CN109245786A - 一种应用在射频前端接收机的模组电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用在射频前端接收机的模组电路，包括滤波器电路和低噪声放大器电路。滤波器电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感和第三电感。其中，第一电容与第一电感连接组成串联支路，串联支路与第二电容组成第一并联支路，第一并联支路的输入端作为滤波器电路的输入端，输出端通过第二电感接地。第三电容与第三电感组成第二并联支路，第二并联支路的输入端连接第一并联支路的输入端，输出端作为滤波器电路的输出端。滤波器电路的输出端与低噪声放大器电路的输入端连接，输入端作为模组电路的输入端。低噪声放大器电路的输出端作为模组电路的输出端。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，更具体地说，涉及一种应用在射频前端接收机的模组电路。
背景技术
射频前端是在通讯系统中介于天线与基带电路之间的信号处理段，以高频交流电的形式进行传输信号。射频前端包括发射通路和接收通路。设置接收通路的目的在于确保有用的射频信号能够完整不失真地从天线拾取出来并输送给后级的处理装置。所述后级处理装置称为射频前端接收机。然而，模组是一种安装在射频前端接收机前端的信号处理装置。其中，模组包括低噪声放大器、滤波器、切换开关、以及控制器等器件。滤波器在射频前端中发挥消除干扰杂讯的作用。随着模组技术的日益发展，滤波器技术也在不断发展。模组的抗干扰性能在很大程度上取决于滤波器的除杂滤波性能。
现有模组中的滤波器难以抑制多个频点的干扰，即便实现抑制多个频点的干扰，但是要求滤波器具备更多的元器件，从而带来较高的生产成本，而且加大模组电路的封装尺寸。
因此，在保证生产成本和封装尺寸的情况下，如何实现提升应用在射频前端接收机的模组的抗干扰性能，成为本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种应用在射频前端接收机的模组电路，以实现提升模组电路的抗干扰性。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种应用在射频前端接收机的模组电路，包括滤波器电路和低噪声放大器电路。所述滤波器电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感和第三电感。其中，
所述第一电容与所述第一电感连接组成串联支路，所述串联支路与所述第二电容组成第一并联支路，所述第一并联支路的输入端作为所述滤波器电路的输入端，输出端通过所述第二电感接地。所述第三电容与所述第三电感组成第二并联支路，所述第二并联支路的输入端连接所述第一并联支路的输入端，输出端作为所述滤波器电路的输出端。
所述滤波器电路的输出端与所述低噪声放大器电路的输入端连接，输入端作为所述模组电路的输入端。所述低噪声放大器电路的输出端作为所述模组电路的输出端。
可选地，所述滤波器电路的制造工艺与互补金属氧化物半导体工艺(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)兼容。
可选地，所述滤波器电路的制造工艺包括低温共烧陶瓷工艺(Low TemperatureCo-fired Ceramic，LTCC)。
可选地，所述滤波器电路的制造工艺包括集成无源器件工艺(IntegratedPassive Device，IPD)。
可选地，所述滤波器电路的制造工艺包括层压基板制造的工艺。
可选地，所述滤波器电路和所述低噪声放大器电路集成设置。
可选地，所述滤波器电路采用IPD，所述低噪声放大器电路采用CMOS，所述滤波器电路和所述低噪声放大器电路采用双侧无引脚扁平封装(Dual Flat Non-leadedpackage，DFN)进行集成设置。
可选地，所述噪声放大器电路内设置有静电保护电路，所述静电保护电路用于保护所述滤波器电路中的电容免受静电的破坏。
本发明提供的应用在射频前端接收机的模组电路中，采用较少的电容和电感实现滤波器电路，控制了滤波器电路的生产成本，保证了模组电路的封存尺寸。其中，第一电容和第一电感连接组成串联支路，该串联支路再与第二电容组成第一并联支路。第三电容和第三电感组成第二并联支路，实现了抑制多个频点的干扰。而且，将滤波器电路与低噪声放大器电路进行连接形成模组电路，使得模组电路具有除杂滤波的效果，从而提升了应用在射频前端接收机的模组电路的抗干扰性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开一种应用在射频前端接收机的模组电路的结构简图；
图2为本发明实施例公开一种应用在射频前端接收机的模组电路中的滤波器电路的第一并联支路的频响特性图；
图3为本发明实施例公开一种应用在射频前端接收机的模组电路中的滤波器电路的第一并联支路与第二电感的频响特性图；
图4为本发明实施例公开一种应用在射频前端接收机的模组电路中的滤波器电路的第二并联支路的频响特性图；
图5为本发明实施例公开一种应用在射频前端接收机的模组电路的频响特性图；
图6为本发明实施例公开一种封装集成的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种应用在射频前端接收机的模组电路，以实现提升模组电路的抗干扰性。
请参阅图1，本发明实施例公开的应用在射频前端接收机的模组电路，包括滤波器电路和低噪声放大器电路。其中，
滤波器电路包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3。
第一电容C1与第一电感L1连接组成串联支路，串联支路与第二电容C2组成第一并联支路，第一并联支路的输入端作为滤波器电路的输入端，输出端通过第二电感L2接地。第三电容C3与第三电感L3组成第二并联支路，第二并联支路的输入端连接第一并联支路的输入端，输出端作为滤波器电路的输出端。
滤波器电路的输出端与低噪声放大器电路的输入端连接，输入端作为模组电路的输入端。低噪声放大器电路的输出端作为模组电路的输出端。
需要说明的是，请参阅图1，应用在射频前端接收机的模组电路的输入端接入射频输入信号，输出端接入射频输出信号。
请参阅图2，第一电容C1与第一电感L1谐振在频点f1，呈低阻带阻特性，该频点的信号被过滤，其他频点的信号可以通过，实现了第一个频点的干扰信号的过滤。通带宽度和带内抑制度与第一电感L1品质因数相关。
并且，同样参见图2，第一电容C1与第一电感L1的串联支路，与第二电容C2并联谐振在频点f2，呈高阻带通特性，该频点的信号可以通过。
第一并联支路在高于f2的频点呈电容特性，等效电容值为Cp’，Cp’与第二电感L2谐振在频点f4，如图3所示。在频点f4呈低阻带阻特性，该频点的信号被过滤，其他频点的信号可以通过，实现了第二个频点的干扰信号的过滤。阻带宽度和带内抑制度与第二电感L2、第一电感L1品质因数相关。
请参阅图4，第三电容C3、第三电感L3与低噪声放大器输入电容Cgs共同谐振在频点f3，呈高阻带阻特性，该频点的信号被过滤，其他频点的信号可以通过，实现了第三个频点的干扰信号的过滤。第二并联支路的阻带宽度、带内抑制度与第三电感L3的电感品质因数有关。
需要说明的是，请参阅图5，集成了滤波器电路和低噪声放大器电路的模组电路可以抑制f1、f3及f4三个频点的干扰，f2为模组电路的放大频点。f2频点的附近频段为模组电路的工作频段。在工作频段内的f2频点处，模组电路的频响特性达到峰值，代表功率增益最大。f1、f3、f4频点为频响特性低点，代表功率抑制点。此外，在f2频点附近的工作频段内，低噪声放大器的特性阻抗能够匹配到模组电路的特性阻抗中，以实现带内匹配和带外抑制。
请参阅图5。模组电路滤除f1、f3、f4频段的干扰信号，允许f2频点附近的信号可以通过。低噪声放大器对信号具有放大功能，使得f2频点附近的工作频段的频响特性为正。相应地，滤波器本身在所有频段内不具有信号放大的功能，使得图2、图3、图4的频响特性在X轴下方，表示频响特性为负。此外，f1、f3、f4频段附近的信号被低噪声放大器前置的滤波器滤除，使得模组电路的整体频响特性表现为衰减特性。
本发明提供的应用在射频前端接收机的模组电路中，采用较少的电容和电感实现滤波器电路，控制了滤波器电路的生产成本，保证了模组电路的封存尺寸。其中，第一电容和第一电感连接组成串联支路，该串联支路再与第二电容组成第一并联支路。第三电容和第三电感组成第二并联支路，实现了抑制多个频点的干扰。而且，将滤波器电路与低噪声放大器电路进行连接形成模组电路，使得模组电路具有除杂滤波的效果，从而提升了模组电路的抗干扰性能。
可选地，本申请的另一实施例中，滤波器电路的制造工艺与CMOS兼容。其中，与CMOS兼容的滤波器电路的制造工艺包括LTCC、IPD、层压基板制造工艺。基于滤波器电路的制造工艺与CMOS的兼容，滤波器电路与CMOS的应用电路可以采用相同的制造载体，从而提升两者的集成度，以便于滤波器电路与CMOS的应用电路进行集成设置。
通常情况下，低噪声放大器电路，可以采用CMOS实现制造。滤波器电路与低噪声放大器电路可以制作到同一种制造载体上或者通过同一种制造载体叠放在一起，从而为滤波器电路与低噪声放大器电路的集成创造了先决条件。
可选地，本申请的另一实施例中，滤波器电路的制造工艺包括LTCC。LTCC可实现制造载体自带电感和电容。
可选地，本申请的另一实施例中，滤波器电路的制造工艺包括IPD。IPD是在高阻硅晶元上绕线电感和设置电容以实现滤波器电路。高阻硅晶元上绕线电感使得滤波器电路具有较高的电感品质因数，可以据此调整滤波器电路的阻带宽度和带内抑制度。通常IPD的硅晶元上只局限于分布电感和电容。
可选地，本申请的另一实施例中，滤波器电路的制造工艺包括层压基板制造工艺。层压基板制造工艺可实现制造载体自带电感和电容。
可选地，本申请的另一实施例中，滤波器电路和低噪声放大器电路基于封装技术进行集成设置。基于制造工艺的兼容性可以将滤波器电路与低噪声放大器电路制作到同一个制造载体上，通过封装技术将制作到同一个制造载体上的滤波器电路与低噪声放大器电路进行集成，使得相对独立的两种不同形态的电路整合到一起，以实现低噪声放大器具有除杂滤波的功能。将整合后的低噪声放大器集成到同一个模组电路里，从而优化前端模组的电路结构，又可以缩小前端模组的封装尺寸。
需要说明的是，滤波器电路基于不同的制造工艺选择不同的封装技术与低噪声放大器电路进行集成。基于IPD实现的滤波器电路采用叠晶元的封装形式与低噪声放大器电路进行集成设置。相应地，基于层压基板制造工艺或者LTCC实现的滤波器电路采用同一块硅晶元的封装形式与低噪声放大器电路进行集成设置。
可选地，在本申请的另一实施例中，请参阅图6，滤波器电路基于IPD实现制造，噪声放大器电路采用CMOS得以制造。两种电路采用DFN进行集成设置。将滤波器电路的元器件集成分布在一块高阻晶元上，低噪声放大器电路的元器件集成在在另一块高阻晶元上，通过叠晶元的方式将低噪声放大器电路叠放在滤波器电路上，基于芯片打线(bonding)将两种电路连接起来，再采用具有特殊保护功能的有机材料精密覆盖，最终完成滤波器电路与低噪声放大器电路的封装集成。从而实现低噪声放大器前置滤波器，使得集成封装后的低噪声放大器具有除杂滤波的功能。
需要说明的是，IPD是在高阻硅晶元上绕线电感和设置电容实现滤波器电路。CMOS将低噪声放大器的元器件集成分布在高阻硅晶元上实现低噪声放大器电路。基于两种电路都是采用同一种高阻硅晶元，通过叠加的形式将低噪声放大器电路叠放在滤波器电路上，以实现采用IPD所对应的封装形式进行集成设置。
可选地，为了提升应用在射频前端接收机的模组电路的静电保护能力，请参阅图1，在本申请的另一实施例中，基于CMOS制造的低噪声放大器电路中设置了静电保护电路。静电保护电路用于保护滤波器电路中的电容免受静电电荷的沉积破坏，确保滤波器电路能够长期稳定运行。从而提升了滤波器电路的抗静电性能，同时也提升了封装后的模组电路的抗干扰性。
需要说明的是，模组电路的静电保护电路的保护等级取决于低噪声放大器电路的静电保护能力。基于CMOS制造的低噪声放大器电路中的静电保护电路通常由二极管实现。滤波器电路中产生的静电可以通过第三电感L3泄放到后端的低噪声放大器电路上。此外，CMOS应用电路的静电保护能力远大于IPD应用电路的静电保护能力。通常采用IPD实现制造的滤波器电路中的电容元器件的保护电压为250伏以下，出自CMOS工艺方案的低噪声放大器电路的保护电压达到2000伏以上。因而，整个模组电路的静电保护能力取决于低噪声放大器电路的静电保护能力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，包括滤波器电路和低噪声放大器电路；所述滤波器电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感和第三电感；其中，
所述第一电容与所述第一电感连接组成串联支路，所述串联支路与所述第二电容组成第一并联支路，所述第一并联支路的输入端作为所述滤波器电路的输入端，输出端通过所述第二电感接地；所述第三电容与所述第三电感组成第二并联支路，所述第二并联支路的输入端连接所述第一并联支路的输入端，输出端作为所述滤波器电路的输出端；
所述滤波器电路的输出端与所述低噪声放大器电路的输入端连接，输入端作为所述模组电路的输入端；所述低噪声放大器电路的输出端作为所述模组电路的输出端。
2.如权利要求1所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路的制造工艺与互补金属氧化物半导体工艺CMOS兼容。
3.如权利要求2所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路的制造工艺包括低温共烧陶瓷工艺LTCC。
4.如权利要求2所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路的制造工艺包括集成无源器件工艺IPD。
5.如权利要求2所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路的制造工艺包括层压基板制造的工艺。
6.如权利要求1所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路和所述低噪声放大器电路集成设置。
7.如权利要求6所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述滤波器电路采用IPD，所述低噪声放大器电路采用CMOS，所述滤波器电路和所述低噪声放大器电路采用双侧无引脚扁平封装DFN进行集成设置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的应用在射频前端接收机的模组电路，其特征在于，所述噪声放大器电路内设置有静电保护电路，所述静电保护电路用于保护所述滤波器电路中的电容免受静电的破坏。
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