一种功率放大器以及功率放大器系统的制作方法

本发明实施例涉及功率放大器，具体涉及一种功率放大器以及功率放大器系统。

背景技术：

1、现有射频功率放大器的工作过程中，通常会在特定的频率和阻抗负载下运行，一般会匹配至标准的50ω，以最大程度地降低信号反射功率。当负载阻抗的与输出阻抗不匹配时，高功率的射频信号还可能会被反射回功率放大器。这种反射可能导致设备元件承受过大的电压或电流，从而对其造成损害。另外，当过多的功率被反射时，还会带来发射效率的降低以及发热等。

2、就射频皮肤治疗领域的射频功率放大器而言，人体皮肤的电阻阻抗因人而异，受到许多因素的影响，包括接触到的电压高低、皮肤与带电体的接触面积、人的体质、皮肤的潮湿程度、年龄、性别等，因此负载端的阻抗往往不是固定的，在干燥的情况下，人体皮肤的电阻大概在3～100kω，因此，负载阻抗并非恒定的，从而很难实现临床对不同阻抗的个体的个性化治疗需求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种功率放大器，用于解决现有技术中射频皮肤治疗仪难以满足临床对不同阻抗的个体的个性化治疗需求的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种功率放大器，所述功率放大器包括：

3、驱动级电路，用于从射频信号源获取射频信号并对所述射频信号进行初步放大，以得到初级射频信号；

4、末级放大电路，用于对所述初级射频信号进行放大，以得到次级射频信号；

5、检测电路，用于检测负载端的负载阻抗，或用于检测所述末级放大电路输出端的前向功率以及反射功率；

6、控制电路，在所述检测电路用于检测所述负载阻抗时，所述控制电路获取所述射频信号源的信号源频率，所述控制电路根据所述射频信号源的信号源频率以及所述负载阻抗输出第一阻抗调节信号；在所述检测电路用于检测所述前向功率以及所述反射功率时，根据所述前向功率以及后向功率输出第二阻抗调节信号；以及，

7、自适应匹配电路，用于根据所述第一阻抗调节信号以及所述第二阻抗调节信号对所述功率放大器的输出阻抗进行调节，以与所述负载阻抗匹配。

8、在一种可选的方式中，当所述检测电路用于检测所述次级射频信号的频率以及负载端的负载阻抗时，所述检测电路为阻抗检测电路，所述驱动级电路的输入端与射频信号源连接，所述驱动级电路的输出端与所述末级放大电路的输入端连接；所述末级放大电路的输出端与所述自适应匹配电路的输入端连接；所述自适应匹配电路的受控端与所述控制电路的输出端连接，所述自适应匹配电路的输出端与射频天线连接；所述阻抗检测电路的输入端与所述射频天线连接，所述控制电路的第一检测端与所述射频信号源连接，所述控制电路的第二检测端与所述阻抗检测电路的输出端连接。

9、在一种可选的方式中，当所述检测电路用于检测所述前向功率以及所述反射功率时，所述检测电路为前向功率/反向功率比检测电路，所述驱动级电路的输入端与射频信号源连接，所述驱动级电路的输出端与所述末级放大电路的输入端连接；所述末级放大电路的输出端与所述自适应匹配电路的第一输入端连接；所述自适应匹配电路的输出端与所述前向功率/反向功率比检测电路的输入端连接，所述自适应匹配电路的受控端与所述控制电路的输出端连接；所述控制电路的第一检测端与所述前向功率/反向功率比检测电路的第一输出端连接，所述控制电路的第二检测端与所述前向功率/反向功率比检测电路的第二输出端连接，所述前向功率/反向功率比检测电路的第三输出端与所述射频天线连接。

10、在一种可选的方式中，所述自适应匹配电路包括查找表电路、第一多路切换开关、多路自适应匹配支路以及第二多路切换开关，所述控制电路包括第一同步信号输出端以及第二同步信号输出端，第一多路切换开关包括受控端、输入端以及多个输出端，第二多路切换开关包括受控端、多个输入端以及输出端，所述查找表电路包括第一输入端、第二输入端以及输入输出端，所述第一多路切换开关的受控端与所述控制电路的第一同步信号输出端连接，所述第一多路切换开关的输入端为所述自适应匹配电路的输入端，所述第一多路切换开关的多个输出端与多路所述自适应匹配支路的输入端一对一连接；多路所述自适应匹配支路的输出端与所述第二多路切换开关的多个输入端一对一连接，所述第二多路切换开关的输出端为所述多路自适应匹配支路的输出端，所述第二多路切换开关的受控端与所述控制电路的第二同步信号输出端连接；所述查找表电路的第一输入端与所述检测电路的输出端连接，所述查找表电路的第二输入端与所述射频信号源连接，所述查找表电路的输入输出端与所述控制电路的第二检测端连接；

11、所述查找表电路，用于根据所述信号源频率以及所述负载阻抗输出第一阻抗调节信号；

12、所述控制电路，用于根据所述第一阻抗调节信号控制所述第一多路切换开关以及所述第二多路切换开关的导通通路以控制对应的所述自适应匹配支路接入电路。

13、在一种可选的方式中，所述查找表电路包括输入编码模块以及输入校验模块，所述输入编码模块包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述输入编码模块的第一输入端为所述查找表电路的第一输入端，所述输入编码模块的第二输入端为所述查找表电路的第二输入端，所述输入编码模块的输出端与所述输入校验模块的输入端连接，所述输入校验模块的输出端为所述查找表电路的输出端；

14、所述输入编码模块，用于将所述信号源频率以及所述负载阻抗进行编码；

15、所述输入校验模块，用于对编码后的所述信号源频率以及所述负载阻抗进行校验，以输出对应的所述第一阻抗调节信号。

16、在一种可选的方式中，当所述检测电路为前向功率/反向功率比检测电路时，所述前向功率/反向功率比检测电路包括定向耦合器、第一衰减器、第二衰减器、第一检波器、第二检波器、第三检波器、耦合器以及比较器，所述定向耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述定向耦合器的第一输入端与所述自适应匹配电路的输出端连接，所述定向耦合器的第二输入端与所述射频天线连接，所述定向耦合器的第一输出端与所述第一衰减器的输入端连接，所述定向耦合器的第二输出端与所述第二衰减器的输入端连接；所述第一衰减器的输出端与所述第一检波器的输入端连接，所述第二衰减器的输出端与所述第二检波器的输入端连接；所述比较器的第一输入端与所述第一检波器的输出端连接，所述比较器的第二输入端与所述第二检波器的输出端连接；所述耦合器的第一端接地，所述耦合器的第二端与所述第三检波器的输入端连接；所述比较器的输出端为所述前向功率/反向功率比检测电路的第一输出端，以将反射功率比输出至所述控制电路；所述第三检波器的输出端为所述前向功率/反向功率比检测电路的第二输出端，以将前向功率输出至所述控制电路。

17、在一种可选的方式中，所述自适应匹配电路为电容/电感可调匹配电路，所述电容/电感可调匹配电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，所述电容/电感可调匹配电路的输出端与所述定向耦合器连接。

18、在一种可选的方式中，所述自适应匹配电路包括拓扑切换矩阵以及总线控制部件，所述拓扑切换矩阵包括多个具备电容/电感的子切换单元，每一所述子切换单元包括输入端、输出端以及受控端，多个所述子切换单元组成n行m列的所述拓扑切换矩阵，在每一行中，所述子切换单元通过输入端以及输出端接入行；每一列的所述子切换单元的输出端连接，每一列的所述子切换单元的输入端连接；每一所述子切换单元的受控端均连接至所述总线控制部件，n为大于1的自然数，m为大于1的自然数；

19、所述控制电路，还用于根据所述第一阻抗调节信号或所述第二阻抗调节信号输出拓扑调节信号以通过所述总线控制部件配置每一个子切换单元的属性。

20、在一种可选的方式中，所述子切换单元包括子切换开关以及多个电容/电感，所述子切换开关的输入端为所述子切换单元的输入端，所述子切换开关的多个输出端一对一连接至多个所述电容/电感，所述子切换开关的受控端为所述子切换单元的受控端。

21、根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种功率放大器系统，包括射频信号源、射频天线以及如上所述的功率放大器；

22、当所述功率放大器的检测电路用于检测所述次级射频信号的频率以及负载端的负载阻抗时，所述检测电路为阻抗检测电路，所述功率放大器的输入端与射频信号源连接，所述功率放大器的自适应匹配电路的输出端与射频天线连接；所述阻抗检测电路的输入端与所述射频天线连接，所述控制电路的第一检测端与所述射频信号源连接，所述控制电路的第二检测端与所述阻抗检测电路的输出端连接；

23、当所述功率放大器的检测电路用于检测所述前向功率以及所述反射功率时，所述检测电路为前向功率/反向功率比检测电路，所述功率放大器的输入端与射频信号源连接，所述功率放大器的自适应匹配电路的输出端与所述功率放大器的前向功率/反向功率比检测电路的输入端连接，所述功率放大器的自适应匹配电路的受控端与所述功率放大器的控制电路的输出端连接；所述功率放大器的控制电路的第一检测端与所述功率放大器的前向功率/反向功率比检测电路的第一输出端连接，所述功率放大器的控制电路的第二检测端与所述功率放大器的前向功率/反向功率比检测电路的第二输出端连接，所述功率放大器的前向功率/反向功率比检测电路的第三输出端与所述射频天线连接。

24、本发明实施例通过驱动级电路从射频信号源获取射频信号并对所述射频信号进行初步放大，末级放大电路对初步放大后的射频信号再次放大，然后通过检测电路检测负载端的负载阻抗以及检测所述末级放大电路输出端的前向功率以及反射功率，使得控制电路可以根据射频信号源的信号源频率以及所述负载阻抗，或前向功率以及后向功率控制自适应匹配电路对所述功率放大器的输出阻抗进行调节，以与所述负载阻抗匹配，从而可以实现针对不同阻抗个体的阻抗匹配，解决现有技术中射频皮肤治疗仪难以满足临床对不同阻抗的个体的个性化治疗需求的技术问题。

25、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。