CN214626968U - 一种射频装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频装置，包括：射频装置结构主体，信号放大器包括：N个射频信号接收电路，N个信号放大电路，N个开关电路，第一阻抗匹配电路，第一电压偏置电路以及用于控制N个开关电路各自的通断以进行射频信号通道选择的控制器；第i射频信号接收电路的输入端作为第i射频信号的接收端，输出端则与第i信号放大电路的输入端连接；第i信号放大电路的输出端与第i开关电路的第一端连接；N个开关电路的第二端均与第一电压偏置电路的输出端连接且连接端与第一阻抗匹配电路的第一端连接，第一阻抗匹配电路的第二端作为射频输出端。应用本申请的方案，可以降低噪声，并且可以针对不同频段的射频信号进行适应性优化，提升射频装置性能。

Description

一种射频装置

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，特别是涉及一种射频装置。

背景技术

目前的射频模组中，开关电路通常位于模组中的滤波器之后，LNA(Low NoiseAmplifier，低噪声放大器)电路之前，例如图3为传统的一种射频前端的部分电路结构示意图，通过对开关SW1至SW4的选择，实现射频通道的选择。

在实际应用中，开关电路的插入损耗会转变为LNA电路的输入噪声，导致整个链路的噪声性能变差。

综上所述，如何有效地进行射频模组的噪声优化，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种射频装置，以有效地进行射频模组的噪声优化。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种射频装置，包括：

射频装置结构主体，信号放大器；

所述信号放大器中包括：N个射频信号接收电路，N个信号放大电路，N个开关电路，第一阻抗匹配电路，第一电压偏置电路以及用于控制N个开关电路各自的通断以进行射频信号通道选择的控制器；

第i射频信号接收电路的输入端作为第i射频信号的接收端，所述第i射频信号接收电路的输出端与第i信号放大电路的输入端连接，所述第i信号放大电路的输出端与第i开关电路的第一端连接；N个开关电路的第二端均与所述第一电压偏置电路的输出端连接且连接端与所述第一阻抗匹配电路的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路的第二端作为射频输出端；

N为不小于2的正整数，i为正整数且1≤i≤N。

优选的，第1射频信号接收电路包括：第一电容和第一电感；

所述第一电感的第一端作为所述第1射频信号接收电路的输入端，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端作为所述第1射频信号接收电路的输出端；

第2射频信号接收电路包括：第二电容和第二电感；

所述第二电感的第一端作为所述第2射频信号接收电路的输入端，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端作为所述第2射频信号接收电路的输出端。

优选的，第1信号放大电路包括：第三电容，第一电阻以及第一场效应管；

所述第三电容的第一端分别与第一电源以及第一电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端与所述第一场效应管的栅极连接且连接端作为所述第1信号放大电路的输入端，所述第一场效应管的漏极作为所述第1信号放大电路的输出端，所述第一场效应管的源极接地；

第2信号放大电路包括：第四电容，第二电阻以及第二场效应管；

所述第四电容的第一端分别与第二电源以及第二电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第二场效应管的栅极连接且连接端作为所述第2信号放大电路的输入端，所述第二场效应管的漏极作为所述第2信号放大电路的输出端，所述第二场效应管的源极接地。

优选的，还包括：

第一端分别与所述第一场效应管的源极以及所述第二场效应管的源极连接，第二端接地的目标电感。

优选的，N个开关电路均为栅极与所述控制器连接的场效应管。

优选的，所述第一电压偏置电路包括：第四电阻和第六电容；

所述第六电容的第一端分别与第三电源以及第四电阻的第一端连接，所述第六电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端作为所述第一电压偏置电路的输出端。

优选的，所述第一阻抗匹配电路包括第七电容；

所述第七电容的第一端作为所述第一阻抗匹配电路的第一端，所述第七电容的第二端作为所述第一阻抗匹配电路的第二端。

优选的，还包括：第三电阻，第五电容以及第三场效应管；

所述第三电阻的第一端与第四电源连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第五电容的第一端以及所述第三场效应管的栅极连接，所述第五电容的第二端接地，所述第三场效应管的源极与N个开关电路的第二端均连接，所述第三场效应管的漏极与所述第一电压偏置电路的输出端连接且连接端与所述第一阻抗匹配电路的第一端连接。

优选的，N个射频信号接收电路各自对应不同的输入频率范围，并且N个射频信号接收电路中均设置有用于进行阻抗匹配的电感，且N个射频信号接收电路中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值互不相同。

优选的，N的取值为4。

应用本实用新型实施例所提供的技术方案，将开关电路设置在信号放大器当中，从而可以减小开关电路的插入损耗带入的噪声恶化情况。具体的，本申请设置了N个射频信号接收电路，并且N个射频信号接收电路分别与对应的N个信号放大电路连接，N个信号放大电路的输出端则分别连接N个开关电路，N个开关电路的输出均与第一阻抗匹配电路以及第一电压偏置电路连接，也就是说，本申请将N个开关电路设置在了信号放大器中的第一电压偏置电路与信号放大电路之间，即实现了开关电路与LNA的合并，而由于将开关电路设置在信号放大器中，可以降低开关电路的插入损耗为链路带来的输入噪声。此外，本申请的方案中设置了N个射频信号接收电路，使得本申请可以分别设置各个射频信号接收电路的各自参数，从而可以针对不同频段的射频信号进行适应性的优化，进一步地提升本申请的射频装置的性能。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种射频装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种具体实施方式中的射频装置的结构示意图；

图3为传统的一种射频开关+LNA电路的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种射频装置，可以降低开关电路的插入损耗为链路带来的输入噪声。此外，可以分别设置各个射频信号接收电路的各自参数，从而可以针对不同频段的射频信号进行适应性的优化，进一步地提升本申请的射频装置的性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。

请参考图1，图1为本实用新型中一种射频装置的结构示意图，该射频装置可以包括：

射频装置结构主体，信号放大器；

信号放大器中包括：N个射频信号接收电路10，N个信号放大电路20，N个开关电路30，第一阻抗匹配电路40，第一电压偏置电路50以及用于控制N个开关电路30各自的通断以进行射频信号通道选择的控制器；

第i射频信号接收电路10的输入端作为第i射频信号的接收端，第i射频信号接收电路10的输出端与第i信号放大电路20的输入端连接，第i信号放大电路20的输出端与第i开关电路30的第一端连接；N个开关电路30的第二端均与第一电压偏置电路50的输出端连接且连接端与第一阻抗匹配电路40的第一端连接，第一阻抗匹配电路40的第二端作为射频输出端；

N为不小于2的正整数，i为正整数且1≤i≤N。

具体的，本申请描述的射频装置结构主体，表示的是射频装置中除了信号放大器之外的其余器件，具体的构成可以根据实际需要进行设定。本申请的附图中未示出射频装置结构主体的具体结构。

信号放大器设置在射频前端，通常采用的是低噪声的信号放大器，即通常为LNA。

信号放大器中包括N个射频信号接收电路10，每个射频信号接收电路10用于接收对应的射频信号，即第1射频信号接收电路10用于接收第1射频信号，第2射频信号接收电路10用于接收第2射频信号，以此类推，第N射频信号接收电路10用于接收第N射频信号。N为不小于2的正整数，图1的实施方式中N＝3，图2的实施方式中N＝4。

各个射频信号接收电路10的具体电路构成可以根据需要进行设定和调整，并且需要指出的是，在传统的方案中，可以通过开关实现射频通道的选择，但是，不同的射频通道都是公用LNA中的同一个射频信号接收电路的，而本申请的方案中，针对不同的射频信号，分别设置了对应的射频信号接收电路10，即设置了N个射频信号接收电路10，从而使得本申请的方案可以分别设置各个射频信号接收电路10中的各个器件的参数，进而使得本申请的方案可以针对不同的射频信号，进行有针对性的指标优化。

例如在本实用新型的一种具体实施方式中，N个射频信号接收电路10各自对应不同的输入频率范围，并且N个射频信号接收电路10中均设置有用于进行阻抗匹配的电感，且N个射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值互不相同。

该种实施方式中，不同通道的射频信号的频率范围不同，因此，N个射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值互不相同，从而使得各个射频信号接收电路10中的电感值可以适用于对应的各通道的射频信号，进一步的提高了本申请的射频装置的性能。图2的实施方式中，L1，L2，L3以及L4便是各个射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感。

当然，在前述实施方式中，N个射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值互不相同，在其他的一些场合中，可以根据实际情况进行各个射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值的调整，例如使得一部分射频信号接收电路10中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值是相同的，其余部分的电感值是互不相同的，根据实际需要进行设定以提高性能即可，并不影响本实用新型的实施。

各个射频信号接收电路10的具体电路构成可以根据实际需要进行设定和调整，并且在实际应用中，各个射频信号接收电路10通常会采用一致的结构。

例如在本实用新型的一种具体实施方式中，可参阅图2，第1射频信号接收电路10可以具体包括：第一电容C1和第一电感L1；

第一电感L1的第一端作为第1射频信号接收电路10的输入端，第一电感L1的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端作为第1射频信号接收电路10的输出端；

第2射频信号接收电路10可以具体包括：第二电容C2和第二电感L2；

第二电感L2的第一端作为第2射频信号接收电路10的输入端，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端作为第2射频信号接收电路10的输出端。

该种实施方式中的射频信号接收电路10由一个电容和一个电感构成，结构简单，便于实施，第1射频信号接收电路10中的第一电容C1起到隔直的作用，第一电感L1则用于进行阻抗匹配。在实现上，第一电感L1可以采用片内电感，或者SMD(Surface MountedDevices，表面贴装器件)电感等形式。第2射频信号接收电路10中的第二电容C2和第二电感L2与此同理，便不再展开说明。

此外，图2中选取N＝4，是较为常用的一种实施方式。并且，图2中示出了第3射频信号接收电路10和第4射频信号接收电路10的具体结构，其中，第3射频信号接收电路10包括第八电容C8和第三电感L3，和第4射频信号接收电路10包括第九电容C9和第四电感L4。

各个射频信号接收电路10与相应的信号放大电路20连接，各个信号放大电路20的具体电路构成可以根据需要进行设定和调整，但实际应用中，各个信号放大电路20的电路结构通常也是一致的。

在本实用新型的一种具体实施方式中，可参阅图2，第1信号放大电路20包括：第三电容C3，第一电阻R1以及第一场效应管Q1；

第三电容C3的第一端分别与第一电源以及第一电阻R1的第一端连接，第三电容C3的第二端接地，第一电阻R1的第二端与第一场效应管Q1的栅极连接且连接端作为第1信号放大电路20的输入端，第一场效应管Q1的漏极作为第1信号放大电路20的输出端，第一场效应管Q1的源极接地；

第2信号放大电路20包括：第四电容C4，第二电阻R2以及第二场效应管Q2；

第四电容C4的第一端分别与第二电源以及第二电阻R2的第一端连接，第四电容C4的第二端接地，第二电阻R2的第二端与第二场效应管Q2的栅极连接且连接端作为第2信号放大电路20的输入端，第二场效应管Q2的漏极作为第2信号放大电路20的输出端，第二场效应管Q2的源极接地。

该种实施方式中信号放大电路20的结构简单易实施，具体的，第1信号放大电路20包括第三电容C3，第一电阻R1以及第一场效应管Q1，通过第一场效应管Q1起到信号放大的效果，第三电容C3的第一端需要与第一电源连接，第一电源用于提供偏置电压，通常为300至600V，当然，其他场合中，可以根据实际需要对第一电源以及第1信号放大电路20的具体结构进行适应性的调整，例如可以采用基于运放的第1信号放大电路20。图2中的第2信号放大电路20的结构与第1信号放大电路20相同，便不再重复说明。图2中将第一电源和第二电源分别标示为VCS1和VCS2。

此外，图2中也示出了第3信号放大电路20以及第4信号放大电路20的具体结构，第3信号放大电路20包括第五电阻R5，第十电容C10以及第四场效应管Q4，第4信号放大电路20则包括第六电阻R6，第十一电容C11以及第五场效应管Q5，第十电容C10以及第十一电容C11同样需要与相应电源连接，在图2中分别标示为VCS3以及VCS4。

本申请设置了N个开关电路30，分别与N个信号放大电路20连接，控制器通过对N个开关电路30各自的通断进行控制，便可以进行射频信号通道选择，即可以决定当前将哪一个射频信号接收电路10接收的射频信号传输至后级的电路中。并且可以理解的是，在实际应用中，在同一时刻，控制器通常只会控制N个开关电路30中的一个导通，其余均关断。本申请的附图中均为示出控制器，控制器的具体实现结构也可以根据需要进行设定，能够实现本申请的控制器的功能即可，并不影响本申请的实施。

任一开关电路30的具体构成均可以根据实际需要进行设定，可以是由单个开关构成的开关电路30，也可以多个开关的组合实现，本申请图2中，N个开关电路30均为栅极与控制器连接的场效应管，方案简单易实施。图2中，将4个开关电路30依次标示为SW1，SW2，SW3以及SW4。

第一电压偏置电路50用于提供偏置电压，具体结构可以根据需要进行设定，例如在本实用新型的一种具体实施方式中，第一电压偏置电路50包括：第四电阻R4和第六电容C6；

第六电容C6的第一端分别与第三电源以及第四电阻R4的第一端连接，第六电容C6的第二端接地，第四电阻R4的第二端作为第一电压偏置电路50的输出端。

第三电源在图2中标示为VDD3，例如通常可以设置为1.2V至1.8V，图2的该种实施方式中的第一电压偏置电路50结构简单，可靠性高。

此外，在部分场合中，考虑到放大倍数的因素，还会在信号放大器中设置有其他的放大电路，例如在本实用新型的一种具体实施方式中，还可以包括：第三电阻R3，第五电容C5以及第三场效应管Q3；

第三电阻R3的第一端与第四电源连接，第三电阻R3的第二端分别与第五电容C5的第一端以及第三场效应管Q3的栅极连接，第五电容C5的第二端接地，第三场效应管Q3的源极与N个开关电路30的第二端均连接，第三场效应管Q3的漏极与第一电压偏置电路50的输出端连接且连接端与第一阻抗匹配电路40的第一端连接。

可参阅图2，该种实施方式中通过第三场效应管Q3实现信号的进一步放大，第三电阻R3的第一端与第四电源连接，可以为第三场效应管Q3提供偏置电压。

第四电源在图2中标示为VCG1，例如通常可以为0.8V至1.2V。

在本实用新型的一种具体实施方式中，还可以包括：第一端分别与第一场效应管Q1的源极以及第二场效应管Q2的源极连接，第二端接地的目标电感。

该种实施方式中设置了目标电感，有利于提高信号放大的线性度。例如图2中便设置了目标电感Ls。

第一阻抗匹配电路40的具体构成也可以根据需要进行设定，例如图2中，第一阻抗匹配电路40包括第七电容C7，通过对第七电容C7的电容值的调整，可以进行阻抗匹配。

具体的，第七电容C7的第一端作为第一阻抗匹配电路40的第一端，第七电容C7的第二端作为第一阻抗匹配电路40的第二端。

此外，在实际应用中，信号放大器中还可以设置有其他结构，并不影响本实用新型的实施。图2中4个通道的射频输入依次标示为RF1，RF2，RF3以及RF4，并且在实际应用中，信号放大器的输出端通常可以与混频器等器件连接，具体的连接器件可以取决于实际的电路结构。

本申请的方案中，将开关电路30设置在信号放大器当中，从而可以减小开关电路30的插入损耗带入的噪声恶化情况。具体的，本申请设置了N个射频信号接收电路10，并且N个射频信号接收电路10分别与对应的N个信号放大电路20连接，N个信号放大电路20的输出端则分别连接N个开关电路30，N个开关电路30的输出均与第一阻抗匹配电路40以及第一电压偏置电路50连接，也就是说，本申请将N个开关电路30设置在了信号放大器中的第一电压偏置电路50与信号放大电路20之间，即实现了开关电路30与LNA的合并，而由于将开关电路30设置在信号放大器中，可以降低开关电路30的插入损耗为链路带来的输入噪声。此外，本申请的方案中设置了N个射频信号接收电路10，使得本申请可以分别设置各个射频信号接收电路10的各自参数，从而可以针对不同频段的射频信号进行适应性的优化，进一步地提升本申请的射频装置的性能。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种射频装置，其特征在于，包括：

射频装置结构主体，信号放大器；

所述信号放大器中包括：N个射频信号接收电路，N个信号放大电路，N个开关电路，第一阻抗匹配电路，第一电压偏置电路以及用于控制N个开关电路各自的通断以进行射频信号通道选择的控制器；

第i射频信号接收电路的输入端作为第i射频信号的接收端，所述第i射频信号接收电路的输出端与第i信号放大电路的输入端连接，所述第i信号放大电路的输出端与第i开关电路的第一端连接；N个开关电路的第二端均与所述第一电压偏置电路的输出端连接且连接端与所述第一阻抗匹配电路的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路的第二端作为射频输出端；

N为不小于2的正整数，i为正整数且1≤i≤N。

2.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，第1射频信号接收电路包括：第一电容和第一电感；

所述第一电感的第一端作为所述第1射频信号接收电路的输入端，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端作为所述第1射频信号接收电路的输出端；

第2射频信号接收电路包括：第二电容和第二电感；

所述第二电感的第一端作为所述第2射频信号接收电路的输入端，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端作为所述第2射频信号接收电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，第1信号放大电路包括：第三电容，第一电阻以及第一场效应管；

所述第三电容的第一端分别与第一电源以及第一电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端与所述第一场效应管的栅极连接且连接端作为所述第1信号放大电路的输入端，所述第一场效应管的漏极作为所述第1信号放大电路的输出端，所述第一场效应管的源极接地；

第2信号放大电路包括：第四电容，第二电阻以及第二场效应管；

所述第四电容的第一端分别与第二电源以及第二电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第二场效应管的栅极连接且连接端作为所述第2信号放大电路的输入端，所述第二场效应管的漏极作为所述第2信号放大电路的输出端，所述第二场效应管的源极接地。

4.根据权利要求3所述的射频装置，其特征在于，还包括：

第一端分别与所述第一场效应管的源极以及所述第二场效应管的源极连接，第二端接地的目标电感。

5.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，N个开关电路均为栅极与所述控制器连接的场效应管。

6.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，所述第一电压偏置电路包括：第四电阻和第六电容；

所述第六电容的第一端分别与第三电源以及第四电阻的第一端连接，所述第六电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端作为所述第一电压偏置电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路包括第七电容；

所述第七电容的第一端作为所述第一阻抗匹配电路的第一端，所述第七电容的第二端作为所述第一阻抗匹配电路的第二端。

8.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，还包括：第三电阻，第五电容以及第三场效应管；

所述第三电阻的第一端与第四电源连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第五电容的第一端以及所述第三场效应管的栅极连接，所述第五电容的第二端接地，所述第三场效应管的源极与N个开关电路的第二端均连接，所述第三场效应管的漏极与所述第一电压偏置电路的输出端连接且连接端与所述第一阻抗匹配电路的第一端连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的射频装置，其特征在于，N个射频信号接收电路各自对应不同的输入频率范围，并且N个射频信号接收电路中均设置有用于进行阻抗匹配的电感，且N个射频信号接收电路中的用于进行阻抗匹配的电感的电感值互不相同。

10.根据权利要求9所述的射频装置，其特征在于，N的取值为4。

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