Murata在5G多频段化下的功放设计解密

在射频前端市场，Murata和其他三家厂商占据了全球85%以上的份额。随着5G时代的到来，功率放大器模块的内容也增加到包含更多频段、更多射频切换、滤波和功率放大元件。

随着多频段(multiband)化，便携电话的前端电路需要使发送接收信号以低损耗传播。在当前的功率放大器模块中，，存在电源噪声增大的问题。因此，要求用于放大发送信号的功率放大电路在维持发送增益的同时以低噪声传输发送信号。

为此，Murata申请了一项名为“功率放大模块、前端电路以及通信装置”的发明专利（申请号 201780048966 .4），申请人为株式会社村田制作所。该专利主要提供一种降低了电源噪声的功率放大模块以及通信装置。

图1 功率放大器模块电路结构

图1是本专利提出的一种PA(Power Amplifier，功率放大器)模块的电路结构图。从图中可以看到，PA模块3主要包括PA模1和电源调制器75。

图2 功率放大器模块等效电路图

上图2就是PA模块1的等效电路图，由于该结构能够使在放大晶体管10的发射极端子与 GND之间产生的电感成分降低到低于第一布线L14所具有的电感成分14，所以它可以降低电源噪声。

电源调制器75根据从AM(Amplitude Modulation，调幅)信号输入端子104输入的输出电力的振幅信息(包络线)来对从电源70提供的直流电压进行调制，将该调制后的电压经由电源输入端子103施加到放大晶体管10、20及30的集电极端子。也就是说，电源调制器75作为包络线放大器来发挥功能。

通过输出电力来改变放大晶体管10、20及30的集电极电压，由此能够减少在使电源电压为固定电压的情况下进行动作时产生的电力损耗，有效降低电源噪声。另外，通过根据上述振幅信息来改变电源电压，能够使放大晶体管10、20及30以接近大致饱和的状态动作，从而能够实现PA模块3的高效化。例如，在W-CDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access，带码分多址)的调制信号中，功率放大器的平均输出电力与峰值输出电力之比大的情况下，当使各放大晶体管以固定电压动作时，平均输出电力时效率变低，由此实现高效化。

另外，在PA模块3应用于多模式(multimode)、多频段的系统的情况下，电源调制器75也能够与各模式、各频段相应地改变电源电压的调制度。

以上就是Murata此项发明的介绍，作为前端部的功率放大模块，该发明不仅有效的降低了电源噪声，而且还支持多频段/多模式，能够广泛利用于便携电话等通信设备中。