CN115051654A - 用于射频通信系统的双向可变增益放大器 - Google Patents

用于射频通信系统的双向可变增益放大器 Download PDF

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Abstract

提供了用于射频(RF)通信系统的双向可变增益放大器(VGA)。在某些实施例中，双向VGA包括：第一放大器，其具有耦接到发射/接收端口的输入端；第二放大器，其具有耦接到发射端口的输出端；第三放大器，其具有耦接到接收端口的输入端；第四放大器，其具有耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器的输入端的输出端；以及开关电路，其在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。

Description

用于射频通信系统的双向可变增益放大器
技术领域
本发明的实施方式涉及电子系统，尤其是涉及射频(RF)电子装置。
背景技术
可变增益放大器(VGA)用于射频通信系统中，为使用天线无线发射或接收的射频信号提供可控的放大量。
可包括一个或多个VGA的射频通信系统的示例包括但不限于移动电话、平板电脑、基站、网络接入点、客户驻地设备(CPE)、笔记本电脑和可穿戴电子装置。射频信号的频率可以在约30kHz到300GHz的范围内，诸如在约425MHz到约7.125GHz的范围内，用于第五代(5G)通信标准的频率范围1(FR1)，或者在约24.250GHz到约52.600GHz的范围内，用于5G通信标准的频率范围2(FR2)。
发明内容
在某些实施例中，本申请涉及一种无线装置。所述无线装置包括：天线阵列，其包括多个天线元件；多个射频信号调节电路，每个射频信号调节电路与所述多个天线元件中的对应一个可操作地关联，并且包括双向可变增益放大器；以及电耦接到所述多个射频信号调节电路的收发器。所述双向可变增益放大器包括：第一放大器，其包括耦接到发射/接收端口的输入；第二放大器，其包括耦接到发射端口的输出端；第三放大器，其包括耦接到接收端口的输入端；第四放大器，其包括耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器的输入端的输出端；以及开关电路，其配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。
在各种实施例中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。根据一些实施例，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
在几个实施例中，所述第一放大器包括具有第一对源极的第一对晶体管，并且所述第二放大器包括具有直接连接到所述第一对源极的第二对源极的第二对晶体管。
在一些实施例中，所述开关电路包括在公共节点处连接的第一开关和第二开关，所述双向可变增益放大器还包括连接到所述公共节点的可控电阻。
在各种实施例中，所述第一放大器或所述第三放大器中的至少一个包括可选择的第一对输入晶体管和第二对输入晶体管，所述第一对输入晶体管配置为在选择时提供信号反相，所述第二对输入晶体管配置为在选择时不提供信号反相。
在几个实施例中，所述多个射频信号调节电路中的每一个还包括连接到所述发射/接收端口的移相器。
在一些实施例中，所述多个射频信号调节电路中的每一个还包括具有连接到所述发射端口的输入端的功率放大器和具有连接到所述接收端口的输出端的低噪声放大器。
在某些实施例中，本申请涉及一种双向可变增益放大器。双向可变增益放大器包括：第一放大器，包括耦接到发射/接收端口的输入端；第二放大器，包括耦接到发射端口的输出端；第三放大器，包括耦接到接收端口的输入端；第四放大器，包括耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器的输入端的输出端；以及开关电路，配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。
在一些实施例中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。根据多个实施例，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
在若干实施例中，所述第一放大器包括具有第一对源极的第一对晶体管，并且所述第二放大器包括具有第二对源极的第二对晶体管，所述第二对源极直接连接到所述第一对源极。根据多个实施例，所述双向可变增益放大器还包括连接到所述第一对源极和所述第二对源极的一对电感器，所述一对电感器配置为向所述第一放大器提供输入匹配和向所述第四放大器提供输出匹配。
在一些实施例中，所述开关电路包括在公共节点处连接的第一开关和第二开关。根据各种实施例，所述双向可变增益放大器还包括连接到所述公共节点的可控电阻器。
在一些实施例中，所述第一放大器或所述第三放大器中的至少一个包括可选择的第一对输入晶体管和第二对输入晶体管，所述第一对输入晶体管配置为在选择时提供信号反相，并且所述第二对输入晶体管配置为在选择时不提供信号反相。
在几个实施例中，所述双向可变增益放大器还包括偏置和控制电路，其配置为在所述发射模式下关断所述第三放大器和所述第四放大器，并在接收模式下关断第一放大器和第二放大器。
在某些实施例中，本申请涉及一种前端系统。所述前端系统包括：功率放大器、低噪声放大器以及双向可变增益放大器，所述双向可变增益放大器包括：第一放大器，其具有耦接到发射/接收端口的输入端；第二放大器，其具有耦接到发射端口处的所述功率放大器输入端的输出端；第三放大器，其具有耦接到接收端口处的低噪声放大器输出端的输入端；第四放大器，其具有耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器输入端的输出端；以及开关电路，其配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并且在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。
在各种实施例中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。根据几个实施例，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
在多个实施例中，所述第一放大器包括具有第一对源极的第一对晶体管，并且所述第二放大器包括具有第二对源极的第二对晶体管，所述第二对源极直接连接到所述第一对源极。
在几个实施例中，所述开关电路包括连接在公共节点处的第一开关和第二开关，所述双向可变增益放大器进一步包括连接到公共节点的可控电阻。
在各种实施例中，所述第一放大器或所述第三放大器中的至少一个包括可选择的第一对输入晶体管和第二对输入晶体管，所述第一对输入晶体管配置为在选择时提供信号反相，并且所述第二对输入晶体管配置为在选择时不提供信号反相。
在一些实施例中，所述前端系统还包括连接到所述发射/接收端口的移相器。
附图说明
现在将参考附图以非限制性示例的方式描述本申请的实施例。
图1是通信网络的一个示例的示意图。
图2A是使用波束成形操作的通信系统的一个实施例的示意图。
图2B是提供发射波束的波束成形的一个实施例的示意图。
图2C是提供接收波束的波束成形的一个实施例的示意图。
图3是根据一个实施例的射频(RF)信号调节电路的示意图。
图4是根据一个实施例的双向可变增益放大器(VGA)的示意图。
图5是根据另一个实施例的双向VGA的示意图。
图6是根据一个实施例的粗调移相器的示意图。
图7是用于双向VGA的增益控制电路的一个实施例的示意图。
图8是移动装置的一个实施例的示意图。
图9是模块的一个实施例的平面图。
图10A是模块的另一个实施例的立体图。
图10B是图10A模块沿线10B-10B的剖面图。
具体实施方式
下面某些实施例的详细描述呈现了特定实施例的各种描述。然而，本文描述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，如权利要求书所定义和涵盖的。在本描述中，参考附图，其中相同的附图标记可以表示相同或功能相似的元素。应当理解的是，图中图示的元素不一定按比例绘制的。此外，应当理解的是，某些实施例可以包括比图中图示更多的元素和/或图中图示元素的子集。此外，一些实施例可以包括两张或多张图中的特征的任何适当组合。
国际电信联盟(International Telecommunication Union，ITU)是联合国(UN)的一个专门机构，负责有关信息和通信技术的全球问题，包括无线电频谱的全球共享使用。
第三代合作伙伴项目(3GPP)是世界各地的电信标准机构团体之间的合作，诸如无线电工业和商业协会(Association of Radio Industries and Businesses，ARIB)、电信技术委员会(Telecommunications Technology Committee，TTC)、中国通信标准协会(China Communications Standards Association，CCSA)、电信行业解决方案联盟(Alliance for Telecommunications Industry Solutions，ATIS)、电信技术协会(Telecommunications Technology Association，TTA)、欧洲电信标准研究所(EuropeanTelecommunications Standards Institute，ETSI)和印度电信标准发展协会(Telecommunications Standards Development Society，India，TSDSI)。
在ITU的范围内工作，3GPP开发和维护各种移动通信技术的技术规范，包括例如第二代(2G)技术(例如，全球移动通信系统(GSM)和增强型数据速率GSM演进(EDGE))、第三代(3G)技术(例如，通用移动电信系统(UMTS)和高速分组接入(HSPA))，以及第四代(4G)技术(例如，长期演进(LTE)和LTE-升级)。
由3GPP控制的技术规范可以通过规范版本进行扩展和修订，这些版本可以跨越多年，并规定新特征和演进的广度。
在一个示例中，3GPP在版本10中为LTE引入载波聚合(carrier aggregation，CA)。虽然最初引入了两个下行链路载波，但3GPP在版本14中扩展了载波聚合，以包括多达五个下行链路载波和多达三个上行链路载波。3GPP版本提供的其他新功能和演进的示例包括但不限于授权辅助接入(license assisted access，LAA)、增强的授权辅助接入(enhancedLAA，eLAA)、窄带物联网(Narrowband Internet of things，NB-IOT)、车用无线通信技术(Vehicle-to-Everything，V2X)和高功率用户设备(High Power User Equipment，HPUE)。
3GPP在版本15中引入第五代(5G)技术的第1阶段，并在版本16中引入5G技术的第2阶段。随后的3GPP版本将进一步演进和扩展5G技术。5G技术在本文中也被称为5G新空口(New Radio，NR)。
5G NR支持和/或计划支持各种特征，诸如毫米波频谱上的通信、波束成形能力、高频谱效率波形、低时延通信、多无线电数字学和/或非正交多址(non orthogonal multipleaccess，NOMA)。尽管这种RF功能为网络提供了灵活性，并提高了用户数据速率，但支持这些功能会带来一些技术挑战。
本文的教导适用于各种各样通信系统，包括但不限于使用先进蜂窝技术的通信系统，如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro和/或5G NR。
图1是通信网络10的一个示例的示意图。通信网络10包括宏蜂窝基站1、小型蜂窝基站3和用户设备(UE)的各种示例，用户设备(UE)的各种示例包括第一移动装置2a、无线连接的汽车2b、笔记本电脑2c、固定的无线装置2d、无线连接的火车2e、第二移动装置2f和第三移动装置2g。
尽管图1中图示了基站和用户设备的具体示例，但通信网络可以包括各种各样类型和/或数量的基站和用户设备。
例如，在所示的示例中，通信网络10包括宏蜂窝基站1和小型蜂窝基站3。小型蜂窝基站3可以相对于宏蜂窝基站1以相对较低的功率、较短的距离和/或的较少的并发用户来操作。小型蜂窝基站3也可以被称为毫微微蜂窝基站(femtocell)、微微蜂窝基站(picocell)、或微蜂窝基站(microcell)。虽然通信网络10图示为包括两个基站，但通信网络10可以实现为包括更多或更少的基站和/或其他类型的基站。
虽然示出了用户设备的各种示例，但本文的教导适用于各种各样用户设备，包括但不限于移动电话、平板电脑、笔记本电脑、IoT设备、可穿戴电子装置、客户驻地设备(customer premises equipment，CPE)、无线连接的车辆、无线中继器、和/或各种各样其他通信装置。此外，用户设备不仅包括在蜂窝网络中运行的目前可用的通信装置，还包括随后开发的通信装置，这些装置将很容易与本文描述和要求的本发明系统、过程、方法和装置一起实施。
图1的图示的通信网络10支持使用各种各样蜂窝技术的通信，包括例如，4G LTE和5G NR。在某些实施方式中，通信网络10进一步适于提供无线局域网(WLAN)，诸如WiFi。尽管已经提供了各种通信技术的示例，但通信网络10可以适于支持各种各样通信技术。
图1中已经描绘了通信网络10的各种通信链路。通信链路可以以各种各样的方式进行双工，包括例如，使用频分双工(frequency-division duplexing，FDD)和/或时分双工(time-division duplexing，TDD)。FDD是一种射频通信的类型，其使用不同的频率来发射和接收信号。FDD可以提供许多优势，诸如高数据速率和低时延。相比之下，TDD是一种射频通信类型，其使用大约相同的频率来发射和接收信号，并且其中发射和接收通信在时间上进行切换。TDD可以提供许多优势，诸如高效利用频谱和在发射和接收方向之间吞吐量的可变分配。
在某些实施方式中，用户设备可以使用4G LTE、5G NR和WiFi技术中的一种或多种与基站通信。在某些实施方式中，增强的授权辅助接入(enhanced license assistedaccess，eLAA)被用来将一个或多个授权频率载波(例如，授权的4G LTE和/或5G NR频率)与一个或多个非授权载波(例如，非授权的WiFi频率)聚合在一起。
如图1所示，通信链路不仅包括UE和基站之间的通信链路，而且包括UE到UE通信以及基站到基站通信。例如，通信网络10可以实现为支持(例如，在移动装置2g和移动装置2f之间)自-前传(self-fronthaul)和/或自回传(self-backhaul)。
通信链路可以在各种各样的频率上运行。在某些实施方式中，在一个或多个小于6千兆赫(GHz)的频带上和/或在大于6GHz的一个或多个频带上，使用5G NR技术支持通信。例如，通信链路可以服务于频率范围1(FR1)、频率范围2(FR2)或其组合。在一实施例中，移动装置中的一个或多个支持HPUE功率等级规范。
在某些实施方式中，基站和/或用户设备使用波束成形进行通信。例如，波束成形可用于集中信号强度以克服路径损耗，诸如与在高信号频率上的通信有关联的高损耗。在某些实施例中，用户设备，诸如一个或多个移动电话，使用波束成形在30GHz至300GHz范围内的毫米波频带和/或6GHz至30GHz，或更具体地说，24GHz至30GHz范围内的厘米波频率上进行通信。
通信网络10的不同用户可以以各种各样的方式分享可用的网络资源，诸如可用的频谱。
在一个示例中，频分多址(frequency division multiple access，FDMA)被用来将频带分成多个频率载波。此外，一个或多个载波被分配给特定的用户。FDMA的示例包括，但不限于，单载波FDMA(single carrier FDMA，SC-FDMA)和正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)。OFDMA是一种多载波技术，其将可用带宽细分为多个相互正交的窄带子载波，可分别分配给不同用户。
共享接入的其他示例包括但不限于：时分多址(time division multipleaccess，TDMA)，其中用户被分配用于使用频率资源的特定时隙；码分多址(code divisionmultiple access，CDMA)，其中通过给每个用户分配唯一的代码在不同用户之间共享频率资源；空分多址(space-divisional multiple access，SDMA)，其中使用波束成形以通过空间划分提供共享接入；以及非正交多址(non-orthogonal multiple access，NOMA)，其中功率域被用于多址接入。例如，NOMA可用于以相同的频率、时间和/或代码、但不同的功水平为多个用户提供服务。
增强型移动宽带(Enhanced mobile broadband，eMBB)是指用于增长LTE网络的系统容量的技术。例如，eMBB可以指峰值数据速率至少10Gbps且每个用户最低100Mbps的通信。超可靠低时延通信(Ultra-reliable low latency communication，uRLLC)是指时延极低的通信技术，例如，低于2毫秒。uRLLC可用于诸如自动驾驶和/或远程手术应用的关键任务的通信。大规模机器型通信(Massive machine-type communication，mMTC)是指与日常对象的无线连接有关联的低成本和低数据速率的通信，诸如与物联网(Internet ofThings，IoT)应用有关联的通信。
图1的通信网络10可用于支持各种各样高级通信特征，包括但不限于eMBB、uRLLC和/或mMTC。
图2A是以波束成形方式运行的通信系统110的一个实施例的示意图。通信系统110包括收发器105，信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn，以及包括天线元件103a1、103a2...103an、103b1、103b2...103bn、103m1、103m2...103mn的天线阵列102。
使用毫米波载波、厘米波载波和/或其他频率载波通信的通信系统可以采用天线阵列(诸如天线阵列102)，为信号的发射和/或接收提供波束成形和分集。
例如，在图示的实施例中，通信系统110包括m x n个天线元件的阵列102，在本实施例中，天线元件中的每个都耦接到单独的RF信号调节电路。如省略号所示，通信系统110可以用任何合适数量的天线元件和RF信号调节电路来实现。
关于信号发射，RF信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn可以向天线阵列102提供发射信号，使得从天线元件辐射的信号使用相长干涉和相消干涉相结合，以生成聚合发射信号，该聚合发射信号在远离天线阵列102的给定方向展示具有更多信号强度传播的束状品质。
在信号接收的情形中，RF信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn处理接收的信号(例如，通过单独控制接收的信号相位)，使得当信号从特定方向到达天线阵列102时更多信号能量被接收。因此，通信系统110还提供用于接收信号的分集。
通过增加阵列的尺寸，可以增强信号能量在发射波束或接收波束中的相对集中度。例如，随着更多的信号能量聚焦入发射波束，信号能够传播更远的距离，同时为RF通信提供足够的信号电平。例如，有很大一部分信号能量聚焦入发射波束的信号可以展示高等效全向辐射功率(effective isotropic radiated power，EIRP)。
在图示的实施例中，收发器105向RF信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn提供发射信号并处理从RF信号调节电路接收的信号。
如图2A所示，收发器105为RF信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn生成控制信号。控制信号可用于各种功能，诸如控制发射和/或接收信号的增益和相位以控制波束成形。例如，RF信号调节电路104a1、104a2...104an、104b1、104b2...104bn、104m1、104m2...104mn中的每个可以包括根据本文的教导实现的移相器和双向VGA。
图2B是提供发射波束的波束成形的一个实施例的示意图。图2B图示了通信系统的一部分，其包括第一RF信号调节电路114a、第二RF信号调节电路114b、第一天线元件113a和第二天线元件113b。
尽管图示包括两个天线元件和两个RF信号调节电路，但通信系统可以包括额外的天线元件和/或信号调节电路。例如，图2B图示了图2A的通信系统110的一部分的一个实施例。
第一RF信号调节电路114a包括第一移相器130a、第一功率放大器131a、第一低噪声放大器(LNA)132a，以及用于控制功率放大器131a或LNA 132a的选择的开关。此外，第二RF信号调节电路114b包括第二移相器130b，第二功率放大器131b，第二LNA 132b，以及用于控制功率放大器131b或LNA 132b的选择的开关。
尽管示出了RF信号调节电路的一个实施例，但RF信号调节电路的其他实施方式也是可能的。例如，信号调节电路可以包括一个或多个带状滤波器、VGA、双工器、双信器和/或其他部件。
在图示的实施例中，第一天线元件113a和第二天线元件113b相隔距离d。此外，图2B已用角度θ注释，在本实施例中，当发射波束方向基本上垂直于天线阵列的平面时，角度θ的值约90°，当发射波束方向基本上平行于天线阵列的平面时，角度θ的值约0°。
通过控制提供给天线元件113a、113b的发射信号的相对相位，可以获得期望的发射波束角θ。例如，当第一移相器130a具有0°的参考值时，可以控制第二移相器130b以提供约-2πf(d/ν)cosθ弧度的相移，其中f是发射信号的基本频率，d是天线元件之间的距离，ν是辐射波的速度，π是数学常数pi。
在某些实施例中，距离d实现为大约1/2λ，其中λ是发射信号的基波分量的波长。在这种实施方式中，可以控制第二移相器130b以提供约﹣πcosθ弧度的相移，以获得发射波束角θ。
相应地，可以控制移相器130a、130b的相对相位以提供发射波束成形。在某些实施例中，收发器(例如，图2A的收发器105)控制一个或多个移相器的相位值以控制波束成形。
图2C是提供接收波束的波束成形的一个实施例的示意图。图2C类似于图2B，只是图2C在接收波束而不是发射波束的情形中的图示波束成形。
如图2C所示，第一移相器130a与第二移相器130b之间的相对相位差可以被选择为大约等于﹣2πf(d/ν)cosθ弧度，以获得期望的接收波束角θ。在距离d对应于约1/2λ的实施方式中，相位差可以被选择为约等于﹣πcosθ弧度，以获得接收波束角θ。
尽管已经提供了用于提供波束成形的相位值的各种公式，但其他相位选择值也是可能的，诸如基于天线阵列的实施方式、RF信号调节电路的实施方式和/或无线电环境选择的相位值。
用于RF通信系统的双向VGA
天线阵列可用于发射和/或接收基站、网络接入点、移动电话、平板电脑、客户驻地设备(CPE)、笔记本电脑、计算机、可穿戴电子装置和/或其他通信装置的射频(RF)信号。例如，利用毫米波载波(例如，30GHz至300GHz)、厘米波载波(例如，3GHz至30GHz)和/或其他载波频率的通信设备可以采用天线阵列，为信号的发射和/或接收提供波束形成和分集。
在信号发射的情形中，来自天线阵列的天线元件的信号相长干涉和相消干涉相结合，以生成聚合发射信号，该聚合发射信号在远离天线阵列的给定方向展示具有更多信号强度传播的束状品质。在信号接收方面，当信号从特定方向到达时，天线阵列接收到更多的信号能量。因此，天线阵列还可以提供用于接收信号的分集。
因此，许多毫米波(mmW)系统可以使用多元件天线阵列来产生可操控波束，其中发射器或接收器增益在特定空间方向上以牺牲其他方向为代价得到加强。波束转向改善了路径损耗和对干涉的鲁棒性。波束的方向和宽度是通过在每个天线处安排发射器或接收器信号的相对相位和幅度来控制的。
RF信号调节电路可用于调节经由天线阵列的天线元件发射的发射信号和/或调节来自天线元件的接收信号，从而实现期望的增益和相位。这种RF信号调节电路可以包括用于对与特定天线元件相关联的RF信号提供可控相位调整的至少一个移相器，以及用于对RF信号提供可控增益调整的至少一个可变增益放大器(VGA)。为了提供波束成形的灵活性，期望用于相移的可用相位调整跨越广泛的角度范围，例如，整个360°。RF信号调节电路可以进一步包括其他电路，诸如用于放大发射信号的功率放大器和/或用于放大接收信号同时引入相对少量噪声的低噪声放大器(LNA)。
对于增益控制，RF信号调节电路可以包括级联的发射VGA和功率放大器，用于放大在天线元件上发射的RF发射信号；以及级联的LNA和接收VGA，用于放大从天线元件接收的RF接收信号。发射VGA/功率放大器或LNA/接收LNA可以使用一对发射/接收开关来选择。
对于相位控制，粗调移相器和细调移相器可以级联并用于RF发射信号或RF接收信号的相移。在某些实施方式中，粗调移相器提供相位交换(0°移位或180°移位)，而细调移相器允许跨越180°范围的精细增益控制步长。因此，粗调移相器和细调移相器的组合可以在整个360°范围内提供相移。
为了减少芯片面积，期望将发射VGA和接收VGA合并成单个双向VGA，该单个双向VGA可以用于放大RF发射信号或RF接收信号。这样的配置不仅可以减少芯片面积，而且还可以消除发射/接收开关中的一个以减少损耗。
图3是根据一个实施例的RF信号调节电路110的示意图。RF信号调节电路110包括细调移相器PS1、双向VGA(BVGA)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、天线ANT和发射/接收开关TRS。
天线ANT耦接到发射/接收开关TRS的天线端子。天线ANT可以对应于用于波束成形的较大天线阵列(例如，图2A的天线阵列102)的天线元件。如图3所示，发射/接收开关TRS的发射端和接收端分别连接到PA的输出端和LNA的输入端。PA从BVGA接收发射信号TX，而LNA向BVGA提供接收信号RX。VGA的增益由增益控制信号GAINCTL控制。信号TR可以对应于在发射模式下提供给BVGA的输入发射信号，或在接收模式下由BVGA输出的放大接收信号。信号TR由细调移相器PS1移相，该移相器由相位控制信号PHASECTL控制。
相对于具有独立发射VGA和独立接收VGA的配置，RF信号调节电路110提供了更小的芯片面积。此外，RF信号调节电路110只包括一个发射/接收开关，因此相对于使用一对发射/接收开关来选择发射VGA/PA或选择LNA/接收VGA的配置，RF信号调节电路110以低开关损耗工作。
图4是根据一个实施例的双向VGA120的示意图。双向VGA120包括第一匹配网络M1、第二匹配网络M2、第三匹配网络M3、第一放大器A1、第二放大器A2、第三放大器A3、第四放大器A4、第一开关S1、第二开关S2、以及可控电阻器R1。双向VGA120还包括TR端口，TX端口，和RX端口。
TR端口可以连接到细调移相器(例如，图3的PS1)，该细调移相器可以提供0°至180°的相移(例如，基于相位控制信号的精细步长或增量)。第一匹配网络M1用于匹配第一放大器A1的输入和第四放大器A4的输出。
在发射模式下，第二放大器A2和第二匹配网络M2将信号从第一放大器A1引向TX端口。在接收模式下，第三放大器A3和第三匹配网络M3从RX端口接收接收信号，并通过第四放大器A4将其引向TR端口。开关电路(在本例中包括开关S1和开关S2)控制第一放大器A1的输出端在发射模式下连接到第二放大器A2的输入端，以及第三放大器A3的输出端在接收模式下连接到第四放大器A4的输入端。
在某些实施方式中，第一放大器A1是共栅(CG)放大器，第二放大器A4是共漏(CD)放大器。通过以这种方式实现第一放大器A1和第四放大器A4，放大器A1和A4的源极端可以简单地连接在一起，并且第一匹配网络M1可以实现为两个电感器和两个电容器的布置。如果第一放大器A1被适当地禁用，就不会干扰第四放大器A4的工作，反之亦然。此外，通过适当地选择场效应晶体管(FET)的大小和偏置条件，第一匹配网络M1可以提供第一放大器A1的输入和第四放大器A4的输出两者的匹配。
在某些实施方式中，第二放大器A2是CD放大器，而第三放大器A3是CG放大器。例如，第二放大器A2可以是第四放大器A4的复制品，而第三放大器A3可以是第一放大器A1的复制品。以这种方式实现放大器有助于匹配发射和接收增益幅度、相位和/或群延迟。为了进一步加强这种匹配，第二匹配网络M2和第三匹配网络M3可以对应于第一匹配网络M1的复制品，从而与用于使用共源共栅(cascode)放大器的配置的网络相比，提供更少的在频率上的群延迟变化。
此外，使用CD和CG放大器避免使用共源共栅放大器，共源共栅放大器可以使用大的匹配电感器和/或在电源电压低时具有不足的输出压缩点。例如，当使用共源共栅放大器时，VGA的端口可以连接到高电容FET栅极，因此需要使用大的匹配电感。相反，使用CD和CG放大器可以使VGA的端口连接到与FET栅极相比具有相对较低电容的FET源极。
图5是根据另一实施例的双向VGA 130的示意图。双向VGA 130包括第一放大器121、第二放大器122、第三放大器123、第四放大器124、偏置和控制电路125、可控电阻器R1、第一开关S1、第二开关S2、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5、第六电容器C6、第七电容器C7、第八电容器C8、第九电容器C9、第十电容器C10、第十一电容器C11、第十二电容器C12，第十三电容器C13、第十四电容器C14、第一电感器L1、第二电感器L2、第三电感器L3、第四电感器L4、第五电感器L5、第六电感器L6、第七电感器L7、第八电感器L8、第九电感器L9、以及第十电感器L10。双向VGA 130还包括差分TR端口、差分TX端口、以及差分RX端口。
第一放大器121包括偏置电阻器Rb1、晶体管N1和晶体管N2，并使用电感器L5和L6作为负载。第一放大器121实现为CG放大器，该CG放大器由来自偏置和控制电路125的第一栅极偏置电压Vg1控制。
第二放大器122包括偏置电阻器RB2a、偏置电阻器RB2b、晶体管N3和晶体管N4。第二放大器122实现为CD放大器，该CD放大器由来自偏置和控制电路125的第二栅极偏置电压Vg2控制。
第三放大器123包括偏置电阻器Rb3、晶体管N5和晶体管N6，并使用电感器L9和L10作为负载。第三放大器123实现为CG放大器，该CG放大器由来自偏置和控制电路125的第三栅极偏置电压Vg3控制。
第四放大器124包括偏置电阻器Rb4a、偏置电阻器Rb4b、晶体管N7和晶体管N8。第四放大器124实现为CD放大器，该CD放大器由来自偏置和控制电路125的第四栅极偏置电压Vg4控制。
如图5所示，偏置和控制电路125接收用于设置双向VGA130增益的增益控制信号GAINCTL和用于指示发送模式或接收模式的模式信号MODE。然而，控制双向VGA 130的其他配置是可能的。
在本实施例中，偏置和控制电路125生成Vg1、Vg2、Vg3和Vg4，分别用于偏置放大器A1、A2、A3和A4，以及基于双向VGA 130是在发送模式还是在接收模式下工作来选择性地使能放大器。偏置和控制电路125还生成用于控制电阻器R1的电阻以改变双向VGA的增益设置的增益信号GAINVGA，以及用于控制开关S1和S2的开关控制信号SCTL。
晶体管N1和N2(与负载电感器L5和L6一起工作)形成用于发射方向的CG输入放大器。电感器L1和L2以及电容器C1和C2构成TR端口的匹配网络。此外，电容器C5、C6、C7和C8作为直流隔断电容，用于将可变电阻器R1的直流偏置与所述的CG和CD放大器隔离。晶体管N3和N4共同构成了发射方向的输出CD级。用于TX端口的匹配网络包括电感器L3和L4以及电容器C3和C4。
在接收方向，晶体管N5和N6与电感器L9和L10形成CG输入放大器，晶体管N7和N8形成输出CD放大器。在图示的实施例中，晶体管N7和N8的源极分别直接连接到晶体管N1和N2的源极，并且这四个FET共享TR端口匹配网络。因此，不需要明确的发射-接收开关。因此，实现了降低损耗和缩小面积。
此外，如图5所示，CG和CD放大器的使用在RF端口之间提供了相当好的隔离，并且RF端口阻抗相对于可变电阻器R1的设置极少或没有变化。由于CG和CD放大器(与共源共栅放大器相比)避免了堆叠器件，因此它们允许大的输出电压摆幅和出色的输出压缩点，这在低电源电压(VDD)的应用中尤为可取。
因此，图5的双向VGA 130可以展示出许多优点，包括但不限于小芯片面积、低损耗、终端阻抗的宽带匹配、增益平坦度、低群延迟变化和/或来自低电源电压的更高输出1dB压缩点(OP1dB)。
图6是根据实施例的粗调移相器150的示意图。粗调移相器150包括晶体管N1a、晶体管N1b、晶体管N2a、晶体管N2b、偏置电阻器Rb1a、以及偏置电阻器Rb1b。粗调移相器150包括差分输入端口IN和差分输出端口OUT。栅极偏置电压Vg1a偏置晶体管N1a和N1b的栅极，而栅极偏置电压Vg1b偏置晶体管N2a和N2b的栅极。
粗调移相器150可以替换诸如图5的第一放大器A1和/或第三放大器A3的输入晶体管对的CG放大器的输入晶体管对，以提供用于根据期望提供180°相移的灵活性。
因此，在整个使用差分信号路径时，相位交换可以在双向VGA中轻松完成。例如，如图6所示，第一放大器A1和第三放大器A3中的每一个可以实现为具有交叉连接漏极的两个FET对(而不是单个FET对)。相位交换是通过根据期望的相移(0°或180°)使能一个或另一个FET对来完成的。
例如，如果Vg1a高且Vg1b低，那么晶体管N1a和N1b将导通并且放大器是非反相的(0°相移)。然而，如果Vg1b高且Vg1a低，那么晶体管N2a和N2b将导通并且放大器将反相(180°相移)。
图7是用于双向VGA的增益控制电路160的一个实施例的示意图。增益控制电路160包括三个电阻选择电路，用于控制第一端口RFP和第二端口RFN之间存在的电阻量。虽然本例中显示了三个电阻选择电路，但如省略号所示，可以包括更多或更少的电阻选择电路。虽然描述了增益控制电路的一个示例，但增益控制电路的其他实施方式也可在双向VGA中使用。
在本文的某些实施方式中，增益调整是由跨差分信号路径连接的数字控制电阻器完成的。例如，该电阻可以实现为通过数字开关FET与差分信号路径连接或断开的多个电阻器。
在图示的实施例中，每个电阻选择电路包括在第一端口RFP和第二端口RFN之间串联的第一FET、电阻器和第二FET，FET的栅极使用一对电阻器通过控制电压进行偏置。例如，如图6所示，第一电阻选择电路包括在RFP和RFN之间串联的晶体管N61a、电阻器RR1和晶体管N61b，以及用于用第一控制电压Vc1分别偏置N61a和R61b栅极的偏置电阻器R61a和R61b。同样地，第二电阻选择电路包括在RFP和RFN之间串联的晶体管N62a、电阻器RR2和晶体管N62b，以及用于用第二控制电压Vc2分别偏置N62a和N62b的栅极的偏置电阻器R62a和R62b。此外，第三电阻选择电路包括串联在RFP和RFN之间的晶体管N63a、电阻器RR3和晶体管N63b，以及用于用第三控制电压Vc3分别偏置N63a和N63b的栅极的偏置电阻器R63a和R63b。控制电压Vc1、Vc2和Vc3的值可由偏置和控制电路(例如，图5的偏置和控制电路125)设定。
在某些实施方式中，电阻器的RF端口、RFP和RFN被DC-偏置到期望的DC值(例如，电压Vsd)。例如，如果Vc1高于Vsd，那么RR1将连接在RFP和RFN之间。类似地，如果Vc2高于Vsd，那么RR2将连接在RFP和RFN之间。类似地，如果Vc3高于Vsd，那么RR3将连接在RFP和RFN之间。在一些实施方式中，电阻器都具有相同的值，而在其他实施方式中，它们或它们的互易电导值可以使用二进制加权或其他期望的加权方案进行加权。
图8是移动装置800的一实施例的示意图。移动装置800包括基带系统801、收发器802、前端系统803、天线804、功率管理系统805、存储器806、用户接口807、以及电池808。
移动装置800可以使用各种各样通信技术进行通信，包括但不限于2G、3G、4G(LTE、LTE升级(LTE Advanced)以及LTE升级专业(LTE-Advanced Pro)1)、5G NR、WLAN(例如，WiFi)、WPAN(例如，蓝牙和紫蜂(ZigBee))、WMAN(例如，WiMax)和/或GPS技术。
收发器802生成用于发射的RF信号并且处理从天线804接收的传入RF信号。应当理解的是，与RF信号的发射和接收相关联的各种功能可通过在图8整体表示为收发器802的一个或多个部件来获得。在一示例中，不同的部件(例如，不同的电路或芯片)可被提供以用于处理特定类型的RF信号。
前端系统803辅助调节发射到天线804和/或从天线804接收的信号。在图示的实施例中，前端系统803包括移相器810、功率放大器(PA)811、低噪声放大器(LNA)812、滤波器813、开关814以及VGA 815。然而，其他实施方式也是可能的。
例如，前端系统803可以提供一些功能，包括但不限于放大用于发射的信号、放大接收的信号、对信号进行滤波、在不同频带之间切换、在不同功率模式之间切换、在发射和接收模式之间切换、信号的双工、信号的复用(例如，双信或三工)、或其一些组合。
移动装置800利用波束成形方式操作。例如，前端系统803包括具有由收发器802控制的可变相位的移相器810和具有由收发器802控制的可变增益的VGA 815。VGA 815可以包括根据本文教导实现的一个或多个双向VGA。在某些实施方式中，收发器802基于从处理器801接收的数据来控制移相器810的相位和VGA815的增益。
移相器810和VGA815被控制以提供用于使用天线804的信号的发射和/或接收的波束成形和分集。例如，在信号发射的情形中，控制被提供给用于发射的天线阵列的发射信号的相位和增益，使得辐射信号使用相长干涉和相消干涉相结合，以生成聚合发射信号，该聚合发射信号在给定方向展示具有更多信号强度传播的束状品质。在信号接收的情形中，相位和增益被控制，使得当信号从特定方向到达天线阵列时接收更多的信号能量。
VGA 815可以根据本文的任何实施例来实现。尽管图8图示了可包括根据本文的教导实施的移相器的移动装置的一个示例，但本文的VGA可用于以多种方式实现的通信系统中。因此，其他实施方式也是可能的。
在某些实施方式中，移动装置800支持载波聚合，从而提供灵活性以增加峰值数据速率。载波聚合可以用于频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)和时分双工(Time Division Duplexing，TDD)，并且可以用于聚合多个载波或信道。载波聚合包括连续聚合，其中具有相同操作频带的连续载波被聚合。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包括在公共频带或不同频带中在频率上分隔的载波。
天线804可以包括用于各种各样类型的通信的天线。例如，天线804可以包括用于发射和/或接收与各种各样的频率和通信标准相关的信号的天线。
在某些实施方式中，天线804支持MIMO通信和/或切换分集通信。例如，MIMO通信经由单射频信道使用多个天线通信多个数据流。MIMO通信得益于由无线电环境的空间复用差异导致的更高信噪比、改进的编码和/或降低的信号干扰。切换分集指的是选择特定天线以在特定时间进行操作的通信。例如，开关可被用于基于各种因素，诸如观测到的误码率和/或信号强度指示符从天线组中选择特定天线。
在某些实施方式中，天线804包括一个或多个天线元件的阵列以增强波束成形。
基带系统801耦接至用户接口807，以便于处理各种用户输入和输出(I/O)，诸如声音和数据。基带系统801提供具有发射信号的数字表示的收发器802，收发器802处理该数字表示以生成用于发射的RF信号。基带系统801也处理由收发器802提供的接收信号的数字表示。如图8所示，基带系统801耦接到存储器806，以便于移动装置800的操作。
存储器806可用于各种各样目的，例如存储数据和/或指令以便于移动设备800的操作和/或提供用户信息的存储。
功率管理系统805提供移动设备800的多个功率管理功能。在某些实施例中，功率管理系统805包括控制功率放大器811的电源电压的PA电源控制电路。例如，功率管理系统805可以配置为改变提供给功率放大器811中的一个或多个的电源电压，以改善效率，例如功率增加效率(power added efficiency，PAE)。
如图8所示，功率管理系统805从电池808接收电池电压。电池808可以是用于移动装置800的任何合适的电池，包括例如锂离子电池。
图9是模块680的一个实施例的平面图。模块680包括基板690以及在基板690上形成和/或附接到基板690的各种结构。例如，模块680包括天线阵列681、相移传输线682、封装683、IC 684(在本实施例中包括控制电路691和VGA 692)、表面贴装器件或SMD 685、集成无源器件或IPD 686，以及屏蔽687。模块680图示了可以包括在通信装置的模块中的组件和结构的各种示例，该通信装置包括根据本文的教导实现的一个或多个VGA。
虽然示出了组件和结构组合的一个示例，但模块可以包括更多或更少的组件和/或结构。
图10A是模块700的另一实施例的立体图。图10B是图10A模块700沿线10B-10B的剖面图。
模块700包括层压基板或层压件701、半导体芯片或IC702(在图10A中不可见)、SMD(在图10A中不可见)和天线阵列，天线阵列包括天线元件710a1、710a2、710a3...710an、710b1、710b2、710b3...710bn、710c1、710c2、710c3...710cn、710m1、710m2、710m3...710mn。
虽然在图10A和10B中未示出，但模块700可以包括额外的结构和组件，为了清楚起见，这些结构和组件从图中省略了。此外，模块700可以根据特定应用和/或实施方式的期望以多种方式修改或调整。
天线元件710a1、710a2、710a3...710an、710b1、710b2、710b3...710bn、710c1、710c2、710c3...710cn、710m1、710m2、710m3...710mn形成在层压件701的第一表面上，并且基于实施例可以用于接收和/或发射信号。虽然所示的是4x4的天线元件阵列，但如省略号所示，更多或更少的天线元件是可能的。此外，天线元件可以以其他模式或配置排列，包括，例如，使用天线元件的不均匀排列的阵列。此外，在另一个实施例中，提供了多个天线阵列，诸如用于发射和接收的独立天线阵列。
在图示的实施方式中，IC702在与第一表面相对的层压件701的第二表面上。然而，其他实施方式是可能的。在一个示例中，IC702内部集成到层压件701。
在某些实施方式中，IC702包括与天线元件710a1、710a2、710a3...710an、710b1、710b2、710b3...710bn、710c1、710c2、710c3...710cn、710m1、710m2、710m3...710mn相关联的RF信号调节电路，并且这些电路包括根据本文教导实施的VGA。尽管示出了具有一个半导体芯片的实施方式，但本文的教义也适用于具有额外芯片的实施方式。
层压件701可以包括各种结构，包括例如导电层、电介质层和/或焊接掩模。层的数量、层厚度和用于形成层的材料可以基于各种各样因素来选择，并且可以随应用和/或实施方式而变化。层压件可以包括用于向天线元件的信号馈电和/或接地馈电提供电气连接的通孔。例如，在某些实施方式中，通孔可以辅助提供IC 702的RF信号调节电路和相应的天线元件之间的电气连接。
天线元件710a1、710a2、710a3...710an、710b1、710b2、710b3...710bn、710c1、710c2、710c3...710cn、710m1、710m2、710m3...710mn可以对应于以各种各样方式实现的天线元件。在一个示例中，天线元件阵列包括由层压件701的第一侧上的图案化导电层形成的贴片天线元件，具有使用在层压件701相对侧上或层压件701内部的导电层形成的接地平面。天线元件的其他示例包括但不限于偶极子天线元件、陶瓷谐振器、冲压金属天线和/或激光直接结构天线。
应用
本文所述实施例的原理和优点可用于各种各样应用。
例如，VGA可以包括在各种电子装置中，包括但不限于消费电子产品、消费类电子产品的部件、电子测试设备等。示例电子装置包括但不限于基站、无线网络接入点、移动电话(例如智能电话)、平板电脑、电视、电脑显示器、电脑、手持电脑、个人数字助理(PDA)、微波炉、冰箱、汽车、立体声系统、光盘播放器、数码相机、便携式存储芯片、洗衣机、烘干机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外围设备、手表、时钟等。此外，这些电子装置可以包括未完成的产品。
总结
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，与排他或排他意义相反地，单词“包括”、“包括了”和类似单词以包括性意义来理解；也就是说，在“包括，但不限定于”的意义中。如本文通常使用的，单词“耦接”指的是两个或更多元件可直接连接或通过一个或多个中间元件的方式连接。类似地，如本文通常使用的，单词“连接”指的是两个或更多元件两个或更多元件可直接连接或通过一个或多个中间元件的方式连接。另外，当在本申请中适用，单词“本文中”、“以上”、“以下”和相似含义的单词，应该指的是作为整体的本申请而非本申请的任意特定部分。当上下文允许时，在使用单数或复数的以上详细说明的单词也可分别包括单数或复数。提及两个或更多项目的列表时的措词“或”，此措词涵盖该措词的所有以下解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目、列表中项目的任何组合。
除非另外说明或在上下文内理解而使用，本文使用的条件语言诸如，其中，“可”“可能”“可(might)”“可以”“例”“例如”“诸如”和类似语言通常旨在表达某些实施例包括而其它实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这种条件语言通常不旨在暗示特征、元素和/或状态是一个或多个实施例以任何方式所必需的，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下，决定这些特征、元素和/或状态是否被包括或在任何特定实施例中执行的逻辑。
以上对本发明实施例的详细描述并非旨在穷举或将本发明限制为以上公开的精确形式。虽然以上出于说明性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然流程或块是以给定的顺序呈现，但替代实施例可以以不同的顺序执行具有步骤的例程，或采用具有块的系统，并且一些流程或块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些流程或块中的每一个都可以用各种不同的方式来实现。另外，虽然流程或块有时示为串行执行，但这些流程或块反而可以并行执行，或者可以在不同时间执行。
本文提供的本发明的教导可以应用于其他系统，不一定是上述系统。上述各种实施例的元件和行为可以结合起来，以提供进一步的实施例。
尽管已描述了本发明某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式呈现，且并非旨在限定本申请的范围。实际上，本文说明的新型方法和系统也可以各种其它行使而实现；此外，可以以本文描述的方法和系统的形式来作出各种省略、替换和改变而不偏离本申请的精神。所附的权利要求和其等效物旨在覆盖会落入本申请的范围和精神的形式或修改。

Claims (20)

1.一种无线装置，包括：
天线阵列，其包括多个天线元件；
多个射频信号调节电路，每个射频信号调节电路与所述多个天线元件中的对应一个可操作地关联，并且包括双向可变增益放大器，所述双向可变增益放大器包括：第一放大器，其包括耦接到发射/接收端口的输入端；第二放大器，其包括耦接到发射端口的输出端；第三放大器，其包括耦接到接收端口的输入端；第四放大器，其包括耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器的输入端的输出端；以及开关电路，其配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端；以及
电耦接到所述多个射频信号调节电路的收发器。
2.根据权利要求1所述的无线装置，其中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。
3.根据权利要求2所述的无线装置，其中，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
4.根据权利要求1的无线装置，其中，所述第一放大器包括具有第一对源极的第一对晶体管，并且所述第二放大器包括具有第二对源极的第二对晶体管，所述第二对源极直接连接到所述第一对源极。
5.根据权利要求1所述的无线装置，其中，所述开关电路包括在公共节点处连接的第一开关和第二开关，所述双向可变增益放大器还包括连接到所述公共节点的可控电阻。
6.根据权利要求1所述的无线装置，其中，所述第一放大器或所述第三放大器中的至少一个包括可选择的第一对输入晶体管和第二对输入晶体管，所述第一对输入晶体管配置为在选择时提供信号反相，所述第二对输入晶体管配置为在选择时不提供信号反相。
7.根据权利要求1所述的无线装置，其中，所述多个射频信号调节电路中的每一个还包括连接到所述发射/接收端口的移相器。
8.根据权利要求1所述的无线装置，其中，所述多个射频信号调节电路中的每一个还包括具有连接到所述发射端口的输入端的功率放大器和具有连接到所述接收端口的输出端的低噪声放大器。
9.一种双向可变增益放大器，包括：
第一放大器，包括耦接到发射/接收端口的输入端；
第二放大器，包括耦接到发射端口的输出端；
第三放大器，包括耦接到接收端口的输入端；
第四放大器，包括耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器的输入端的输出端；以及
开关电路，配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。
10.根据权利要求9所述的双向可变增益放大器，其中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。
11.根据权利要求10所述的双向可变增益放大器，其中，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
12.根据权利要求9所述的双向可变增益放大器，其中，所述第一放大器包括具有第一对源极的第一对晶体管，并且所述第二放大器包括具有第二对源极的第二对晶体管，所述第二对源极直接连接到所述第一对源极。
13.根据权利要求12所述的双向可变增益放大器，还包括：连接到所述第一对源极和所述第二对源极的一对电感器，所述一对电感器配置为向所述第一放大器提供输入匹配和向所述第四放大器提供输出匹配。
14.根据权利要求9所述的双向可变增益放大器，其中，所述开关电路包括在公共节点处连接的第一开关和第二开关。
15.根据权利要求14所述的双向可变增益放大器，还包括：连接到所述公共节点的可控电阻器。
16.根据权利要求9所述的双向可变增益放大器，其中，所述第一放大器或所述第三放大器中的至少一个包括可选择的第一对输入晶体管和第二对输入晶体管，所述第一对输入晶体管配置为在选择时提供信号反相，并且所述第二对输入晶体管配置为在选择时不提供信号反相。
17.根据权利要求9所述的双向可变增益放大器，还包括：偏置和控制电路，其配置为在所述发射模式下关断所述第三放大器和所述第四放大器，并在接收模式下关断第一放大器和第二放大器。
18.一种前端系统，包括：
功率放大器；
低噪声放大器；以及
双向可变增益放大器，包括：第一放大器，其包括耦接到发射/接收端口的输入端；第二放大器，其包括耦接到发射端口处的所述功率放大器输入端的输出端；第三放大器，其包括耦接到接收端口处的低噪声放大器输出端的输入端；第四放大器，其包括耦接到所述发射/接收端口和所述第一放大器输入端的输出端；以及开关电路，其配置为在发射模式下将所述第一放大器的输出端连接到所述第二放大器的输入端，并且在接收模式下将所述第三放大器的输出端连接到所述第四放大器的输入端。
19.根据权利要求18所述的前端系统，其中，所述第一放大器是第一共栅放大器，并且所述第四放大器是第一共漏放大器。
20.根据权利要求19所述的前端系统，其中，所述第二放大器是第二共栅放大器，并且所述第三放大器是第二共漏放大器。
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