CN210609161U

CN210609161U - 基于pcb的射频双工器及移动终端

Info

Publication number: CN210609161U
Application number: CN201922278658.XU
Authority: CN
Inventors: 梁海浪
Original assignee: Huizhou Huaxin Semiconductor Co ltd
Current assignee: Liaojing semiconductor (Huizhou) Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种基于PCB的射频双工器及移动终端，该基于PCB的射频双工器包括PCB基板，具有第一板面；移相器，包括一平面电容及两个平面电感，平面电容及两个平面电感均设于PCB基板的第一板面上，并在PCB基板的第一板面上形成第一谐振区域和第二谐振区域；发送滤波器，设置于PCB基板上的第一谐振区域；接收滤波器，设置于PCB基板上的第二谐振区域；导电胶层，设置在移相器、发送滤波器以及接收滤波器上，以将移相器、发送滤波器以及接收滤波器封装于PCB基板的第一板面。本实用新型减小了移动终端中射频双工器的封装体积。

Description

基于PCB的射频双工器及移动终端

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，特别涉及一种基于PCB的射频双工器及移动终端。

背景技术

射频双工器一般由上、下行滤波器共同组成，包括发送滤波器和接收滤波器，通过频分双工采用相同的天线接收和发送信号。发送滤波器和接收滤波器都是带通滤波器，它们分别只能通过特定频率的信号。射频双工器的作用是将发送信号和接收信号隔离，保证接收端和发送端都能同时正常工作。

随着近年来手机等移动通讯设备都朝着多功能、小体积、多协议、多频段和高性能的方向发展。移动通讯设备的射频前端模块需要包含更多高性能的射频双工器。目前由于移动终端所支持的通信模式和频段逐渐增多，需要发送信号与接收信号彼此之间的信号隔离要求也会不断增多，因此，如何设计应用于发送/接收部分滤波器的移相器，如何通过PCB和/或被动元器件设计移相器，以有效的调整滤波器的相位，改善射频双工器的性能是亟需解决的问题。

对此，采用被动电容和电感元器件焊接到PCB板上来实现，或是采用被动电容和PCB板上电感来实现，或是采用PCB板上传输线来实现，然而这些方式会造成体积过大，增加了工艺复杂程度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种基于PCB的射频双工器及移动终端，旨在减小移动终端中射频双工器的封装体积。

为实现上述目的，本实用新型提出一种基于PCB的射频双工器，所述基于PCB的射频双工器包括：

PCB基板，具有第一板面；

移相器，包括一平面电容及两个平面电感，所述平面电容及两个所述平面电感均设于所述PCB基板的第一板面上，并在所述PCB基板的第一板面上形成第一谐振区域和第二谐振区域；

发送滤波器，设置于所述PCB基板上的第一谐振区域；

接收滤波器，设置于所述PCB基板上的第二谐振区域；

导电胶层，设置在所述移相器、发送滤波器以及接收滤波器上，以将所述移相器、发送滤波器以及接收滤波器封装于所述PCB基板的第一板面。

可选地，所述移相器中的2个所述平面电感以所述平面电容为中心线对称设置，所述发送滤波器和所述接收滤波器分别对应叠设于所述平面电感上。

可选地，所述移相器中的2个所述平面电感设置于所述平面电容的同一侧边，且2个所述平面电感对称设置，所述发送滤波器和所述接收滤波器分别叠设于所述平面电感和所述平面电容组成的表面上。

可选地，所述平面电感为螺旋电感。

可选地，所述PCB基板上设置有一凹槽，用于将所述平面电容设置于所述凹槽中。

可选地，所述平面电感的形状为圆形结构或者多边形结构。

可选地，所述平面电感的形状为正方形结构、六边形结构或者八边形结构。

可选地，所述平面电容的形状为圆形结构、椭圆形结构、梅花形结构、扇形结构或者多边形结构。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种移动终端，所述移动终端包括如上所述的基于PCB的射频双工器，所述基于PCB的射频双工器包括：

PCB基板，具有第一板面；

发送滤波器，设置于所述PCB基板上的第一谐振区域；

接收滤波器，设置于所述PCB基板上的第二谐振区域；

可选地，所述移动终端为手机、平板或可穿戴设备。

本实用新型技术方案通过基于PCB的射频双工器中包括PCB基板，以及设置于PCB基板的第一板面上的移相器、发送滤波器和接收滤波器，并在移相器、发送滤波器和接收滤波器上覆盖有导电胶层，即是采用导电胶将移相器、发送滤波器和接收滤波器封装于PCB基板的第一板面。且移相器中具有一平面电容及两个平面电感，均设于PCB基板的第一板面上，即是通过平面电容和平面电感贴设于PCB基板的第一板面，可以减小整个射频双工器的封装体积；解决了采用被动电容和电感元器件焊接到PCB板上来实现移相器，或者部分采用被动电容和PCB板上电感来实现移相器，造成的射频双工器体积过大，使得封装体极较大的问题。本实用新型技术方案减小了移动终端中射频双工器的封装体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型基于PCB的射频双工器一实施例的剖面结构示意图；

图2a-2b为本实用新型基于PCB的射频双工器中移相器第一实施例的位置结构示意图；

图3a-3b为本实用新型基于PCB的射频双工器中移相器第二实施例的位置结构示意图；

图4a-4b为本实用新型基于PCB的射频双工器中移相器第三实施例的位置结构示意图；

图5为本实用新型基于PCB的射频双工器中平面电容一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型基于PCB的射频双工器中平面电感一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	PCB基板	40	发送滤波器
20	平面电容	50	接收滤波器
				30	平面电感	60	导电胶层

本实用新型目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种基于PCB的射频双工器。

在本实用新型一实施例中，参照如图1所示，所述基于PCB的射频双工器包括：

PCB基板10，具有第一板面(图中未标出)；

移相器(图中未标出)，包括一平面电容20及两个平面电感30，所述平面电容20及两个所述平面电感30均设于所述PCB基板10的第一板面上，并在所述PCB基板10的第一板面上形成第一谐振区域和第二谐振区域；

发送滤波器40，设置于所述PCB基板10上的第一谐振区域；

接收滤波器50，设置于所述PCB基板10上的第二谐振区域；

导电胶层60，设置在所述移相器、发送滤波器40以及接收滤波器50上，以将所述移相器、发送滤波器40以及接收滤波器50封装于所述PCB基板10的第一板面。

本实施例中，移相器是由一平面电容20和两个平面电感30组成，并均设置于PCB基板10的第一板面上，在PCB基板10上形成第一谐振区域和第二谐振区域，且射频双工器中的发送滤波器40和接收滤波器50分别处于第一谐振区域和第二谐振区域，以使得提升了射频双工器的隔离性能。可以理解的是，移相器中的平面电容20的数量和平面电感30的数量均至少为1个，可以根据实际应用场景设置，如平面电容20的数量可以为1个、2个、3个等，平面电感30的数量可以为1个、2个、3个等，此处不做限制。其中，PCB基板10的第一板面可以为PCB基板10中2个板面中的任何一个板面。

本实施例中，基于PCB的射频双工器中移相器连接于发送滤波器40和接收端滤波器之间，可以调整发送滤波器40和接收端滤波器之间的相位，使发送滤波器40和接收端滤波器彼此隔离，以防止发送滤波器40和接收端滤波器之间产生的相互干扰，提升基于PCB的射频双工器的整体性能。

本实施例中，导电胶层60是处于移相器、发送滤波器40以及接收滤波器50上，是通过导电胶将移相器、发送滤波器40以及接收滤波器50封装于所述PCB基板10的第一板面，形成的PCB板上的一层结构。其中，发送滤波器40和接收滤波器50通过倒装焊接方法(Bump)或铜柱凸块焊接方法(Copper Pillar)焊接到PCB基板10上，平面电感30根据接收滤波器50性能要求设计，焊接在PCB基板10上。以此使得移相器与接收滤波器50可以有效的匹配，提高基于PCB的射频双工器性能。

此外，由于本方案中的射频双工器采用平面电容20和平面电感30，不需要分立的电感和电容元件，可以有效降低本方案中射频双工器的成本。

需要说明的是，上述实施例基于PCB的射频双工器中移相器可以为多个，即是由一平面电容20和两个平面电感30组成的移相器可以为1个、2个、3个等，根据实际应用场景设置，此处不做限制。

本实用新型技术方案通过基于PCB的射频双工器中包括PCB基板10，以及设置于PCB基板10的第一板面上的移相器、发送滤波器40和接收滤波器50，并在移相器、发送滤波器40和接收滤波器50上覆盖有导电胶层60，即是采用导电胶将移相器、发送滤波器40和接收滤波器50封装于PCB基板10的第一板面。且移相器中具有一平面电容20及两个平面电感30，均设于PCB基板10的第一板面上，即是通过平面电容20和平面电感30贴设于PCB基板10的第一板面，可以减小整个射频双工器的封装体积；解决了采用被动电容和电感元器件焊接到PCB板上来实现移相器，或者部分采用被动电容和PCB板上电感来实现移相器，造成的射频双工器体积过大，使得封装体极较大的问题。本实用新型技术方案减小了移动终端中射频双工器的封装体积。

在一实施例中，参照如图2a和2b所示，所述移相器中的2个所述平面电感30以所述平面电容20为中心线对称设置，所述发送滤波器40和所述接收滤波器50分别对应叠设于所述平面电感30上。

可以理解的是，2个平面电感30分别设置在平面电容20的两边，且将平面电容20作为中心线对称设置，发送滤波器40和接收滤波器50分别贴合设置在2个平面电感30上，即是发送滤波器40和接收滤波器50分别与2个平面电感30叠加贴合设置，以在提升本方案射频双工器隔离性能的情况下，减小射频双工器的体积。

在一实施例中，参照如图3a、3b、4a和4b所示，所述移相器中的2个所述平面电感30设置于所述平面电容20的同一侧边，且2个所述平面电感30对称设置，所述发送滤波器40和所述接收滤波器50分别叠设于所述平面电感30和所述平面电容20组成的表面上。

可以理解的是，2个平面电感30均设置在平面电容20的同一侧边，且对称设置，发送滤波器40和接收滤波器50均叠加贴合设置在平面电感30和平面电容20上，即是平面电感30和平面电容20作为以平面层，发送滤波器40和接收滤波器50的一部分叠加贴合设置在平面电感30上，一部分叠加贴合设置在平面电容20上，以在提升本方案射频双工器隔离性能的情况下，减小射频双工器的体积。

需要说明的是，上述实施例中，平面电感30为螺旋电感，平面电容20以所述PCB基板10的放置方向为基准方向从0度至60度设置。可以理解的是，平面电容20以所述PCB基板10的放置方向为基准方向，可以0度设置，即是与PCB基板10的放置方向平行设置，可以45度设置，也可以60度设置，根据实际应用场景设置，此处不做限制。

基于上述实施例，所述平面电容20的形状为圆形结构、椭圆形结构、梅花形结构、扇形结构或者多边形结构。平面电容20的电容值大小可以根据以下第一公式获得：

第一公式为：

其中，参照如图5所示，针对于圆形的平面电容20结构，C为平面电容20的电容值(单位为F)，A为平面电容20的基板面积，D_K为平面电容20的基板材料的介电常数，K为常数，T为平面电容20的介质层基板厚度。

通过第一公式，可以理解的是，针对于椭圆形、梅花形、扇形或者多边形的平面电容20结构，均可以按照第一公式计算出平面电容20的电容值大小。平面电容20的介质层越薄，基板面积越大，所得到的电容值越大，平面电容20的介质层越厚，基板面积越小，所得到的电容值越小。本方案中基于PCB的射频双工器可以根据实际应用情况，选择合适的平面电容20。

基于上述实施例，所述平面电感30的形状为圆形结构或者多边形结构。可以理解的是，所述平面电感30的形状为正方形结构、六边形结构或者八边形结构，也可以是其他多边形结构，此处不做限定。平面电感30的电感值大小可以根据以下第二公式获得：

第二公式为：

D_avg可以根据第三公式

计算得出；

可以根据第四公式

计算得出；

磁常数μ₀＝4π*10^-7。

上述公式中，参照如图5所示，L为平面电感30的电感值(单位为nH)，N为平面电感30的线圈匝数，D_avg为平面电感30的线圈平均直径(单位为μm)，D为平面电感30的线圈外径，即是D_out，d为平面电感30的线圈内径，即为D_in，系数C₁、C₂、C₃和C₄依赖于平面电感30的线圈的布局形状，其取值根据实验结果可以如下表所示：

布局形状	C<sub>1</sub>	C<sub>2</sub>	C<sub>3</sub>	C<sub>4</sub>
					正方形	1.27	2.07	0.18	0.13
六边形	1.09	2.23	0.00	0.17
					八边形	1.07	2.29	0.00	0.19
圆形	1.00	2.46	0.00	0.20

在一实施例中，所述PCB基板10上设置有一凹槽，用于将所述平面电容20设置于所述凹槽中。可以理解的是，本方案中PCB基板10上的凹槽大小，根据实际应用中平面电容20的布局形状及大小设置，以将平面电容20贴合设置在PCB基板10上，减小基于PCB的射频双工器的体积。

此外，本实用新型还提出一种移动终端，该移动终端包括如上所述的基于PCB的射频双工器，所述基于PCB的射频双工器包括：

PCB基板10，具有第一板面；

移相器，包括一平面电容20及两个平面电感30，所述平面电容20及两个所述平面电感30均设于所述PCB基板10的第一板面上，并在所述PCB基板10的第一板面上形成第一谐振区域和第二谐振区域；

发送滤波器40，设置于所述PCB基板10上的第一谐振区域；

接收滤波器50，设置于所述PCB基板10上的第二谐振区域；

由于本移动终端采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。需要说明的是，移动终端可以是手机、平板或可穿戴设备，此处不做限制。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的方案构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述基于PCB的射频双工器包括：

PCB基板，具有第一板面；

发送滤波器，设置于所述PCB基板上的第一谐振区域；

接收滤波器，设置于所述PCB基板上的第二谐振区域；

2.如权利要求1所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述移相器中的2个所述平面电感以所述平面电容为中心线对称设置，所述发送滤波器和所述接收滤波器分别对应叠设于所述平面电感上。

3.如权利要求1所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述移相器中的2个所述平面电感设置于所述平面电容的同一侧边，且2个所述平面电感对称设置，所述发送滤波器和所述接收滤波器分别叠设于所述平面电感和所述平面电容组成的表面上。

4.如权利要求1所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述平面电感为螺旋电感。

5.如权利要求1所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述PCB基板上设置有一凹槽，用于将所述平面电容设置于所述凹槽中。

6.如权利要求1至5任意一项所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述平面电感的形状为圆形结构或者多边形结构。

7.如权利要求6所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述平面电感的形状为正方形结构、六边形结构或者八边形结构。

8.如权利要求1至5任意一项所述的基于PCB的射频双工器，其特征在于，所述平面电容的形状为圆形结构、椭圆形结构、梅花形结构、扇形结构或者多边形结构。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至8任意一项所述的基于PCB的射频双工器。

10.如权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机、平板或可穿戴设备。