專利名稱：射頻前端模塊及具有該模塊的移動通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻前端模塊，更具體而言涉及一種用于移動通信的射頻前端模塊。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，射頻前端是實(shí)現(xiàn)射頻信號無線傳輸?shù)年P(guān)鍵部件。當(dāng)今， 電信運(yùn)營商推出了很多不同的無線通信系統(tǒng)，而不同的無線通信系統(tǒng)傳輸?shù)念l率和工作的 模式要求不同。因此，同時支持多種工作模式和多個工作頻率成為射頻前端發(fā)展的重要方 向。GSM(Global System forMobile Communication)作為第二代移動通信標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在全球 范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用；而TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access)作為三種國際第三代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一正在被大面積推廣。因此，能夠同時支 持GSM和TD-SCDMA兩種模式的射頻前端將具有很大的應(yīng)用潛力?，F(xiàn)有的TD-SCDMA/GSM手機(jī)終端技術(shù)解決方案如圖1所示(參見《世界電子元器 件》，2007年第二期)。在該技術(shù)方案中，手機(jī)終端包括射頻天線、射頻功率放大器、天線開關(guān) 模塊、射頻聲表面波濾波器(SAW)、雙模射頻收發(fā)器芯片、基帶芯片、XTAL晶體和少量的分 離元件。在接收模式下，從天線接收下來的射頻信號經(jīng)過一個SAW，然后通過片外阻抗匹配 網(wǎng)絡(luò)送給雙模射頻收發(fā)器芯片內(nèi)部的低噪聲放大器(LNA)。在TD-SCDMA發(fā)射模式下，從雙 模射頻收發(fā)器芯片內(nèi)部發(fā)送射頻信號給TD-SCDMA功率放大器，經(jīng)過天線開關(guān)模塊，最后由 天線發(fā)射出去，該TD-SCDMA功率放大器所需要的偏置電壓(PA BIAS)由雙模射頻收發(fā)器芯 片輸出；在GSM發(fā)射模式下，從雙模射頻收發(fā)器芯片內(nèi)部發(fā)送射頻信號給GSM功率放大器， 然后經(jīng)天線發(fā)射出去。在這種TD-SCDMA/GSM手機(jī)終端技術(shù)解決方案中，盡管已經(jīng)將TD-SCDMA射頻收發(fā) 器和GSM射頻收發(fā)器集成為TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器，具有了一定的集成度，但是更 為關(guān)鍵的部件——射頻功率放大器仍然采用兩個不同的功率放大器分別處理TD-SCDMA信 號及GSM信號，即采用一個線性功率放大器發(fā)射TD-SCDMA信號，一個非線性功率放大器發(fā) 射GSM信號，這不但大大增加了元件的成本，還提高了射頻印刷電路板(PCB)的設(shè)計難度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種能夠克服上述缺點(diǎn)的射頻前端模塊，其將不同 模式信號的功率放大和天線接收等功能集成在同一個模塊中；具體而言，能夠?qū)蓚€功率 放大器集成在一個射頻前端模塊中，這樣不僅大大降低了元件的成本，提高了系統(tǒng)集成度， 而且降低了射頻印刷電路板(PCB)的設(shè)計難度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種射頻前端模塊，包括功率放大器，其包括高 頻功率放大電路和低頻功率放大電路；高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與高頻功率放大電路 連接，以形成高頻通路；低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與低頻功率放大電路連接，以形成低 頻通路；射頻天線開關(guān)，其用于在高頻通路和低頻通路之間進(jìn)行切換；以及CMOS控制器，用 于控制功率放大器的工作模式和射頻天線開關(guān)的切換。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，當(dāng)射頻前端模塊接收到第一信號時，CMOS控制器將功率 放大器的工作模式切換到第一工作模式，并使得射頻天線開關(guān)接通高頻通路，在第一工作 模式下，高頻功率放大電路對第一信號進(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)高頻帶輸出阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到射頻天線開關(guān)；當(dāng)射頻前端模塊接收到以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘枙r， CMOS控制器將功率放大器的工作模式切換到第二工作模式，并使得射頻天線開關(guān)接通高頻 通路，在第二工作模式下，高頻功率放大電路對以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘栠M(jìn)行功率放大， 該經(jīng)放大的信號再經(jīng)高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到射頻天線開關(guān)；當(dāng)射頻前端模塊接收 到以第二頻段傳輸?shù)牡诙盘枙r，CMOS控制器將功率放大器的工作模式切換到第三工作模 式，并使得射頻天線開關(guān)接通低頻通路，在第三工作模式下，低頻功率放大電路對以第二頻 段傳輸?shù)牡诙盘栠M(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到射 頻天線開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，高頻功率放大電路是多級放大電路，且在相鄰放大級之 間設(shè)置有寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu)成， 且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T型匹配網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)中 的一個。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，高頻輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu) 成，且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T型匹配網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng) 絡(luò)中的一個。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是具有諧波抑制能力的低頻帶 輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括用于抑制二階諧波的第一電感和第一電容；用于抑制三 階諧波的第二電感和第二電容；用于抑制四階諧波的第三電感和第三電容；以及用于抑制 更高階的諧波的第四電容。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，射頻天線開關(guān)是單刀多擲射頻開關(guān)，該開關(guān)除了能夠切 換來自所述高頻通路和所述低頻通路的發(fā)射信號外，還能夠切換接收來自天線的多路接收 信號中的任一路，且所述接收信號包括GSM850信號、EGSM信號、DCS信號、PCS信號、TD_1900 信號、TD_2000信號中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，第一信號是TD-SCDMA信號，第二信號是GSM信號，且第一 頻段是GSM信號的高頻段，第二頻段是GSM信號的低頻段。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，射頻前端模塊進(jìn)一步包括輸入選通開關(guān)，其根據(jù)CMOS控 制器的控制將第一信號和以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘栠@兩個信號中的一個輸入到射頻前 端模塊的高頻功率放大電路。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種移動通信裝置，該移動通信裝置包括基 帶模塊；射頻收發(fā)器；根據(jù)前述方面的射頻前端模塊；以及天線，其中，當(dāng)移動通信裝置發(fā) 射信號時，基帶模塊合成載有擬發(fā)送信息的基帶信號，并將該基帶信號發(fā)送到射頻收發(fā)器， 該射頻收發(fā)器對從基帶模塊傳輸來的基帶信號進(jìn)行處理而生成射頻信號，并將所生成的射 頻信號發(fā)送到射頻前端模塊，射頻前端模塊對從射頻收發(fā)器傳輸來的射頻信號進(jìn)行功率放 大，并通過天線向移動通信裝置的外部發(fā)射該經(jīng)功率放大的射頻信號。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，當(dāng)移動通信裝置接收信號時，由天線接收的來自該移動通信裝置外部的射頻信號經(jīng)射頻前端模塊傳輸?shù)缴漕l收發(fā)器，該射頻收發(fā)器對從射頻前端 模塊的傳輸來的由射頻天線開關(guān)接收的信號進(jìn)行處理而生成基帶信號，并將所生成的基帶 信號發(fā)送到基帶模塊，該基帶模塊對從射頻收發(fā)器傳輸來的基帶信號進(jìn)行解碼。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在射頻收發(fā)器的輸出端與射頻前端模塊的高頻放大電路 的輸入端之間設(shè)置有輸入選通開關(guān)，用于將第一信號和以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘栠@兩個 信號中的一個選通輸入到射頻前端模塊的高頻功率放大電路。


結(jié)合附圖，通過下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述，將更明顯地體現(xiàn)出本發(fā)明的前述及其 他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TD-SCDMA/GSM手機(jī)終端的框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動通信裝置的框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻前端模塊的框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高頻功率放大電路；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的寬帶級間匹配電路；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施例方式圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動通信裝置的框圖。如圖2所示，該移動通信 裝置包括基帶模塊，用于合成將要發(fā)射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M(jìn)行解碼；射 頻收發(fā)器，對從基帶模塊傳輸來的基帶信號進(jìn)行處理而生成射頻信號，并將所生成的射頻 信號發(fā)送到射頻前端模塊，或?qū)纳漕l前端模塊傳輸來的射頻信號進(jìn)行處理而生成基帶信 號，并將所生成的基帶信號發(fā)送到基帶模塊；射頻前端模塊，用于對從射頻收發(fā)器傳輸來 的射頻信號進(jìn)行諸如功率放大的處理，或接收信號并將該接收信號處理后發(fā)送至射頻收發(fā) 器；以及天線，其與射頻前端模塊相連接，用于從外界接收信號或發(fā)射從射頻前端模塊傳輸 來的信號。具體而言，進(jìn)行信號發(fā)射時，基帶模塊把要發(fā)射的信息編譯成基帶碼(基帶信號) 并將其傳輸給射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器對該基帶信號進(jìn)行處理生成射頻信號，并將該射頻 信號傳輸?shù)缴漕l前端模塊，射頻前端模塊將從射頻收發(fā)器傳輸來的射頻信號進(jìn)行功率放大 并通過天線向外發(fā)射；進(jìn)行信號接收時，射頻前端模塊將通過天線接收的射頻信號傳輸給 射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器將從射頻前端模塊傳輸來的射頻信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，并將該基 帶信號傳輸?shù)交鶐K，最后由基帶模塊將從射頻收發(fā)器傳輸來的基帶信號解譯為接收信 肩、ο可選地，所述要發(fā)射的信息或接收信息可以包括音頻信息、地址信息(手機(jī)號碼、 網(wǎng)站地址)、文字信息(短信息文字、網(wǎng)站文字)、圖片信息等。所述基帶模塊的主要組件為處理器(DSP、ARM等)和內(nèi)存(如SRAM、Flash)?？?選地，該基帶模塊由單一基帶芯片實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選地，所述射頻收發(fā)器支持兩種基帶信號接口，可以支持帶模擬基帶功能的基 帶模塊(芯片)，也可以同時支持純數(shù)字的基帶模塊(芯片)。在圖2所示的實(shí)施例中，射頻收發(fā)器為雙模射頻收發(fā)器，具體而言為TD-SCDMA/ GSM雙模射頻收發(fā)器。但根據(jù)本發(fā)明的雙模射頻收發(fā)器的應(yīng)用并不限于TD-SCDMA和GSM兩 類無線通信模式，而是適用于任意兩種工作頻率不同的通信模式，如CDMA2000、WCDMA等。 此外，可選地，所述雙模射頻收發(fā)器模塊由單一射頻收發(fā)器芯片實(shí)現(xiàn)。由于兩種無線通信模式的工作頻率不同，例如，TD-SCDMA的工作頻率較高，而GSM 的工作頻率包括高、低兩個頻段，其中GSM高頻段信號與TD-SCDMA信號的頻段比較接近。于 是，如圖2所示，TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器為射頻前端模塊提供的射頻信號包括GSM 低頻段信號(GSM_LBand)，GSM 高頻段信號(GSMJffiand)以及 TD-SCDMA 信號(TD-SCDMA)。下面結(jié)合圖3詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻前端模塊。此處，為與前述 TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器相匹配，射頻前端模塊為TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端模塊。 但同理，該射頻前端模塊也可以適用于其它通信模式，如CDMA2000、WCDMA等。如圖3所示，TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端模塊包括功率放大器，CMOS控制器，高 頻帶輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，低頻帶輸出匹配網(wǎng)絡(luò)以及射頻天線開關(guān)。如前所述，TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器為TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端模塊 提供的射頻信號包括GSM低頻段信號(GSM_LBand)，GSM高頻段信號(GSMJffiand)以及 TD-SCDMA 信號(TD-SCDMA)。當(dāng)TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器提供GSM_LBand射頻信號時，信號由功率放大器 中的低頻功率放大電路進(jìn)行放大。此時，CMOS控制器將工作模式切換到GSM低頻工作模式， 并將射頻天線開關(guān)切換到低頻發(fā)射導(dǎo)通、高頻關(guān)斷的工作狀態(tài)，信號通過功率放大器的低 頻功率放大電路，傳輸?shù)降皖l帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(即圖3中的低頻帶輸出匹配網(wǎng)絡(luò))，再 通過射頻天線開關(guān)，最終由天線發(fā)射，從而完成對GSM_LBand射頻信號的功率放大及發(fā)射。當(dāng)TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器提供GSMJffiand射頻信號時，信號由功率放大 器中的高頻功率放大電路進(jìn)行放大，此時，CMOS控制器將工作模式切換到GSM高頻工作模 式，并將射頻天線開關(guān)切換到高頻發(fā)射導(dǎo)通、低頻關(guān)斷的工作狀態(tài)，信號通過功率放大器的 高頻功率放大電路，傳輸?shù)礁哳l帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(即圖3中的高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng) 絡(luò))，再通過射頻天線開關(guān)，最終由天線發(fā)射，從而完成對GSMJffiand射頻信號的功率放大 及發(fā)射。當(dāng)TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器提供TD-SCDMA射頻信號時，信號由功率放大器 中的高頻功率放大電路進(jìn)行放大，此時，CMOS控制器將工作模式切換到TD工作模式，并將 射頻天線開關(guān)切換到高頻發(fā)射導(dǎo)通、低頻關(guān)斷的工作狀態(tài)，信號通過功率放大器的高頻功 率放大電路，傳輸?shù)礁哳l帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，再通過射頻天線開關(guān)，最終由天線發(fā)射，從 而完成對TD-SCDMA射頻信號的功率放大及發(fā)射。由于TD射頻信號(TD-SCDMA)的頻率與GSM高頻射頻信號(GSMJffiand)的頻率比 較接近，因此可以將功率放大器中的高頻功率放大電路設(shè)計成寬帶的功率放大電路，使這 兩種信號可以復(fù)用同一個功率放大電路，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高頻功率放大電 路。TD-SCDMA射頻信號和GSMJffiand射頻信號共用高頻功率放大電路的輸入端口和輸出端 口，放大電路的電源電壓VCC和偏置網(wǎng)絡(luò)的電壓由CMOS控制器提供。由于功率放大電路在放大TD-SCDMA信號和GSMJffiand信號時的工作模式不同，CMOS控制器需要完成工作模式 的切換來提供不同的偏置電壓，這樣就可以將這兩個射頻信號通過同一高頻功率放大電路 進(jìn)行放大，從而簡化電路結(jié)構(gòu)。此外，可選地，將所述高頻功率放大電路和所述低頻功率放 大電路集成在一個芯片上，即功率放大器為單芯片器件。
在上述結(jié)構(gòu)中，由于GSM高頻段信號(GSMJffiand)以及TD-SCDMA信號(TD-SCDMA) 復(fù)用射頻前端模塊中的同一個功率放大電路，可以在TD-SCDMA/GSM雙模射頻收發(fā)器與 TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端模塊之間加入一個射頻輸入選通開關(guān)，如圖2和圖3所示。由基 帶芯片或移動通信裝置的系統(tǒng)芯片(未示出)控制該射頻輸入選通開關(guān)的工作狀態(tài)，從而 選擇射頻信號TD-SCDMA或GSMJffiand輸入射頻前端模塊中的高頻功率放大電路?？蛇x地， 也可以將該射頻輸入選通開關(guān)集成于射頻前端模塊，并由CMOS控制器控制其開關(guān)狀態(tài)，從 而向高頻功率放大電路選通輸入信號TD-SCDMA或GSM_HBand。為了使TD-SCDMA和GSMJffiand射頻信號可以復(fù)用同一個功率放大器，可將功率放 大器中的高頻功率放大電路設(shè)計為多級放大電路，如圖4中的三級放大電路，這就需要設(shè) 計寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的寬帶級間匹配電路。通常的窄帶匹配網(wǎng)絡(luò)，可以 通過單級L型或T型或Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，而寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)則通常需要采用多級形式，如 圖5所示的匹配網(wǎng)絡(luò)為由一個T型匹配網(wǎng)絡(luò)(L1、C1、C2)和一個Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)(L2、C3、C4) 級聯(lián)實(shí)現(xiàn)的兩級寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)。多級匹配網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)寬帶匹配，使得TD-SCDMA和GSM_ HBand射頻信號可以復(fù)用同一個功率放大電路?？蛇x地，寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)形式不限于上述形式，其可以是L型、T型、Pi型 三種基本網(wǎng)絡(luò)的任意組合，包括相互組合及自身的組合(比如兩個T型級聯(lián))；并且，級聯(lián) 的級數(shù)也是不限于兩級的，可以是三級或更多級。此外，多級匹配網(wǎng)絡(luò)中的無源器件的取值 根據(jù)功率放大電路設(shè)計的具體情況確定。采用高頻功率放大電路放大TD射頻信號和GSM高頻射頻信號，需要考慮高頻輸出 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。如圖6所示，采用寬帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，完成對TD-SCDMA和GSMJffiand 射頻信號的阻抗匹配工作。寬帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，可以采用如上所述的多級L型或T 型或Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的形式。GSM低頻射頻信號(GSM_LBand)經(jīng)過功率放大器的低頻功率放大電路進(jìn)行功率 放大之后，輸出到低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。可選地，采用如圖7所示的低頻帶輸出阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其由兩級L型匹配網(wǎng)絡(luò)組成?？紤]到GSM_LBand的諧波頻率可能落在GSM_ HBand及TD-SCDMA信號的頻段，從而影響TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端模塊在GSMJffiand 及TD-SCDMA頻段的工作性能，優(yōu)選地，采用圖8所示的帶有諧波抑制能力的低頻帶輸出阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)。圖中電感Li、電容Cl用于抑制二階諧波；電感L2、電容C2用于抑制三階諧 波；電感L3、電容C3用于抑制四階諧波；電容C4用于抑制更高階的諧波。在實(shí)現(xiàn)阻抗匹 配的同時，如圖8所示的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以將GSM_LBand信號的諧波成分抑制 到-30daii以下。帶有諧波抑制能力的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的具體形式，及其中的無源 器件的取值根據(jù)功率放大器設(shè)計的具體情況確定。對于TD-SCDMA信號及GSMJffiand信號的諧波抑制，也可以通過上述的類似方法進(jìn) 行處理，或者在射頻前端模塊外進(jìn)行處理。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻前端模塊中的射頻天線開關(guān)是單刀多擲開關(guān)， 該開關(guān)除了可以用于在發(fā)射模式下切換發(fā)射各路發(fā)射信號外，還可以用于在接收模式下切 換接收來自天線的各路接收信號。在圖2、圖3所示的實(shí)施例中，射頻天線開關(guān)是一個單 刀八擲射頻開關(guān)，除了可以用于在發(fā)射模式下切換發(fā)射TD-SCDMA/GSMJffiand、GSM_LBand 兩路發(fā)射信號外，還可以用于在接收模式下切換接收來自天線的六路接收信號GSM850、 EGSM、DCS、PCS、TD_1900、TD_2000。射頻天線開關(guān)的切換，由TD-SCDMA/GSM雙模射頻前端 模塊中的CMOS控制器控制。這樣，可以在射頻前端模塊中集成信號接收功能，從而提高移 動通信裝置的集成度，降低元件的成本，而且降低了印刷電路板的設(shè)計難度。根據(jù)本發(fā)明的移動通信裝置可以是移動電話、PDA、便攜式計算機(jī)等任何已在使用 和將要使用的移動通信裝置。盡管對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，可清楚地理解到它們只作說明和舉例而 不作限定之用，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求中的條款限定。
權(quán)利要求
1.一種射頻前端模塊，其特征在于，包括功率放大器，其包括高頻功率放大電路和低頻功率放大電路；高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與所述高頻功率放大電路連接，以形成高頻通路；低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與所述低頻功率放大電路連接，以形成低頻通路；射頻天線開關(guān)，其用于在所述高頻通路和所述低頻通路之間進(jìn)行切換；以及CMOS控制器，用于控制所述功率放大器的工作模式和所述射頻天線開關(guān)的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊，其特征在于，當(dāng)所述射頻前端模塊接收到第一信 號時，所述CMOS控制器將所述功率放大器的工作模式切換到第一工作模式，并使得所述射 頻天線開關(guān)接通所述高頻通路，在所述第一工作模式下，所述高頻功率放大電路對所述第 一信號進(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到所述射頻 天線開關(guān)；當(dāng)所述射頻前端模塊接收到以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘枙r，所述CMOS控制器將 所述功率放大器的工作模式切換到第二工作模式，并使得所述射頻天線開關(guān)接通所述高頻 通路，在所述第二工作模式下，所述高頻功率放大電路對所述以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘?進(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到所述射頻天線開 關(guān)；當(dāng)所述射頻前端模塊接收到以第二頻段傳輸?shù)乃龅诙盘枙r，所述CMOS控制器將所 述功率放大器的工作模式切換到第三工作模式，并使得所述射頻天線開關(guān)接通所述低頻通 路，在所述第三工作模式下，所述低頻功率放大電路對所述以第二頻段傳輸?shù)乃龅诙?號進(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到所述射頻天線 開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊，其特征在于，所述高頻功率放大電路是多級放大 電路，且在相鄰放大級之間設(shè)置有寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的射頻前端模塊，其特征在于，所述寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級或更 多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu)成，且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T型匹配 網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)中的一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊，其特征在于，所述高頻輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級 或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu)成，且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T型 匹配網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊，其特征在于，所述低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是具 有諧波抑制能力的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括用于抑制二階諧波的第一電感 (Li)和第一電容(Cl)；用于抑制三階諧波的第二電感(L2)和第二電容(C2)；用于抑制四 階諧波的第三電感(L3)和第三電容(C3)；以及用于抑制更高階的諧波的第四電容(C4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊，其特征在于，所述射頻天線開關(guān)是單刀多擲射頻 開關(guān)，該開關(guān)除了能夠切換來自所述高頻通路和所述低頻通路的發(fā)射信號外，還能夠切換 接收來自天線的多路接收信號中的任一路，且所述接收信號包括GSM850信號、EGSM信號、 DCS信號、PCS信號、TD_1900信號、TD_2000信號中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻前端模塊，其特征在于，所述第一信號是TD-SCDMA信號，所述 第二信號是GSM信號，且所述第一頻段是GSM信號的高頻段，所述第二頻段是GSM信號的低 頻段。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的射頻前端模塊，其特征在于，所述射頻前端模塊進(jìn)一步包括輸入選通開關(guān)，該選通開關(guān)根據(jù)CMOS控制器的控制將所述第一信號和所述以第一頻段傳輸?shù)?第二信號這兩個信號中的一個選通輸入到所述射頻前端模塊的高頻功率放大電路。
10.一種移動通信裝置，其特征在于，該移動通信裝置包括基帶模塊；射頻收發(fā)器；根據(jù)權(quán)利要求1的射頻前端模塊；以及天線，其中，當(dāng)所述移動通信裝置發(fā)射信號時，所述基帶模塊合成載有擬發(fā)送信息的基帶信 號，并將該基帶信號發(fā)送到所述射頻收發(fā)器，該射頻收發(fā)器對從所述基帶模塊傳輸來的基 帶信號進(jìn)行處理而生成射頻信號，并將所生成的射頻信號發(fā)送到所述射頻前端模塊，所述 射頻前端模塊對從所述射頻收發(fā)器傳輸來的射頻信號進(jìn)行功率放大，并通過所述天線向所 述移動通信裝置的外部發(fā)射該經(jīng)功率放大的射頻信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的移動通信裝置，其特征在于，當(dāng)所述移動通信裝置接收信號時， 由所述天線接收的來自該移動通信裝置外部的射頻信號經(jīng)所述射頻前端模塊的射頻天線 開關(guān)傳輸?shù)剿錾漕l收發(fā)器，該射頻收發(fā)器對所述傳輸來的信號進(jìn)行處理而生成基帶信 號，并將所生成的基帶信號發(fā)送到所述基帶模塊，該基帶模塊對從所述射頻收發(fā)器傳輸來 的基帶信號進(jìn)行解碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的移動通信裝置，其特征在于，由所述射頻收發(fā)器向所述射頻前 端模塊發(fā)送的所述射頻信號包括第一信號、以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘柣蛞缘诙l段傳輸 的第二信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的移動通信裝置，其特征在于，當(dāng)所述射頻前端模塊接收到所述 第一信號時，所述CMOS控制器將所述功率放大器的工作模式切換到第一工作模式，并使得 所述射頻天線開關(guān)接通所述高頻通路，在所述第一工作模式下，所述高頻功率放大電路對 所述第一信號進(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到 所述射頻天線開關(guān)；當(dāng)所述射頻前端模塊接收到所述以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘枙r，所述 CMOS控制器將所述功率放大器的工作模式切換到第二工作模式，并使得所述射頻天線開關(guān) 接通所述高頻通路，在所述第二工作模式下，所述高頻功率放大電路對所述以第一頻段傳 輸?shù)牡诙盘栠M(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出到所 述射頻天線開關(guān)；當(dāng)所述射頻前端模塊接收到所述以第二頻段傳輸?shù)乃龅诙盘枙r，所 述CMOS控制器將所述功率放大器的工作模式切換到第三工作模式，并使得所述射頻天線 開關(guān)接通所述低頻通路，在所述第三工作模式下，所述低頻功率放大電路對所述以第二頻 段傳輸?shù)乃龅诙盘栠M(jìn)行功率放大，該經(jīng)放大的信號再經(jīng)所述低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò) 輸出到所述射頻天線開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的移動通信裝置，其特征在于，所述高頻功率放大電路是多級放 大電路，且在相鄰放大級之間設(shè)置有寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的移動通信裝置，其特征在于，所述寬帶級間匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級或 更多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu)成，且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T型匹 配網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)中的一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的移動通信裝置，其特征在于，所述高頻輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)由兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)構(gòu)成，且所述兩級或更多級匹配網(wǎng)絡(luò)的每一級是L型匹配網(wǎng)絡(luò)、T 型匹配網(wǎng)絡(luò)和Pi型匹配網(wǎng)絡(luò)中的一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的移動通信裝置，其特征在于，所述低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是 具有諧波抑制能力的低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括用于抑制二階諧波的第一電 感(Li)和第一電容(Cl)；用于抑制三階諧波的第二電感(L2)和第二電容(C2)；用于抑制 四階諧波的第三電感(L3)和第三電容(C3)；以及用于抑制更高階的諧波的第四電容(C4)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的移動通信裝置，其特征在于，所述射頻天線開關(guān)是單刀多擲射 頻開關(guān)，該開關(guān)除了能夠切換來自所述高頻通路和所述低頻通路的發(fā)射信號外，還能夠?qū)?來自所述天線的所述射頻信號切換到相應(yīng)的通路以傳輸?shù)剿錾漕l收發(fā)器，其中來自所 述天線的所述射頻信號包括GSM850信號、EGSM信號、DCS信號、PCS信號、TD_1900信號、 TD_2000信號中的一種或多種。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的移動通信裝置，其特征在于，所述第一信號是TD-SCDMA信號，所 述第二信號是GSM信號，且所述第一頻段是GSM信號的高頻段，所述第二頻段是GSM信號的 低頻段。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的移動通信裝置，其特征在于，所述射頻前端模塊進(jìn)一步包括輸 入選通開關(guān)，其根據(jù)CMOS控制器的控制將所述第一信號和所述以第一頻段傳輸?shù)牡诙?號這兩個信號中的一個輸入到所述射頻前端模塊的高頻功率放大電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求12的移動通信裝置，其特征在于，在所述射頻收發(fā)器的輸出端與所 述射頻前端模塊的所述高頻放大電路的輸入端之間設(shè)置有輸入選通開關(guān)，用于將所述第一 信號和所述以第一頻段傳輸?shù)牡诙盘栠@兩個信號中的一個選通輸入到所述射頻前端模 塊的高頻功率放大電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射頻前端模塊及具有該模塊的移動通信裝置。該射頻前端模塊包括功率放大器，其包括高頻功率放大電路和低頻功率放大電路；高頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與高頻功率放大電路連接，以形成高頻通路；低頻帶輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其與低頻功率放大電路連接，以形成低頻通路；射頻天線開關(guān)，其用于在高頻通路和低頻通路之間進(jìn)行切換；以及CMOS控制器，用于控制功率放大器的工作模式和射頻天線開關(guān)的切換。該設(shè)計將兩個功率放大器集成在一個射頻前端模塊中，從而大大降低了元件的成本，提高了系統(tǒng)集成度，而且降低了射頻印刷電路板的設(shè)計難度。
文檔編號H04B1/40GK102055491SQ20101014605
公開日2011年5月11日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者謝利剛, 陳俊 申請人:銳迪科創(chuàng)微電子(北京)有限公司