[发明专利]实现阻抗匹配的射频天线开关电路

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种实现阻抗匹配的射频天线开关电路。

背景技术

无线通信技术正朝着大数据、大容量、更高速的方向发展，其工作频段覆盖了从700MHz到5800MHz的范围，应用于LTE-A（Long Term Evolution-Advanced，以OFDM为核心的4G技术）、WLAN（Wireless Local Area network，以802.11a/b/g/n协议为基准的双波段无线局域网技术）、Wimax（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）以及WHDI（Wireless Home Digital Interface，无线家庭数字接口）等。而更宽的带宽和更高的工作频率，对发射机尤其对射频天线开关的要求更高。

对于移动终端的应用，为了支持MMMB（Multi-Mode Multi-Band，多模多频）技术、MIMO技术（Multi-Input Multi-Output，多输入多输出）以及CA（Carrier Aggregation，载波聚合）技术等，天线一般需要配置单刀八掷、单刀十二掷、甚至双刀十四掷开关，其工作频段涵盖了Band1到Band43。对于无线连接的应用，例如双波段的无线局域网WLAN，一般需要2.4GHz频段和5.8GHz频段的单刀双掷、单刀三掷、甚至双刀五掷的高性能天线开关。但对于射频天线来说，掷数越多，其天线端的寄生电容越大，导致其高频性能越差；频率越高，其键合线的电感效应越明显，掷数越多的高频天线开关越难实现。高频性能的恶化主要就是插入损耗的恶化，插入损耗的恶化直接导致功率放大器的效率低。射频天线开关的工作频率、带宽和开关的掷数是互相矛盾的，不论多掷数天线开关还是高频（>5GHz）天线开关，都需要阻抗匹配电路实现其高性能。

目前现有技术中实现阻抗匹配的解决方案有片外匹配和片内匹配两种：其中片外匹配，需要在芯片外的印刷板上贴装SMD的电感和电容。以村田制作所尺寸0402的0.5pF电容和1nH的电感为例，其电容误差是±50%，电感误差是±30%；这样的误差导致高频阻抗匹配点不容易控制以及成本的增加。片内匹配可以将SMD电感和电容器件贴装在芯片基板上，但这造成整个芯片的封装尺寸较厚，以及回流焊工艺的成本提高。此外IPD也可以作为阻抗匹配电路，但其不利于电路的集成，并且成本较高。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是如何以较高的集成度实现射频天线中的阻抗匹配。

为解决上述问题，本发明提供了一种实现阻抗匹配的射频天线开关电路，包括：管芯、模块输出端口、接地端以及至少一个模块输入端口；其中，所述管芯具有多个与所述模块输入端口一一连接的管芯输入端口，以及一个与所述模块输出端口连接的管芯输出端口；在所述管芯输出端口与所述接地端之间还连接有由电感性元件和电容性元件组成的串联谐振电路。

优选地，所述模块输入端口与管芯输入端口之间通过电感性元件相连，所述模块输出端口与所述管芯输出端口之间通过电感性元件相连。

优选地，所述电感性元件为键合线或封装基板上的金属走线。

优选地，所述电容性元件为MIM电容或MOM电容。

优选地，所述管芯输入端口与所述管芯输出端口之间由射频开关控制选通。

优选地，所述射频开关由多个N沟道或P沟道的FET器件层叠串联形成。

优选地，所述射频开关为单刀多掷开关、双刀多掷开关或三刀多掷开关。

优选地，所述射频天线开关电路采用模块化方式片内集成。

优选地，所述射频天线开关模块应用于50欧姆的射频系统或75欧姆的控制系统。

与现有技术相比，本发明所提供的一种实现阻抗匹配的射频天线开关模块，采用片内集成技术，仅用片内电容和键合线，使得射频天线开关实现阻抗匹配，且插入损耗特性较低，也具有较小的封装尺寸，制造成本较低，易于实现，能够使射频天线开关多掷数、高频率、高性能的工作。

附图说明

图1a是本发明的一个实施例中实现阻抗匹配的射频天线开关电路的模块布局示意图。

图1b是图1a的电路原理图。

图1c图1a的史密斯圆图上的阻抗匹配原理图。

图2本发明带有阻抗匹配电路的单刀双掷天线开关的实施例图。

图3本发明所述的串联叠层晶体管示意图。

具体实施方式