CN112308189A - 射频芯片和天线模块 - Google Patents

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尹大荣
李宣旴
李荣起
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Abstract

公开了一种射频芯片和天线模块。所述天线模块包括多层板、射频(RF)芯片和第一有源器件阵列。多层板包括发送和接收电磁波的天线。RF芯片在多层板的底表面上，并且包括多个发送电路，所述多个发送电路中的每个发送电路构成用于生成将被提供给天线的RF信号的多条发送路径中的每条的一部分。第一有源器件阵列在多层板的底表面上，并且包括分别包括在所述多个发送电路的所述多条发送路径中的多个功率放大器的一部分中的第一组有源器件，多个第一输入引脚和多个第一输出引脚分别连接到第一组有源器件的电极。

Description

射频芯片和天线模块
本申请要求于2019年7月24日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0089796号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及无线通信，更具体地，涉及用于无线通信的收发器和包括该收发器的天线模块。
背景技术
为了增加无线通信中的数据吞吐量，可使用扩展的频带，因此无线通信装置可能需要处理高频信号的能力。例如，由第三代合作伙伴计划(3GPP)分配的5G毫米波(mmWave)频率分配可包括20GHz或更高的高频带。为了更好地处理这样的高频信号，高性能收发器可被包括在无线通信装置中。
除了高性能之外，可能还需要收发器具有高可用性(诸如，低成本、低功耗、低操作温度、高稳定性等)，特别地，由于有限的空间、温度和功率，可能需要包括在便携式无线通信装置(诸如，移动电话)中的收发器具有更高的可用性。
发明内容
一方面提供了一种可提供高性能以及高可用性的收发器和包括该收发器的天线模块。
根据示例实施例的一个方面，提供了一种射频(RF)芯片，所述RF芯片被配置为处理RF信号，所述RF芯片包括：输入/输出引脚，用于连接到天线；第一输出引脚和第一输入引脚，用于分别连接到包括在第一有源器件阵列中的第一有源器件的电极；和发送电路，构成用于生成将被提供给天线的RF信号的发送路径的一部分，其中，发送路径顺序地经过第一输出引脚、第一有源器件和第一输入引脚。
根据示例实施例的另一方面，提供了一种天线模块，所述天线模块包括：多层板，包括天线，天线被配置为通过多层板的顶表面发送和接收电磁波；射频(RF)芯片，连接到天线并被配置为在多层板的底表面上处理RF信号；和第一有源器件阵列，包括多个有源器件、第一输入引脚和第一输出引脚，第一输入引脚和第一输出引脚分别连接到所述多个有源器件中的第一有源器件的电极，其中，多层板包括：第一图案，用于将第一信号从RF芯片提供给第一输入引脚；和第二图案，用于将第二信号从第一输出引脚提供给RF芯片。
根据示例实施例的另一方面，提供了一种包括第一有源器件阵列的天线模块，所述天线模块包括：多层板，包括至少一个天线，所述至少一个天线被配置为发送和接收电磁波；射频(RF)芯片，在多层板的底表面上，RF芯片包括多个发送电路，所述多个发送电路中的每个发送电路构成用于生成将被提供给所述至少一个天线的多个RF信号的多条发送路径中的每条的一部分；和第一有源器件阵列，在多层板的底表面上，第一有源器件阵列包括分别包括在所述多个发送电路的所述多条发送路径中的多个功率放大器的至少一部分中的第一组有源器件，并且多个第一输入引脚和多个第一输出引脚分别连接到第一组有源器件的电极。
附图说明
从下面的结合附图的详细描述，将更清楚地理解实施例，其中：
图1示出根据示例实施例的无线通信系统；
图2示出根据示例实施例的天线模块；
图3A和图3B示出根据示例实施例的天线模块的示例；
图4A和图4B示出根据示例实施例的天线模块的示例；
图5A和图5B示出根据示例实施例的天线模块的示例；
图6示出根据示例实施例的射频(RF)芯片；
图7示出根据示例实施例的天线模块；
图8A和图8B示出根据示例实施例的天线模块的示例；
图9示出根据示例实施例的天线模块，图10示出根据示例实施例的图9的区域A的放大图；
图11和图12示出根据示例实施例的RF芯片的示例；
图13A和图13B示出根据示例实施例的有源器件阵列的布局的示例；
图14示出根据示例实施例的多层板；
图15示出根据示例实施例的天线模块；
图16示出根据示例实施例的天线模块；
图17A至图17C示出根据示例实施例的天线模块的示例；以及
图18示出根据示例实施例的天线模块。
具体实施方式
附图可不按比例，并且为了便于说明，可放大或缩小了示出的组件。在本说明书中，短语“A和B中的至少一个”在其范围内包括“仅A”、“仅B”和“A和B两者”。
图1示出根据示例实施例的无线通信系统5。作为非限制性示例，无线通信系统5可包括使用蜂窝网络的无线通信系统，诸如，第五代无线(5G)系统、长期演进(LTE)系统、LTE高级系统、码分多址(CDMA)系统或全球移动通信系统(GSM)系统、无线个域网(WPAN)系统、或任何其他无线通信系统。在下文中，将主要参照使用蜂窝网络的无线通信系统来描述无线通信系统5。然而，将理解，示例实施例不限于此。
基站BS 1通常可表示与用户设备和/或另一基站进行通信的固定站，并且可通过与用户设备和/或另一基站进行通信来切换数据和控制信息。例如，基站1可被称为节点B、演进节点B(eNB)、下一代节点B(gNB)、扇区、站点、基站收发器系统(BTS)、接入点(AP)、中继节点、远端射频头(RRH)、射频单元(RU)、小小区等。在当前说明书中，BS或小区可完全被理解为由CDMA中的基站控制器(BSC)、WCDMA的节点B、LTE中的eNB、5G的gNB、扇区(站点)等覆盖的部分区域或功能，并且可覆盖各种覆盖区域(诸如，兆小区、宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区、中继节点、RRH、RU和小小区通信范围等)。
用户设备UE 10可以是固定的或可移动的，并且可表示可通过与基站(例如，基站1)进行通信来发送和接收数据和/或控制信息的任意设备。例如，用户设备10可被称为终端、终端设备、移动站(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、用户站(SS)、无线装置或手持式装置等。在下文中，将参照作为无线通信装置的用户设备10来描述示例实施例。然而，将理解，示例实施例不限于此。
用户设备10与基站1之间的无线通信网络可通过共享可用的网络资源，来支持多个用户彼此进行通信。例如，在无线通信网络中，可通过各种多址方法(诸如，码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)、正交频分多址-频分多址(OFDM-FDMA)、正交频分多址-时分多址(OFDM-TDMA)和正交频分多址-码分多址(OFDM-CDMA))，来传输信息。如图1中所示，用户设备10可通过上行链路(UL)和下行链路(DL)与基站1进行通信。在一些实施例中，用户设备可通过侧链路(诸如，装置到装置(D2D))彼此通信。如图1中所示，用户设备10可包括第一天线模块11、第二天线模块12、第三天线模块13、第四天线模块14、后端模块15以及数据处理器16。在一些实施例中，第一天线模块11至第四天线模块14可彼此独立地封装并且间隔开。在一些实施例中，后端模块15和数据处理器16可彼此独立地封装或者可被共同地封装。
第一天线模块11至第四天线模块14中的每个可包括至少一个天线，并且可处理通过天线接收的信号和将通过天线发送的信号。在一些实施例中，第一天线模块11至第四天线模块14可生成或处理第一中频(IF)信号至第四中频(IF)信号(S_IF1至S_IF4)。例如，第一天线模块11可从通过天线接收的RF信号生成第一IF信号S_IF1，并且处理从后端模块15提供的第一IF信号S_IF1以通过天线输出生成的RF信号。类似地，第二天线模块12可从通过天线接收的RF信号生成第二IF信号S_IF2，并且处理从后端模块15提供的第二IF信号S_IF2以通过天线输出生成的RF信号，等等。在一些实施例中，第一天线模块11至第四天线模块14中的每个可被称为前端模块或RF模块。以下将参照图2示出第一天线模块11至第四天线模块14的结构。
在高频带(诸如，毫米波(mmWave))中，具有短波长的信号可具有高的直线度(straightness)，因此通信质量会受障碍物的干扰和/或天线的方向影响。用户设备10可包括多个天线模块(例如，第一天线模块11至第四天线模块14)，使得：尽管通过一些天线模块发送和接收信号可能被障碍物(诸如，用户的身体)阻止也可与基站1进行通信，和/或无论用户设备10的方向如何也可与基站1进行通信。如图1中所示，包括在用户设备10中的第一天线模块11至第四天线模块14可彼此分开设置，并且在一些实施例中，第一天线模块11至第四天线模块14可在用户设备10的边缘处彼此间隔开。图1示出四个天线模块。然而，在一些实施例中，用户设备10中的天线模块的数量可不同，并且可大于或小于图1中示出的天线模块的数量。
随着天线模块所需的性能提高，天线模块的复杂性可能增加，并且实现天线模块的要求(诸如，空间、功率和成本)可能增加。此外，如上所述，由于用户设备10可包括多个天线模块，因此对于用户设备10，实现天线模块的要求的增加可能是高负担。如以下参照附图所述，根据各种示例实施例，第一天线模块11至第四天线模块14中的每个可包括有源器件阵列，因此，收发器可通过使用包括在有源器件阵列中的有源器件来提供提高的性能(诸如，高输出电流和高线性度)，并且还可通过使用具有高集成度的无源器件提供提高的效率(诸如，小空间和低成本)。此外，第一天线模块11至第四天线模块14中的每个可通过分离用作重要热源的有源器件来提供高稳定性。
后端模块15可处理或生成基带信号S_BB。例如，后端模块15可通过处理从数据处理器16提供的基带信号S_BB来生成第一IF信号S_IF1至第四IF信号S_IF4中的至少一个，并且可通过处理第一IF信号S_IF1至第四IF信号S_IF4中的至少一个来生成基带信号S_BB。在一些实施例中，与图1中示出的不同，第一天线模块11至第四天线模块14可分别生成基带信号并将基带信号提供给数据处理器16，在这种情况下，后端模块15可被省略。
数据处理器16可从自后端模块15接收的基带信号S_BB提取通过基站1发送的信息，并且还可生成包括将被发送到基站1的信息的基带信号S_BB。数据处理器16可包括通过逻辑综合设计的硬件块，或者可包括处理块，处理块包括包含一系列命令的软件模块以及执行软件模块的一个或多个处理器(诸如，微处理器或中央处理器(CPU))。数据处理器16的硬件块和/或处理块可与后端模块15的硬件块和/或处理块相同或不同。数据处理器16可被称为通信处理器、基带处理器、调制解调器等。
图2示出根据示例实施例的天线模块20。如图2中所示，天线模块20可包括第一天线22_1至第n天线22_n以及收发器24(n是大于1的整数)。如以上参照图1所述，天线模块20可将第一RF信号S_RF1至第n RF信号S_RFn输出到第一天线22_1至第n天线22_n，或者可从第一天线22_1至第n天线22_n接收第一RF信号S_RF1至第nRF信号S_RFn，并且还可生成或接收IF信号S_IF。图2的天线模块20可以是图1的第一天线模块11至第四天线模块14中的每个的示例，以下将参照图1来描述图2。
作为非限制性示例，第一天线22_1至第n天线22_n可用在空间分集、极化分集、空间多路复用器、波束成形等中。第一天线22_1至第n天线22_n中的每个可包括任何类型的天线(例如，贴片天线、偶极天线等)。如图2中所示，收发器24可包括分别与第一天线22_1至第n天线22_n对应的电路，并且包括组合器/分配器24_2、混频器24_6以及本地振荡发生器24_8。
在收发器24中，与第一天线22_1至第n天线22_n对应的n条发送路径和n条接收路径可被形成。例如，如图2中所示，与第一天线22_1对应的第一发送路径TX1和第一接收路径RX1可被形成，并且第n发送路径TXn和第n接收路径RXn可对应于第n天线22_n来形成。此外，在一些示例实施例中，收发器24可包括与第一天线22_1至第n天线22_n中的每个对应的第一开关SW1和第二开关SW2，使得第一发送路径TX1在发送模式下被选择，并且第一接收路径RX1在接收模式下被选择。图2的第一开关SW1和第二开关SW2可指示第一发送路径TX1在发送模式下被选择的状态。在一些实施例中，如以下参照图8A等所述，可在收发器24中形成与一个天线对应的两条或更多条发送路径以及两条或更多条接收路径，使得从一个天线不同极化的两个或更多个RF信号被输出。
组合器/分配器24_2可在发送模式下将通过由本地振荡发生器24_8提供的本地振荡信号LO从IF信号S_IF上变频的信号提供给第一发送路径TX1至第n发送路径TXn。另一方面，在接收模式下，组合器/分配器24_2可将从第一接收路径RX1至第n接收路径RXn接收的信号中的至少一些或其组合提供给混频器24_6。混频器24_6可根据本地振荡信号LO执行上变频或下变频。本地振荡发生器24_8可基于载波频率等来生成本地振荡信号LO，并且在一些实施例中，本地振荡发生器24_8可包括锁相环(PLL)。
发送路径可包括发送电路。例如，如图2中所示，构成第一发送路径TX1的发送电路可包括第一移相器PS1、第一匹配网络(M/N)M1、第一放大电路A1和第二匹配网络(M/N)M2。此外，发送电路可包括功率放大器。例如，功率放大器可包括第一匹配网络(M/N)M1、第一放大电路A1和第二匹配网络(M/N)M2。类似地，接收路径可包括接收电路。例如，如图中2所示，构成第一接收路径RX1的接收电路可包括第三匹配网络(M/N)M3、第二放大电路A2、第四匹配网络(M/N)M4和第二移相器PS2。此外，接收电路可包括低噪声放大器。例如，低噪声放大器可包括第三匹配网络(M/N)M3、第二放大电路A2和第四匹配网络(M/N)M4。在一些实施例中，图2中示出的构成发送路径和/或接收路径的组件中的一些可被省略，或者可与图2中示出的组件不同地布置组件。在下文中，为了简化描述，将主要参照与第一天线22_1对应的第一发送路径TX1和第一接收路径RX1来描述示例实施例。
例如，发送电路和接收电路可包括有源器件(诸如，晶体管)，并且还可包括无源器件(诸如，电容器、电感器等)。例如，在构成第一发送路径TX1的发送电路中，第一放大电路A1可包括作为有源器件的至少一个晶体管，而第一匹配网络(M/N)M1和第二匹配网络(M/N)M2各自可包括至少一个电容器和/或至少一个电感器。如以上参照图1所述，可能需要发送电路和接收电路满足高性能以及高可用性。
可通过半导体工艺来制造包括在收发器24中的组件。在一个示例中，当收发器24通过互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺被制造为单个芯片时，收发器24可提供低成本和高集成度，同时收发器24可提供相对低的输出功率能力、低线性度和弱的击穿特性。此外，全耗尽绝缘体上硅(FD-SOI)工艺可比体硅工艺提供更低的漏功率和热量生成。在另一示例中，当收发器24通过BiCMOS工艺(诸如，SiGe BiCMOS(双极-CMOS)工艺)被制造为单个芯片时，与通过CMOS工艺制造的收发器相比，收发器24可提供更高的输出功率能力，同时收发器24可比通过CMOS工艺制造的收发器具有更高的成本。在另一示例中，当收发器24通过III-V化合物半导体工艺(诸如，GaAs化合物半导体工艺)被制造为单个芯片时，收发器24可比通过上述CMOS和/或BiCMOS工艺制造的收发器提供更高的输出功率能力和线性度，同时由于低密度，收发器24可比通过上述CMOS和/或BiCMOS工艺制造的收发器具有更高的成本以及占用更大的面积。
在一些示例实施例中，收发器24可包括以不同的半导体工艺制造的两个或更多个芯片。例如，组合器/分配器24_2、混频器24_6和本地振荡发生器24_8可被包括在以可提供高集成度的CMOS工艺制造的芯片中，而收发器24的包括发送电路和接收电路的剩余组件可被包括在以可提供更高的性能的半导体工艺(诸如，BiCMOS或III-V化合物半导体工艺)制造的芯片中。然而，即使在这种情况下，收发器24也仍可能具有上述优点和缺点。此外，当仅需要比接收电路高的性能的发送电路被包括在以与CMOS工艺不同的半导体工艺(诸如，III-V化合物半导体工艺)制造的芯片中时，由于层的有限数量和介电材料，可能不容易在其中集成无源器件，并且因此包含发送电路的芯片可被扩大。
根据示例实施例，如以下参照图3A和图3B等所述，收发器24可包括：包括包含在发送电路和/或接收电路中的有源器件中的至少一些的芯片(在此可被称为有源器件阵列)以及包括包含无源器件的其他组件的芯片(在此可被称为RF芯片)。有源器件阵列可通过可比CMOS工艺(例如，FD-SOI工艺)提供更高的性能的半导体工艺(诸如，III-V化合物半导体工艺)来制造，而RF芯片可通过可提供高集成度和低成本的CMOS工艺来制造。因此，收发器24可在提供高性能的同时提供高可用性。在下面的附图中，为了便于描述，假设：构成第一发送路径TX1的第一放大电路A1和构成第一接收路径RX1的第二放大电路A2可仅包括有源器件(诸如，晶体管)。
图3A和图3B示出根据示例实施例的天线模块的示例。具体地，图3A和图3B是示出天线模块中的一个天线以及与所述一个天线对应的发送电路和接收电路的框图。如以上参照图2所述，图3A中的RF芯片34a和图3B中的RF芯片34b可分别以CMOS工艺(例如，FD-SOI工艺)来制造，而图3A中的有源器件阵列36a以及图3B中的有源器件阵列36b和38b可以以可比CMOS工艺提供更高的性能的半导体工艺(诸如，GaAs化合物半导体工艺)来制造。在下文中，为了简洁，将省略关于图3A和图3B的彼此重复的描述以及与图2的描述重复的描述。
参照图3A，天线模块30a可包括天线32a、RF芯片34a和有源器件阵列36a。RF芯片34a可包括作为构成第一发送路径TX1的发送电路的第一移相器PS1、第一匹配网络(M/N)M1和第二匹配网络(M/N)M2，并且可包括作为构成第一接收路径RX1的接收电路的第三匹配网络(M/N)M3、第二放大电路A2、第四匹配网络(M/N)M4和第二移相器PS2。此外，RF芯片34a可包括用于根据操作模式来选择第一发送路径TX1或第一接收路径RX1的第一开关SW1和第二开关SW2。RF芯片34a可包括暴露于RF芯片34a的外部的引脚，以连接到其他组件。例如，如图3A中所示，RF芯片34a可包括用于连接到有源器件阵列36a的第一输入引脚IN1和第一输出引脚OUT1，并且可包括用于连接到天线32a的输入/输出引脚(IO)。RF芯片34a可被称为射频集成电路(RFIC)
有源器件阵列36a可包括多个有源器件，并且可包括连接到多个有源器件的电极的多个引脚。例如，如图3A中所示，有源器件阵列36a可包括利用有源器件配置的第一放大电路A1，并且第一放大电路A1可连接到第二输入引脚IN2和第二输出引脚OUT2二者。在一些实施例中，包括在有源器件阵列36a中的有源器件可包括可使用具有不同带隙的材料(例如，GaAs)之间的结作为沟道的高电子迁移率晶体管(HEMT)，由此有源器件可利用小的控制信号驱动大的电流，并且以高频良好操作。包括在有源器件阵列36a中的有源器件在此可被称为功率单元。
有源器件阵列36a可包括作为包括在发送电路中的有源器件中的至少一个的第一放大电路A1。因此，如图3A中所示，第一发送路径TX1可顺序地经过第一输出引脚OUT1、第二输入引脚IN2、第一放大电路A1、第二输出引脚OUT2和第一输入引脚IN1。因此，由于有源器件阵列36a提供高性能，所以第一发送路径TX1可将良好的RF信号输出到天线32a，同时，由于包括在RF芯片34a中的无源器件具有高集成度，因此天线模块30a的尺寸的增加可被限制。
参照图3B，天线模块30b可包括天线32b、RF芯片34b、第一有源器件阵列36b和第二有源器件阵列38b。RF芯片34b可包括用于连接到第一有源器件阵列36b的第一输入引脚IN1和第一输出引脚OUT1，并且可包括用于连接到第二有源器件阵列38b的第三输入引脚IN3和第三输出引脚OUT3。第一有源器件阵列36b可包括第一放大电路A1，并且可包括用于连接到RF芯片34b的第二输入引脚IN2和第二输出引脚OUT2。第二有源器件阵列38b可包括第二放大电路A2，并且可包括用于连接到RF芯片34b的第四输入引脚IN4和第四输出引脚OUT4。在一些实施例中，第一有源器件阵列36b和第二有源器件阵列38b可被配置为单个芯片。
与图3A的有源器件阵列36a相似，第一有源器件阵列36b可包括作为包括在发送电路中的有源器件中的至少一个的第一放大电路A1，因此如图3B中所示，第一发送路径TX1可顺序地经过第一输出引脚OUT1、第二输入引脚IN2、第一放大电路A1、第二输出引脚OUT2和第一输入引脚IN1。第二有源器件阵列38b可包括作为包括在接收电路中的有源器件中的至少一个的第二放大电路A2，因此如图3B中所示，第一接收路径RX1可顺序地经过第三输出引脚OUT3、第四输入引脚IN4、第二放大电路A2、第四输出引脚OUT4和第三输入引脚IN3。因此，由于第一有源器件阵列36b和第二有源器件阵列38b提供高性能，因此良好的RF信号S_RF可被提供给天线32b，并且从天线32b接收的RF信号可被很好地处理，同时，由于包括在RF芯片34b中的无源器件具有高集成度，因此天线模块30b的尺寸的增加可被限制。在一些实施例中，与图3B中示出的那些不同，第一有源器件阵列36b可被省略，并且RF芯片34b可包括第一放大电路A1。可选地，在一些实施例中，与图3B中示出的那些不同，第二有源器件阵列38b可被省略，并且RF芯片34b可包括第二放大电路A2。
图4A和图4B示出根据示例实施例的天线模块的示例。具体地，图4A和图4B是示出天线模块中的一个天线和与所述一个天线对应的发送电路的一部分的框图。在一些实施例中，包括在发送电路中的功率放大器可以是多级放大器，并且有源器件阵列可包括在多级放大器的多个级之一中包括的有源器件。
参照图4A，天线模块40a可包括天线42a、RF芯片44a和有源器件阵列46a。在一些实施例中，有源器件阵列46a可包括在多级放大器的最后级中包括的有源器件。例如，如图4A中所示，功率放大器可以是三级放大器，并且RF芯片44a可包括分别与第一级和第二级对应的第一放大电路A41a和第二放大电路A42a，而有源器件阵列46a可包括与作为多级放大器的最后级的第三级对应的第三放大电路A43a。如图4A中所示，第三放大电路A43a可包括晶体管，并且有源器件阵列46a可包括分别连接到晶体管的电极(即，分别为栅极、漏极和源极)的第二输入引脚IN42、第二输出引脚OUT42和接地引脚G4。在一些实施例中，有源器件阵列46a的晶体管可以是HEMT。
RF芯片44a可包括作为设置在多级放大器的多个级之间的无源器件的第一匹配网络(M/N)M41a和第二匹配网络(M/N)M42a，并且可包括用于连接到有源器件阵列46a的第一输出引脚OUT41和第一输入引脚IN41。此外，RF芯片44a可包括用于选择发送路径或接收路径的开关SW41a，并且可包括用于连接到天线42a的输入/输出引脚IO4。
参照图4B，天线模块40b可包括天线42b、RF芯片44b和有源器件阵列46b。在一些实施例中，有源器件阵列46b可包括分别包括在多级放大器的多个级中的两个或更多个级中的有源器件，所述两个或更多个级包括最后级。例如，如图4B中所示，功率放大器可以是三级放大器，并且RF芯片44b可包括与第一级对应的第一放大电路A41b，而有源器件阵列46b可包括分别与第二级和第三级对应的第二放大电路A42b和第三放大电路A43b。如图4B中所示，第二放大电路A42b和第三放大电路A43b可分别包括晶体管，有源器件阵列46b可包括各自分别连接到晶体管的电极的第二输入引脚IN42和第四输入引脚IN44、第二输出引脚OUT42和第四输出引脚OUT44、以及第一接地引脚G41和第二接地引脚G42。在一些实施例中，有源器件阵列46b的晶体管可以是HEMT。
RF芯片44b可包括作为设置在多级放大器的多个级之间的无源器件的第一匹配网络(M/N)M41b和第二匹配网络(M/N)M42b，并且可包括用于连接到有源器件阵列46b的第一输入引脚IN41和第三输入引脚IN43、以及第一输出引脚OUT41和第三输出引脚OUT43。此外，RF芯片44b可包括用于选择发送路径或接收路径的开关SW41b，并且可包括用于连接到天线42b的输入/输出引脚IO4。
图5A和图5B示出根据示例实施例的天线模块的示例。具体地，图5A和图5B是示出天线模块中的一个天线和与所述一个天线对应的接收电路的一部分的框图。在一些实施例中，包括在接收电路中的低噪声放大器可以是多级放大器，并且有源器件阵列可包括在多级放大器的多个级之一中包括的有源器件。
参照图5A，天线模块50a可包括天线52a、RF芯片54a和有源器件阵列56a。在一些实施例中，有源器件阵列56a可包括在多级放大器的初始级中包括的有源器件。例如，如图5A中所示，低噪声放大器可包括两级放大器，并且有源器件阵列56a可包括与作为多级放大器的初始级的第一级对应的第一放大电路A51a，而RF芯片54a可包括与第二级对应的第二放大电路A52a。如图5A中所示，第一放大电路A51a可包括晶体管，有源器件阵列56a可包括分别连接到晶体管的电极(即，分别为栅极、漏极和源极)的第二输入引脚IN52、第二输出引脚OUT52和接地引脚G5。在一些实施例中，有源器件阵列56a的晶体管可以是HEMT。
RF芯片54a可包括作为设置在多级放大器的多个级之间的无源器件的匹配网络(M/N)M5a，并且可包括用于连接到有源器件阵列56a的第一输出引脚OUT51和第一输入引脚IN51。此外，RF芯片54a可包括用于选择发送路径或接收路径的开关SW51a，并且可包括用于连接到天线52a的输入/输出引脚IO5。
参照图5B，天线模块50b可包括天线52b、RF芯片54b和有源器件阵列56b。在一些实施例中，有源器件阵列56b可包括分别包括在多级放大器的多个级中的两个或更多个级中的有源器件，所述两个或更多个级包括初始级。例如，如图5B中所示，低噪声放大器可以是包括第一级和第二级的两级放大器，并且有源器件阵列56b可包括分别与第一级和第二级对应的第一放大电路A51b和第二放大电路A52b。如图5B中所示，第一放大电路A51b和第二放大电路A52b可分别包括晶体管，有源器件阵列56b可包括各自分别连接到晶体管的电极的第二输入引脚IN52和第四输入引脚IN54、第二输出引脚OUT52和第四输出引脚OUT54、以及第一接地引脚G51和第二接地引脚G52。在一些实施例中，有源器件阵列56b的晶体管可以是HEMT。
RF芯片54b可包括作为设置在多级放大器的多个级之间的无源器件的匹配网络(M/N)M5b，并且可包括用于连接到有源器件阵列56b的第一输入引脚IN51和第三输入引脚IN53、以及第一输出引脚OUT51和第三输出引脚OUT53。此外，RF芯片54b可包括用于选择发送路径或接收路径的开关SW51b，并且可包括用于连接到天线52b的输入/输出引脚IO5。
图6示出根据示例实施例的RF芯片。具体地，图6是示出包括可调谐的匹配网络的RF芯片64的框图。如图6中所示，与图3B的RF芯片34b相似，RF芯片64可包括：在发送电路中包括的第一移相器PS1、第一匹配网络(M/N)M1和第二匹配网络(M/N)M2以及在接收电路中包括的第三匹配网络(M/N)M3、第四匹配网络(M/N)M4和第二移相器PS2。RF芯片64可包括用于选择发送路径或接收路径的第一开关SW1和第二开关SW2，并且可包括用于连接到有源器件阵列的第一输入引脚IN1和第二输入引脚IN2、第一输出引脚OUT1和第二输出OUT2以及用于连接到天线的输入/输出引脚IO。
RF芯片64还可包括接口电路64_2和控制器64_4。控制器64_4可包括通过逻辑综合设计的硬件块，或者可包括处理块，处理块包括包含一系列命令的软件模块以及执行软件模块的一个或多个处理器(诸如，微处理器或中央处理器(CPU))。接口电路64_2可从RF芯片64的外部接收控制信号CTRL，并且将控制信号CTRL或从其转换的信号提供给控制器64_4。控制器64_4可基于从接口电路64_2提供的信号如图6中的虚线所示来调整第一匹配网络(M/N)M1至第四匹配网络(M/N)M4的至少一个匹配参数。例如，可根据包括在有源器件阵列中的一个或多个有源器件的特性，单独调整第一匹配网络(M/N)M1至第四匹配网络(M/N)M4的匹配参数。因此，对于匹配网络(M/N)M1至M4中的每个，匹配参数可相同，或者匹配参数中的一些或全部可彼此不同。第一匹配网络(M/N)M1至第四匹配网络(M/N)M4可包括可调整的匹配参数，并且可包括例如具有在控制器64_4的控制下可变的值的无源器件。注意的是，术语“匹配参数”表示用于调谐针对一个或多个有源器件的匹配网络(例如，阻抗匹配等)的参数。
由于从RF芯片64的外部可调整的第一匹配网络(M/N)M1至第四匹配网络(M/N)M4，各种有源器件阵列可连接到RF芯片64。因此，RF芯片64可具有高可用性，因此，可重构的天线模块可根据无线通信装置(例如，图1的10)而被使用。在一些实施例中，可从图1的数据处理器16提供控制信号CTRL。在一些实施例中，可省略控制器，并且可通过接口电路64_2将控制信号CTRL提供给第一匹配网络(M/N)M1至第四匹配网络(M/N)M4。
图7示出根据示例实施例的天线模块。具体地，图7是示出包括两个有源器件阵列的天线模块70的透视图。在下文中，Z轴方向可被称为垂直方向，相对于其他组件设置在+Z轴方向上的组件可被称为在所述其他组件上方，相对于其他组件设置在-Z轴方向上的组件可被称为在所述其他组件下方。此外，在组件的多个表面之中，在+Z轴方向上暴露的表面可被称为组件的上表面，在-Z轴方向上暴露的表面可被称为组件的下表面，在与Z轴垂直的方向上暴露的表面可被称为组件的侧表面。如图7中所示，天线模块70可包括多层板71以及在多层板71的下表面上的连接器72、RF芯片73、第一有源器件阵列74_1、第二有源器件阵列74_2、分立器件75和电源管理集成电路(PMIC)76。
如以下参照图8A和图8B所述，多层板71可包括多个层，多个层中的每个可包括相同或不同的材料，并且多个层可包括导电层。在一些实施例中，多层板71可以是印刷电路板(PCB)。多层板71可包括包含形成在至少一个层上的图案的天线，并且天线可被配置为通过多层板71的上表面(即，在Z轴方向上)发送和接收电磁波。此外，多层板71可包括用于将RF芯片73连接到天线(例如，用于将图3A的RF芯片34a的输入/输出引脚IO连接到天线)的图案，并且可包括用于将RF芯片73连接到第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2的图案。将参照图8A和图8B描述多层板71的示例。
连接器72可与电缆和/或其他连接器连接，并且可在天线模块70与外部组件之间提供接口。例如，连接器72可接收用于对天线模块70进行供电的电压和/或电流，并且将电压和/或电流发送到天线模块70的PMIC 76。此外，连接器72可将从天线模块70的外部接收的信号(例如，图1中的第一中频信号S_IF1)发送到RF芯片73，并且可将从RF芯片73提供的信号(例如，图1的S_IF1)输出到天线模块70的外部。
第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2中的每个可与X轴平行地延伸，并且可邻近于与X轴平行地延伸的RF芯片73的边缘。也就是说，如图7中所示，第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2可与RF芯片73的在Y轴方向上彼此相对的边缘邻近。图7中示出的RF芯片73、第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2的布置可仅是示例，以下将参照图17A至图17C描述其他示例。在一些实施例中，第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2可相同，从而提高天线模块70的生产率。
分立器件75可包括具有相对大的值和/或相对高的击穿电压的至少一个无源器件。例如，分立器件75可包括用于稳定电源电压的旁路(或解耦)电容器。PMIC 76可从通过连接器72提供的电力向天线模块70的组件(诸如，RF芯片73)提供电力。例如，PMIC 76可生成至少一种电源电压，并且可通过包括在多层板71中的图案向RF芯片73提供至少一种电源电压。
图8A和图8B示出根据示例实施例的天线模块的示例。具体地，图8A和图8B是示出在图7的天线模块70中在与X轴垂直的平面中沿着线Y1-Y2截取的截面的示例的剖面图。在下文中，将参照图7描述图8A和图8B，并且为了简洁，将省略彼此重复的描述和参照图7描述的描述。
参照图8A，天线模块70a可包括多层板71a，并且可包括在多层板71a的底表面上的RF芯片73a、第一有源器件阵列74_1a和第二有源器件阵列74_2a。多层板71a可包括被配置为通过多层板71a的顶表面发送和接收电磁波的贴片天线71_1a，贴片天线71_1a可包括用于连接到RF芯片73a的第二引脚P72和第三引脚P73的图案和通孔，RF芯片73a的第二引脚P72和第三引脚P73可以是输入/输出引脚。此外，多层板71a可包括在贴片天线71_1a下方的接地板TG，并且可包括第一散热结构71_2a和第二散热结构71_3a。在一些实施例中，如图8A中所示，第一散热结构71_2a和第二散热结构71_3a可连接到接地板TG，因此第一散热结构71_2a和第二散热结构71_3a可具有地电位。在一些实施例中，第一散热结构71_2a和第二散热结构71_3a可具有与图8A中示出的形状不同的形状，并且可与图8A中示出的那些不同地设置。此外，在一些实施例中，多层板71a可包括三个或更多个散热结构，并且在一些实施例中，第一散热结构71_2a和第二散热结构71_3a可被组合成一个结构(例如，围绕贴片天线71_1a的结构)。
多层板71a可包括用于将RF芯片73a连接到第一有源器件阵列74_1a和第二有源器件阵列74_2a的图案。例如，如图8A中所示，多层板71a可包括用于连接到RF芯片73a的第四引脚P74和第一有源器件阵列74_1a的第五引脚P75a的第一图案T71a，并且可包括用于连接到RF芯片73a的第一引脚P71和第二有源器件阵列74_2a的第六引脚P76a的第二图案T72a。在一些实施例中，RF芯片73a的第一引脚P71和第四引脚P74可以是输入引脚，第一有源器件阵列74_1a的第五引脚P75a和第二有源器件阵列74_2a的第六引脚P76a可以是输出引脚。在一些实施例中，RF芯片73a的第一引脚P71和第四引脚P74可以是输出引脚，第一有源器件阵列74_1a的第五引脚P75a和第二有源器件阵列74_2a的第六引脚P76a可以是输入引脚。
参照图8B，天线模块70b可包括多层板71b，并且可包括在多层板71b的底表面上的RF芯片73b、第一有源器件阵列74_1b和第二有源器件阵列74_2b。多层板71b可包括贴片天线71_1b、接地板TG、第一散热结构71_2b和第二散热结构71_3b。
在一些实施例中，有源器件阵列可直接连接到多层板的散热结构。例如，如图8B中所示，多层板71b可包括从第一散热结构71_2b延伸的第一图案T71b，并且第一有源器件阵列74_1b的第五引脚P75b可连接到第一图案T71b。类似地，多层板71b可包括从第二散热结构71_3b延伸的第二图案T72b，并且第二有源器件阵列74_2b的第六引脚P76b可连接到第二图案T72b。与包括在第一有源器件阵列和第二有源器件阵列中的有源器件被包括在RF芯片中的现有技术配置相比，由于与RF芯片73b分离的第一有源器件阵列74_1b和第二有源器件阵列74_2b可直接连接到第一散热结构71_2b和第二散热结构71_3b，所以可能由第一有源器件阵列74_1b和第二有源器件阵列74_2b的发热导致的包括在RF芯片73b中的组件的温度升高可被限制，并且包括在第一有源器件阵列74_1b和第二有源器件阵列74_2b中的有源器件的温度升高也可被限制。具体地，在发送模式下的功耗和发热可能主要发生在功率放大器中，从而当第一有源器件阵列74_1b和第二有源器件阵列74_2b包括在发送电路中包括的有源器件时，天线模块70b的温度特性可被显著改善。在一些实施例中，如图8B中所示，第一散热结构71_2b和第二散热结构71_3b可连接到接地板TG，并且第一有源器件阵列74_1b的第五引脚P75b和第二有源器件阵列74_2b的第六引脚P76b可以是接地引脚(例如，图4A的实施例中的接地引脚G4)。
图9示出根据示例实施例的天线模块，图10示出根据示例实施例的图9的区域A的放大图。具体地，图9和图10是示出从图7的多层板71的底表面沿-Z轴方向观看的RF芯片73、第一有源器件阵列74_1和第二有源器件阵列74_2的示例的俯视图。在下文中，将参照图7描述图9和图10。
参照图9，天线模块90可包括RF芯片93、第一有源器件阵列94_1和第二有源器件阵列94_2。RF芯片93可包括第一组引脚PG01和第二组引脚PG02，第一组引脚PG01包括用于连接到第一有源器件阵列94_1的引脚，第二组引脚PG02包括用于连接到第二有源器件阵列94_2的引脚。此外，第一有源器件阵列94_1可包括包含用于连接到RF芯片93的引脚的多个引脚PG10，第二有源器件阵列94_2可包括包含用于连接到RF芯片93的引脚的多个引脚PG20。
如图9中所示，第一有源器件阵列94_1可与RF芯片93的第一边缘E1邻近，并且RF芯片93的第一组引脚PG01可与第一边缘E1平行地布置。第一有源器件阵列94_1可与第一边缘E1平行地延伸，并且第一有源器件阵列94_1的多个引脚PG10也可与第一边缘E1平行地布置。此外，第二有源器件阵列94_2可与RF芯片93的第二边缘E2邻近，并且RF芯片93的第二组引脚PG02可与第二边缘E2平行地布置。第二有源器件阵列94_2可与第二边缘E2平行地延伸，并且第二有源器件阵列94_2的多个引脚PG20也可与第二边缘E2平行地布置。
参照图10，RF芯片93的引脚和第二有源器件阵列94_2的引脚可彼此间隔开相同的间距(pitch)X0。如以上参照图4A等所述，当第二有源器件阵列94_2包括晶体管并且包括连接到晶体管的电极的引脚时，输入引脚、接地引脚和输出引脚可重复。例如，如图10中所示，RF芯片93的第一引脚P1、第二引脚P2和第三引脚P3可分别对应于输入引脚、接地引脚和输出引脚，第二有源器件阵列94_2的第四引脚P4、第五引脚P5和第六引脚P6可分别对应于输出引脚、接地引脚和输入引脚。可选地，RF芯片93的第一引脚P1至第三引脚P3可分别对应于输出引脚、接地引脚和输入引脚，第二有源器件阵列94_2的第四引脚P4至第六引脚P6可分别对应于输入引脚、接地引脚和输出引脚。如以下参照图14所述，多层板(例如，图7的实施例中的71)可包括用于使RF芯片93和第二有源器件阵列94_2的输入引脚和输出引脚互连的图案。
图11和图12示出根据示例实施例的RF芯片的示例。具体地，图11示出包括16个发送电路和16个接收电路的RF芯片110的框图，图12示出图11的RF芯片110的布局的示例。在一些实施例中，与图7中示出的那些相似，RF芯片110可连接到两个有源器件阵列。
参照图11，RF芯片110可包括八个第一发送和接收电路111、八个第二发送和接收电路112以及处理电路113。第一发送和接收电路111可分别连接到用于连接到天线的八个引脚P11至P18，第二发送和接收电路112也可分别连接到用于连接到天线的八个引脚P21至P28。处理电路113可连接到第一发送和接收电路111以及第二发送和接收电路112，并且可包括开关、组合器/分配器、混频器、本地振荡发生器等。如图11中的虚线所示，包括在RF芯片110中的发送电路中的一些有源器件可被省略，并且RF芯片110可连接到包括被省略的有源器件的有源器件阵列。
参照图12，在RF芯片110'中，第一发送和接收电路111'和第二发送和接收电路112'可分别与RF芯片110'的第一边缘E1和第二边缘E2邻近，处理电路113'可在第一发送和接收电路111'与第二发送和接收电路112'之间。第一发送和接收电路111'可包括八对“发送电路和接收电路”111_1以及移相器111_2。如图12中所示，八对“发送电路和接收电路”111_1可与第一边缘E1邻近并且与第一边缘E1平行地布置。此外，第二发送和接收电路112'可包括八对“发送电路和接收电路”112_1以及移相器112_2。如图12中所示，八对“发送电路和接收电路”112_1可与第二边缘E2邻近并且与第二边缘E2平行地布置。
图13A和图13B示出根据示例实施例的有源器件阵列的布局的示例。在一些实施例中，图13A的有源器件阵列130a和图13B的有源器件阵列130b可分别与图12的RF芯片110'的第一边缘E1或第二边缘E2邻近，并且可连接到RF芯片110'。在下文中，将参照图12描述图13A和图13B。
参照图13A，有源器件阵列130a可包括第一有源器件A01a至第八有源器件A08a。第一有源器件A01a至第八有源器件A08a可分别连接到图12的第一发送和接收电路111'(或112')的八对“发送电路和接收电路”111_1(或112_1)。
参照图13B，有源器件阵列130b可预先包括另外的有源器件。例如，如图13B中所示，有源器件阵列130b可包括第一有源器件A01b至第十一有源器件A11b。第一有源器件A01b至第十一有源器件A11b中的八个有源器件可分别连接到图12的第一发送和接收电路111'(或112')的八对“发送电路和接收电路”111_1(或112_1)，而剩余的三个有源器件可不参与发送和接收操作，并且可被称为虚设有源器件。例如，RF芯片110'可在第一发送和接收电路111'与引脚之间包括开关(或多路复用器)，并且包括在有源器件阵列130b中的11个有源器件A01b至A11b中的一些(即，在这个示例中的八个有源器件)可通过开关来选择。
图14示出根据示例实施例的多层板。在一些实施例中，图10的RF芯片93和第二有源器件阵列94_2可被设置在图14的多层板140的底表面上，并且图14示出图10中的第一引脚P1至第六引脚P6的图案的示例。在下文中，将参照图10来描述图14。
如图14中所示，多层板140可包括第一图案T141至第四图案T144。第一图案T141可使图10的第一引脚P1和第四引脚P4互连，第三图案T143可使图10的第三引脚P3和第六引脚P6互连。此外，第二图案T142可连接到图10的第二引脚P2，第四图案T144可连接到图10的第五引脚P5。如以上参照图10所述，RF芯片93的第一引脚P1至第三引脚P3以及第二有源器件阵列94_2的第四引脚P4至第六引脚P6可在X轴方向上彼此间隔开相同间距，因此如图14中所示，第一图案T141和第三图案T143可与Y轴平行地延伸并且可沿X轴布置。此外，为了到引脚的连接，图案可包括暴露于多层板140的外部的区域。例如，如图14中所示，第一区域R1至第六区域R6中的第一图案T141至第四图案T144可暴露于多层板140的外部，并且暴露的区域可被称为垫(pad，或称为焊盘)。
图15示出根据示例实施例的天线模块。具体地，图15是示出天线模块150中的一个天线以及构成与所述一个天线对应的发送路径的发送电路的一部分的框图。与图4A的天线模块40a相比，在图15的天线模块150中，第二匹配网络(M/N)M152可被包括在多层板152中而不是被包括在RF芯片154中。在下文中，为了简洁，将省略与图4A的描述重复的描述。
RF芯片154可包括第一放大电路A151、第二放大电路A152、第一匹配网络(M/N)M151和第一开关SW151，并且还可包括连接到多层板152的第一输入引脚IN151、第一输出引脚OUT151和输入/输出引脚IO15。有源器件阵列156可包括第三放大电路A153，并且包括连接到多层板152的第二输入引脚IN152、第二输出引脚OUT152和接地引脚G15。多层板152可包括第二匹配网络(M/N)M152以及天线152_1。由于大于RF芯片154的多层板152的尺寸，与包括在RF芯片154中的匹配网络(M/N)相比，包括在多层板152中的第二匹配网络(M/N)M152可具有良好的特性和/或包括在多层板152中的第二匹配网络(M/N)M152可更容易设计。因此，发送电路的性能和可用性可被进一步提高。在一些实施例中，与图15中示出的那些不同，RF芯片154可在第二放大电路A152与第二匹配网络(M/N)M152之间包括另外的匹配网络，并且另外的匹配网络和第二匹配网络(M/N)M152可在第二放大电路A152与第三放大电路A153之间提供匹配。
图16示出根据示例实施例的天线模块。具体地，如以上参照图15所述，图16示出如沿与X轴垂直的平面切割的包括包含匹配网络(M/N)161_4的多层板161的天线模块160的剖面图。如图16中所示，天线模块160可包括多层板161、RF芯片162、第一有源器件阵列164_1和第二有源器件阵列164_2。
多层板161可包括在接地板TG下方的匹配网络(M/N)161_4，并且RF芯片162可包括连接到匹配网络(M/N)161_4的第一引脚P1，第二有源器件阵列164_2也可包括连接到匹配网络(M/N)161_4的第二引脚P2。当第一引脚P1是输入引脚时，第二引脚P2可以是输出引脚，并且当第一引脚P1是输出引脚时，第二引脚P2可以是输入引脚。
图17A至图17C示出根据示例实施例的天线模块的示例。具体地，图17A至图17C是示出分别与RF芯片和有源器件阵列的各种组合对应的天线模块170a、170b、170c的透视图。在下文中，为了使描述简洁，将从图17A至图17C的描述省略与图7的描述重复的描述。
参照图17A，天线模块170a可包括多层板171a、连接器172a、RF芯片173a、第一有源器件阵列174_1a至第四有源器件阵列174_4a、分立器件175a以及PMIC 176a。如图17A中所示，第一有源器件阵列174_1a和第二有源器件阵列174_2a可与X轴平行地延伸，并且可在Y轴方向上与RF芯片173a的一个边缘等距地间隔开。类似地，第三有源器件阵列174_3a和第四有源器件阵列174_4a可与X轴平行地延伸，并且可在Y轴方向上与RF芯片173a的一个边缘等距地间隔开。在一些实施例中，第一有源器件阵列174_1a至第四有源器件阵列174_4a可相同。
参照图17B，天线模块170b可包括多层板171b、连接器172b、RF芯片173b、第一有源器件阵列174_1b至第四有源器件阵列174_4b、分立器件175b以及PMIC 176b。如图17B中所示，第一有源器件阵列174_1b至第四有源器件阵列174_4b可分别与RF芯片173b的边缘邻近。在一些实施例中，第一有源器件阵列174_1b至第四有源器件阵列174_4b可相同。
参照图17C，天线模块170c可包括多层板171c、连接器172c、第一RF芯片173_1c、第二RF芯片173_2c、有源器件阵列174c、分立器件175c以及PMIC 176c。在一些实施例中，天线模块170c可包括多个RF芯片，并且多个RF芯片可共享至少一个有源器件阵列。例如，如图17C中所示，有源器件阵列174c可在第一RF芯片173_1c与第二RF芯片173_2c之间，并且可分别连接到第一RF芯片173_1c和第二RF芯片173_2c。因此，包括在有源器件阵列174c中的一些有源器件可连接到第一RF芯片173_1c，而其他有源器件可连接到第二RF芯片173_2c。
图18示出根据示例实施例的天线模块。具体地，图18是示出包括偶极天线的天线模块的透视图。如图18中所示，天线模块180可包括多层板181、连接器182、RF芯片183、第一有源器件阵列184_1、第二有源器件阵列184_2、分立器件185和PMIC 186。在下文中，为了简洁，将省略与图7的描述重复的描述。
多层板181可包括第一偶极天线187_1至第四偶极天线187_4。如图18中所示，多层板181可包括第一区域181_1和第二区域181_2，第一区域181_1包括可通过多层板181的上表面(即，在+Z轴方向上暴露的表面)发送和接收电磁波的贴片天线，第二区域181_2包括偶极天线。连接器182、RF芯片183、第一有源器件阵列184_1、第二有源器件阵列184_2、分立器件185和PMIC 186可被设置在第一区域181_1的底表面上。第一偶极天线187_1至第四偶极天线187_4可连接到RF芯片183，并且可通过多层板181的侧表面(例如，与Y轴垂直的表面)发送和接收电磁波。将理解的是，示例实施例不限于图18中示出的第一偶极天线187_1至第四偶极天线187_4的形状和数量。
虽然已经参照发明构思的实施例具体示出和描述了发明构思，但是应理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (25)

1.一种射频芯片，所述射频芯片被配置为处理射频信号，所述射频芯片包括：
输入/输出引脚，用于连接到天线；
第一输出引脚和第一输入引脚，用于分别连接到包括在第一有源器件阵列中的第一有源器件的电极；和
发送电路，构成用于生成将被提供给天线的射频信号的发送路径的一部分，
其中，发送路径顺序地经过第一输出引脚、第一有源器件和第一输入引脚。
2.根据权利要求1所述的射频芯片，其中，
第一有源器件是包括在构成发送路径的一部分的功率放大器中的晶体管。
3.根据权利要求2所述的射频芯片，其中，
功率放大器是多级放大器，并且
晶体管被包括在多级放大器的最后级中。
4.根据权利要求1所述的射频芯片，还包括：
第二输出引脚和第二输入引脚，用于分别连接到包括在第一有源器件阵列中的第二有源器件的电极，
其中，发送路径顺序地经过第二输出引脚、第二有源器件、第二输入引脚和第一输出引脚。
5.根据权利要求1所述的射频芯片，其中，发送电路包括：
第一匹配网络，连接到第一输出引脚并包括至少一个无源器件；和
第二匹配网络，连接到第一输入引脚并包括至少一个无源器件。
6.根据权利要求5所述的射频芯片，还包括：
接口电路，被配置为从射频芯片的外部接收控制信号，
其中，第一匹配网络和第二匹配网络中的至少一个根据控制信号能够调谐。
7.根据权利要求1所述的射频芯片，其中，
第一有源器件是包括在第一有源器件阵列中的多个有源器件中的一个，
所述射频芯片包括第一组引脚，第一组引脚用于分别连接到所述多个有源器件的电极，以及
第一组引脚被布置为与所述射频芯片的第一边缘平行且邻近。
8.根据权利要求7所述的射频芯片，还包括：
第二组引脚，用于分别连接到包括在第二有源器件阵列中的多个有源器件的电极，
其中，第二组引脚被布置为与所述射频芯片的与第一边缘相对的第二边缘平行且邻近。
9.根据权利要求8所述的射频芯片，还包括：
多个发送电路，每个发送电路构成多条发送路径中的每条的一部分，
其中，所述多个发送电路的第一部分被布置为与第一边缘平行且邻近，并且
所述多个发送电路的第二部分被布置为与第二边缘平行且邻近。
10.根据权利要求1所述的射频芯片，还包括：
第三输出引脚和第三输入引脚，用于分别连接到包括在第一有源器件阵列中或包括在第三有源器件阵列中的第三有源器件的电极，和
接收电路，构成用于处理从天线接收的射频信号的接收路径的一部分，
其中，接收路径顺序地经过第三输出引脚、第三有源器件和第三输入引脚。
11.根据权利要求10所述的射频芯片，其中，
第三有源器件是包括在构成接收路径的一部分的低噪声放大器中的晶体管。
12.根据权利要求11所述的射频芯片，其中，
低噪声放大器是多级放大器，并且
晶体管被包括在多级放大器的初始级中。
13.根据权利要求12所述的射频芯片，还包括：
第四输出引脚和第四输入引脚，用于分别连接到包括在第一有源器件阵列中或包括在第三有源器件阵列中的第四有源器件的电极，并且
其中，接收路径顺序地经过第三输入引脚、第四输出引脚、第四有源器件和第四输入引脚。
14.根据权利要求10所述的射频芯片，其中，接收电路包括：
第三匹配网络，连接到第三输出引脚并包括至少一个无源器件；和
第四匹配网络，连接到第三输入引脚并包括至少一个无源器件。
15.根据权利要求1所述的射频芯片，其中，
发送电路包括通过互补金属氧化物半导体工艺实现的无源器件和有源器件。
16.一种天线模块，包括：
多层板，包括天线，天线被配置为通过多层板的顶表面发送和接收电磁波；
射频芯片，在多层板的底表面上，射频芯片连接到天线并被配置为处理射频信号；和
第一有源器件阵列，在多层板的底表面上，第一有源器件阵列包括多个有源器件、第一输入引脚和第一输出引脚，第一输入引脚和第一输出引脚分别连接到所述多个有源器件中的第一有源器件的电极，
其中，多层板包括：
第一图案，用于将第一信号从射频芯片提供给第一输入引脚；和
第二图案，用于将第二信号从第一输出引脚提供给射频芯片。
17.根据权利要求16所述的天线模块，其中，
第一有源器件是高电子迁移率晶体管，并且
射频芯片包括通过互补金属氧化物半导体工艺实现的无源器件和有源器件。
18.根据权利要求16所述的天线模块，其中，
射频芯片包括发送电路，发送电路构成用于生成将被提供给天线的射频信号的发送路径的一部分，
其中，发送路径顺序地经过第一图案、第一输入引脚、第一有源器件、第一输出引脚和第二图案。
19.根据权利要求16所述的天线模块，其中，
第一有源器件阵列还包括第一接地引脚，第一接地引脚连接到第一有源器件的被配置为接收地电势的电极；以及
多层板还包括连接到第一接地引脚的散热结构。
20.根据权利要求16所述的天线模块，其中，多层板包括：
连接到第一图案的第一匹配网络和连接到第二图案的第二匹配网络中的至少一个，
其中，第一信号经过第一匹配网络，并且
其中，第二信号经过第二匹配网络。
21.一种天线模块，包括：
多层板，包括至少一个天线，所述至少一个天线被配置为发送和接收电磁波；
射频芯片，在多层板的底表面上，射频芯片包括多个发送电路，所述多个发送电路中的每个发送电路构成用于生成将被提供给所述至少一个天线的多个射频信号的多条发送路径中的每条的一部分；和
第一有源器件阵列，在多层板的底表面上，第一有源器件阵列包括分别包括在所述多个发送电路的所述多条发送路径中的多个功率放大器的至少一部分中的第一组有源器件，并且多个第一输入引脚和多个第一输出引脚分别连接到第一组有源器件的电极。
22.根据权利要求21所述的天线模块，其中，
第一组有源器件中的每个有源器件是高电子迁移率晶体管，并且
发送电路包括通过互补金属氧化物半导体工艺实现的无源器件和有源器件。
23.根据权利要求21所述的天线模块，其中，
第一有源器件阵列与射频芯片的第一边缘平行地延伸并且与第一边缘邻近，并且
所述多个第一输入引脚和所述多个第一输出引脚被布置为与第一边缘平行。
24.根据权利要求23所述的天线模块，还包括：
第二有源器件阵列，在多层板的底表面上，第二有源器件阵列包括分别包括在多个功率放大器的至少一部分中的第二组有源器件，并且多个第二输入引脚和多个第二输出引脚分别连接到第二组有源器件的电极，
其中，第二有源器件阵列与射频芯片的与第一边缘相对的第二边缘平行地延伸并且与第二边缘邻近。
25.根据权利要求23所述的天线模块，其中，多层板包括：
第一组图案，用于将信号从射频芯片提供给所述多个第一输入引脚；和
第二组图案，用于将信号从所述多个第一输出引脚提供给射频芯片，
其中，第一组图案和第二组图案在与第一边缘垂直的方向上延伸。
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