CN117674748A - 一种射频功率放大器和射频前端模组 - Google Patents

Abstract

本发明属于射频技术领域，特别是涉及一种射频功率放大器和射频前端模组。通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈、第二初级线圈和第一次级线圈之间的耦合以及合理设置第一初级线圈和所述第一子线圈以及第二初级线圈和所述第二子线圈之间的电感值比值关系，以在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

Description

一种射频功率放大器和射频前端模组

技术领域

本发明属于射频技术领域，特别是涉及一种射频功率放大器和射频前端模组。

背景技术

新一代信息技术在当前正处于飞速发展的态势，各项细分领域的技术也在不断地更新和进步。其中，射频技术中的功率放大器(PA，Power Amplifier)，是射频前端模组中的重要组成部分。随着射频技术中对工作频段的要求越来越高，对功率放大器也带来了极大的考验。示例性地，随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile CommunicationTechnology，简称5G)地不断应用和普及，而对于功率放大器而言，各项性能指标能否满足在新的应用场景中的更高要求，是目前功率放大器的设计中的一个关键。

发明内容

本发明解决了现有技术中功率放大器至少部分性能指标难以满足在新的应用场景中的更高性能要求的技术问题，提供了一种射频功率放大器和射频前端模组。

第一方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

可选地，所述射频功率放大器支持3GPP中的Power Class 2标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间。

可选地，所述射频功率放大器支持3GPP中的Power Class 1标准和/或PowerClass 1.5标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间。

可选地，所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH,2nH]之间。

可选地，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，1.2H]、(1.2nH,1.5nH]或者(1.5AnH,2nH]之间。

可选地，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,8欧姆]之间。

可选地，所述第一输出端、所述第二输出端、第三输出端和第四输出端中任意两个输出端的基波输出阻抗的差值均小于0.5欧姆。

可选地，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间。

可选地，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线宽相同，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线圈长度被配置为使得所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

和/或，

所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线宽相同，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线圈长度被配置为使得所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

可选地，所述第一差分对还包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端接收第一差分信号，所述第二输入端接收第二差分信号；所述第二差分对还包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端接收第三差分信号，所述第四输入端接收第四差分信号；

所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度，所述第一差分信号和所述第四差分信号的相位差为±20度，所述第二差分信号和所述第三差分信号的相位差为±20度。

可选地，还包括输入转换模块，所述输入转换模块接收输入的射频信号，并转化成多路差分信号输出至所述第一差分对和所述第二差分对。

可选地，所述输入转换模块包括第一转换巴伦和第二转换巴伦，所述第一转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第一转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第一转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，所述第一转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端；所述第二转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第二转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第二转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，所述第二转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

可选地，所述第一差分对的第一输入端和所述第一输出端相对应，所述第一差分对的第二输入端和所述第二输出端相对应；所述第二差分对的第三输入端和所述第三输出端相对应，所述第二差分对的第四输入端和所述第四输出端相对应。

可选地，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]或者1:(5.5-7]、1:(7-9]或者1:(9-13]之间，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比均在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]或者1:(5.5-7]或者1:(7-9]之间。

可选地，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地；所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1。

可选地，所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比在(1,1.2]之间。

第二方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。

第三方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

可选地，还包括供电电路，所述供电电路为所述第一差分对和/或所述第二差分对提供电源电压。

可选地，所述电源电压小于或等于3.5V。

可选地，还包括第一转换巴伦和第二转换巴伦；

所述第一转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第一转换巴伦的主级线圈的第二端接地；第一转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，第一转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端；

第二转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，第二转换巴伦的主级线圈的第二端接地；第二转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，第二转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

可选地，所述第一差分对的第一输出端通过第一电容连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第一差分对的第二输出端通过第二电容连接至所述第一初级线圈的第二端；所述第二差分对的第三输出端通过第三电容连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第二差分对的第四输出端通过第四电容连接至所述第二初级线圈的第二端。

可选地，所述第一子线圈的第一端连接至信号输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端通过第五电容接地。

第四方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在所述基板上。

可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在第二芯片中，所述第二芯片设置在所述基板上。

可选地，所述第二芯片为集成无源器件芯片。

可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的至少一层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中；

或者，

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。

可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈并联连接，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈并联连接，所述第九部分线圈和第十部分线圈串联连接；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈与所述第九部分线圈相互耦合，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈与所述第十部分线圈相互耦合。

可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

第五方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述基板的至少一层金属层中。

可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中；

或者，

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。

可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈并联连接，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈并联连接，所述第九部分线圈和第十部分线圈串联连接；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈与所述第九部分线圈相互耦合，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈与所述第十部分线圈相互耦合。

可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置，设置在所述基板的至少一层金属层中。

第六方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

本发明实施例提出的射频功率放大器和射频前端模组中，通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈、第二初级线圈和第一次级线圈之间的耦合以及合理设置第一初级线圈和所述第一子线圈以及第二初级线圈和所述第二子线圈之间的电感值比值关系，以在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图2(a)-2(c)是本发明一实施例中的仿真示意图；

图3为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图4为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图5是本发明一实施例中的仿真示意图；

图6(a)-6(b)是本发明一实施例中的仿真示意图；

图7为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图8为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图9为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图10为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图11为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图；

图12为本发明一实施例中射频功率放大器的示意图。

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作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。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”、“连接至”、“与…连接”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻或连接到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明一实施例提供一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

示例性地，如图1所示，该射频功率放大器包括第一差分对10和第二差分对20，第一差分对10包括第一输出端11和第二输出端12，第二差分对20包括第三输出端21和第四输出端22。该射频功率放大器还包括第一初级线圈30、第二初级线圈40和第一次级线圈50，第一次级线圈50包括串联连接的第一子线圈51和第二子线圈52。可以理解地，第一差分对10和第二差分对20均是推挽功率放大器架构。

第一输出端11连接至所述第一初级线圈30的第一端，所述第二输出端12连接至所述第一初级线圈30的第二端。可以理解地，第一输出端11可以直接连接至所述第一初级线圈30的第一端，也可以间接连接至所述第一初级线圈30的第一端。示例性地，第一输出端11可以通过至少一个匹配元件连接至所述第一初级线圈30的第一端31，该匹配元件可以为电感、电容或电阻中的一项或者至少两项的组合。可以理解地，第二输出端12可以直接连接至所述第一初级线圈30的第二端，也可以间接连接至所述第一初级线圈30的第二端。示例性地，第二输出端12可以通过至少一个匹配元件连接至所述第一初级线圈30的第二端，该匹配元件可以为电感、电容或电阻中的一项或者至少两项的组合。

第三输出端21连接至所述第二初级线圈40的第一端，所述第四输出端22连接至所述第二初级线圈40的第二端。可以理解地，第三输出端21可以直接连接至所述第二初级线圈40的第一端，也可以间接连接至所述第二初级线圈40的第一端。示例性地，第三输出端21可以通过至少一个匹配元件连接至所述第二初级线圈40的第一端，该匹配元件可以为电感、电容或电阻中的一项或者至少两项的组合。可以理解地，第四输出端22可以直接连接至所述第二初级线圈40的第二端，也可以间接连接至所述第二初级线圈40的第二端。示例性地，第四输出端22可以通过至少一个匹配元件连接至所述第二初级线圈40的第二端，该匹配元件可以为电感、电容或电阻中的一项或者至少两项的组合。

如图1所示，第一次级线圈50包括串联连接的第一子线圈51和第二子线圈52，其中，第一子线圈51和所述第一初级线圈30耦合，所述第二子线圈52和所述第二初级线圈40耦合。具体地，第一子线圈51和所述第一初级线圈30的耦合，以及所述第二子线圈52和所述第二初级线圈40的耦合，可以在同一金属层之间的耦合，也可以是在不同金属层之间的耦合。

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

其中，所述第一初级线圈、所述第一子线圈、第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值均指它们自身呈现的电感数值。在一个实施方式中，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-3]、1:(3-6]、1:(6-9]或者1:(9-13]之间，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比均在1:[1.5-3]、1:(3-6]、1:(6-9]或者1:(9-13]之间。

在一个实施方式中，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比为1:1.5、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12或者1:13。在一个实施方式中，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比为1:1.5、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12或者1:13。

在本实施例中，通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈、第二初级线圈和第一次级线圈之间的耦合以及合理设置第一初级线圈和所述第一子线圈以及第二初级线圈和所述第二子线圈之间的电感值比值关系，以在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

如图2(a)-2(c)所示，为本实施例中的射频功率放大器中第一初级线圈和所述第一子线圈以及第二初级线圈和所述第二子线圈之间的电感值比值关系不同的三种情形。具体地，曲线a中所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比大于1:[1.5-13]，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1:[1.5-13]；曲线b中所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；曲线c中所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比小于1:[1.5-13]，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比小于1:[1.5-13]。结合图图2(a)-2(c)可知，曲线b中的取值使得射频功率放大器在可以兼顾插损和带宽特性的良好表现。

在一个实施例中，所述射频功率放大器支持3GPP中的Power Class 2标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间。通过支持的3GPP中的Power Class 2标准，控制第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间，以实现射频功率放大器在该功率模式下可以兼顾插损和带宽特性的良好表现。

在一个实施例中，所述射频功率放大器支持3GPP中的Power Class 1标准和/或Power Class 1.5标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间。通过支持的3GPP中的Power Class 1标准和/或Power Class 1.5标准，控制第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间，以实现射频功率放大器在该功率模式下可以兼顾插损和带宽特性的良好表现。

在一个实施例中，第一差分对还包括第一输入端和第二输入端。第一输入端和第二输入端分别接收一对差分输入信号，经过第一差分对进行放大之后，再经过第一输出端和第二输出端输出。在一个实施方式中，所述第一输入端接收第一差分信号，所述第二输入端接收第二差分信号。可选地，所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度。

在一个实施例中，第二差分对还包括第三输入端和第四输入端。第三输入端和第四输入端分别接收一对差分输入信号，经过第二差分对进行放大之后，再经过第三输出端和第四输出端输出。在一个实施方式中，所述第三输入端接收第三差分信号，所述第四输入端接收第四差分信号。可选地，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度。

在一个实施方式中，所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度，所述第一差分信号和所述第四差分信号的相位差为±20度，所述第二差分信号和所述第三差分信号的相位差为±20度。

在一个实施方式中，所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度，所述第一差分信号和所述第三差分信号的相位差为±20度，所述第二差分信号和所述第四差分信号的相位差为±20度。

在一个实施例中，如图3所示，该射频功率放大器还包括输入转换模块60，该输入转换模块60接收输入的射频信号(RFin)，再转化成多路差分信号输出。示例性地，该输入转换模块60将接收到的输入的射频信号，转化成上述第一差分信号、所述第二差分信号、第三差分信号和所述第四差分信号。

可以理解地，该输入转换模块可以通过一级或者多级转换，来实现从单一射频输入信号到多路差分信号的输出。

在一个实施方式中，输入转换模块包括三个输入巴伦：第一输入巴伦、第二输入巴伦和第三输入巴伦。输入的射频信号经过第一输入巴伦之后，转换为两路差分信号，该两路差分信号分别通过第二输入巴伦和第三输入巴伦再转化为四路差分信号(示例性地，转化为上述提及的第一差分信号、所述第二差分信号、第三差分信号和所述第四差分信号)，再分别输入到第一差分对和第二差分对中。

在一个实施方式中，如图7所示，所述输入转换模块包括第一转换巴伦61和第二转换巴伦62。第一转换巴伦61的主级线圈的第一端接收输入的射频信号RFin，第一转换巴伦61的主级线圈的第二端接地。第一转换巴伦61的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，第一转换巴伦61的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端。第二转换巴伦62的主级线圈的第一端接收输入的射频信号RFin，第二转换巴伦62的主级线圈的第二端接地。第二转换巴伦62的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，第二转换巴伦62的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

进一步地，在该实施方式中，第一差分对的第一输入端和所述第一输出端相对应，第一差分对的第二输入端和所述第二输出端相对应。第二差分对的第三输入端和所述第三输出端相对应，第四输入端和所述第四输出端相对应。具体地，上述相对应可以被理解为是同一个放大晶体管的输入端和输出端，或者该相对应可以被理解为是同一个信号传输路径上的输入端和输出端。在该实施方式中，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端RFout，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地。可以保证该射频功率放大器整体电路的对称，可以保证更好的平衡性，至少可以改善整体电路的插损特性。

在该实施方式中，通过两个转换巴伦实现对射频信号RFin的信号拆分，并且通过上述的与第一差分对和第二差分对的连接方式，保证了整体电路结构的对称性，实现了两个差分对的平衡性，进一步地保证了整体电路的阻抗平衡，可以降低电路的插损。

在一个实施方式中，输入转换模块包括第三初级线圈、第二次级线圈和第三次级线圈。所述第三初级线圈包括第三子线圈和第四子线圈，所述第三子线圈和所述第二次级线圈耦合，所述第四子线圈和所述第三次级线圈耦合。所述第三子线圈的第一端接收输入的射频信号RFin，所述第三子线圈的第二端与所述第四子线圈的第一端连接，所述第四子线圈的第二端接地。所述第二次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第一输入端，所述第二次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第二输入端。所述第三次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，所述第三次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

在一个实施例中，第一差分对10可以包括至少一级放大级，每一放大级均可以包括一对差分放大晶体管。示例性地，以第一差分对10为一级放大级为例，如图3所示，第一差分对10包括第一放大晶体管13和第二放大晶体管14。第一放大晶体管13和第二放大晶体管14可以为双极型晶体管(BJT，Bipolar Junction Transistor)、J型场效应晶体管(JFET,Junction gate Field Effect Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS FET，Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)或者其他类型的晶体管等。图3中以第一放大晶体管13和第二放大晶体管14均为npn型双极型晶体管为例，第一放大晶体管13包括基极、集电极和发射极，其中，基极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第一差分信号)，发射极接地，集电极连接至第一输出端11。第二放大晶体管14包括基极、集电极和发射极，其中，基极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第二差分信号)，发射极接地，集电极连接至第二输出端12。

在一个实施方式中，第一放大晶体管13和第二放大晶体管14均为MOS晶体管。第一放大晶体管13包括栅极、漏极和源极，其中，栅极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第一差分信号)，源极接地，漏极连接至第一输出端11。第二放大晶体管14包括栅极、漏极和源极，其中，栅极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第二差分信号)，源极接地，漏极连接至第二输出端12。

可以理解地，第一差分对10中还可以包括对应的偏置电路、供电电路、输入、输出或者级间匹配电路等。在一些实施方式中，上述偏置电路、供电电路、输入、输出或者级间匹配电路等可以采用本领域通用的电路结构实现，在此不再赘述。

在一个实施例中，第二差分对20可以包括至少一级放大级，每一放大级均可以包括一对差分放大晶体管。示例性地，以第二差分对20为一级放大级为例，如图4所示，第二差分对20包括第三放大晶体管23和第四放大晶体管24。第三放大晶体管23和第四放大晶体管24可以为双极型晶体管(BJT，Bipolar Junction Transistor)、J型场效应晶体管(JFET,Junction gate Field Effect Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS FET，Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)或者其他类型的晶体管等。图3中以第三放大晶体管23和第四放大晶体管24均为npn型双极型晶体管为例，第三放大晶体管23包括基极、集电极和发射极，其中，基极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第三差分信号)，发射极接地，集电极连接至第三输出端21。第四放大晶体管24包括基极、集电极和发射极，其中，基极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第四差分信号)，发射极接地，集电极连接至第四输出端22。

在一个实施方式中，第三放大晶体管23和第四放大晶体管24均为MOS晶体管。第三放大晶体管23包括栅极、漏极和源极，其中，栅极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第三差分信号)，源极接地，漏极连接至第三输出端21。第四放大晶体管24包括栅极、漏极和源极，其中，栅极接收输入待放大的射频信号(示例性地，第四差分信号)，源极接地，漏极连接至第四输出端22。

可以理解地，第二差分对20中还可以包括对应的偏置电路、供电电路、输入、输出或者级间匹配电路等。在一些实施方式中，上述偏置电路、供电电路、输入、输出或者级间匹配电路等可以采用本领域通用的电路结构实现，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。其中，N41频段的频率范围为[2515MHz,2675MHz]，N77频段的频率范围为[3300MHz,4200MHz]。在本实施例中，在射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输的时候，设置第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间，以实现更好地性能匹配。

如图2(a)-2(c)所示，其中，曲线b中，第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间，可见在N41频段内(即[2515MHz,2675MHz])该射频功率放大器的阻抗特性相对较为稳定，而且插损也表现较好。

在一个实施方式中，所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，1.2nH]之间。

在一个实施例中，线圈中电感值和线宽呈负相关，和线圈长度呈正相关，可以根据这种关系配置第一初级线圈的所述第一子线圈，和/或第二初级线圈的所述第二子线圈，使得第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

在一个实施例中，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线圈宽度和长度被配置为使得所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。和/或，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线圈宽度和长度被配置为使得所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

在一个实施例中，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线宽相同，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线圈长度被配置为使得所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。和/或，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线宽相同，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线圈长度被配置为使得所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

在一个实施例中，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端RFout，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地；所述第一子线圈和所述第二子线圈的匝数比大于1。

在一个实施方式中，所述第一子线圈和所述第二子线圈的匝数比在(1,1.2]之间。

在一个实施中，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端RFout，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地；所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1。

在一个实施方式中，所述第一子线圈和所述第二子线圈的线宽相同，配置所述第一子线圈和所述第二子线圈的线圈长度，使得所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1。

在一个实施方式中，所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比在(1,1.2]之间。

如图5所示，曲线d为所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值相同的方案，曲线e为第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1的方案。由附图5可知，曲线e明显可以在较宽的频带范围内均获得较好的损耗性能。因此，通过设置使得所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1，可以使得该射频功率放大器在较宽的频带范围内均获得较好的损耗性能。

进一步地，通过配置所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比在(1,1.2]之间，可以使得射频功率放大器在较宽的带宽范围内均获得稳定且较低的插损。

在一个实施例中，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

如附图6(a)和附图6(b)所示，附图6(a)中分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗为2欧姆、3欧姆、8欧姆和10欧姆的功率-效率曲线图。其中，曲线f对应它们的基波输出阻抗为2欧姆，曲线g对应它们的基波输出阻抗为3欧姆，曲线h对应它们的基波输出阻抗为8欧姆，曲线i对应它们的基波输出阻抗为10欧姆。而附图6(b)从左至右分别对应曲线i、曲线h、曲线g和曲线f的饱和功率回退4dB之后的效率值。结合附图6(a)和附图6(b)可知，基波输出阻抗为3欧姆和8欧姆的曲线对应的功率回退4dB之后的效率值明显高于基波输出阻抗为2欧姆和10欧姆的曲线对应的功率回退4dB之后的效率值。因此，在本实施例中，通过将第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗控制在[3欧姆，8欧姆]之间，可以实现功率和效率的二者兼顾。

可以理解地，本发明实施例中提及的基波输出阻抗可以按照阻抗的实部来取值或者按照阻抗的模进行取值。

在一个实施方式中，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[4欧姆，8欧姆]、[5欧姆，8欧姆]或者[6欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[4欧姆，8欧姆]、[5欧姆，8欧姆]或者[6欧姆，8欧姆]之间。

在一个实施方式中，所述第一差分对的第一输出端和/或第二输出端的基波输出阻抗为3欧姆、4欧姆、5欧姆、6欧姆、7欧姆或者8欧姆，所述第二差分对的第三输出端和/或第四输出端的基波输出阻抗为3欧姆、4欧姆、5欧姆、6欧姆、7欧姆或者8欧姆。

在一个实施例中，还包括供电电路，所述供电电路为所述第一差分对和/或第二差分对提供电源电压。可选地，电源电压在[2.7V,5V]的区间之内。在一个实施方式中，所述电源电压小于或等于3.5V。

在该实施方式中，在低电源电压的应用场景中，本实施方式提供的射频功率放大器中，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，即将它们的基波输出阻抗控制在较低的水平，可以保证射频功率放大器高功率性能的实现。

其中，在本发明实施例中，对于所述第一初级线圈、所述第一子线圈、第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值均指它们自身呈现的电感数值。它们的电感值可以通过直接测量或者侧面测量相关参数之后计算得出。并且，所述第一初级线圈、所述第一子线圈、第二初级线圈和所述第二子线圈的各个端点可以确定为各自与其他元件的连接点。示例性地，以图4为例，第一线圈30可以确定为第一输出端11和第二输出端12之间的部分(若第一输出端11和第一线圈30之间以及第二输出端12和第一线圈30之间没有其他元件)。以图8为例，第一初级线圈30可以确定为第一电容C1与第一初级线圈30的第一端连接的端点以及第二电容C2与第一初级线圈30的第二端连接的端点之间的部分。对于第一子线圈和第二子线圈而言，由于第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，可以将它们的连接中点确定为各自的端点。

本发明一实施例还提出一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述射频功率放大器支持N41频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。

本发明实施例通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值的合理设置，以在特定的频段中(N41频段)实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

本发明一实施例还提出一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述射频功率放大器支持N77频段的射频信号传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。

本发明实施例通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值的合理设置，以在特定的频段中(N77频段)实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

本发明一实施例还提出一种射频功率放大器，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

本实施例通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且配置所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，以在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

在一个实施方式中，将第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，可以通过匹配电路的结构以及对应元件的参数的调整而实现。

可选地，如图8所示，第一差分对的第一输出端通过第一电容C1连接至所述第一初级线圈的第一端，第一差分对的第二输出端通过第二电容C2连接至所述第一初级线圈的第二端。第二差分对的第三输出端通过第三电容C3连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端通过第四电容C4连接至所述第二初级线圈的第二端。

并且，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

在该实施方式中，通过在各个差分对的各个输出端以及第一初级线圈和第二初级线圈之间各设置串联电容，并且结合第一初级线圈、第二初级线圈以及第一次级线圈的参数，以实现上述提及的，将第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

可选地，如图9所示，第二子线圈的第二端通过第五电容C5接地；即第五电容串联在第二子线圈的第二端和地之间。

可选地，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端通过第六电容连接；即第六电容串联在所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端之间。

可选地，所述第一子线圈的第一端通过第七电容连接至信号输出端；即第七电容串联在所述第一子线圈的第一端和信号输出端之间。

本发明一实施例还提出一种射频前端模组，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

在一个实施例中，所述第一初级线圈、多数第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在所述基板上。

在一个实施方式中，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的至少一层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

在一个实施方式中，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的两层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

在一个实施方式中，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的三层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

在一个实施方式中，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

所述第一部分线圈、第二部分线圈、第三部分线圈和所述第四部分线圈实现串联连接。如图12所示，第一部分线圈通过通孔和第二部分线圈串联连接，第二部分线圈通过一段线段和第三部分线圈串联连接，第三部分线圈通过通孔和第四部分线圈串联连接。可以理解地，第一部分线圈、第二部分线圈、第三部分线圈和所述第四部分线圈实现串联连接的方式不局限于附图12的方式。在一个实施方式中，第一部分线圈通过通孔和第二部分线圈串联连接，第三部分线圈通过通孔和第四部分线圈串联连接，第一部分线圈再通过一段线段和第三部分线圈串联连接。

如图12所示，所述第一初级线圈30和所述第二初级线圈40均设置在第二金属层中。所述第一初级线圈30和第一部分线圈以及第二部分线圈相互耦合，所述第二初级线圈40和第三部分线圈以及所述第四部分线圈相互耦合。

在一个实施例中，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中。第一次级线圈包括包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合。

在一个实施例中，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。第一次级线圈包括包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合。

在一个实施例中，所述第一芯片为砷化镓芯片、氮化镓芯片或者CMOS芯片等。

在一个实施例中，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在第二芯片中，所述第二芯片设置在所述基板上。如图10所示，第一芯片100，包括第一差分对和第二差分对。所述第一初级线圈30、所述第二初级线圈40和所述第一次级线圈50设置在第二芯片200中。

在一个实施例中，所述第二芯片为集成无源器件(IPD,Integrated PassiveDevice)芯片。可以理解地，在一个实施方式中，该射频前端模组还可以包括一些无源匹配元件，示例性地，上述任一实施例中提及的电容C1-电容C5或者其他匹配元件。这些无源元件可以放置在第一芯片中、第二芯片中或者放置在基板上，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图11所示，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈。

在一个实施方式中，设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈并联连接，设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈并联连接，设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈串联连接。如图11所示，设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈通过通孔进行并联连接，设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈通过通孔进行并联连接，设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈之间通过一段线段进行串联连接。

如图11所示，设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈与设置在第二金属层的第九部分线圈相互耦合，设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈与设置在第二金属层的第十部分线圈相互耦合。

在一个实施方式中，第五部分线圈的第一端通过第一通孔和第六部分线圈的第一端连接，第五部分线圈的第二端通过第二通孔和第六部分线圈的第二端连接，以实现并联连接。

第七部分线圈的第一端通过第三通孔和第八部分线圈的第一端连接，第七部分线圈的第二端通过第四通孔和第八部分线圈的第二端连接，以实现并联连接。

第九部分线圈的第二端和第十部分线圈的第一端连接，以实现串联连接。第九部分线圈的第一端连接至射频信号的输出端RFout，第十部分线圈的第二端接地，或者第九部分线圈的第一端接地，第十部分线圈的第二端连接至射频信号的输出端RFout。

在一个实施例中，一种射频前端模组，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

本实施例中通过第一初级线圈、第二初级线圈和第一次级线圈在基板上的设置，可兼顾集成度和较高的耦合系数，并且结合和第一芯片的连接方式，在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频前端模组中射频功率放大器较好的插损和带宽性能。

可以理解地，为了避免赘述，上述说明书中部分相同或相似的技术特征的细节在一些实施例或者实施方式中并没有展开描述，但是实质上这些细节也是适用于不同的实施例或者实施方式中的。

以上仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (33)

1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器支持3GPP中的Power Class 2标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间。

3.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支持3GPP中的Power Class 1标准和/或Power Class 1.5标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间。

4.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。

5.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH,1.2H]、(1.2nH,1.5nH]或者(1.5AnH,2nH]之间。

6.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

7.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一输出端、所述第二输出端、第三输出端和第四输出端中任意两个输出端的基波输出阻抗的差值均小于0.5欧姆。

8.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间。

9.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线宽相同，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线圈长度被配置为使得所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

和/或，

所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线宽相同，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线圈长度被配置为使得所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

10.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一差分对还包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端接收第一差分信号，所述第二输入端接收第二差分信号；所述第二差分对还包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端接收第三差分信号，所述第四输入端接收第四差分信号；

所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度，所述第一差分信号和所述第四差分信号的相位差为±20度，所述第二差分信号和所述第三差分信号的相位差为±20度。

11.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，还包括输入转换模块，所述输入转换模块接收输入的射频信号，并转化成多路差分信号输出至所述第一差分对和所述第二差分对。

12.根据权利要求11所述的射频功率放大器，其特征在于，所述输入转换模块包括第一转换巴伦和第二转换巴伦，所述第一转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第一转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第一转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，所述第一转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端；所述第二转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第二转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第二转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，所述第二转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

13.根据权利要求12所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一差分对的第一输入端和所述第一输出端相对应，所述第一差分对的第二输入端和所述第二输出端相对应；所述第二差分对的第三输入端和所述第三输出端相对应，所述第二差分对的第四输入端和所述第四输出端相对应。

14.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]、1:(5.5-7]、1:(7-9]或者1:(9-13]之间，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比均在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]、1:(5.5-7]、1:(7-9]或者1:(9-13]之间。

15.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地；所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1。

16.根据权利要求15所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比在(1,1.2]之间。

17.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述射频功率放大器支持N41频段和/或N77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nH，2nH]之间。

18.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：

第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

19.根据权利要求18所述的射频功率放大器，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路为所述第一差分对和/或所述第二差分对提供电源电压。

20.根据权利要求19所述的射频功率放大器，其特征在于，所述电源电压小于或等于3.5V。

21.根据权利要求18所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一差分对的第一输出端通过第一电容连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第一差分对的第二输出端通过第二电容连接至所述第一初级线圈的第二端；所述第二差分对的第三输出端通过第三电容连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第二差分对的第四输出端通过第四电容连接至所述第二初级线圈的第二端。

22.根据权利要求18所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一子线圈的第一端连接至信号输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端通过第五电容接地。

23.一种射频前端模组，其特征在于，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

24.如权利要求23所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在所述基板上。

25.如权利要求23所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在第二芯片中，所述第二芯片设置在所述基板上。

26.如权利要求25所述的射频前端模组，其特征在于，所述第二芯片为集成无源器件芯片。

27.如权利要求25所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的至少一层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

28.如权利要求23所述的射频前端模组，其特征在于，

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

29.一种射频前端模组，其特征在于，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈设置在所述基板的至少一层金属层中。

30.如权利要求29所述的射频前端模组，其特征在于，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中；

或者，

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。

31.如权利要求29所述的射频前端模组，其特征在于，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈并联连接，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈并联连接，所述第九部分线圈和第十部分线圈串联连接；

所述第五部分线圈和所述第六部分线圈与所述第九部分线圈相互耦合，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈与所述第十部分线圈相互耦合。

32.如权利要求29所述的射频前端模组，其特征在于，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置，设置在所述基板的至少一层金属层中。

33.一种射频前端模组，其特征在于，包括：

基板；

第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。