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射频模组有效专利 发明

技术领域

[0003] 本申请涉及射频技术领域,更具体地,涉及一种射频模组。

相关背景技术

[0004] 在射频技术领域中,随着5G技术的发展,新增的信号频段越来越多。因此,在射频模组中需要设置多个功率放大器(例如、低频功率放大器、中频功率放大器等等)对不同频段的射频信号进行功率放大。
[0005] 由于功率放大器是一种有源元件,需要外接供电电源才能处于正常工作状态。在功率放大器与供电电源相连接时,通常需要在供电支路接入一个电感以避免输入电流过大。
[0006] 然而当电感接入功率放大器所在的基板时,会出现占用基板面积过大的问题,进而导致基板上的其他元器件难以合理布局。

具体实施方式

[0014] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0015] 请参阅图1,图1示出了本申请实施例提供的一种射频模组100,射频模组100是一种将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立器件集成为一个独立模组的元件,从而提高集成度和硬件性能,并使体积小型化。具体地,射频模组100可以应用于智能手机、平板电脑、智能手表等4G、5G通信设备。
[0016] 在本实施例中,射频模组100可以包括基板10、第一射频芯片20、第一匹配电路30以及导线40。其中,基板10设有供电端口120。第一射频芯片20设置于基板10且与供电端口120相间隔,第一射频芯片20设有电源端口210。第一匹配电路30设置于基板10并与第一射频芯片20电性连接;第一匹配电路30位于供电端口120和第一射频芯片20之间,并与第一射频芯片20间隔设置,以与第一射频芯片20共同形成第一间隙320。导线40穿设于第一间隙
320,导线40的一端连接于供电端口120,另一端连接于电源端口210。
[0017] 由于在本实施例中,供电端口120和第一射频芯片20之间设置有第一匹配电路30,因此,在第一射频芯片20上的电源端口210需要通过导线40连接到供电端口120上时,该导线40需要环绕第一匹配电路30。也即,导线40在穿设第一射频芯片20和第一匹配电路30之间的第一间隙320的过程中,增加了自身的长度,使其能够等效为供电端口120和电源端口210之间的一个电感。进而使得本实施例中的第一射频芯片20和供电电源120在连接时无需再接入额外的电感,节省了基板10的布局面积,使得其他元器件在布局时能够更加合理。
[0018] 下面对射频模块100中的元件进行介绍。
[0019] 基板10大致呈矩形,用于对射频模块100中的元件(例如,第一射频芯片20、第一匹配电路30等等)起固定支撑的作用。具体地,基板10可以为覆铜箔层压板,通过对覆铜箔层压板进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工,可以在基板10的表面印刷出电路。
[0020] 在本实施例中,基板10设有供电端口120,供电端口120用于连接外部电源,外部电源通过供电端口120为基板10上的元件进行供电。其中,外部电源可以用于提供供电电压(Volt Current Condenser,VCC),供电电压可以为3.3V、5V、12V等等,本实施例不作具体限定。
[0021] 第一射频芯片20设置于基板10,用于对输入的射频信号进行功率放大。具体地,第一射频芯片可以贴设于基板10、也可以插设于基板10、或者是通过焊接(例如,锡焊)的方式焊在基板10上。第一射频芯片20可以大致呈矩形,且具有第一侧230和第二侧250(也即,第一射频芯片20的两条对边),第一侧230和第二侧250分别位于第一射频芯片20沿第一方向L上的相对两端。
[0022] 本实施例中的第一射频芯片20与供电端口120相间隔,且设有电源端口210。第一射频芯片20可以通过电源端口210为内部的元件(例如,功率放大器)进行供电。具体地,电源端口210可以设置于第一射频芯片20的第一侧230。
[0023] 在本实施例中,供电端口120和第一射频芯片20之间设置有第一匹配电路30,也即,供电端口120位于第一匹配电路30背离第一射频芯片20的一侧。第一匹配电路30设置于基板10并与第一射频芯片20电性连接。其中,第一匹配电路30可以包括有电容、巴伦等电路元件,上述电路元件可以通过焊接的方式焊在基板10上,以形成第一匹配电路30。具体地,第一匹配电路30连接于第一射频芯片20的信号输出端,可以用于对第一射频芯片20输出的射频信号中的高次谐波(例如2次谐波、3次谐波)进行抑制,降低射频信号的输出损耗并提高射频模组10的阻抗匹配性能。
[0024] 本实施例中的第一匹配电路30与第一射频芯片20并列间隔设置,以与第一射频芯片20共同形成第一间隙320。其中,第一间隙320沿第一方向L设置,第一间隙320从第一侧230延伸至第二侧250。具体地,第一匹配电路30可以大致呈矩形,且具有第三侧320和第四侧340(也即,第一匹配电路30的两条对边),第三侧320和第四侧340分别位于第一匹配电路
30沿第一方向L上的相对两端。其中,第三侧320可以和第一射频芯片20的第一侧230相并列,也即,第三侧320和第一侧230分别位于第一间隙320的两侧。第四侧340可以和第一射频芯片20的第二侧250相并列,也即,第四侧340和第二侧250分别位于第一间隙320的两侧。
[0025] 导线40穿设于第一间隙320,导线40的一端连接于供电端口120,另一端连接于电源端口210。因此,当供电端口120连接外部电源时,输入的供电电压可以通过导线40为第一射频芯片20供电。具体地,导线40可以是铜箔,铜箔可以通过电镀或者是化学镀等方式贴设于基板10的表面,使得导线与供电端口120和电源端口210之间的连接更加稳定可靠。
[0026] 由于在供电端口120和第一射频芯片20之间设置有第一匹配电路30,因此,在第一射频芯片20上的电源端口210需要通过导线40连接到供电端口120上时,该导线40需要环绕第一匹配电路30。也即,导线40在穿设第一射频芯片20和第一匹配电路30之间的第一间隙320的过程中,增加了自身的长度,使其能够等效为供电端口120和电源端口210之间的一个电感。进而使得本实施例中的第一射频芯片20和供电电源120在连接时无需再接入额外的电感,节省了基板10的布局面积,使得其他元器件在布局时能够更加合理。
[0027] 在本实施例中,导线40可以包括依次接续的第一导线段410、第二导线段430和第三导线段450。其中,第一导线段410连接于电源端口210并与第一侧230间隔设置。具体地,第一导线段410在基板10上大致呈环状走线,第一导线段410的一端连接于第二导线段430,另一端通过跳线连接于电源端口210。本实施例中的第一导线段410由于采用环状走线方式增加了导线40的整体长度,进而保证了导线40能够足够长,以使其能够等效为一个电感。
[0028] 第二导线段430位于第一导线段410和第三导线段450之间,且穿设于第一间隙320,第三导线段450与第四侧340间隔设置并连接于供电端口120。也即,导线40大致呈“之”字形环绕在第一匹配电路30的外侧,以增加导线40的整体长度。
[0029] 在本实施例中,请参阅图2,第一射频芯片20可以包括第一功率放大器270和第二功率放大器290,具体地,第一功率放大器270和第二功率放大器290可以集成于第一射频芯片20的内部。其中,第一功率放大器270的输入信号的频率低于第二功率放大器290的输入信号的频率。也即,第一功率放大器270和第二功率放大器290可以对不同频率的输入信号(也即,射频信号)进行功率放大。
[0030] 具体地,第一功率放大器270可以是低频功率放大器,用于对低频率(例如,小于300kHz)的射频信号进行功率放大。在本实施例中,第一功率放大器270设有电源端口210。
这里需要说明的是,第一功率放大器270(也即,低频功率放大器)往往采用单端结构的功率放大器,因此,第一功率放大器270和供电端口120之间需要接入一个电感以保证第一功率放大器270能够正常工作。由于本实施例中的电源端口210和供电端口120之间的导线40足够长,使其能够等效为第一功率放大器270和供电端口120之间的一个电感。第二功率放大器290可以是中频功率放大器,用于对中频率(例如,大于3MHz且小于30MHz)的射频信号进行功率放大。由于中频功率放大器往往采用差分结构的功率放大器,因此,中频功率放大器可以利用其结构内部的一段巴伦来代替中频功率放大器和供电端口120之间的电感。
[0031] 在本实施例中,射频模组100还可以包括第一信号输入端R‑L和第二信号输入端R‑M,第一信号输入端R‑L和第二信号输入端R‑M分别设置在基板10的外侧,以方便射频信号的输入。其中,第一信号输入端R‑L和第一功率放大器270的信号输入端相连接,用于将低频信号输入第一功率放大器270。第二信号输入端R‑M和第二功率放大器290的信号输入端相连接,用于将中频信号输入第二功率放大器290。
[0032] 在本实施例中,射频模组100还可以包括第二匹配电路50,第二匹配电路50设置于基板10并与第一射频芯片20电性连接。其中,第二匹配电路50可以包括有电容、巴伦等电路元件,上述电路元件可以通过焊接的方式焊在基板10上,以形成第二匹配电路50。具体地,第二匹配电路50连接于第一射频芯片20中第一功率放大器270的信号输出端,也即,第一功率放大器270与第二匹配电路50电性连接。第二匹配电路50可以用于对第一功率放大器270输出的射频信号中的高次谐波进行抑制,降低射频信号的输出损耗并提高射频模组10的阻抗匹配性能。此外,第二功率放大器290与第一匹配电路30电性连接。第一匹配电路30可以用于对第二功率放大器290输出的射频信号中的高次谐波进行抑制,以提高射频模组10的阻抗匹配性能。
[0033] 本实施例中的第二匹配电路50与第一侧230间隔设置,以与第一射频芯片20共同形成第二间隙520,第二间隙520沿第二方向W设置,第二方向W与第一方向L相交。其中,第二方向W可以为基板10的宽度方向,且大致垂直于基板10的长度方向(也即,第一方向L)。在一些可能的实施例中,导线40的第一导线段410可以设置在第二间隙520内,使得第一射频芯片20、第二匹配电路50和导线40三者之间的排列更加紧凑合理。
[0034] 在本实施例中,射频模组100还可以包括第一开关芯片610,第一开关芯片610设置于基板10。具体地,第一开关芯片610可以贴设于基板10、也可以插设于基板10、或者是通过焊接(例如,锡焊)的方式焊在基板10上。第一开关芯片610分别电性连接于第一匹配电路30的信号输出端和第二匹配电路50的信号输出端,用于将第一匹配电路30和第二匹配电路50的输出信号输送至射频模组100的外部。
[0035] 在一些可能的实施例中,第一匹配电路30和第二匹配电路50可以分别输出多个不同功率的射频信号,也即,第一开关芯片610可以对应有多个第一信号输出端,多个第一信号输出端可以设置在基板10的外侧,以方便射频信号的输出。第一信号输出端的数量由第一匹配电路30和第二匹配电路50输出的射频信号的数量决定,例如,第一信号输出端的数量可以大于或等于2,且小于或等于10。具体地,在图2所示的实施例中,第一信号输出端数量有5个,分别为输出端LB1、输出端LB2、输出端MB1、输出端MB2和输出端MB3,其中,输出端LB1和输出端LB2能够分别输出第二匹配电路50发送的两路射频信号,输出端MB1、输出端MB2和输出端MB3能够分别输出第一匹配电路30发送的三路射频信号。
[0036] 在本实施例中,第一开关芯片610与第二匹配电路50沿第二方向W间隔设置。且第一开关芯片610与第一匹配电路30沿第二方向W间隔设置。在图2所示的实施例中,第一开关芯片610大致位于基板10的右下方位置,第一开关芯片610、第一射频芯片20、第一匹配电路30和第二匹配电路50均整体位于基板10的中下方位置,使得第一开关芯片610、第一射频芯片20、第一匹配电路30和第二匹配电路50在布局上更加紧凑合理。
[0037] 在本实施例中,请参阅图3,射频模组100还可以包括控制芯片70,控制芯片70大致呈矩形且设置于基板10。具体地,控制芯片70可以贴设于基板10、也可以插设于基板10、或者是通过焊接(例如,锡焊)的方式焊在基板10上。其中,控制芯片70分别电性连接于第一射频芯片20和第一匹配电路30,用于对第一射频芯片20和第一匹配电路30的工作状态进行控制。具体地,控制芯片70可以包括多个控制端,用于输入外界发送的控制信号。在图3所示的实施例中,多个控制端可以包括控制端SDATA、控制端SCLK和控制端VIO,控制端SDATA、控制端SCLK和控制端VIO分别设置在基板10的外侧,以方便控制信号的输入。其中,控制端SDATA用于接收控制指令、控制端SCLK用于接收控制时钟信号、控制端VIO用于接收数字输入/输出接口电源。在本实施例中,控制芯片70与第一射频芯片20的第二侧250相对间隔,也即,控制芯片70和第二匹配电路50分别位于第一射频芯片20的相对两侧。
[0038] 在本实施例中,射频模组100还可以包括第二射频芯片80,第二射频芯片80设置于基板10,用于对输入的射频信号进行功率放大。具体地,第二射频芯片80可以贴设于基板10、也可以插设于基板10、或者是通过焊接(例如,锡焊)的方式焊在基板10上。其中,第二射频芯片80电性连接于控制芯片70,也即,第二射频芯片80可以在控制芯片70控制下进行工作。
[0039] 在本实施例中,第二射频芯片80可以包括第三功率放大器810,第三功率放大器810可以集成于第二射频芯片80的内部。具体地,第三功率放大器810可以是高频功率放大器,用于对高频率(例如,大于300MHz)的射频信号进行功率放大。也即,第二射频芯片80的输入信号的频率高于第一射频芯片20的输入信号的频率。在图3所示的实施例中,射频模组
100还可以包括第三信号输入端R‑H,第三信号输入端R‑H设置在基板10的外侧,以方便射频信号的输入。其中,第三信号输入端R‑H和第三功率放大器810的信号输入端相连接,用于将高频信号输入第三功率放大器810。
[0040] 因此,本实施例中的第一射频芯片20可以将中低频率的射频信号进行功率放大,第二射频芯片80可以将高频率的射频信号进行功率放大,使得设置有上述第一射频芯片20和第二射频芯片80的射频模组100可以适用于多个不同频段的射频信号,使得该射频模组100的应用更为广泛。
[0041] 在本实施例中,控制芯片70位于第一射频芯片20和第二射频芯片80之间。具体地,第二射频芯片80、控制芯片70与第一射频芯片20沿第一方向L依次排列间隔设置,使得第二射频芯片80、控制芯片70与第一射频芯片20三者的分布更加紧凑合理。
[0042] 在本实施例中,射频模组100还包括第三匹配电路90,第三匹配电路90设置于基板10并分别电性连接于控制芯片70和第二射频芯片80。其中,第三匹配电路90可以包括有电容、巴伦等电路元件,上述电路元件可以通过焊接的方式焊在基板10上,以形成第三匹配电路90。具体地,第三匹配电路90连接于第二射频芯片800的信号输出端,可以用于对第二射频芯片800输出的射频信号中的高次谐波(例如2次谐波、3次谐波)进行抑制,降低射频信号的输出损耗并提高射频模组10的阻抗匹配性能。
[0043] 本实施例中的第二射频芯片80与第三匹配电路90沿第二方向W间隔设置,也即,第二射频芯片80、第三匹配电路90、第一射频芯片20和第一匹配电路30分别设置在控制芯片70的外周,使得控制芯片70在分别连接第二射频芯片80、第三匹配电路90、第一射频芯片20和第一匹配电路30时,能够更加合理地安排走线,以避免产生过多的跳线。
[0044] 在本实施例中,射频模组100还可以包括第二开关芯片630,第二开关芯片630设置于基板10。具体地,第二开关芯片630可以贴设于基板10、也可以插设于基板10、或者是通过焊接(例如,锡焊)的方式焊在基板10上。第二开关芯片630分别电性连接于第三匹配电路90的信号输出端和控制芯片70,用于在控制芯片70的控制下将第三匹配电路90的输出信号输送至射频模组100的外部。
[0045] 在一些可能的实施例中,第三匹配电路90可以输出多个不同功率的射频信号,也即,第二开关芯片630可以对应有多个第二信号输出端,多个第二信号输出端可以设置在基板10的外侧,以方便射频信号的输出。第二信号输出端的数量由第三匹配电路90输出的射频信号的数量决定,例如,第二信号输出端的数量可以大于或等于1,且小于或等于5。具体地,在图3所示的实施例中,第二信号输出端数量有3个,分别为输出端HB1、输出端HB2和输出端HB3,其中,输出端HB1、输出端HB2和输出端HB3能够分别输出第三匹配电路90发送的三路射频信号。
[0046] 在本实施例中,第二开关芯片630与第三匹配电路90沿第二方向W间隔设置。在图3所示的实施例中,第二开关芯片630大致位于基板10的右上方位置,且与第一开关芯片610相对间隔,使得第一开关芯片610和第二开关芯片630在布局时更加灵活合理。第二开关芯片630、第二射频芯片80、第三匹配电路90和控制芯片70均整体位于基板10的中上方位置,使得基板10上的各个元件在布局上更加紧凑合理。
[0047] 在本申请实施例提供了一种射频模组100,该射频模组100包括基板10、第一射频芯片20、第一匹配电路30以及导线40。其中,基板10设有供电端口120。第一射频芯片20设置于基板10且与供电端口120相间隔,第一射频芯片20设有电源端口210。第一匹配电路30设置于基板10并与第一射频芯片20电性连接;第一匹配电路30位于供电端口120和第一射频芯片20之间,并与第一射频芯片20间隔设置,以与第一射频芯片20共同形成第一间隙320。导线40穿设于第一间隙320,导线40的一端连接于供电端口120,另一端连接于电源端口
210。
[0048] 由于在本实施例中,供电端口120和第一射频芯片20之间设置有第一匹配电路30,因此,在第一射频芯片20上的电源端口210需要通过导线40连接到供电端口120上时,该导线40需要环绕第一匹配电路30。也即,导线40在穿设第一射频芯片20和第一匹配电路30之间的第一间隙320的过程中,增加了自身的长度,使其能够等效为供电端口120和电源端口210之间的一个电感。进而使得本实施例中的第一射频芯片20和供电电源120在连接时无需再接入额外的电感,节省了基板10的布局面积,使得其他元器件在布局时能够更加合理。
[0049] 在本申请说明书中,如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”;“大致”是指本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题,基本达到技术效果。
[0050] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“里”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请而简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
[0051] 在本申请中,除非另有明确的规定或限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通,也可以是仅为表面接触。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0052] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0053] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0054] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员当理解: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,并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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