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CN219960540U - 射频功率放大器和射频前端模组 - Google Patents

射频功率放大器和射频前端模组 Download PDF

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CN219960540U
CN219960540U CN202223593501.4U CN202223593501U CN219960540U CN 219960540 U CN219960540 U CN 219960540U CN 202223593501 U CN202223593501 U CN 202223593501U CN 219960540 U CN219960540 U CN 219960540U
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CN
China
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branch
resonant
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capacitor
power amplifier
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CN202223593501.4U
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何森航
胡自洁
黄轲
张海兵
方信维
倪建兴
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Radrock Shenzhen Technology Co Ltd
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Radrock Shenzhen Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种射频功率放大器和射频前端模组,包括功率放大单元、第一谐振支路、第二谐振支路、第一滤波支路和第二滤波支路。第一谐振支路的第一端与功率放大单元的第一输出端相连,第一谐振支路的第二端被配置为输出第一射频信号;第二谐振支路的第一端与功率放大单元的第二输出端相连,第二谐振支路的第二端被配置为输出第二射频信号;第一滤波支路与第一谐振支路并联连接,第二滤波支路与第二谐振支路并联连接,第一滤波支路和第一谐振支路形成工作频段外的抑制零点,第二滤波支路和第二谐振支路形成工作频段外的抑制零点,从而不影响射频功率放大器的阻抗匹配,同时对射频功率放大器产生的谐波信号进行抑制,提高其谐波抑制能力。

Description

射频功率放大器和射频前端模组
技术领域
本实用新型涉及射频技术领域,尤其涉及一种射频功率放大器和射频前端模组。
背景技术
射频功率放大器是现代无线通信系统中非常关键的模块,主要用于将小功率的射频信号放大,然后通过天线辐射该放大后的射频信号进行信息通信,在通信、导航、射电天文和电子对抗等领域有着广泛的应用。
目前,为了适应现有的移动通信技术,对射频功率放大器的整体性能要求越来越高,尤其是射频功率放大器的谐波抑制性能。因此,如何进一步提高射频功率放大器的谐波抑制性能成为目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种射频功率放大器和射频前端模组,以解决射频功率放大器的谐波抑制性能欠佳的问题。
一种射频功率放大器,包括功率放大单元、第一谐振支路、第二谐振支路、第一滤波支路和第二滤波支路;
所述第一谐振支路的第一端与所述功率放大单元的第一输出端相连,所述第一谐振支路的第二端被配置为输出第一射频信号;所述第二谐振支路的第一端与所述功率放大单元的第二输出端相连,所述第二谐振支路的第二端被配置为输出第二射频信号;
所述第一滤波支路与所述第一谐振支路并联连接,所述第二滤波支路与所述第二谐振支路并联连接。
进一步地,所述功率放大单元包括第一放大支路和第二放大支路;
所述第一放大支路的输入端被配置为接收第一射频输入信号,所述第一放大支路的输出端与所述功率放大单元的第一输出端相连,配置为输出第一射频放大信号至所述第一谐振支路的第一端;
所述第二放大支路的输入端被配置为接收第二射频输入信号,所述第二放大支路的输出端与所述功率放大单元的第二输出端相连,被配置为输出第二射频放大信号至所述第二谐振支路的第一端。
进一步地,还包括信号转换电路;所述信号转换电路的第一输入端与所述第一谐振支路的第二端相连,所述信号转换电路的第二输入端与所述第二谐振支路的第二端相连,所述信号转换电路被配置为对所述第一射频信号和所述第二射频信号进行信号合成,输出射频输出信号。
进一步地,所述信号转换电路包括第一巴伦;
所述第一巴伦的第一输入端与所述第一谐振支路的第二端相连,所述第一巴伦的第二输入端与所述第二谐振支路的第二端相连,所述第一巴伦的第一输出端被配置为输出所述射频输出信号,所述第一巴伦的第二输出端接地。
进一步地,所述第一谐振支路的谐振频率小于二次谐波信号的频率,所述第二谐振支路的谐振频率与所述第一谐振支路的谐振频率相同。
进一步地,所述第一谐振支路包括串联连接的第一电容和第一电感;所述第二谐振支路包括串联连接的第二电容和第二电感。
进一步地,当所述射频功率放大器的工作频率大于所述第一谐振支路的谐振频率时,所述第一谐振支路与所述第一滤波支路谐振形成第一零点,所述第二谐振支路与所述第二滤波支路谐振形成第一零点,其中,所述第一零点为所述射频功率放大器的工作频段外的高频零点。
进一步地,所述第一滤波支路包括第三电容,所述第三电容的第一端与所述第一谐振支路的第一端相连,所述第三电容的第二端与所述第一谐振支路的第二端相连;
所述第二滤波支路包括第四电容,所述第四电容的第一端与所述第二谐振支路的第一端相连,所述第四电容的第二端与所述第二谐振支路的第二端相连。
进一步地,所述第三电容为可调电容;所述第四电容为可调电容。
进一步地,所述第一滤波支路还包括第三电感,所述第三电感与所述第三电容串联连接;
所述第二滤波支路还包括第四电感,所述第四电感与所述第四电容串联连接。
进一步地,当所述射频功率放大器的工作频率小于所述第一谐振支路的谐振频率时,所述第一谐振支路与所述第一滤波支路谐振形成第二零点,所述第二谐振支路与所述第二滤波支路谐振形成第二零点,其中,所述第二零点为所述射频功率放大器的工作频段外的低频零点。
进一步地,所述第一滤波支路包括第五电感,所述第五电感的第一端与所述第一谐振支路的第一端相连,所述第五电感的第二端与所述第一谐振支路的第二端相连;
所述第二滤波支路包括第六电感,所述第六电感的第一端与所述第二谐振支路的第一端相连,所述第六电感的第二端与所述第二谐振支路的第二端相连。
一种射频前端模组,包括基板、设置在所述基板上的射频功率放大芯片;
所述射频功率放大芯片包括功率放大器、第一电容、第二电容、第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘;
所述第一电容的第一端与所述功率放大器的第一输出端相连,所述第一电容的第二端与所述第一焊盘相连;所述第一焊盘通过第一金属连接线键合至所述基板的第五焊盘;
所述第二电容的第一端与所述功率放大器的第二输出端相连,所述第二电容的第二端与所述第二焊盘相连;所述第二焊盘通过第二金属连接线键合至所述基板的第六焊盘;
所述功率放大器的第一输出端连接至所述第三焊盘;所述第三焊盘通过第三金属连接线键合至所述基板的第五焊盘;
所述功率放大器的第二输出端连接至所述第四焊盘;所述第四焊盘通过第四金属连接线键合至所述基板的第六焊盘。
进一步地,所述射频功率放大芯片还包括第一谐振元件和第二谐振元件;
所述第一谐振元件的第一端与所述功率放大器的第一输出端相连,所述第一谐振元件的第二端与所述第三焊盘相连;
所述第二谐振元件的第一端与所述功率放大器的第二输出端相连,所述第二谐振元件的第二端与所述第四焊盘相连。
进一步地,所述第一谐振元件包括第三电容,所述第二谐振元件包括第四电容。
进一步地,所述第一电容与所述第一金属连接线形成第一谐振支路;所述第二电容与所述第二金属连接线形成第二谐振支路;所述第三电容与所述第三金属连接线形成第一滤波支路,所述第四电容与所述第四金属连接线形成第二滤波支路。
进一步地,所述射频前端模组还包括设置在基板上的信号转换电路;所述信号转换电路的第一输入端与所述第五焊盘相连,所述信号转换电路的第二输入端与所述第六焊盘相连,所述信号转换电路的第一输出端连接至信号输出端,所述信号转换电路的第二输出端连接至接地端。
上述射频功率放大器,包括功率放大单元、第一谐振支路、第二谐振支路、第一滤波支路和第二滤波支路。第一谐振支路的第一端与功率放大单元的第一输出端相连,第一谐振支路的第二端被配置为输出第一射频信号;第二谐振支路的第一端与功率放大单元的第二输出端相连,第二谐振支路的第二端被配置为输出第二射频信号;第一滤波支路与第一谐振支路并联连接,第二滤波支路与第二谐振支路并联连接,以使第一滤波支路和第一谐振支路形成工作频段外的抑制零点,第二滤波支路和第二谐振支路形成工作频段外的抑制零点,从而在不影响射频功率放大器的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对射频功率放大器带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了射频功率放大器的谐波抑制能力。
上述射频前端模组,包括包括基板、设置在所述基板上的射频功率放大芯片;所述射频功率放大芯片包括功率放大器、第一电容、第二电容、第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘;所述第一电容的第一端与所述功率放大器的第一输出端相连,所述第一电容的第二端与所述第一焊盘相连;所述第一焊盘通过第一金属连接线键合至所述基板的第五焊盘;所述第二电容的第一端与所述功率放大器的第二输出端相连,所述第二电容的第二端与所述第二焊盘相连;所述第二焊盘通过第二金属连接线键合至所述基板的第六焊盘;所述功率放大器的第一输出端连接至所述第三焊盘;所述第三焊盘通过第三金属连接线键合至所述基板的第五焊盘;所述功率放大器的第二输出端连接至所述第四焊盘;所述第四焊盘通过第四金属连接线键合至所述基板的第六焊盘;本实施例通过利用第一金属连接线和第三金属连接线,不但可以使得第一电容和第一金属连接线形成第一谐振支路,还能使得第三金属连接线和第一谐振支路并联后形成工作频段外的抑制零点;以及通过利用第二金属连接线和第四金属连接线,不但可以使得第二电容和第二金属连接线形成第二谐振支路,还能使得第四金属连接线和第二谐振支路并联后形成工作频段外的抑制零点,从而实现在不影响射频功率放大器的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对射频功率放大器带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了射频功率放大器的谐波抑制能力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一实施例中射频功率放大器的一电路示意图;
图2是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图3是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图4是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图5是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图6是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图7是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图8是本实用新型一实施例中射频功率放大器的另一电路示意图;
图9是本实用新型一实施例中射频前端模组的一电路示意图;
图10是本实用新型一实施例中射频前端模组的另一电路示意图。
图中:10、功率放大单元;11、第一放大支路;12、第二放大支路;20、第一谐振支路;30、第二谐振支路;40、第一滤波支路;50、第二滤波支路;60、信号转换电路;70、基板;80、射频功率放大芯片;81、功率放大器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应当理解的是,本实用新型能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本实用新型教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本实用新型,将在下列的描述中提出详细的结构及步骤,以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式。
本实施例提供一种射频功率放大器,如图1所示,包括功率放大单元10、第一谐振支路20、第二谐振支路30、第一滤波支路40和第二滤波支路50;第一谐振支路20的第一端与功率放大单元10的第一输出端相连,第一谐振支路20的第二端被配置为输出第一射频信号;第二谐振支路30的第一端与功率放大单元10的第二输出端相连,第二谐振支路30的第二端被配置为输出第二射频信号;第一滤波支路40与第一谐振支路20并联连接,第二滤波支路50与第二谐振支路30并联连接。
在一具体实施例中,功率放大单元10用于对射频输入信号进行放大处理。具体地,该功率放大单元10为差分放大单元。示例性地,该功率放大单元10接收射频输入信号,输出第一射频放大信号和第二射频放大信号。该第一射频放大信号和第二射频放大信号为大小相等且相位相反的射频信号。
在一具体实施例中,第一谐振支路20的第一端与功率放大单元10的第一输出端相连,第一谐振支路20的第二端被配置为输出第一射频信号,第二谐振支路30的第一端与功率放大单元10的第二输出端相连,第二谐振支路30的第二端被配置为输出第二射频信号。在本实施例中,第一谐振支路20接收功率放大单元10的第一输出端输出的第一射频放大信号,输出第一射频信号。第一谐振支路20参与射频功率放大器的阻抗匹配。第二谐振支路30接收功率放大单元10的第二输出端输出的第二射频放大信号,输出第二射频信号。第二谐振支路30参与射频功率放大器的阻抗匹配。
在一具体实施例中,第一滤波支路40与第一谐振支路20并联连接,第二滤波支路50与第二谐振支路30并联连接。在本实施例中,通过将第一滤波支路40与第一谐振支路20并联连接,并将第二滤波支路50与第二谐振支路30并联连接,以使第一滤波支路40和第一谐振支路20形成工作频段外的抑制零点,第二滤波支路50和第二谐振支路30形成工作频段外的抑制零点,从而在不影响射频功率放大器的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对射频功率放大器带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了射频功率放大器的谐波抑制能力。其中,该工作频段为射频功率放大器的工作频段。可选地,该工作频段为3.3GHz-4.2GHz。可选地,该谐波信号可以是工作频段外的高频谐波信号,也可以是工作频段外的低频谐波信号。作为优选地,该谐波信号为二次谐波信号。作为一示例,对射频功率放大器产生的高频谐波信号(例如:二次谐波信号)进行抑制,第一滤波支路40与第一谐振支路20形成二次谐波信号对应的抑制零点,第二滤波支路50与第二谐振支路30形成二次谐波信号对应的抑制零点。可以理解地,由于是对射频功率放大器产生的高频谐波信号进行抑制,因此不会对第一谐振电路的阻抗匹配或第二谐振电路的阻抗匹配造成影响。且同时由于二次谐波信号对应的抑制零点距离射频功率放大器的工作频段较远,因此也不会影响带内性能,即不影响射频功率放大器的阻抗匹配和插入损耗,同时还提高了射频功率放大器的谐波抑制性能。
在本实施例中,射频功率放大器包括功率放大单元10、第一谐振支路20、第二谐振支路30、第一滤波支路40和第二滤波支路50。第一谐振支路20的第一端与功率放大单元10的第一输出端相连,第一谐振支路20的第二端被配置为输出第一射频信号;第二谐振支路30的第一端与功率放大单元10的第二输出端相连,第二谐振支路30的第二端被配置为输出第二射频信号;第一滤波支路40与第一谐振支路20并联连接,第二滤波支路50与第二谐振支路30并联连接,以使第一滤波支路40和第一谐振支路20形成工作频段外的抑制零点,第二滤波支路50和第二谐振支路30形成工作频段外的抑制零点,从而在不影响射频功率放大器的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对射频功率放大器带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了射频功率放大器的谐波抑制能力。
在一实施例中,如图2所示,功率放大单元10包括第一放大支路11和第二放大支路12;第一放大支路11的输入端被配置为接收第一射频输入信号,第一放大支路11的输出端与功率放大单元10的第一输出端相连,配置为输出第一射频放大信号至第一谐振支路20的第一端;第二放大支路12的输入端被配置为接收第二射频输入信号,第二放大支路12的输出端与功率放大单元10的第二输出端相连,被配置为输出第二射频放大信号至第二谐振支路30的第一端。
其中,第一射频输入信号和第二射频输入信号为大小相同且相位相反的射频信号。
在一具体实施例中,功率放大单元10包括第一放大支路11和第二放大支路12。第一放大支路11的输入端被配置为接收第一射频输入信号,第一放大支路11的输出端与功率放大单元10的第一输出端相连,配置为输出第一射频放大信号,从而实现对第一射频输入信号进行放大处理;第二放大支路12的输入端被配置为接收第二射频输入信号,第二放大支路12的输出端与功率放大单元10的第二输出端相连,被配置为输出第二射频放大信号,从而实现对第二射频输入信号进行放大处理。
可选地,射频功率放大器还包括前级转换电路,用于将单端的射频输入信号转换成差分的第一射频输入信号和第二射频输入信号。示例性地,该前级转换电路包括转换巴伦。作为一示例,该转换巴伦的第一输入端用于接收单端的射频输入信号,该转换巴伦的第二输入端接地,该转换巴伦的第一输出端与第一放大支路11的输入端相连,用于向第一放大支路11输出第一射频输入信号,该转换巴伦的第二输出端与第二放大支路12的输入端相连,用于向第二放大支路12输出第二射频输入信号。
在一具体实施例中,如图5所示,该第一放大支路11第一放大器,该第一放大器M111包括第一放大晶体管(图中未示出),该第二放大支路12包括第二放大器,该第二放大器M121包括第二放大晶体管(图中未示出)。
示例性地,该第一放大晶体管的第一端用于接收第一射频输入信号,该第一放大晶体管的第二端与功率放大单元10的第一输出端相连,该第一放大晶体管的第三端接地。第二放大晶体管的第一端用于接收第二射频输入信号,第二放大晶体管的第二端与功率放大单元10的第二输出端相连,第二放大晶体管的第三端接地。
可选地,该第一放大晶体管可以是HBT晶体管或场效应晶体管。该第二放大晶体管可以是HBT晶体管或场效应晶体管。
作为一示例,该第一放大晶体管为HBT晶体管,该第一放大晶体管的第一端为基极,该第一放大晶体管的第二端为集电极,该第一放大晶体管的第三端为发射极。该第二放大晶体管为HBT晶体管,该第二放大晶体管的第一端为基极,该第二放大晶体管的第二端为集电极,该第二放大晶体管的第三端为发射极。
作为另一示例,该第一放大晶体管为场效应晶体管,该第一放大晶体管的第一端为栅极,该第一放大晶体管的第二端为源极,该第一放大晶体管的第三端为漏极。该第二放大晶体管为场效应晶体管,该第二放大晶体管的第一端为栅极,该第二放大晶体管的第二端为源极,该第二放大晶体管的第三端为漏极。
在一实施例中,如图3所示,射频功率放大器还包括信号转换电路60;信号转换电路60的第一输入端与第一谐振支路20的第二端相连,信号转换电路60的第二输入端与第二谐振支路30的第二端相连,信号转换电路60被配置为对第一射频信号和第二射频信号进行信号合成,且参与射频功率放大器的阻抗转换。
在本实施例中,通过信号转换电路60的第一输入端与第一谐振支路20的第二端相连,并将信号转换电路60的第二输入端与第二谐振支路30的第二端相连,以使信号转换电路60对第一射频信号和第二射频信号进行信号合成,输出射频输出信号。
在一实施例中,如图4所示,信号转换电路60包括第一巴伦B1;第一巴伦B1的第一输入端与第一谐振支路20的第二端相连,第一巴伦B1的第二输入端与第二谐振支路30的第二端相连,第一巴伦B1的第一输出端被配置为输出射频输出信号,第一巴伦B1的第二输出端接地。
在本实施例中,通过将第一巴伦B1的第一输入端与第一谐振支路20的第二端相连,并将第一巴伦B1的第二输入端与第二谐振支路30的第二端相连,将第一巴伦B1的第一输出端被配置为输出射频输出信号,并将第一巴伦B1的第二输出端接地,便能够实现对第一射频信号和第二射频信号进行信号合成和阻抗转换,输出射频输出信号。具体地,第一巴伦B1包括相互耦合第一绕组和第二绕组。
在一实施例中,第一谐振支路20的谐振频率小于二次谐波信号的频率,第二谐振支路30的谐振频率与第一谐振支路20的谐振频率相同。
在本实施例中,通过使第一谐振支路20的谐振频率小于二次谐波信号的频率,并使第二谐振支路30的谐振频率与第一谐振支路20的谐振频率相同,以使第一谐振支路20对功率放大单元10第一输出端进行阻抗匹配,以及使第二谐振电路对功率放大单元10第二输出端进行阻抗匹配。同时使第一滤波支路40和第一谐振支路20形成工作频段外的抑制零点,第二滤波支路50和第二谐振支路30形成工作频段外的抑制零点,从而在不影响射频功率放大器的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对射频功率放大器带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了射频功率放大器的谐波抑制能力。
在一实施例中,如图5所示,第一谐振支路20包括串联连接的第一电容C21和第一电感L21;第二谐振支路30包括串联连接的第二电容C31和第二电感L31。
在本实施例中,第一谐振支路20包括串联连接的第一电容C21和第一电感L21,从而通过配置第一电容C21的电容值和第一电感L21的电感值实现功率放大单元10第一输出端的阻抗匹配。第二谐振支路30包括串联连接的第二电容C31和第二电感L31,从而通过配置第二电容C31的电容值和第二电感L31的电感值实现功率放大单元10第二输出端的阻抗匹配。需要说明的是,该第一电容C21的电容值和第一电感L21的电感值,以及第二电容C31的电容值和第二电感L31的电感值可以根据实际经验进行设置,在此不做限制。
在一实施例中,当射频功率放大器的工作频率大于第一谐振支路20的谐振频率时,第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第一零点,第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第一零点,其中,第一零点为射频功率放大器的工作频段外的高频零点。由此可知,第一零点对应的频率点大于工作频段中的最大频率点。例如:若射频功率放大器的工作频段为3.3GHz-4.2GHz,则第一零点的频率点大于4.2GHz。
在本实施例中,当射频功率放大器的工作频率大于第一谐振支路20的谐振频率时,保证第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第一零点,同时保证第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第一零点,即保证该第一零点为射频功率放大器的工作频段外的高频零点,便能够实现对射频功率放大器产生的高频谐波信号进行抑制,提高射频功率放大器的谐波抑制性能。
在一实施例中,如图5所示,第一滤波支路40包括第三电容C41,第三电容C41的第一端与第一谐振支路20的第一端相连,第三电容C41的第二端与第一谐振支路20的第二端相连;第二滤波支路50包括第四电容C51,第四电容C51的第一端与第二谐振支路30的第一端相连,第四电容C51的第二端与第二谐振支路30的第二端相连。
在本实施例中,由于当射频功率放大器的工作频率大于第一谐振支路20的谐振频率时,第一谐振电路呈感性阻抗,第二谐振电路呈感性阻抗,因此,通过将第三电容C41的第一端与第一谐振支路20的第一端相连,第三电容C41的第二端与第一谐振支路20的第二端相连,通过将第四电容C51的第一端与第二谐振支路30的第一端相连,第四电容C51的第二端与第二谐振支路30的第二端相连,便能够使第三电容C41与第一谐振电路形成第一零点,使第四电容C51与第二谐振电路形成第一零点,实现对射频功率放大器产生的高频谐波信号进行抑制,提高射频功率放大器的谐波抑制性能。需要说明的是,该第三电容C41的电容值和第四电容C51的电容值可以根据实际经验或实际应用场景进行配置,保证第三电容C41与第一谐振电路形成第一零点,使第四电容C51与第二谐振电路形成第一零点即可。
在一实施例中,如图6所示,第三电容C41为可调电容;第四电容C51为可调电容。
在本实施例中,通过将第三电容C41设置为可调电容,将第四电容C51设置为可调电容,便于调整第三电容C41的电容值和第四电容C51的电容值,以使第三电容C41与第一谐振电路形成第一零点,使第四电容C51与第二谐振电路形成第一零点。需要说明的是,调整第三电容C41的电容值的方式,以及调整第四电容C51的电容值的方式可以采用现有的可调电容的电容值调整技术,在此不再赘述。
在一实施例中,如图7所示,第一滤波支路40还包括第三电感L41,第三电感L41与第三电容C41串联连接;第二滤波支路50还包括第四电感L51,第四电感L51与第四电容C51串联连接。
在本实施例中,第一滤波电路还可以包括第三电感L41,该第三电感L41与第三电容C41串联连接,第二滤波电路还可以包括第四电感L51,该第四电感L51与第四电容C51串联连接,通过合理设置第三电感L41的电感值和第四电感L51的电感值,同样可以使第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第一零点,使第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第一零点。需要说明的是,该第三电感L41的电感值和第四电感L51的电感值可以根据实际应用场景进行设置,保证第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第一零点,第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第一零点即可,在此不做限制。
在一实施例中,当射频功率放大器的工作频率小于第一谐振支路20的谐振频率时,第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第二零点,第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第二零点,其中,第二零点为射频功率放大器的工作频段外的低频零点。由此可知,第二零点对应的频率点小于工作频段中的最小频率点。例如:若射频功率放大器的工作频段为3.3GHz-4.2GHz,则第二零点的频率点小于3.3GHz。
在本实施例中,当射频功率放大器的工作频率小于第一谐振支路20的谐振频率时,保证第一谐振支路20与第一滤波支路40谐振形成第二零点,同时保证第二谐振支路30与第二滤波支路50谐振形成第二零点,即保证该第二零点为射频功率放大器的工作频段外的低频零点,便能够实现对射频功率放大器产生的低频谐波信号进行抑制,提高射频功率放大器的谐波抑制性能。
在一实施例中,如图8所示,第一滤波支路40包括第五电感L42,第五电感L42的第一端与第一谐振支路20的第一端相连,第五电感L42的第二端与第一谐振支路20的第二端相连;第二滤波支路50包括第六电感L52,第六电感L52的第一端与第二谐振支路30的第一端相连,第六电感L52的第二端与第二谐振支路30的第二端相连。
在本实施例中,由于当射频功率放大器的工作频率小于第一谐振支路20的谐振频率时,第一谐振电路呈容性阻抗,第二谐振电路呈容性阻抗,因此,通过将第五电感L42的第一端与第一谐振支路20的第一端相连,第五电感L42的第二端与第一谐振支路20的第二端相连,通过将第六电感L52的第一端与第二谐振支路30的第一端相连,第六电感L52的第二端与第二谐振支路30的第二端相连,便能够使第五电感L42与第一谐振电路形成第二零点,使第六电感L52与第二谐振电路形成第二零点,实现对射频功率放大器产生的低频谐波信号进行抑制,提高射频功率放大器的谐波抑制性能。需要说明的是,该第五电感L42的电感值和第六电感L52的电感值可以根据实际经验或实际应用场景进行配置,保证第五电感L42与第一谐振电路形成第二零点,使第六电感L52与第二谐振电路形成第二零点即可。
本实施例提供一种射频前端模组,如图9所示,包括基板70、设置在基板70上的射频功率放大芯片80;射频功率放大芯片80包括功率放大器81、第一电容C21、第二电容C31、第一焊盘a、第二焊盘b、第三焊盘c和第四焊盘d;第一电容C21的第一端与功率放大器81的第一输出端相连,第一电容C21的第二端与第一焊盘a相连;第一焊盘a通过第一金属连接线键合至基板70的第五焊盘;第二电容C31的第一端与功率放大器81的第二输出端相连,第二电容C31的第二端与第二焊盘b相连;第二焊盘b通过第二金属连接线键合至基板70的第六焊盘;功率放大器81的第一输出端连接至第三焊盘c;第三焊盘c通过第三金属连接线键合至基板70的第五焊盘;功率放大器81的第二输出端连接至第四焊盘d;第四焊盘d通过第四金属连接线键合至基板70的第六焊盘。
可选地,第一金属连接线、第二金属连接线、第三金属连接线和第四金属连接线可以为跳线或者绑定线(Bonding wire)。
在一具体实施例中,射频功率放大芯片80包括功率放大器81,该功率放大器81包括第一放大支路11和第二放大支路12。第一放大支路11的输入端被配置为接收第一射频输入信号,第一放大支路11的输出端与功率放大器81的第一输出端相连,配置为输出第一射频放大信号,从而实现对第一射频输入信号进行放大处理;第二放大支路12的输入端被配置为接收第二射频输入信号,第二放大支路12的输出端与功率放大器81的第二输出端相连,被配置为输出第二射频放大信号,从而实现对第二射频输入信号进行放大处理。
可选地,射频前端模组还包括设置在基板70上的前级转换电路,用于将单端的射频输入信号转换成差分的第一射频输入信号和第二射频输入信号。示例性地,该前级转换电路包括转换巴伦。作为一示例,该转换巴伦的第一输入端用于接收单端的射频输入信号,该转换巴伦的第二输入端接地,该转换巴伦的第一输出端与第一放大支路11的输入端相连,用于向第一放大支路11输出第一射频输入信号,该转换巴伦的第二输出端与第二放大支路12的输入端相连,用于向第二放大支路12输出第二射频输入信号。
在一具体实施例中,该第一放大支路11包括第一放大晶体管,该第二放大支路12包括第二放大晶体管。
示例性地,该第一放大晶体管的第一端用于接收第一射频输入信号,该第一放大晶体管的第二端与功率放大单元10的第一输出端相连,该第一放大晶体管的第三端接地。第二放大晶体管的第一端用于接收第二射频输入信号,第二放大晶体管的第二端与功率放大单元10的第二输出端相连,第二放大晶体管的第三端接地。
可选地,该第一放大晶体管可以是HBT晶体管或场效应晶体管。该第二放大晶体管可以是HBT晶体管或场效应晶体管。
作为一示例,该第一放大晶体管为HBT晶体管,该第一放大晶体管的第一端为基极,该第一放大晶体管的第二端为集电极,该第一放大晶体管的第三端为发射极。该第二放大晶体管为HBT晶体管,该第二放大晶体管的第一端为基极,该第二放大晶体管的第二端为集电极,该第二放大晶体管的第三端为发射极。
作为另一示例,该第一放大晶体管为场效应晶体管,该第一放大晶体管的第一端为栅极,该第一放大晶体管的第二端为源极,该第一放大晶体管的第三端为漏极。该第二放大晶体管为场效应晶体管,该第二放大晶体管的第一端为栅极,该第二放大晶体管的第二端为源极,该第二放大晶体管的第三端为漏极。
在一具体实施例中,第一电容C21的第一端与功率放大器81的第一输出端相连,第一电容C21的第二端与第一焊盘a相连;第一焊盘a通过第一金属连接线键合至基板70的第五焊盘,通过利用第一金属连接线所等效的电感,从而使得第一电容C21与第一金属连接线形成第一谐振支路20,实现功率放大器81的第一输出端的阻抗匹配。通过将第二电容C31的第一端与功率放大器81的第二输出端相连,第二电容C31的第二端与第二焊盘b相连,并将第二焊盘b通过第二金属连接线键合至基板70的第六焊盘f,通过利用第二金属连接线所等效的电感,使得第二电容C31与第二金属连接线形成第二谐振支路30,实现功率放大器81的第二输出端的阻抗匹配。在本实施例中,为了进一步提高射频前端模组的谐波抑制性能,功率放大器81的第一输出端连接至第三焊盘c;第三焊盘c通过第三金属连接线键合至基板70的第五焊盘。本实施例通过利用第一金属连接线和第三金属连接线,不但可以使得第一电容C21和第一金属连接线形成第一谐振支路20,还能使得第三金属连接线和第一谐振支路20并联后形成工作频段外的抑制零点;功率放大器81的第二输出端连接至第四焊盘d;第四焊盘d通过第四金属连接线键合至基板70的第六焊盘,以及通过利用第二金属连接线和第四金属连接线,不但可以使得第二电容C31和第二金属连接线形成第二谐振支路30,还能使得第四金属连接线和第二谐振支路30并联后形成工作频段外的抑制零点,从而实现在不影响功率放大器81的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对功率放大器81带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了功率放大器81的谐波抑制能力。
在一实施例中,射频功率放大芯片80还包括第一谐振元件和第二谐振元件;第一谐振元件的第一端与功率放大器81的第一输出端相连,第一谐振元件的第二端与第三焊盘c相连;第二谐振元件的第一端与功率放大器81的第二输出端相连,第二谐振元件的第二端与第四焊盘d相连。
在本实施例中,通过将第一谐振元件的第一端与功率放大器81的第一输出端相连,第一谐振元件的第二端与第三焊盘c相连,使得第一谐振元件与第三金属连接线形成第一滤波支路40,该第一滤波支路40与第一电容C21和第一金属连接线形成的第一谐振支路20并联连接,使第一滤波支路40和第一谐振支路20形成工作频段外的抑制零点。并将第二谐振元件的第一端与功率放大器81的第二输出端相连,第二谐振元件的第二端与第四焊盘d相连,使得第二谐振元件与第四金属连接线形成第二滤波支路50,该第二滤波支路50与第二电容C31和第二金属连接线形成的第二谐振支路30并联连接,使第二滤波支路50和第二谐振支路30形成工作频段外的抑制零点,从而在不影响功率放大器81的阻抗匹配以及带内性能的同时,还能进一步对功率放大器81带外产生的谐波信号进行抑制,进而提高了功率放大器81的谐波抑制能力。
可选地,第一谐振元件包括电容、电感中的至少一个。第一谐振元件包括电容、电感中的至少一个。例如:第一谐振元件包括电容,第二谐振元件包括电容,或者,第一谐振元件包括串联连接的电容和电感,第二谐振元件包括串联连接的电容和电感。
在一实施例中,如图10所示,第一谐振元件包括第三电容C41,第二谐振元件包括第四电容C51。
在本实施例中,通过将第三电容C41的第一端与功率放大器81的第一输出端相连,将第三电容C41的第二端与第三焊盘c相连,便能够使第三电容C41与第三金属连接线形成第一滤波支路40,该第一滤波支路40,与第一电容C21和第一金属连接线形成第一谐振支路20并联连接,使第一滤波支路40和第一谐振支路20形成工作频段外的抑制零点;通过将第四电容C51的第一端与功率放大器81的第二输出端相连,将第四电容C51的第二端与第四焊盘d相连,便能够使得第四电容C51与第四金属连接线形成第二滤波支路50,该第二滤波支路50,与第二电容C31和第二金属连接线形成第二谐振支路30并联连接,使第二滤波支路50和第二谐振支路30形成工作频段外的抑制零点。
在一实施例中,射频前端模组还包括设置在基板70上的信号转换电路60;信号转换电路60的第一输入端与第五焊盘相连,信号转换电路60的第二输入端与第六焊盘相连,信号转换电路60的第一输出端连接至信号输出端,信号转换电路60的第二输出端连接至接地端。
在本实施例中,通过信号转换电路60的第一输入端与基板70上的第五焊盘e相连,并将信号转换电路60的第二输入端与基板70上的第六焊盘f相连,以使信号转换电路60对上述实施例中的第一谐振电路输出的第一射频信号和上述实施例中的第二谐振电路输出的第二射频信号进行阻抗转换,输出射频输出信号。
在一实施例中,信号转换电路60包括第一巴伦B1;第一巴伦B1的第一输入端与基板70上的第五焊盘e相连,第一巴伦B1的第二输入端与基板70上的第六焊盘f相连,第一巴伦B1的第一输出端被配置为输出射频输出信号,第一巴伦B1的第二输出端接地。
在本实施例中,通过将第一巴伦B1的第一输入端与基板70上的第五焊盘e相连,并将第一巴伦B1的第二输入端与基板70上的第六焊盘f相连,将第一巴伦B1的第一输出端被配置为输出射频输出信号,并将第一巴伦B1的第二输出端接地,便能够实现对第一射频信号和第二射频信号进行阻抗转换,输出射频输出信号。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种射频功率放大器,其特征在于,包括功率放大单元、第一谐振支路、第二谐振支路、第一滤波支路和第二滤波支路;
所述第一谐振支路的第一端与所述功率放大单元的第一输出端相连,所述第一谐振支路的第二端被配置为输出第一射频信号;所述第二谐振支路的第一端与所述功率放大单元的第二输出端相连,所述第二谐振支路的第二端被配置为输出第二射频信号;
所述第一滤波支路与所述第一谐振支路并联连接,所述第二滤波支路与所述第二谐振支路并联连接。
2.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,所述功率放大单元包括第一放大支路和第二放大支路;
所述第一放大支路的输入端被配置为接收第一射频输入信号,所述第一放大支路的输出端与所述功率放大单元的第一输出端相连,配置为输出第一射频放大信号至所述第一谐振支路的第一端;
所述第二放大支路的输入端被配置为接收第二射频输入信号,所述第二放大支路的输出端与所述功率放大单元的第二输出端相连,被配置为输出第二射频放大信号至所述第二谐振支路的第一端。
3.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,还包括信号转换电路;所述信号转换电路的第一输入端与所述第一谐振支路的第二端相连,所述信号转换电路的第二输入端与所述第二谐振支路的第二端相连,所述信号转换电路被配置为对所述第一射频信号和所述第二射频信号进行信号合成,输出射频输出信号。
4.如权利要求3所述的射频功率放大器,其特征在于,所述信号转换电路包括第一巴伦;
所述第一巴伦的第一输入端与所述第一谐振支路的第二端相连,所述第一巴伦的第二输入端与所述第二谐振支路的第二端相连,所述第一巴伦的第一输出端被配置为输出所述射频输出信号,所述第一巴伦的第二输出端接地。
5.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第一谐振支路的谐振频率小于二次谐波信号的频率,所述第二谐振支路的谐振频率与所述第一谐振支路的谐振频率相同。
6.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第一谐振支路包括串联连接的第一电容和第一电感;所述第二谐振支路包括串联连接的第二电容和第二电感。
7.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,当所述射频功率放大器的工作频率大于所述第一谐振支路的谐振频率时,所述第一谐振支路与所述第一滤波支路谐振形成第一零点,所述第二谐振支路与所述第二滤波支路谐振形成第一零点,其中,所述第一零点为所述射频功率放大器的工作频段外的高频零点。
8.如权利要求7所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第一滤波支路包括第三电容,所述第三电容的第一端与所述第一谐振支路的第一端相连,所述第三电容的第二端与所述第一谐振支路的第二端相连;
所述第二滤波支路包括第四电容,所述第四电容的第一端与所述第二谐振支路的第一端相连,所述第四电容的第二端与所述第二谐振支路的第二端相连。
9.如权利要求8所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第三电容为可调电容;所述第四电容为可调电容。
10.如权利要求8所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第一滤波支路还包括第三电感,所述第三电感与所述第三电容串联连接;
所述第二滤波支路还包括第四电感,所述第四电感与所述第四电容串联连接。
11.如权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,当所述射频功率放大器的工作频率小于所述第一谐振支路的谐振频率时,所述第一谐振支路与所述第一滤波支路谐振形成第二零点,所述第二谐振支路与所述第二滤波支路谐振形成第二零点,其中,所述第二零点为所述射频功率放大器的工作频段外的低频零点。
12.如权利要求11所述的射频功率放大器,其特征在于,所述第一滤波支路包括第五电感,所述第五电感的第一端与所述第一谐振支路的第一端相连,所述第五电感的第二端与所述第一谐振支路的第二端相连;
所述第二滤波支路包括第六电感,所述第六电感的第一端与所述第二谐振支路的第一端相连,所述第六电感的第二端与所述第二谐振支路的第二端相连。
13.一种射频前端模组,其特征在于,包括基板、设置在所述基板上的射频功率放大芯片;
所述射频功率放大芯片包括功率放大器、第一电容、第二电容、第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘;
所述第一电容的第一端与所述功率放大器的第一输出端相连,所述第一电容的第二端与所述第一焊盘相连;所述第一焊盘通过第一金属连接线键合至所述基板的第五焊盘,所述第一电容与所述第一金属连接线形成第一谐振支路;
所述第二电容的第一端与所述功率放大器的第二输出端相连,所述第二电容的第二端与所述第二焊盘相连;所述第二焊盘通过第二金属连接线键合至所述基板的第六焊盘,所述第二电容与所述第二金属连接线形成第二谐振支路;
所述功率放大器的第一输出端连接至所述第三焊盘;所述第三焊盘通过第三金属连接线键合至所述基板的第五焊盘;
所述功率放大器的第二输出端连接至所述第四焊盘;所述第四焊盘通过第四金属连接线键合至所述基板的第六焊盘。
14.如权利要求13所述的射频前端模组,其特征在于,所述射频功率放大芯片还包括第一谐振元件和第二谐振元件;
所述第一谐振元件的第一端与所述功率放大器的第一输出端相连,所述第一谐振元件的第二端与所述第三焊盘相连;
所述第二谐振元件的第一端与所述功率放大器的第二输出端相连,所述第二谐振元件的第二端与所述第四焊盘相连。
15.如权利要求14所述的射频前端模组,其特征在于,所述第一谐振元件包括第三电容,所述第二谐振元件包括第四电容。
16.如权利要求15所述的射频前端模组,其特征在于,所述第一电容与所述第一金属连接线形成第一谐振支路;所述第二电容与所述第二金属连接线形成第二谐振支路;所述第三电容与所述第三金属连接线形成第一滤波支路,所述第四电容与所述第四金属连接线形成第二滤波支路。
17.如权利要求13所述的射频前端模组,其特征在于,所述射频前端模组还包括设置在基板上的信号转换电路;所述信号转换电路的第一输入端与所述第五焊盘相连,所述信号转换电路的第二输入端与所述第六焊盘相连,所述信号转换电路的第一输出端连接至信号输出端,所述信号转换电路的第二输出端连接至接地端。
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