信號切換的方法和裝置的製作方法

2023-08-03 15:05:46

專利名稱：信號切換的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別涉及信號切換的方法和裝置。
背景技術：
在移動通信基站產品中，需要通過射頻功率開關來選擇不同的發射機模式，靈活 地滿足網絡對覆蓋、容量和成本的需求。如在用戶集中的市區，基站可以工作在合路模式 (A+B輸出)以實現大容量並降低天饋系統成本；而在用戶稀少分散的農村地區，基站可以 工作在獨立發射(A或B輸出)或者功率增強模式(A+B輸出)。現有的信號切換輸出裝置 的示意框圖如圖1所示，其中，信號a經過功率放大器101和隔離器102後，由開關103進 行切換，同樣，信號b經過功率放大器101和隔離器102後，由開關103進行切換；當開關 103的埠 1與埠 2接通時，輸出信號為A或B，當開關103的埠 1與埠 3接通時，輸 出信號經3dB電橋合路輸出為A+B。此處的開關103為射頻功率開關。現有技術中通常通 過射頻繼電器或開關連接器實現。從該框圖可以看到，此處的射頻功率開關非常重要，開關功率容量要足夠大且對 散熱要求較高，否則容易出現大功率燒毀。因而，功率信號切換的可靠性較難得到保障。

發明內容
有鑑於此，本發明實施例提供了一種信號切換方法和裝置，可以提高較大功率信 號切換的可靠性。本發明實施例提供了一種信號切換的裝置，包括小功率開關和平衡式功率放大 器，所述小功率開關包括輸入端r、輸出端a和b，所述平衡式功率放大器包括輸入端a和b、 輸出端c和d，所述小功率開關的輸出端a與所述平衡式功率放大器的輸入端a相連，所述 小功率開關的輸出端b與所述平衡式功率放大器的輸入端b相連；所述小功率開關，用於接 收小功率信號，並將所述小功率信號從選通的通路中輸出；所述平衡式功率放大器，用於接 收從所述小功率開關輸出的小功率信號，將所述小功率信號進行功率放大後輸出。本發明實施例還提供了一種信號切換的裝置，包括兩路上述的信號切換的裝置。本發明實施例還提供了一種信號切換的方法，包括接收小功率信號，並將小功率 信號從選通的通路中輸出，所述輸出的信號輸入平衡式功率放大器進行功率放大後，從所 述平衡式功率放大器的選通的通路輸出。採用本發明實施例提供的信號切換方法和裝置，可以達到通過控制小功率開關的 通路選通，控制較大功率信號的輸出的切換的目的，進而提高較大功率信號切換的可靠性。


圖1是現有技術中信號切換輸出裝置的示意框圖；圖2是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置的示意圖；圖3是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置的示意圖4是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置的示意圖；圖fe是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的隔離器的示意圖；圖恥是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的隔離器的示意圖；圖6a是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的選擇吸收式開關的功能示 意圖；圖6b是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的選擇吸收式開關的功能示 意圖；圖7是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的小功率開關的示意圖；圖8是本發明實施例提供的一種信號切換的裝置中的平衡式功率放大器的示意 圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種信號切換的裝置，如圖2所示，包括小功率開關201和平 衡式功率放大器202，其中小功率開關201包括輸入端r、輸出端a和b，平衡式功率放大器 202包括輸入端a和b、輸出端c和d，小功率開關201的輸出端a與平衡式功率放大器202 的輸入端a相連，小功率開關201的輸出端b與平衡式功率放大器202的輸入端b相連。 小功率開關201，用於接收小功率信號，並將小功率信號從選通的通路中輸出；平衡式功率 放大器202，用於接收從小功率開關輸出的小功率信號，將該小功率信號進行功率放大後輸 出ο在本發明實施例中小功率可以指的是瓦級功率。採用本發明實施例提供的信號切換的裝置，可以通過控制小功率開關的通路選 擇，控制經過平衡式功率放大器進行功率放大後的較大功率信號的輸出。本發明實施例提供的信號切換的裝置，還可以包括3dB電橋，用於接收平衡式功 率放大器202進行功率放大後輸出的信號，將所接收的信號進行合路處理後輸出。該3dB 電橋可以為兩輸入兩輸出的四埠網絡結構。在本發明實施例中，3dB電橋可以將一路輸入信號分為兩路互為等幅且具有90° 相位差的信號進行輸出。在本發明實施例中，3dB電橋的兩路輸入信號可以為同頻同相的信號，也可以為非 同頻或非同相的信號。採用本發明實施例提供的信號切換的裝置，可以通過控制小功率開關的通路選 擇，控制經過平衡式功率放大器進行功率放大後的較大功率信號的輸出，進而可以通過平 衡式功率放大器輸出通道與3dB電橋或合路器的連接，實現較大功率信號的單路輸出或合 路輸出。本發明實施例提供的信號切換的裝置中，小功率開關201的輸出端a還可以連接 有a路負載，輸出端b還可以連接有b路負載。本發明實施例提供的信號切換的裝置中，小功率開關201可以為選擇吸收式開 關，或者，小功率開關201可以包括反射式開關和兩路輸出端負載。本發明實施例提供的信號切換的裝置中，平衡式功率放大器可以包括第一 3dB電 橋、第一功率管和第二功率管、以及第二 3dB電橋，第一功率管和第二功率管為一對相同性能的功率管；第一 3dB電橋和第二 3dB電橋均為兩輸入兩輸出結構；第一 3dB電橋的兩路輸 出分別與第一功率管和第一功率管的輸入相連，第一功率管和第一功率管的輸出分別與第 二 3dB電橋的兩路輸入相連。平衡式功率放大器的輸出端c還可以連接有c路負載，和/ 或，平衡式功率放大器的輸出端d還可以連接有d路負載。該c路負載和/或d路負載可 以為50歐姆負載，還可以為隔離器。本發明實施例提供的信號切換的裝置，還包括驅動放大器，與小功率開關相連，用 於對輸入小功率開關的小功率信號進行功率放大後，將進行功率放大後的小功率信號輸入 小功率開關。本發明實施例提供了一種信號切換的裝置，如圖3所示，包括至少兩路如圖2所示 的信號切換裝置，在本發明實施例中，以兩路為例進行說明。在本發明實施例中兩路分別為 A路和B路。其中，A路的小功率開關簡稱為A路小功率開關，B路的小功率開關簡稱為B 路小功率開關，A路的平衡式功率放大器簡稱為A路平衡式功率放大器，B路的平衡式功率 放大器簡稱為B路平衡式功率放大器。該信號切換的裝置，具體可以包括A路小功率開關 2011、B路小功率開關2012、A路平衡式功率放大器2021、B路平衡式功率放大器2022，還 可以包括3dB電橋204。其中，A路和B路電路結構相似，以A路為例，A路小功率開關2011與A路平衡式 功率放大器2021相連，A路小功率開關2011包括輸入端rl，輸出端al和bl，A路平衡式功 率放大器2021包括輸入端al和bl，輸出端cl和dl ；其中，A路小功率開關2011的輸出端 al和bl分別與A路平衡式功率放大器2021的輸入端al和bl相連。同理，B路小功率開關2012與B路平衡式功率放大器2022相連，B路小功率開關 2012包括輸入端r2，輸出端a2和1^2，B路平衡式功率放大器2022包括輸入端a2和1^2，輸 出端c2和d2 ；其中，B路小功率開關2012的輸出端a2和1^2分別與B路平衡式功率放大器 2022的輸入端a2和b2相連。3dB電橋204可以為兩輸入單輸出的結構，也可以為兩輸入兩輸出的結構，以兩輸 入兩輸出的四埠網絡結構為例，3dB電橋204包括輸入端dl和d2，輸出端el和e2 ；A路 平衡式功率放大器2021的輸出端dl與3dB電橋304的輸入端dl相連，B路平衡式功率放 大器2022的輸出端d2與3dB電橋304的輸入端d2相連。以A路輸入信號a，B路輸入信號b為例，說明本發明實施例中的信號切換裝置的 工作過程。若A路小功率開關2011的輸入端rl與輸出端al相連，輸入信號a經過A路平衡 式功率放大器2021進行功率放大後，由A路平衡式功率放大器2021的輸出端dl輸出，並 輸入3dB電橋204 ；同樣，B路小功率開關2012的輸入端r2與輸出端a2相連，輸入信號b 經過B路平衡式功率放大器2022進行功率放大後，由B路平衡式功率放大器2022的輸出 端d2輸出，並輸入3dB電橋204 ；信號經3dB電橋合路後，從輸出端el輸出合路信號A+B。若A路小功率開關2011的輸入端rl與輸出端bl相連，輸入信號a經過A路平衡 式功率放大器2021進行功率放大後，由A路平衡式功率放大器2021的輸出端cl輸出信號 A ；同樣，B路小功率開關2012的輸入端r2與輸出端a2相連，輸入信號b經過B路平衡式 功率放大器2022進行功率放大後，由B路平衡式功率放大器2022的輸出端c2輸出信號B。由上述說明可以看出，通過控制小功率開關的通路切換可以控制經過平衡式功率放大器後的較大功率信號的輸出切換。因而，採用本發明實施例提供的信號切換的裝置，可以通過控制小功率開關的通 路切換達到對較大功率信號的輸出切換的目的，而且小功率開關較大功率開關具有功耗 低、散熱小的特點，輸入的小功率信號對小功率開關的功率容量要求較低，信號的切換不易 引起小功率開關的失效，可以提高較大功率信號切換的可靠性。本發明實施例還提供了一種信號切換的裝置，在如圖2或圖3所示的信號切換的 裝置的基礎上，如圖4所示，A路平衡式功率放大器2021的輸出端cl還可以連接有cl路 負載；B路平衡式功率放大器2022的輸出端c2還可以連接有c2路負載；A路平衡式功率放 大器2021的輸出端dl還可以連接有dl負載；B路平衡式功率放大器2022的輸出端d2還 可以連接有d2負載。這樣，以A路為例，若A路小功率開關輸入端rl與輸出端al接通，信 號從A路平衡式功率放大器2021的輸出端dl輸出，而輸出端cl的輸出可以由cl路負載 吸收；A路小功率開關輸入端rl與輸出端bl接通，信號從A路平衡式功率放大器2021的 輸出端cl輸出，而輸出端dl的輸出可以由dl路負載吸收。B路與A路的情況類似，在此 不再贅述。而A路小功率開關輸出端al和bl還可以分別連接有al路負載和bl路負載；B 路小功率開關輸出端a2和1^2還可以分別連接有a2路負載和M路負載。這樣，以A路為 例，若A路小功率開關的輸入端rl與輸出端al接通，信號從A路平衡式功率放大器2021 的輸出端dl輸出，A路小功率開關的輸出端bl的輸出可以由bl路負載吸收；若A路小功 率開關的輸入端rl與輸出端bl接通，信號從A路平衡式功率放大器2021的輸出端cl輸 出，A路小功率開關的輸出端al的輸出可以由al路負載吸收。B路與A路的情況類似，在 此不再贅述。因而，採用本發明實施例提供的信號切換的裝置，可以保證平衡式功率放大器 的特性和工作性能，如若平衡式功率放大器202的輸出端還與3dB電橋204的輸入端相連， 那麼平衡式功率放大器的輸出端經過負載與3dB電橋的輸入端相連，還可以保證3dB電橋 兩路輸入的隔離度。在本發明實施例中，cl路負載、dl路負載、c2路負載和d2路負載都可以為隔離器。 該隔離器，如圖fe所示，該隔離器中集成有環行器和50歐姆負載；或者，該隔離器中集成有 環行器和衰減器；該隔離器也可以如圖恥所示，直接包括環行器501和50歐姆負載502， 或者，直接包括環行器和衰減器。在本發明實施例中，al路負載、bl路負載、a2路負載和1^2路負載可以為50歐姆負載。A路或B路小功率開關可以為選擇吸收式開關，圖6a和圖6b為選擇吸收式開關的 功能示意圖，包括輸入端1、輸出端2和3 ；其中若輸入端1與輸出端2導通，輸出端3內部 接有50歐姆吸收負載；若輸入端1與輸出端3導通，輸出端2內部接有50歐姆吸收負載。A路或B路小功率開關201還可以包括反射式開關和輸出端負載，如圖7所示，其 中，反射式開關601的兩路輸出端均接有輸出端負載602，該輸出端負載可以為隔離器。可以理解的是，本發明實施例中的小功率開關也可以為其他結構的小功率開關， 以上僅為舉例，在本發明實施例中可以不予限定。此外，在本發明的另一個實施例中，若3dB電橋204為兩輸入兩輸出結構，3dB電橋 204的輸出端e2還可以連接有合路負載205，這樣，可以保證3dB電橋兩路輸出的隔離度。 該合路負載205可以為50歐姆負載。
本發明實施例還提供了一種信號切換的裝置，在如圖2或圖3所示的信號切換的 裝置的基礎上，如圖8所示，平衡式功率放大器202可以包括第一 3dB電橋701、第一功率 管7021和第二功率管7022、以及第二 3dB電橋703，其中，第一功率管7021和第二功率管 7022可以為一對相同性能的功率管；第一 3dB電橋701和第二 3dB電橋703均為兩輸入兩 輸出結構；第一 3dB電橋701的輸出分別與第一功率管7021和第一功率管7022的輸入相 連，第一功率管7021和第一功率管7022的輸出分別與第二 3dB電橋703的輸入相連。可以 理解的是，本發明實施例中的平衡式功率放大器也可以為其他結構的平衡式功率放大器， 以上僅為舉例，在本發明實施例中可以不予限定。本發明實施例提供的信號切換的裝置可以用於較大功率信號的切換，比如可以置 於射頻前端，用於對射頻信號進行切換輸出。本發明另一個實施例提供的信號切換的裝置，還包括A路和/或B路驅動放大器， 以A路驅動放大器為例，A路驅動放大器與A路小功率開關相連，用於對輸入A路小功率開 關的信號進行放大。B路與A路情況類似，在此不再贅述。採用本發明實施例提供的信號切換的裝置，可以通過控制小功率開關的通路切換 達到對較大功率信號的輸出切換的目的，而小功率開關較大功率開關具有功耗低、散熱小 的特點，而輸入的小功率信號對小功率開關的功率容量要求較低，信號的切換不易引起小 功率開關的失效，可以提高較大功率信號切換的可靠性。此外，小功率開關成本低，可靠性 高，同時在瓦級進行切換，基本不需考慮可耐功率的問題。本發明實施例還提供一種信號切換的方法，包括接收小功率信號，將小功率信號 從選通的通路中輸出，該輸出的信號輸入平衡式功率放大器進行功率放大後，從平衡式功 率放大器的選通的通路輸出。本發明實施例提供的信號切換的方法，還可以包括從平衡式功率放大器的選通 的通路輸出的信號輸入3dB電橋進行合路處理後輸出，或者，從平衡式功率放大器的選通 的通路輸出的信號直接輸出。採用本發明實施例提供的信號切換的方法，可以通過控制小功率開關的通路選 擇，控制經過平衡式功率放大器進行功率放大後的較大功率信號的輸出，進而可以通過平 衡式功率放大器輸出通道與3dB電橋或合路器的連接，實現較大功率信號的單路輸出或合 路輸出。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關的硬體來完成，前述程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在 執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光 盤等各種可以存儲程序代碼的介質。以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本發 明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變 型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在 內。
權利要求
1.一種信號切換的裝置，包括小功率開關和平衡式功率放大器，所述小功率開關包括輸入端r、輸出端a和b，所述平衡式功率放大器包括輸入端a和 b、輸出端c和d，所述小功率開關的輸出端a與所述平衡式功率放大器的輸入端a相連，所 述小功率開關的輸出端b與所述平衡式功率放大器的輸入端b相連；所述小功率開關，用於接收小功率信號，並將所述小功率信號從選通的通路中輸出；所述平衡式功率放大器，用於接收從所述小功率開關輸出的小功率信號，將所述小功 率信號進行功率放大後輸出。
2.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，還包括3dB電橋，用於接收所述 平衡式功率放大器進行功率放大後輸出的信號，將所接收的信號進行合路處理後輸出。
3.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述小功率開關的輸出端a連接 有a路負載，輸出端b連接有b路負載。
4.如權利要求3所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述a路負載和b路負載為50 歐姆負載。
5.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述小功率開關為選擇吸收式 開關，或者，所述小功率開關包括反射式開關和兩路輸出端負載。
6.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述平衡式功率放大器包括第 一 3dB電橋、第一功率管和第二功率管、以及第二 3dB電橋，所述第一功率管和所述第二功 率管為一對相同性能的功率管；所述第一 3dB電橋和所述第二 3dB電橋均為兩輸入兩輸出 的四埠網絡結構；所述第一 3dB電橋的兩路輸出分別與所述第一功率管和所述第二功率管的輸入相連， 所述第一功率管和所述第二功率管的輸出分別與所述第二 3dB電橋的兩路輸入相連。
7.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述平衡式功率放大器的輸出 端c連接有c路負載，和/或，所述平衡式功率放大器的輸出端d連接有d路負載。
8.如權利要求7所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述c路負載和/或所述d路負 載為隔離器。
9.如權利要求1所述的信號切換的裝置，其特徵在於，還包括驅動放大器，與小功率開 關相連，用於對輸入所述小功率開關的小功率信號進行功率放大後，將進行功率放大後的 小功率信號輸入所述小功率開關。
10.一種信號切換的裝置，其特徵在於，包括兩路如權利要求1至9任意一項所述的信 號切換的裝置。
11.如權利要求10所述的信號切換的裝置，其特徵在於，還包括3dB電橋，所述3dB電 橋為兩輸入兩輸出的四埠網絡結構，所述3dB電橋的兩輸入端與所述兩路如權利要求1 至9任意一項所述的信號切換的裝置中的平衡式放大器的輸出端d分別相連，用於接收從 兩路平衡式放大器的輸出端d輸出的信號，將所接收的兩路信號進行合路處理後輸出。
12.如權利要求11所述的信號切換的裝置，其特徵在於，所述3dB電橋的一輸出端用於 輸出經過合路處理後的信號，所述3dB電橋的另一輸出端連接有合路負載。
13.一種信號切換的方法，其特徵在於，包括接收小功率信號，並將小功率信號從選通 的通路中輸出，所述輸出的信號輸入平衡式功率放大器進行功率放大後，從所述平衡式功 率放大器的選通的通路輸出。
14.如權利要求13所述的信號切換的方法，其特徵在於，包括從平衡式功率放大器的 選通的通路輸出的信號輸入3dB電橋進行合路處理後輸出，或者，從平衡式功率放大器的 選通的通路輸出的信號直接輸出。
全文摘要
本發明實施例公開了信號切換的裝置和信號切換的方法。信號切換的裝置，包括小功率開關和平衡式功率放大器，所述小功率開關包括輸入端r、輸出端a和b，所述平衡式功率放大器包括輸入端a和b、輸出端c和d，所述小功率開關的輸出端a與所述平衡式功率放大器的輸入端a相連，所述小功率開關的輸出端b與所述平衡式功率放大器的輸入端b相連；所述小功率開關，用於接收小功率信號，並將所述小功率信號從選通的通路中輸出；所述平衡式功率放大器，用於接收從所述小功率開關輸出的小功率信號，將所述小功率信號進行功率放大後輸出。採用本實施例提供的信號切換的裝置和信號切換的方法，可以提高較大功率信號切換的可靠性。
文檔編號H03K17/00GK102118149SQ20091023887
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者孫捷, 孫益軍, 楊旭, 羅鵬飛, 薛裕勝 申請人:華為技術有限公司