CN113992163A - 射频功率放大器及其功率放大方法、射频前端模组 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种射频功率放大器及其功率放大方法、射频前端模组，该射频功率放大器包括第一芯片和第二芯片，第一芯片包括驱动功率放大模块、第一阻抗‑相位变换模块、第一功率放大单元和第二功率放大单元，第二芯片包括第二阻抗‑相位变换模块和滤波器。本发明实施例提供的技术方案能够实现对射频信号的功率放大，通过对射频信号进行拆分、相位调整、阻抗匹配与功率合成，能够提高射频功率放大器的线性输出功率。同时，将滤波器与第二阻抗‑相位变换模块集成在同一芯片上，使得射频功率放大器还具备对杂散信号和谐波信号的抑制功能。这种集成滤波器的射频功率放大器，极大减小了占用面积和体积，从而能够有效提高射频前端模组的集成度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及射频前端技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器及其功率放大方法、射频前端模组。
背景技术
随着智能移动终端和5G技术的普及，射频通信系统需要远远高于以前蜂窝数据的数据传输速率，更低的网络延时。因此需要更宽的数据传输带宽。为了使射频功率放大器在5G应用中实现有效的传输信号，必须提高射频功率放大器的线性功率。
为了在紧凑的空间中实现复杂的功能，需要高集成度的解决方案。射频前端模组是智能移动终端的关键部分，用于接收和发射信号。传统的射频前端模组常采用片外射频滤波器，主流移动终端应用的滤波器有SAW滤波器、BAW滤波器和FBAR滤波器，其中，SAW滤波器最佳适用频率低于1.5GHz，BAW滤波器和FBAR滤波器垄断程度高、工艺成本高。
现有技术中的射频功率放大器在5G应用中，集成度低，成本高，因此，需要优化设计。
发明内容
本发明实施例提供一种射频功率放大器及其功率放大方法、射频前端模组，以提高射频功率放大器的线性输出功率，并提高射频前端的集成度。
第一方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：第一芯片和第二芯片，所述第一芯片通过键合线阵列与所述第二芯片连接；所述第一芯片包括驱动功率放大模块、第一阻抗-相位变换模块、第一功率放大单元和第二功率放大单元；
所述驱动功率放大模块的第一端接收射频信号，所述驱动功率放大模块的第二端与所述第一阻抗-相位变换模块的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第二端接入电源电压，所述第一阻抗-相位变换模块的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块用于将所述驱动功率放大模块输出的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号；
所述第二芯片集成有第二阻抗-相位变换模块和滤波器，所述键合线阵列包括第一键合线阵列和第二键合线阵列，所述第二阻抗-相位变换模块的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第三端接入所述电源电压，所述第二阻抗-相位变换模块的第四端与所述滤波器电连接，所述第二阻抗-相位变换模块用于将所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过所述滤波器输出。
可选地，所述第一阻抗-相位变换模块包括第一耦合电感线圈、第一电容和第一电感；
所述第一耦合电感线圈的第一端与所述驱动功率放大模块的第二端电连接，所述第一电感的第一端接入所述电源电压，所述第一电感的第二端与所述第一耦合电感线圈的第二端电连接，所述第一电容的第一端与所述第一耦合电感线圈的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地；
所述第一耦合电感线圈的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一耦合电感线圈的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接。
可选地，所述第一阻抗-相位变换模块还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一耦合电感线圈的第五端电连接，所述第二电容的第二端接地。
可选地，所述第二阻抗-相位变换模块包括第二耦合电感线圈、第二电感和第三电容；
所述第二耦合电感线圈的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二耦合电感线圈的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二电感的第一端接入所述电源电压，所述第二电感的第二端与所述第二耦合电感线圈的第三端电连接，所述第三电容的第一端与所述第二耦合电感线圈的第三端电连接，所述第三电容的第二端接地，所述第二耦合电感线圈的第四端通过所述滤波器输出所述目标射频信号。
可选地，所述键合线阵列还包括第三键合线阵列，所述第二耦合电感线圈的第五端通过所述第三键合线阵列接地。
可选地，所述第二阻抗-相位变换模块还包括第四电容，所述第四电容的第一端与所述第二耦合电感线圈的第五端电连接，所述第四电容的第二端接地。
可选地，所述射频功率放大器还包括第一匹配模块、第二匹配模块和第三匹配模块；
所述第一匹配模块连接于所述第一阻抗-相位变换模块的第三端和所述第一功率放大单元的第一端之间，所述第二匹配模块连接于所述第一阻抗-相位变换模块的第四端和所述第二功率放大单元的第一端之间，所述第三匹配模块连接于所述第二阻抗-相位变换模块第四端和所述滤波器之间。
可选地，所述第一芯片的衬底包括砷化镓晶圆，所述第二芯片的衬底包括高阻硅晶圆。
第二方面，本发明实施例还提供了一种射频功率放大器的功率放大方法，该射频功率放大器包括：第一芯片和第二芯片，所述第一芯片通过键合线阵列与所述第二芯片连接；所述第一芯片包括驱动功率放大模块、第一阻抗-相位变换模块、第一功率放大单元和第二功率放大单元，所述第二芯片集成有第二阻抗-相位变换模块和滤波器，所述键合线阵列包括第一键合线阵列和第二键合线阵列；所述驱动功率放大模块的第一端接收射频信号，所述驱动功率放大模块的第二端与所述第一阻抗-相位变换模块的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第二端接入电源电压，所述第一阻抗-相位变换模块的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接；所述第二阻抗-相位变换模块的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第三端接入所述电源电压，所述第二阻抗-相位变换模块的第四端与所述滤波器电连接；
所述射频功率放大器的功率放大方法包括：
所述第一阻抗-相位变换模块将所述驱动功率放大模块接收到的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号；
所述第一功率放大单元和所述第二功率放大单元分别对所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号进行放大；
所述第二阻抗-相位变换模块将放大后的所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过所述滤波器输出。
第三方面，本发明实施例还提供了一种射频前端模组，包括本发明任意实施例所提供的射频功率放大器。
本发明实施例提供的技术方案通过第一阻抗-相位变换模块对射频信号进行相位调整、阻抗匹配以及信号拆分，并通过第一功率放大单元和第二功率放大单元分别对拆分后的两路子射频信号进行放大，然后通过第二阻抗-相位变换模块对放大后的两路子射频信号进行合成，并经过相位调整和阻抗匹配，对基波信号进行同相合成，对偶次谐波反相合成而相互抵消，使得输出的目标射频信号能够有效抑制偶次谐波，从而能够提高射频功率放大器的线性输出功率。此外，本发明实施例提供的技术方案还将滤波器与第二阻抗-相位变换模块集成在同一芯片上，以实现滤波器与功率放大器的高度集成，使得射频功率放大器具有功率放大的功能同时，还具备对杂散信号和谐波信号的抑制功能，从而能够有效提高射频前端模组的集成度，减少射频前端模组的占用面积。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的功率放大方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的一种射频前端模组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的结构示意图，参考图1，本发明实施例提供的射频功率放大器PA包括：第一芯片10和第二芯片20，第一芯片10通过键合线阵列与第二芯片20连接；第一芯片10包括驱动功率放大模块110、第一阻抗-相位变换模块120、第一功率放大单元130和第二功率放大单元140；
驱动功率放大模块110的第一端a1接收射频信号RFS，驱动功率放大模块110的第二端a2与第一阻抗-相位变换模块120的第一端b1电连接，第一阻抗-相位变换模块120的第二端b2接入电源电压VCC，第一阻抗-相位变换模块120的第三端b3与第一功率放大单元130的第一端c1电连接，第一阻抗-相位变换模块120的第四端b4与第二功率放大单元140的第一端d1电连接，第一阻抗-相位变换模块120用于将驱动功率放大模块110输出的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号；
第二芯片20集成有第二阻抗-相位变换模块210和滤波器220，键合线阵列包括第一键合线阵列310和第二键合线阵列320，第二阻抗-相位变换模块210的第一端e1通过第一键合线阵列310连接第一功率放大单元130的第二端c2，第二阻抗-相位变换模块210的第二端e2通过第二键合线阵列320连接第二功率放大单元140的第二端d2，第二阻抗-相位变换模块210的第三端e3接入电源电压VCC，第二阻抗-相位变换模块210的第四端e4与滤波器220电连接，第二阻抗-相位变换模块210用于将第一路子射频信号和第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过第二阻抗-相位变换模块210的第四端e4输出。
具体地，驱动功率放大模块110用于接收射频信号RFS，并将该射频信号RFS进行放大。第一阻抗-相位变换模块120能够将驱动功率放大模块110输出的放大后的射频信号RFS拆分为两路射频信号，分别为第一路子射频信号和第二路子射频信号，并对第一路子射频信号和第二路子射频信号进行阻抗匹配，相位调整。其中，第一路子射频信号和第二路子射频信号的相位互为反相，第一路子射频信号输入至第一功率放大单元130，第二路子射频信号输入至第二功率放大单元140，第一功率放大单元130和第二功率放大单元140分别对第一路子射频信号和第二路子射频信号进行功率放大。
经第一功率放大单元130放大后的第一路子射频信号，通过第一键合线阵列310进入到第二芯片20中的第二阻抗-相位变换模块的第一端e1；经第二功率放大单元140放大后的第二路子射频信号，通过第二键合线阵列320进入到第二芯片20中的第二阻抗-相位变换模块210的第二端e2。第二阻抗-相位变换模块210将输入的第一路子射频信号和第二路子射频信号合成为一路信号，并对该合成后的信号进行阻抗匹配，生成目标射频信号DRFS从其第四端e4经滤波器220输出。在本实施例中，滤波器220可以为带通滤波器，能够对射频功率放大器PA输出后的信号进行工作频带以外信号的抑制或阻断，并输出滤波后的目标射频信号DRFS，使得该射频功率放大器PA在能够实现射频信号功率放大的同时，还能够对杂散信号和谐波信号起到抑制作用。
应当理解的是，由于第一功率放大单元130和第二功率放大单元140具有非线性特性，第一路子射频信号和第二路子射频信号经过功率放大后，会产生谐波失真的现象。因此，通过第一阻抗-相位变换模块210对第一路子射频信号和第二路子射频信号的相位进行调整，使得二者相位反相，在第二阻抗-相位变换模块210将放大后的第一路子射频信号和第二路子射频信号合成为一路信号时，偶次谐波会反相合成而相互抵消，而基波信号会同相合成形成目标射频信号DRFS，从而使得射频功率放大器PA具有抑制偶次谐波的功能，进而能够提高射频功率放大器PA的线性输出功率。
在本实施例中，第一芯片10可以为砷化镓器件，第二芯片20可以为集成无源器件，两个芯片之间通过键合线阵列连接。通过将驱动功率放大模块110、第一阻抗-相位变换模块120、第一功率放大单元130和第二功率放大单元140集成在第一芯片10上，制作在砷化镓晶圆上；以及将第二阻抗-相位变换模块210和滤波器220集成在第二芯片20上，制作在高阻硅晶圆上，实现射频功率放大器PA与滤波器220的高度集成，有利于减小射频功率放大器PA的占用面积。
本发明实施例提供的射频功率放大器通过第一阻抗-相位变换模块对射频信号进行相位调整、阻抗匹配以及信号拆分，并通过第一功率放大单元和第二功率放大单元分别对拆分后的两路子射频信号进行放大，然后通过第二阻抗-相位变换模块对放大后的两路子射频信号进行合成，并经过相位调整和阻抗匹配，对基波信号进行同相合成，对偶次谐波反相合成而相互抵消，使得输出的目标射频信号能够有效抑制偶次谐波，从而能够提高射频功率放大器的线性输出功率。此外，本发明实施例提供的技术方案还将滤波器与第二阻抗-相位变换模块集成在同一芯片上，以实现滤波器与功率放大器的高度集成，使得射频功率放大器具有功率放大的功能同时，还具备对杂散信号和谐波信号的抑制功能，从而能够有效提高射频前端模组的集成度，减少射频前端模组的占用面积。
可选地，图2为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图，参考图2，在上述各技术方案的基础上，第一阻抗-相位变换模块120包括第一耦合电感线圈101、第一电容C1和第一电感L1；
第一耦合电感线圈101的第一端与驱动功率放大模块110的第二端电a2连接，第一电感L1的第一端接入电源电压VCC，第一电感L1的第二端与第一耦合电感线圈101的第二端电连接，第一电容C1的第一端与第一耦合电感线圈101的第二端电连接，第一电容C1的第二端接地；
第一耦合电感线圈101的第三端与第一功率放大单元130的第一端c1电连接，第一耦合电感线圈101的第四端与第二功率放大单元140的第一端d1电连接。
具体地，第一耦合电感线圈101的第一端为信号输入端，与驱动功率放大模块110的第二端a2电连接，用于接收驱动功率放大模块110输出放大后的射频信号。电源电压VCC用于为第一耦合电感线圈101提供激励，并通过第一电感L1进行扼流，第一电容C1为去耦电容，连接在第一耦合电感线圈101的第二端，结合第一电感L1，防止直流电源与射频信号相互影响，以提高电源电压VCC的稳定性。第一耦合电感线圈101能够将其第一端输入的射频信号拆分为两路子射频信号：第一路子射频信号和第二路子射频信号，并实现信号之间的阻抗匹配。拆分后的两路子射频信号分别通过第一功率放大单元130和第二功率放大单元140放大后输出。
继续参考图3，第一阻抗-相位变换模块120还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第一耦合电感线圈101的第五端电连接，第二电容C2的第二端接地。其中，第二电容C2用于调整第一耦合电感线圈101第三端和第四端的相位，以使得第一路子射频信号和第二子射频信号的相位相反。换句话说，由于第一功率放大单元130和第二功率放大单元140具有非线性特性，第一路子射频信号和第二路子射频信号经过功率放大后，会产生谐波失真的现象。因此，通过第二电容C2将第一路子射频信号和第二路子射频信号的相位调整为反相，使得第一路子射频信号和第二路子射频信号在通过第二阻抗-相位变换模块210进行合成时，能够使得偶次谐波反相合成而相互抵消，而基波信号会同相合成形成目标射频信号DRFS，从而使得射频功率放大器PA具有抑制偶次谐波的功能。进而提高第一阻抗-相位变换模块120输出信号的线性输出功率。
当然，在其他实施例中，第一耦合电感线圈101的第五端还可以直接接地，通过对第一耦合电感线圈101设计同样能够起到调整输出信号的相位作用。
可选地，图3为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图，参考图3，在上述各技术方案的基础上，第二阻抗-相位变换模块210包括第二耦合电感线圈201、第二电感L2和第三电容C3；
第二耦合电感线圈201的第一端通过第一键合线阵列310连接第一功率放大单元130的第二端c2，第二耦合电感线圈201的第二端通过第二键合线阵列320连接第二功率放大单元140的第二端；第二电感L2的第一端接入电源电压VCC，第二电感L2的第二端与第二耦合电感线圈201的第三端电连接，所述第三电容C3的第一端与所述第二耦合电感线圈201的第三端电连接，所述第三电容C3的第二端接地，所述第二耦合电感线圈201的第四端输出所述目标射频信号。
具体地，第二耦合电感线圈201的第一端和第二端为信号输入端，分别通过第一键合线阵列310和第二键合线阵列320与第一功率放大单元130和第二功率放大单元140连接，用于接收第一功率放大单元130和第二功率放大单元140输出放大后的第一路子射频信号和第二路子射频信号。电源电压VCC用于为第二耦合电感线圈201提供激励，并通过第二电感L2进行扼流，第三电容C3为去耦电容，连接在第二耦合电感线圈201的第二端，结合第二电感L2，防止直流电源与射频信号相互影响，以提高电源电压VCC的稳定性。第二耦合电感线圈201的第四端为信号输出端，与滤波器220连接，第二耦合电感线圈201用于将第一耦合电感线圈101输出的两路子射频信号合并为一路射频信号，并由第二阻抗-相位变换模块210或滤波器220进行阻抗匹配，形成目标射频信号DRFS输出，目标射频信号DRFS再经滤波器220进行滤波，对射频功率放大器PA输出后的信号进行工作频带以外信号的抑制或阻断。
可选地，键合线阵列还包括第三键合线阵列330，第二耦合电感线圈201的第五端通过第三键合线阵列330接地，以实现基波信号同相合成，偶次谐波反相合成，使得射频功率放大器PA具有抑制偶次谐波的功能。
当然，在其他实施例中，第二耦合电感线圈201的第五端还可以通过第四电容C4接地(如图3中虚线连接所示)，第四电容C4的第一端与第二耦合电感线圈201的第五端连接，第四电容C4的第二端接地，以调整信号相位，在此不再赘述。
可选地，图4为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图，参考图4，在上述各技术方案的基础上，第一功率放大单元130包括第一晶体管单元TJ1，第二功率放大单元140包括第二晶体管单元TJ2，第一晶体管单元TJ1的第一极通过第一隔直电容C5与第一阻抗-相位变换模块120的第三端b3电连接，第一晶体管单元TJ1的第二极与第一键合线阵列310电连接，第一晶体管单元TJ1的第三极接地，第一晶体管单元TJ1的第一极还与第一偏置电路BC1电连接。
第二晶体管单元TJ2的第一极通过第二隔直电容C6与第一阻抗-相位变换模块120的第四端b4电连接，第二晶体管单元TJ2的第二极与第二键合线阵列320电连接，第二晶体管单元TJ2的第三极接地，第二晶体管单元TJ2的第一极还与第二偏置电路BC2电连接。
其中，第一偏置电路BC1和第二偏置电路BC2用于提供偏置电压，以使得第一子射频信号通过第一晶体管单元TJ1进行放大，第二子射频信号通过第二晶体管单元TJ2进行放大。当然，在其他实施例中，第一功率放大单元130可以由多个第一晶体管单元TJ1并联形成，第二功率放大单元140可以由多个第二晶体管单元TJ2并联形成，以提高功率放大能力。
进一步地，驱动功率放大模块110包括第三晶体管单元TJ3、第三偏置电路BC3和第三隔直电容C7，用于对接收到的射频信号RFS的功率进行放大。在本实施例中，驱动功率放大模块110也可以为多个驱动功率放大模块的级联形式，以增强驱动功率放大模块110的功率放大能力。
可选地，为了降低第一耦合电感线圈101和第二耦合电感线圈201的设计难度，可以通过匹配网络实现信号的阻抗匹配。图5为本发明实施例提供的另一种射频功率放大器的结构示意图，参考图5，射频功率放大器PA还包括第一匹配模块MN1、第二匹配模块MN2和第三匹配模块MN3；第一匹配模块MN1连接于第一阻抗-相位变换模块120的第三端b3和第一功率放大单元130的第一端c1之间，第二匹配模块MN2连接于第一阻抗-相位变换模块120的第四端b4和第二功率放大单元140的第一端d1之间，第三匹配模块MN3与第二阻抗-相位变换模块210第四端e4电连接。
具体地，第一匹配模块MN1用于实现第一阻抗-相位变换模块120与第一功率放大单元130之间的阻抗匹配，第二匹配模块MN2用于实现第一阻抗-相位变换模块120与第二功率放大单元140之间的阻抗匹配，第三匹配模块MN3用于实现第二阻抗-相位变换模块210与滤波器220之间的阻抗匹配，以使得放大后的射频信号具有较高的输出功率。
在本实施例中，第二芯片20中集成第二阻抗-相位变换模块210与滤波器220的工艺与SOI工艺、CMOS工艺等兼容。
本发明实施例还提供了一种射频功率放大器的功率放大方法，用于控制本发明任意实施例所提供的射频功率放大器对射频信号进行功率放大。结合图1，该射频功率放大器PA包括第一芯片10和第二芯片20，第一芯片10通过键合线阵列与第二芯片20连接；第一芯片10包括驱动功率放大模块110、第一阻抗-相位变换模块120、第一功率放大单元130和第二功率放大单元140，第二芯片20包括第二阻抗-相位变换模块210和滤波器220，键合线阵列包括第一键合线阵列310和第二键合线阵列320；驱动功率放大模块110的第一端a1接收射频信号，驱动功率放大模块110的第二端a2与第一阻抗-相位变换模块120的第一端b1电连接，第一阻抗-相位变换模块120的第二端b2接入电源电压VCC，第一阻抗-相位变换模块120的第三端b3与第一功率放大单元130的第一端c1电连接，第一阻抗-相位变换模块120的第四端b4与第二功率放大单元140的第一端d1电连接；第二阻抗-相位变换模块210的第一端e1通过第一键合线阵列310连接第一功率放大单元130的第二端c2，第二阻抗-相位变换模块210的第二端e2通过第二键合线阵列320连接第二功率放大单元140的第二端d2，第二阻抗-相位变换模块210的第三端e3接入电源电压VCC，第二阻抗-相位变换模块210的第四端与所述滤波器220电连接。
图6为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的功率放大方法的流程图，参考图6，本发明实施例提供的射频功率放大器的功率放大方法包括：
S110、第一阻抗-相位变换模块将驱动功率放大模块接收到的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号。
S120、第一功率放大单元和第二功率放大单元分别对第一路子射频信号和第二路子射频信号进行放大。
S130、第二阻抗-相位变换模块将放大后的第一路子射频信号和第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过滤波器输出。
具体地，结合图1-图5，驱动功率放大模块110的第一端a1接收射频信号RFS，第一阻抗-相位变换模块120将经过驱动功率放大模块110放大后的射频信号RFS拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号，第一路子射频信号和第二路子射频信号分别经过第一匹配模块MN1和第二匹配模块MN2进行阻抗匹配、相位调整后，分别进入第一功率放大单元130和第二功率放大单元140进行功率放大，其中第一路子射频信号和第二路子射频信号的相位互为反相。经过功率放大后的第一路子射频信号和第二路子射频信号分别通过第一键合线阵列310和第二键合线阵列320进入第二阻抗-相位变换模块210，第二阻抗-相位变换模块210将放大后的第一路子射频信号和第二路子射频信号合成为一路射频信号(目标射频信号DRFS)，并进过第三匹配模块MN3输出到滤波器220，经过功率放大后合并为一路的射频信号通过滤波器220对工作频带外信号进行抑制或阻断后输出，实现杂散和谐波的抑制。
可选地，本发明实施例还提供了一种射频前端模组，包括本发明任意实施例所提供的射频功率放大器，图7为本发明实施例提供的一种射频前端模组的结构示意图，参考图7，射频功率放大器PA通过射频选择开关SW将射频信号RFS发射至天线(TX通道)，天线也可以接收外界的射频信号(RX通道)。射频功率放大器PA集成了滤波器，实现滤波器与功率放大器的高度集成，使得射频功率放大器PA具有功率放大的功能同时，还有对杂散和谐波的抑制功能，能够有效的提高射频前端的集成度，减少射频前端占用面积和体积，适用范围广，安全可靠。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：第一芯片和第二芯片，所述第一芯片通过键合线阵列与所述第二芯片连接；所述第一芯片包括驱动功率放大模块、第一阻抗-相位变换模块、第一功率放大单元和第二功率放大单元；
所述驱动功率放大模块的第一端接收射频信号，所述驱动功率放大模块的第二端与所述第一阻抗-相位变换模块的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第二端接入电源电压，所述第一阻抗-相位变换模块的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块用于将所述驱动功率放大模块输出的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号；
所述第二芯片集成有第二阻抗-相位变换模块和滤波器，所述键合线阵列包括第一键合线阵列和第二键合线阵列，所述第二阻抗-相位变换模块的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第三端接入所述电源电压，所述第二阻抗-相位变换模块的第四端与所述滤波器电连接，所述第二阻抗-相位变换模块用于将所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过所述滤波器输出。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一阻抗-相位变换模块包括第一耦合电感线圈、第一电容和第一电感；
所述第一耦合电感线圈的第一端与所述驱动功率放大模块的第二端电连接，所述第一电感的第一端接入所述电源电压，所述第一电感的第二端与所述第一耦合电感线圈的第二端电连接，所述第一电容的第一端与所述第一耦合电感线圈的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地；
所述第一耦合电感线圈的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一耦合电感线圈的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接。
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一阻抗-相位变换模块还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一耦合电感线圈的第五端电连接，所述第二电容的第二端接地。
4.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第二阻抗-相位变换模块包括第二耦合电感线圈、第二电感和第三电容；
所述第二耦合电感线圈的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二耦合电感线圈的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二电感的第一端接入所述电源电压，所述第二电感的第二端与所述第二耦合电感线圈的第三端电连接，所述第三电容的第一端与所述第二耦合电感线圈的第三端电连接，所述第三电容的第二端接地，所述第二耦合电感线圈的第四端输出所述目标射频信号。
5.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述键合线阵列还包括第三键合线阵列，所述第二耦合电感线圈的第五端通过所述第三键合线阵列接地。
6.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第二阻抗-相位变换模块还包括第四电容，所述第四电容的第一端与所述第二耦合电感线圈的第五端电连接，所述第四电容的第二端接地。
7.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器还包括第一匹配模块、第二匹配模块和第三匹配模块；
所述第一匹配模块连接于所述第一阻抗-相位变换模块的第三端和所述第一功率放大单元的第一端之间，所述第二匹配模块连接于所述第一阻抗-相位变换模块的第四端和所述第二功率放大单元的第一端之间，所述第三匹配模块连接于所述第二阻抗-相位变换模块第四端和所述滤波器之间。
8.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一芯片的衬底包括砷化镓晶圆，所述第二芯片的衬底包括高阻硅晶圆。
9.一种射频功率放大器的功率放大方法，其特征在于，所述射频功率放大器包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片通过键合线阵列与所述第二芯片连接；所述第一芯片包括驱动功率放大模块、第一阻抗-相位变换模块、第一功率放大单元和第二功率放大单元，所述第二芯片集成有第二阻抗-相位变换模块和滤波器，所述键合线阵列包括第一键合线阵列和第二键合线阵列；所述驱动功率放大模块的第一端接收射频信号，所述驱动功率放大模块的第二端与所述第一阻抗-相位变换模块的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第二端接入电源电压，所述第一阻抗-相位变换模块的第三端与所述第一功率放大单元的第一端电连接，所述第一阻抗-相位变换模块的第四端与所述第二功率放大单元的第一端电连接；所述第二阻抗-相位变换模块的第一端通过所述第一键合线阵列连接所述第一功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第二端通过所述第二键合线阵列连接所述第二功率放大单元的第二端，所述第二阻抗-相位变换模块的第三端接入所述电源电压，所述第二阻抗-相位变换模块的第四端与所述滤波器电连接；
所述射频功率放大器的功率放大方法包括：
所述第一阻抗-相位变换模块将所述驱动功率放大模块接收到的射频信号拆分为第一路子射频信号和第二路子射频信号；
所述第一功率放大单元和所述第二功率放大单元分别对所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号进行放大；
所述第二阻抗-相位变换模块将放大后的所述第一路子射频信号和所述第二路子射频信号合成为目标射频信号，并通过所述滤波器输出。
10.一种射频前端模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的射频功率放大器。
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