器输出的频率的感应性电抗元件与功率放大器的接地连接，所以，噪声不会从自动功率控制电路传递到功率放大器，不会对功率放大器产生干扰。
即，不会因高频功率放大装置的噪声降低接收频带的噪声水平，可以提高接收灵敏度特性。
本发明涉及在便携电话、信息通信终端等中使用的高频功率放大装置，提供了一种通过自动功率控制电路产生的噪声不会对功率放大器产生干扰的高频功率放大装置。

Claims (16)

1.一种高频功率放大装置，具有：
输入端子；
被供给上述输入端子的信号的功率放大器；
被供给上述功率放大器的输出的定向耦合器；
被供给上述定向耦合器的输出的输出端子；以及
在把上述定向耦合器的耦合输出端子连接在输入上的同时，把输出连接在上述功率放大器的功率控制端子上的自动功率控制电路；
其中，上述自动功率控制电路的接地，经由阻止从上述功率放大器输出的频率的感应性电抗元件，与上述功率放大器的接地连接。
2.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，上述感应性电抗元件，由和从上述功率放大器输出的频率的4分之1波长、或者其奇数倍的波长相等的传输线路形成。
3.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，上述感应性电抗元件，由图案电感器形成。
4.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，上述感应性电抗元件，由线绕线圈形成。
5.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，上述方向性耦合电路，由凹版印刷形成。
6.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，在上述输入端子和上述功率放大器之间设置有输入匹配电路。
7.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，在上述功率放大器和上述定向耦合器之间设置有输出匹配电路。
8.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，在把控制端子与上述自动功率控制电路连接的同时，用上述自动功率控制电路的输出控制上述功率放大器的放大程度。
9.根据权利要求1所述的高频功率放大装置，其特征在于，在把电源控制端子与上述自动功率控制电路连接的同时，用上述自动功率控制电路的输出对上述功率放大器的电源进行通·断控制。
10.一种功率放大模块，在一个多层基板内形成有高频功率放大装置，该高频功率放大装置具有：
输入端子；
被供给上述输入端子的信号的功率放大器；
被供给上述功率放大器的输出的定向耦合器；
被供给上述定向耦合器的输出的输出端子；以及
在把定向耦合器的耦合输出端子连接在输入上的同时，把输出连接在上述功率放大器的功率控制端子上的自动功率控制电路；
其中，上述自动功率控制电路的接地，经由阻止从功率放大器输出的频率的感应性电抗元件，与上述功率放大器的接地连接。
11.根据权利要求10所述的功率放大器模块，其特征在于，在上述多层基板的零件安装面上覆盖有屏蔽壳。
12.根据权利要求10所述的功率放大器模块，其特征在于，上述功率放大器经无机玻璃安装到氧化铝基板的上面，从上述功率放大器经由热通孔把上述功率放大器的热导出到上述氧化铝基板的背面。
13.根据权利要求12所述的功率放大器模块，其特征在于，在承载上述功率放大器的上述无机玻璃上设置有印刷图案。
14.根据权利要求12所述的功率放大器模块，其特征在于，使上述热通孔的直径比上述多层基板的基板厚度小。
15.根据权利要求12所述的功率放大器模块，其特征在于，在上述无机玻璃的上面设置低温烧成基板，在上述低温烧成基板上设置上述自动功率控制电路，
16.根据权利要求12所述的功率放大器模块，其特征在于，在上述氧化铝基板的上面设置上述方向性耦合电路的同时，用凹版印刷形成上述方向性耦合电路。
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