CN114629523A - 高集成射频前端芯片及基站用射频前端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种高集成射频前端芯片及基站用射频前端，高集成射频前端芯片包括：输入端口与输出端口，来自基站天线的射频信号经输出端口被发送至收发信机的反馈通道；放大器，用于对射频信号进行放大处理；滤波器，用于对射频信号进行滤波处理；第一射频开关，连接于输入端口，用于与放大器的第一端以及负载元件可切换地连接；第二射频开关，连接于输出端口，用于与放大器第二端及发射通道可切换地连接，当第一射频开关与放大器的第一端连接，第二射频开关与放大器第二端连接时，建立第一反馈检测通道；当第一射频开关负载元件连接，且第二射频开关与发射通道连接时，建立第二反馈检测通道。本申请实施例有利于降低基站用射频前端的成本。

Description

高集成射频前端芯片及基站用射频前端

技术领域

本申请实施例涉及无线通信领域，特别涉及一种高集成射频前端芯片及基站用射频前端。

背景技术

随着5G通信时代的到来，5G网络的建设越来越重要，其中，5G基站是5G网络建设不可或缺的一环。由于5G频率高，在远距离传输时损耗大，且容易因障碍物导致能量损失，故5G网络的搭建不仅需要宏基站的建设，更需要大数量的微基站进行组网。

在微基站构成中，射频前端是其中重要的组成部分，射频前端包括收发信机、发射通道以及接收通道，发射通道用于向基站天线发送射频信号，接收通道用于接收来自基站天线的射频信号，并将射频信号发送至收发信机进行采样处理。为了对发射通道中发射的射频信号的各种数据进行检测，例如发射功率、反射功率以及一些数字算法功能进行检测，需要在发射通道与收发信机的反馈通道之间以及接收通道与收发信机的反馈通道之间建立反馈检测通道，以使发射通道中发射的射频信号被传输至反馈通道中，并进行检测。

然而，目前存在基站中的射频前端的整体尺寸较大且成本较高的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种高集成射频前端芯片及基站用射频前端，至少有利于改善目前基站中的射频前端整体尺寸较大且成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种高集成射频前端芯片，包括：高集成射频前端芯片包括：输入端口以及输出端口，输入端口用于接收来自基站天线的射频信号，射频信号经由输出端口被发送至收发信机的反馈通道；放大器，放大器用于对经由输入端口传输的射频信号进行放大处理；滤波器，滤波器用于对经由输入端口传输的射频信号进行滤波处理；第一射频开关，第一射频开关的第一端连接于输入端口，第一射频开关的第二端用于与放大器的第一端以及负载元件可切换地连接；第二射频开关，第二射频开关的第一端连接于输出端口，第二射频开关的第二端用于与放大器第二端以及外部的射频信号发射通道可切换地连接，第一射频开关以及第二射频开关被配置为：当第一射频开关切换至与放大器的第一端连接，且第二射频开关切换至与放大器第二端连接时，建立第一反馈检测通道；当第一射频开关切换至与负载元件连接，且第二射频开关切换至与发射通道连接时，建立第二反馈检测通道。

另外，还包括：裸片，放大器、滤波器、第一射频开关以及第二射频开关集成于同一裸片上。

另外，还包括：互联的两个裸片，其中，放大器与第一射频开关集成于其中一裸片上，滤波器与第二射频开关集成于另一裸片上。

另外，还包括：封装结构，封装结构包覆裸片。

另外，第一射频开关为单刀双掷开关。

另外，第二射频开关为单刀双掷开关。

另外，第二射频开关包括：多个输出端以及多个输入端，多个输出端用于与收发信机中的反馈通道以及接收通道对应连接，输入端用于与放大器以及射频信号发射通道可切换地连接，其中，输出端的个数为M，输入端的个数为N，其中，M＞1，N＞1。

另外，滤波器的第一端连接于放大器的第二端，滤波器的第二端连接于第二射频开关的第二端。

另外，滤波器的第一端连接于第一射频开关的第二端，滤波器的第二端连接于放大器的第一端。

相应地，本申请实施例还提供一种基站用射频前端，包括：基站天线、收发信机、接收通道以及发射通道，接收通道包括上述任一项所述的高集成射频前端芯片；收发信机通过接收通道与基站天线进行通讯连接，收发信机包括多个反馈通道，反馈通道用于对经由发射通道发射的射频信号对应的待检测数据进行检测；第二射频开关第一端与收发信机中的反馈通道连接，第二射频开关的第二端切换与发射通道以及接收通道的连接，第二射频开关与第一射频开关被配置为：当第一射频开关切换至与接收通道连接，且第二射频开关切换至与接收通道连接时，在接收通道与反馈通道之间建立第一反馈检测通道；当第一射频开关切换至与负载元件连接，且第二射频开关切换至与发射通道连接时，在发射通道与反馈通道之间建立第二反馈检测通道。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供的高集成射频前端芯片的技术方案中，在射频前端芯片上集成放大器、第一射频开关、第二射频开关以及滤波器，其中，第一射频开关的第一端与射频前端芯片的输入端口连接，第二端用于切换与放大器以及负载元件之间的连接；第二射频开关的第一端与射频前端芯片的输出端口连接，第二端与放大器以及外部的射频信号发射通道可切换地连接，如此，当第二射频开关以及第一射频开关均切换至与放大器进行连接时，可以进行射频信号的接收，输入端口与收发信机的反馈通道建立连接，形成第一反馈检测通道，对射频信号的反射功率进行检测；当第二射频开关与外部的射频信号发射通道连接，且第一射频开关与负载元件进行连接时，发射通道中的射频信号经由第二射频开关的第二端传输至第二射频开关的第一端，并将射频信号经由输出端口传输至收发信机的反馈通道中，形成第二反馈检测通道，对射频信号的发射功率进行检测。也就是说，通过切换第一射频开关与第二射频开关的连接方式，可以对射频信号形成不同的输送通路，从而建立多个反馈检测通道，如此，可以省去外部的五选一开关，无需为外部的五选一开关进行独立封装，在不增加当前射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。此外，将滤波器集成在射频前端芯片中，从而无需为滤波器进行独立封装，进一步减小了射频前端的面积以及成本。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为一种射频前端的结构示意图；

图2为一种射频前端的电路连接示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的一种电路连接示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的另一种电路连接示意图；

图6为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第二反馈检测通道时对应的电路连接示意图；

图7为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成射频信号接收通道时对应的电路连接示意图；

图8为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的电路连接示意图；

图9为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成第二反馈检测通道时对应的电路连接示意图；

图10为本申请一实施例提供的又一种高集成射频前端芯片的结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的再一种高集成射频前端芯片的结构示意图；

图12为本申请另一实施例提供的一种基站用射频前端的电路连接示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，目前的射频前端存在整体尺寸较大且成本较高的问题。

分析发现，导致目前的射频前端设备的整体尺寸较大且成本较高的原因之一在于，目前，射频前端包括射频前端芯片，射频前端芯片位于接收通道中，用于接收来自基站天线的射频信号，并将射频信号发送至收发信机中。在射频信号发射过程中，需要进行各种数据的检测，例如发射功率的检测，反射功率的检测和一些数字算法功能的检测，这些数据的检测需要在收发信机的反馈通道中进行，由于需要对一个发射通道中的射频信号进行多种不同的数据的检测，因此，需要在射频前端芯片与收发信机的反馈通道之间建立多个反馈检测通道，从而对多种数据进行一一检测。目前在建立多个反馈检测通道时，通常是在射频前端芯片外部设置一个五选一开关或者四选一开关。

具体可参考图1以及图2，图1为一种射频前端的结构示意图；图2为一种射频前端的电路连接示意图。以一个五选一开关10对两个发射通道的发射功率以及反射功率进行检测为例，五选一开关10包括5个输入端以及输出端，输出端与5个输入端可切换地连接。射频前端设备包括：基站天线、发射通道、接收通道以及收发信机11。发射通道包括：前置放大器12以及功率放大器13，功率放大器13的第一端用于接收射频信号，功率放大器13的第二端用于输出射频信号。接收通道包括射频前端芯片14以及滤波器15，射频前端芯片14包括：放大器16以及射频开关17，射频开关17的第一端用于接收射频信号，射频开关17的第二端用于与接收通道以及发射通道可切换地连接。发射通道、接收通道以及基站天线之间通过环形器18连接，以使射频信号的传输路径为：由发射通道传输至基站天线；由基站天线传输至接收通道。具体地，环形器18的第一端与基站天线连接，环形器18的第二端与射频开关17的第一端连接，环形器18的第三端与发射通道中的功率放大器13的第一端连接。

射频前端的具体连接示意图可参考图2，图2中的射频前端仅示出了4个发射通道以及4个接收通道，实际上，对于5G基站而言，可以有64个发射通道以及64个接收通道。4个发射通道分别记为：发射通道TX1、发射通道TX2、发射通道TX3以及发射通道TX4，4个接收通道分别记为：接收通道RX1、接收通道RX2、接收通道RX3以及接收通道RX4。收发信机中包括接收通道ADC1、接收通道ADC3、反馈通道ADC2以及反馈通道ADC4。这里以发射通道TX1、发射通道TX2、接收通道RX1以及接收通道RX2为例进行说明。

参考图2，五选一开关10中的输入端的数量为5个，其中，输入端1与接收通道RX1的射频开关的第二端连接，输入端2与发射通道TX1的功率放大器13的第二端连接，输入端3与发射通道TX2的放大器连接，输入端4与发射通道TX2的射频开关的第二端连接，输入端5与发射通道TX2的功率放大器的第一端连接。五选一开关10中的输出端与收发信机的反馈通道连接，当输入端1、输入端2、输入端3、输入端4以及输入端5分别与输出端连接时，形成不同的通路。

具体地，在射频前端中形成不同的反馈检测通道以对发射通道TX1以及发射通道TX2中发射的射频信号的发射功率以及反射功率进行检测的原理如下：

在射频信号接收阶段，接收通道RX1中的射频开关17的第二端与放大器16的第一端连接，从而连通基站天线与接收通道RX1，接收通道RX1接收来自基站天线的射频信号并传输至收发信机11的接收通道ADC1中进行采样。

在射频信号发射阶段，发射通道TX1接收来自收发信机11的射频信号，并传输至基站天线中，由于五选一开关10的输入端2与发射通道TX1的功率放大器13的第二端连接，因此，当五选一开关10的输出端切换至与输入端2连接时，发射通道TX1中传输的射频信号将通过输入端2传输至五选一开关10的输出端，并由五选一开关10的输出端传输至收发信机11的反馈通道ADC2中，进行发射通道TX1对应的发射功率FWD1的检测，由此形成发射功率FWD1的反馈检测通道。值得注意的是，发射功率FWD1的反馈检测通道也可以用于对射频信号的数字预失真（DPD，Digital pre- distortion）数据进行检测。

当发射通道TX1中传输的射频信号经由环形器18传输至基站天线的过程中，由于部分基站天线损坏等原因，部分射频信号通过环形器18被反射回来，基于环形器18的特性，反射回来的射频信号由环形器18的第一端传输至环形器18的第二端，此时，接收通道RX1中的射频开关17的第二端切换至与五选一开关的输入端1连接，由于接收通道RX1中的射频开关的第二端与五选一开关的输入端1连接。因此，被反射回来的射频信号将经由环形器18的第二端传输至射频开关17的第二端，再经由射频开关17的第二端被传输至五选一开关10的输入端1，并经由五选一开关10的输出端传输至收发信机11的反馈通道ADC2中，进行发射通道TX1对应的反射功率REV1的检测，由此形成反射功率REV1的反馈检测通道。

五选一开关10中的输入端3与接收通道RX2连接，在射频信号接收阶段，接收通道RX2中的射频开关17的第二端与放大器16的第一端连接，从而连通基站天线与接收通道RX2，接收通道RX2接收来自基站天线的射频信号并传输至收发信机11的反馈通道ADC2中进行采样，也就是说，收发信机11中的反馈通道ADC2既可以作为反馈通道，也可以作为接收通道，对接收通道RX2的接收的射频信号进行采样。

五选一开关10对发射通道TX2的射频信号的发射功率以及反射功率检测与五选一开关10对发射通道TX1的射频信号的发射功率以及反射功率的检测原理相同。

具体地，在射频信号发射阶段，对发射通道TX2中发射的射频信号的发射功率FWD2进行检测时，五选一开关10的输出端切换至与输入端5连接。

对发射通道TX2中发射的射频信号的反射功率REV2进行检测时，接收通道RX2中的射频开关的第二端切换至与五选一开关10的输入端4连接。

对发射通道TX3、发射通道TX4的射频信号的发射功率以及反射功率进行检测的原理与对发射通道TX1、发射通道TX2的射频信号的发射功率以及反射功率进行检测的原理相同，以下不再赘述。

由上述分析可知，1个五选一开关10用于对两个发射通道的发射功率以及反射功率进行检测，对于5G中普遍使用的64T64R收发天线来说，需要设置32个五选一开关。由于五选一开关10单独设置在接收通道中，需要与射频前端芯片14（参考图1）单独进行封装，比较占用空间，从而增加了射频前端设备的面积以及成本。此外，参考图1以及图2，在接收通道中，还需设置滤波器15，用于对接收的射频信号进行滤波处理。对于64T64R收发天线来说，需要设置64个滤波器15，而由于滤波器15设置在单独的芯片上，需要进行单独封装，进一步增加了射频前端的面积以及制备成本。

本申请的发明人发现，目前的射频前端芯片中，除了射频开关以及放大器所占用的面积之外，还有较多可利用空间，基于此，本申请实施例提供一种高集成射频前端芯片，在射频前端芯片上集成放大器、第一射频开关、第二射频开关以及滤波器，其中，第一射频开关的第一端与射频前端芯片的输入端口连接，第二端用于切换放大器以及负载元件的连接；第二射频开关的第一端与射频前端芯片的输出端口，第二端与放大器以及外部的射频信号发射通道可切换地连接，如此，当第二射频开关以及第一射频开关均切换至与放大器进行连接时，可以进行射频信号的接收，输入端口与收发信机的反馈通道建立连接，形成第一反馈检测通道；当第二射频开关与外部的射频信号发射通道连接，且第一射频开关与负载元件进行连接时，发射通道中的射频信号经由第二射频开关的第二端传输至第二射频开关的第一端，并将射频信号经由输出端口传输至收发信机的反馈通道中，形成第二反馈检测通道。也就是说，通过切换第一射频开关与第二射频开关的连接方式，可以对射频信号形成不同的输送通路，从而建立多个反馈检测通道，如此，可以省去外部的五选一开关，无需为外部的五选一开关进行独立封装，在不增加当前射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。此外，将滤波器集成在射频前端芯片中，从而无需为滤波器进行独立封装，进一步减小了射频前端的面积以及成本。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图3为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片的结构示意图，图4为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的一种电路连接示意图，图5为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的另一种电路连接示意图，图6为本申请一实施例提供的一种高集成射频前端芯片用于形成第二反馈检测通道时对应的电路连接示意图。

参考图3至图6，高集成射频前端芯片包括：输入端口以及输出端口，输入端口用于接收来自基站天线的射频信号，射频信号经由输出端口被发送至收发信机101的反馈通道20；放大器103，放大器103用于对经由输入端口传输的射频信号进行放大处理；滤波器104，滤波器104用于对经由输入端口传输的射频信号进行滤波处理；第一射频开关105，第一射频开关105的第一端连接于输入端口，第一射频开关105的第二端用于与放大器103的第一端以及负载元件106可切换地连接；第二射频开关107，第二射频开关107的第一端连接于输出端口，第二射频开关107的第二端用于与放大器103第二端以及外部的射频信号发射通道可切换地连接，第一射频开关105以及第二射频开关107被配置为：当第一射频开关105切换至与放大器103的第一端连接，且第二射频开关107切换至与放大器103第二端连接时，建立第一反馈检测通道；当第一射频开关105切换至与负载元件106连接，且第二射频开关107切换至与发射通道连接时，建立第二反馈检测通道。

基站用于为手机等设备提供无线通信信号，例如射频信号，基站天线为基站的组成设备之一，用于接收手机等设备所发射的射频信号并传输至射频前端进行处理，还用于将处理后的射频信号发送至手机等设备中，从而完成无线通信。本申请实施例提供的高集成射频前端芯片应用于基站射频前端，使得基站的建设成本大大降低。具体地，本申请实施例提供的高集成射频前端芯片中集成了第一射频开关105、第二射频开关107、放大器103以及滤波器104，当第二射频开关107以及第一射频开关105均切换至与放大器103进行连接时，可以进行射频信号的接收，同时，形成第一反馈检测通道，第一反馈检测通道可以用于检测射频信号的反射功率；当第二射频开关107与射频信号发射通道连接，且第一射频开关105与负载元件106进行连接时，形成第二反馈检测通道，第二反馈检测通道可以用于检测射频信号的发射功率。也就是说，通过在高集成射频前端芯片中同时集成第一射频开关105以及第二射频开关107，可以省去目前的射频前端中用于形成多个反馈检测通路的五选一开关，从而无需为外部的五选一开关进行独立封装。由于目前的高集成射频前端芯片中具有较多的可利用空间，因此，利用目前的高集成射频前端芯片中的多余空间集成第二射频开关107以及滤波器104，使得在不增加目前的射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。

输入端口可以用于与基站天线连接，接收来自基站天线的射频信号，具体地，输入端口可以通过环形器108与基站天线建立通信连接。输出端口可以用于与收发信机101连接，用于将射频信号传输至收发信机101的反馈通道20中，射频信号包括但不限于：2G信号、3G信号、4G信号或者5G信号。第一射频开关105的第一端连接于输入端口，当第一射频开关105的第二端切换至与放大器103的第一端连接，且第二射频开关107的第二端切换至与放大器103的第二端连接时，放大器103、滤波器104通过第一射频开关105与输入端口连接，通过第二射频开关107与输出端口连接，从而形成一条接收射频信号的通道，将经由输入端口接收的射频信号经第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107传输至输出端口，再由输出端口将射频信号传输至收发信机101的接收通道中进行采样处理。值得注意的是，在一些实施例中，收发信机101中的反馈通道20与接收通道可以复用，即收发信机101中的反馈通道20也可以作为射频信号的接收通道，对射频信号进行采样处理。

在一些实施例中，第一射频开关105可以为单刀双掷开关，即第一射频开关105为二选一开关，第一射频开关105的第一端包括1个输入端a，连接于输入端口，用于接收射频信号，第一射频开关105的第二端包括2个输出端，分别记为输出端b以及输出端c，其中，输出端b连接于负载元件106，输出端c连接于放大器103的第一端，当第一射频开关105的输入端a切换与2个输出端的连接时，实现与放大器103以及负载元件106可切换地连接。

在一些实施例中，第二射频开关107为单刀双掷开关，即第二射频开关107为二选一开关，第二射频开关107的第一端包括1个输出端d，连接于输出端口，用于将射频信号传输至收发信机101的反馈通道20中，第二射频开关107的第二端包括2个输入端，分别记为输入端e以及输入端f，其中，输入端e连接于发射通道，具体可以连接于发射通道中的功率放大器109，输入端f连接于放大器103的第二端。在一些实施例中，滤波器104的第一端与放大器103的第二端之间可以通过连接于放大器103第二端以及输入端f之间的滤波器104进行连接。当第二射频开关107的输出端d切换与2个输入端的连接时，实现与放大器103以及发射通道可切换地连接。值得注意的是，当第二射频开关107的第一端仅包括1个输出端d时，仅能与收发信机101中的反馈通道20进行连接，为了收发信机101对来自基站天线的射频信号的正常接收，设置收发信机101中与第二射频开关107的输出端d连接的反馈通道20与接收通道复用。也就是说，收发信机101中的反馈通道20既可以用于对发射通道中的射频信号进行检测，又可以对来自基站天线的射频信号进行正常接收并采样。即仅需对第二射频开关107切换2种不同的连接方式，即可以实现第一反馈检测通道、第二反馈检测通道以及射频信号接收通道的切换，简化射频前端芯片的电气连接。

具体地，当第一射频开关105与第二射频开关107均为单刀双掷开关时，切换第一射频开关105与第二射频开关107的连接方式以形成第一反馈检测通道以及第二反馈检测通道的具体方式如下：

参考图4，在一些实施例中，形成第一反馈检测通道时：第一射频开关105的输入端a切换至与输出端c连接，即切换至与放大器103的第一端连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接，即切换至与放大器103的第二端连接，从而将输入端口、放大器103、滤波器104以及输出端口连接起来，形成射频信号传输通道。可以理解的是，由于输入端口接收来自基站天线的射频信号，因此，当第一射频开关105的输入端a切换至与输出端c连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接时，形成的第一反馈检测通道也可以作为射频信号接收通道，以进行正常的射频信号接收步骤。第一反馈检测通道可以用于进行射频信号的反射功率的检测。具体地，当发射通道所发射的射频信号发送至基站天线的过程中，由于部分基站天线可能存在损坏等原因，发射的部分射频信号会被反射回来，而反射的射频信号被输入端口接收并通过输出端口发送至收发信机101中。也就是说，反射的射频信号的传输路径与正常的射频信号接收通道复用，因此，第一反馈检测通道可以将反射的射频信号传输至收发信机101的反馈通道20中以进行检测。

参考图5，在另一些实施例中，形成第一反馈检测通道时：第一射频开关105的输入端a也可以切换至与输出端b连接，即切换至与负载元件106连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接，即切换至与放大器103的第二端连接。当反射回来的射频信号经过第一射频开关105传输至负载元件106时，基于第一射频开关105的耦合度，部分经过第一射频开关105的射频信号会由输出端c传输至放大器103中，经过放大器103的增益后，该射频信号会被传输至收发信机101中的反馈通道20中进行检测。

参考图6，形成第二反馈检测通道：第一射频开关105的输入端a切换至与输出端b连接，即切换至与负载元件106连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端e连接，即切换至与发射通道连接。由于第一射频开关105切换至与负载元件106连接，因此，从输入端口至放大器103的通路被切断，此时，第一反馈检测通道不工作。射频信号的传输路径为：由发射通道传输至第二射频开关107的输入端e至第二射频开关107的输出端d至输出端口，再经由输出端口被发送至收发信机101的反馈通道20中。也就是说，第二反馈检测通道中所传输的射频信号为来自发射通道的实际发射的射频信号，因此，第二反馈检测通道可以用于检测射频信号的发射功率以及数字预失真。

值得注意的是，在形成第二反馈检测通道时，设置第一射频开关105切换至与负载元件106连接，一方面，可以使第一反馈检测通道不工作，另一方面，负载元件106起到稳压保护的作用，防止第一反馈检测通道被击穿而失效。在一些实施例中，负载元件106可以是电阻。

图7为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成射频信号接收通道时对应的电路连接示意图；图8为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成第一反馈检测通道时对应的电路连接示意图；图9为本申请一实施例提供的另一种高集成射频前端芯片用于形成第二反馈检测通道时对应的电路连接示意图。

参考图7至图9，在另一些实施例中，第二射频开关107可以包括：多个输出端以及多个输入端，多个输出端用于与收发信机101中的反馈通道20以及接收通道对应连接，输入端用于与放大器103以及射频信号发射通道可切换地连接，其中，输出端的个数为M，输入端的个数为N，其中，M＞1，N＞1。由于第二射频开关107具有多个输出端，因此，可以设置多个输出端分别与收发信机101中的反馈通道20以及接收通道21连接，当需要进行正常的射频信号接收时，切换第二射频开关107与收发信机101中的接收通道21连接，完成对来自基站天线的射频信号的正常采样。当需要对发射通道所发射的射频信号的数据进行检测时，切换第二射频开关107与收发信机101中的反馈通道20连接，从而实现对射频信号的数据的检测。也就是说，可以基于收发信机101的类型调整第二射频开关107的类型，以使本申请实施例提供的高集成射频前端芯片可以实现多个反馈检测通道的切换。

具体地，以M为2以及N为2，且滤波器104的第一端与放大器103的第二端连接，滤波器104的第二端与第二射频开关107的第二端可切换地连接为例。第二射频开关107中具有2个输入端以及输出端，分别记为：输入端g、输入端h、输出端i以及输出端j。其中，输入端g连接于滤波器104的第二端，输入端h连接于发射通道，输出端i连接于收发信机101的接收通道21，输出端j连接于收发信机101的反馈通道20。在一些实施例中，当滤波器104的第一端与第一射频开关105的第二端可切换地连接，滤波器104的第二端与放大器103的第一端连接时，输入端g也可以连接于放大器103的第二端。

参考图7，当进行正常的射频信号接收时：第二射频开关107的输入端g切换至与输出端i连接，即第二射频开关107的第一端连接于收发信机101的接收通道21，第二射频开关107的第二端连接于滤波器104。同时，第一射频开关105的输入端a连接于输出端c，即第一射频开关105切换至与放大器103连接。由此在基站天线与收发信机101的接收通道21之间形成了一条射频信号接收通道。

当对发射通道发射的射频信号进行检测时，形成第一反馈检测通道的连接方式如下：

参考图8，第二射频开关107的输入端g切换至与输出端j连接，即第二射频开关107的第一端连接于收发信机101的反馈通道20，第二射频开关107的第二端连接于滤波器104的第二端。第一射频开关105的输入端a连接于输出端c，即第一射频开关105切换至与放大器103连接。由此在基站天线与收发信机101的接收通道之间形成了第一反馈检测通道。

参考图9，形成第二反馈检测通道的连接方式如下：

第二射频开关107的输入端h切换至与输出端j连接，即第二射频开关107的第一端连接于收发信机101的反馈通道20，第二射频开关107的第二端连接于发射通道，具体可以与发射通道中的功率放大器109连接。同时，第一射频开关105的输入端a连接于输出端b，即第一射频开关105切换至与负载元件106连接，由此在发射通道与收发信机101的反馈通道20之间形成第二反馈检测通道。

继续参考图3，放大器103对输入端口接收的射频信号进行放大处理，在一些实施例中，放大器103可以是低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA），低噪声放大器一方面可以减少杂波干扰，提高射频前端芯片对射频信号进行接收时的灵敏度；另一方面可以放大来自基站天线的射频信号，保证基站射频前端正常工作。在一些实施例中，为了增大对射频信号的放大倍数以满足需求，可以设置放大器103的数量为多个，从而构成多级放大器103，例如可以为2个或者更多。

滤波器104用于对来自基站天线的射频信号进行滤波处理，以使射频信号中的特定频率成分通过而极大衰减其他频率成分，从而提高射频信号的抗干扰性及信噪比。设置滤波器104与第一射频开关105、放大器103以及第二射频开关107集成于同一芯片上，从而可以与第一射频开关105、放大器103以及第二射频开关107一起进行封装，即一方面无需进行独立封装，另一方面无需将滤波器104集成在独立的芯片上，使得在不增加目前的射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。

参考图3，在一些实施例中，滤波器104的第一端连接于放大器103的第二端，滤波器104的第二端连接于第二射频开关107的第二端。也就是说，当第一射频开关105以及第二射频开关107均切换至与放大器103连接，从而在输入端口与输出端口之间形成一条接收射频信号的通道时，经由输入端口传输的射频信号的传输路径为：输入端口、第一射频开关105、放大器103、滤波器104、第二射频开关107、输出端口。即来自基站天线的射频信号经由输入端口传输后，经第一射频开关105被传输至放大器103进行放大处理，经过放大处理的射频信号被传输至滤波器104进行滤波处理，经过滤波处理的射频信号经由第二射频开关107被传输至输出端口，再由输出端口被传输至收发信机101（参考图4）中进行采样处理。

参考图10，在另一些实施例中，滤波器104的第一端连接于第一射频开关105的第二端，滤波器104的第二端连接于放大器103的第一端。当第一射频开关105以及第二射频开关107均切换至与放大器103连接，从而在输入端口以及输出端口之间形成一条接收射频信号的通道时，射频信号的传输路径为：输入端口、第一射频开关105、滤波器104、放大器103、第二射频开关107、输出端口。具体地，来自基站天线的射频信号经由输入端口传输后，经第一射频开关105被传输至滤波器104中进行滤波处理，经过滤波处理的射频信号被传输至放大器103中进行放大处理，经过放大处理的射频信号经由第二射频开关107被传输至输出端口，再经由输出端口被传输至收发信机101（参考图4）中进行采样处理。

参考图11，在又一些实施例中，滤波器104的第一端也可以与输入端口直接连接，滤波器104的第二端与第一射频开关105的第一端连接。采用此种设计时，当第一射频开关105以及第二射频开关107均切换至与放大器103连接，从而在输入端口以及输出端口之间形成一条接收射频信号的通道时，射频信号的传输路径为：输入端口、滤波器104、第一射频开关105、放大器103、第二射频开关107、输出端口。具体地，来自基站天线的射频信号首先被传输至滤波器104中进行滤波处理，经过滤波处理的射频信号经第一射频开关105传输至放大器103中进行放大处理，经过放大处理的射频信号经由第二射频开关107被传输至输出端口，再经由输出端口被传输至收发信机101（参考图4）中进行采样处理。

值得注意的是，本申请实施例提供的高集成射频前端芯片中，设置滤波器104的第二端不与输出端口直接相连，如此，在第二射频开关107切换至与发射通道连接，且第一射频开关105切换至与负载元件106（参考图4）连接，以形成第二反馈检测通道时，可以提高通过第二反馈检测通道检测的射频信号数据的真实性。这是因为，形成第二反馈检测通道时，第二射频开关107的第二端切换至与发射通道连接，且第一射频开关105的第二端切换至与负载元件106连接，也就是说，此时形成的射频信号的传输路径为：发射通道、第二射频开关107、输出端口，即第二反馈检测通道用于传输来自发射通道所发射的射频信号，并将射频信号经由输出端口传输至收发信机101的反馈通道20中进行检测。为了使得检测到的数据可以真实的反映发射通道所发射的实际的射频信号的质量，需要第二反馈检测通道传输的射频信号为未经过处理的直接来自发射通道的射频信号。因此，设置滤波器104的第二端不与输出端口直接相连，使得在形成第二反馈检测通道之后，来自发射通道的射频信号可以经由第二射频开关107直接被传输至输出端口，而不会经过滤波器104，从而可以提高通过第二反馈检测通道所检测的射频信号数据的真实性。

在一些实施例中，高集成射频前端芯片可以包括：裸片，放大器103、滤波器104、第一射频开关105以及第二射频开关107集成于同一裸片上。值得注意的是，这里所指的裸片为未经过封装处理的裸芯片，即本申请实施例提供的高集成射频前端芯片为经过封装处理之后的裸片。设置放大器103、滤波器104、第一射频开关105以及第二射频开关107集成于同一裸片上，如此，可以减短集成于裸片上的不同元器件之间的线路连接的长度，从而减少电气连接损失，提高射频前端芯片的灵敏度。此外，将放大器103、滤波器104、第一射频开关105以及第二射频开关107集成于同一裸片上，可以对裸片的空间进行充分的利用，从而进一步减小射频前端芯片的尺寸，从而减小基站射频前端的面积。

在另一些实施例中，高集成射频前端芯片也可以包括：互联的两个裸片，其中，放大器103与第一射频开关105集成于其中一裸片上，滤波器104与第二射频开关107集成于另一裸片上。考虑到实际制备高集成射频前端芯片的工艺难度，将放大器103、第一射频开关105、滤波器104以及第二射频开关107分别集成于两个裸片上，从而降低工艺难度。两个裸片之间为互联关系，从而可以实现放大器103、第一射频开关105、滤波器104以及第二射频开关107之间的电气连接。

在又一些实施例中，也可以包括互联的三个裸片，其中，第一射频开关105与放大器103集成于其中一裸片上，滤波器104与第二射频开关107分别集成于两个裸片上。

在再一些实施例中，也可以包括互联的4个裸片，其中，第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107分别集成于4个裸片上。

可以理解的是，在一些实施例中，一个高集成射频前端芯片中可以仅包括：1个第一射频开关105、1个放大器103、1个滤波器104以及1个第二射频开关107，从而形成一条接收射频信号的通路。在另一些实施例中，一个高集成射频前端芯片中也可以包括多个：第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107，且第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107之间的连接关系相同，从而形成多条独立的接收射频信号的通路，分别用于对不同发射通道所发射的射频信号形成第一反馈检测通道以及第二反馈检测通道，例如可以是2个，如此，可以减少基站用射频前端中所使用的射频前端芯片的数量，从而进一步减小基站用射频前端的面积以及成本。其中，多个第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107可以集成于同一裸片上，也可以集成于不同裸片上。

在一些实施例中，还包括：封装结构（未图示），封装结构包覆裸片。不论第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107集成于同一裸片上，还是集成于多个裸片上，均被同一封装结构包覆在内，从而构成本申请实施例提供的高集成射频前端芯片。相较于现有技术中的需要对外部的五选一开关以及滤波器进行独立封装而言，本申请实施例提供的技术方案在目前已有的射频前端芯片中增加第二射频开关107以及滤波器104，不仅可以实现对发射通道中的射频信号进行各种数据的检测，还可以将第二射频开关107、滤波器104集成到目前的射频前端芯片中，从而被封装在一起。即在保持射频前端具有正常功能的情况下，省去对外部五选一开关以及滤波器104的独立封装，并保持当前射频前端芯片的封装尺寸不变，不仅减小了射频前端的面积，还大大减小了封装成本。具体地，在一些实施例中，封装结构可以包括封装基板以及封装膜，封装基板与裸片键合，封装膜将裸片以及集成于裸片上的第一射频开关105、第二射频开关107、放大器103以及滤波器104均封装在内。封装基板可以采用硬质封装基板，如聚合物基板、复合基板或者陶瓷基板中的任一种。封装基板也可以是柔性封装基板，柔性封装基板的材料可以是PI（聚酰亚胺）树脂或者PE（聚酯）树脂中的任一者。

上述实施例提供的高集成射频前端芯片中，集成了第一射频开关105、第二射频开关107、放大器103，当第二射频开关107以及第一射频开关105均切换至与放大器103进行连接时，可以进行射频信号的接收，同时，形成第一反馈检测通道；当第二射频开关107与射频信号发射通道连接，且第一射频开关105与负载元件106进行连接时，形成第二反馈检测通道。也就是说，通过在高集成射频前端芯片中同时集成第一射频开关105以及第二射频开关107，可以省去射频前端中用于形成多个反馈检测通路的五选一开关，从而无需为外部的五选一开关进行独立封装。利用目前的高集成射频前端芯片中的多余空间集成第二射频开关107以及滤波器104，使得在不增加目前的射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。

相应地，本申请另一实施例还提供一种基站用射频前端，具体参考图12，图12为本申请另一实施例提供的一种基站用射频前端的电路连接示意图，基站用射频前端包括：基站天线、收发信机101、接收通道以及发射通道，接收通道包括上一实施例提供的高集成射频前端芯片；收发信机101通过接收通道与基站天线进行通讯连接，收发信机101包括多个反馈通道20，反馈通道20用于对经由发射通道发射的射频信号对应的待检测数据进行检测；第二射频开关107第一端与收发信机101中的反馈通道20连接，第二射频开关107的第二端切换与发射通道以及接收通道的连接，第二射频开关107与第一射频开关105被配置为：当第一射频开关105切换至与接收通道连接，且第二射频开关107切换至与接收通道连接时，在接收通道与反馈通道20之间建立第一反馈检测通道；当第一射频开关105切换至与负载元件106连接，且第二射频开关107切换至与发射通道连接时，在发射通道与反馈通道20之间建立第二反馈检测通道。

高集成射频前端芯片位于接收通道中，当高集成射频前端芯片中的第一射频开关105切换至与放大器103的第一端连接，且第二射频开关107切换至与放大器103的第二端连接时，可以在输入端口与输出端口形成一条传输来自基站天线的射频信号的接收通道，从而使得接收通道可以实现对射频信号正常的接收。

发射通道包括功率放大器109，用于对发射通道发射的信号进行放大，以使射频信号达到足够大的射频功率，再被馈送至基站天线中。其中，功率放大器109的第一端用于接收射频信号，功率放大器109的第二端用于输出射频信号。

收发信机101中的反馈通道20可以对发射通道发射的射频信号对应的待检测数据进行检测，例如对射频信号的发射功率、反射功率以及数字预失真等数据进行检测。具体地，射频信号的发射功率是指发射通道所发射的射频信号在经过发射通道中的功率放大器109处理之后的所具有的功率；反射功率是指发射通道所发射的射频信号在馈送至基站天线的过程中，被反射回来的部分射频信号所对应的功率。图11中仅示出了4个接收通道，分别记为：RX1、RX2、RX3、RX4，以及4个发射通道，分别记为：TX1、TX2、TX3、TX4，实际上，还可以有更多的接收通道以及发射通道。

发射通道、接收通道以及基站天线之间通过环形器108连接，以使射频信号的传输路径为：由发射通道传输至基站天线；由基站天线传输至接收通道。具体地，环形器108的第一端与基站天线连接，环形器108的第二端连接于输入端口，环形器108的第三端与发射通道中的功率放大器103的第一端连接。

具体地，以接收通道RX1、发射通道TX1为例，且以第一射频开关105以及第二射频开关107均为单刀双掷开关为例，本申请另一实施例提供的基站用射频前端进行射频信号的正常接收以及对经由发射通道发射的射频信号对应发射功率、反射功率以及数字预失真数据进行检测的原理如下：

第一射频开关105的第一端包括1个输入端a，连接于环形器108的第二端，用于接收来自基站天线的射频信号，第一射频开关105的第二端包括2个输出端，其中，输出端b连接于负载元件106，输出端c连接于放大器103的第一端，当第一射频开关105的输入端a切换与2个输出端的连接时，实现与放大器103以及负载元件106可切换地连接。第二射频开关107的第一端包括1个输出端d，连接于收发信机101的反馈通道20中，第二射频开关107的第二端包括2个输入端，其中，输入端e连接于发射通道中的功率放大器109的第二端，输入端f连接于滤波器104的第二端。

接收通道工作时，第一射频开关105的输入端a切换至与输出端c连接，即切换至与放大器103的第一端连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接，即切换至与滤波器104的第二端连接，从而连接放大器103、滤波器104，并将环形器108与接收通道连通，将接收通道与收发信机101中的反馈通道20连通，反馈通道20与接收通道复用，来自基站天线的射频信号可以经由接收通道被传输至收发信机101中的反馈通道20进行采样处理。在另一些实施例中，当第二射频开关107的输出端的数量大于1个时，第二射频开关107的输出端可以分别连接于收发信机101中的反馈通道20以及接收通道。

检测发射功率以及数字预失真：第一射频开关105的输入端a切换至与输出端b连接，即切换至与负载元件106连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端e连接，即切换至与发射通道中的功率放大器109的第二端连接，形成第二反馈检测通道，接收通道不工作。射频信号的传输路径为：经发射通道中的功率放大器109放大的射频信号传输至第二射频开关107的输入端e，再经第二射频开关107的输出端d传输至收发信机101的反馈通道20中，以对射频信号的发射功率以及数字预失真进行检测。

在一些实施例中，检测反射功率时，基站用射频前端的电路连接关系可以为：第一射频开关105的输入端a切换至与输出端c连接，即切换至与放大器103的第一端连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接，即切换至与滤波器104的第二端连接，形成第一反馈检测通道。不难发现，第一反馈检测通道与接收通道正常工作时的连接相同，这是因为：当发射通道中传输的射频信号经由环形器108传输至基站天线的过程中，由于部分基站天线损坏等原因，部分射频信号通过环形器108被反射回来，基于环形器108的特性，反射回来的射频信号只能由环形器108的第一端传输至环形器108的第二端，即反射回来的射频信号所传输的路径与接收通道正常接收来自基站天线的射频信号的路径相同。

在另一些实施例中，检测反射功率时，基站用射频前端的电路连接关系也可以为：第一射频开关105的输入端a切换至与输出端b连接，即切换至与负载元件106连接，第二射频开关107的输出端d切换至与输入端f连接，即切换至与放大器103的第二端连接。当反射回来的射频信号经过第一射频开关105时传输至负载元件106时，由于第一射频开关105的耦合度，部分经过第一射频开关105的射频信号会由输出端c传输至放大器103中，经过放大器103的增益后，该射频信号会被传输至收发信机中的反馈通道20中进行检测。

由上述分析可知，本申请另一实施例提供的基站用射频前端中，通过将第一射频开关105、放大器103、滤波器104以及第二射频开关107集成于同一射频前端芯片中，形成高集成射频前端芯片，当将该芯片应用于射频前端时，通过切换第一射频开关105以及第二射频开关107的连接方式，即可以形成第一反馈检测通道以及第二反馈检测通道，且形成的第一反馈检测通道同时还可以作为正常的对来自基站天线的射频信号的接收通道。如此，可以省去目前的射频前端中独立封装的五选一开关以及滤波器，因此无需再为外部的五选一开关以及滤波器进行独立封装，在不增加当前射频前端芯片的封装尺寸的情况下，大大减小了射频前端的面积以及成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高集成射频前端芯片，其特征在于，包括：

输入端口以及输出端口，所述输入端口用于接收来自基站天线的射频信号，所述射频信号经由所述输出端口被发送至收发信机的反馈通道；

放大器，所述放大器用于对经由所述输入端口传输的所述射频信号进行放大处理；

滤波器，所述滤波器用于对经由所述输入端口传输的所述射频信号进行滤波处理；

第一射频开关，所述第一射频开关的第一端连接于所述输入端口，所述第一射频开关的第二端用于与所述放大器的第一端以及负载元件可切换地连接；

第二射频开关，所述第二射频开关的第一端连接于所述输出端口，所述第二射频开关的第二端用于与所述放大器第二端以及外部的射频信号发射通道可切换地连接，所述第一射频开关以及所述第二射频开关被配置为：当所述第一射频开关切换至与所述放大器的第一端连接，且所述第二射频开关切换至与所述放大器第二端连接时，建立第一反馈检测通道；当所述第一射频开关切换至与所述负载元件连接，且所述第二射频开关切换至与所述发射通道连接时，建立第二反馈检测通道。

2.根据权利要求1所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，还包括：裸片，所述放大器、所述滤波器、所述第一射频开关以及所述第二射频开关集成于同一所述裸片上。

3.根据权利要求1所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，还包括：互联的两个裸片，其中，所述放大器与所述第一射频开关集成于其中一所述裸片上，所述滤波器与所述第二射频开关集成于另一所述裸片上。

4.根据权利要求2或3所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，还包括：封装结构，所述封装结构包覆所述裸片。

5.根据权利要求1所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，所述第一射频开关为单刀双掷开关。

6.根据权利要求1或5所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，所述第二射频开关为单刀双掷开关。

7.根据权利要求1或5所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，所述第二射频开关包括：多个输出端以及多个输入端，多个所述输出端用于与所述收发信机中的反馈通道以及接收通道对应连接，所述输入端用于与所述放大器以及所述射频信号发射通道可切换地连接，其中，所述输出端的个数为M，所述输入端的个数为N，其中，M＞1，N＞1。

8.根据权利要求1所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，所述滤波器的第一端连接于所述放大器的第二端，所述滤波器的第二端连接于所述第二射频开关的第二端。

9.根据权利要求1所述的高集成射频前端芯片，其特征在于，所述滤波器的第一端连接于所述第一射频开关的第二端，所述滤波器的第二端连接于所述放大器的第一端。

10.一种基站用射频前端，其特征在于，包括：基站天线、收发信机、接收通道以及发射通道，所述接收通道包括上述权利要求1-9中任一项所述的高集成射频前端芯片；

所述收发信机通过所述接收通道与所述基站天线进行通讯连接，所述收发信机包括多个反馈通道，所述反馈通道用于对经由所述发射通道发射的射频信号对应的待检测数据进行检测；

所述第二射频开关第一端与所述收发信机中的反馈通道连接，所述第二射频开关的第二端切换与所述发射通道以及所述接收通道的连接，所述第二射频开关与所述第一射频开关被配置为：当所述第一射频开关切换至与所述接收通道连接，且所述第二射频开关切换至与所述接收通道连接时，在所述接收通道与所述反馈通道之间建立第一反馈检测通道；当所述第一射频开关切换至与负载元件连接，且所述第二射频开关切换至与所述发射通道连接时，在所述发射通道与所述反馈通道之间建立第二反馈检测通道。

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