多频段匹配电路、射频前端模块、芯片及电子设备的制作方法

本技术涉及功率放大器，特别涉及一种多频段匹配电路、射频前端模块、芯片及电子设备。

背景技术：

1、多模多频功率放大器（mmmb，multi-mode, multi band）是一种高性能的无线通信电子组件，可以支持多种无线通信标准和频段，如4g/5g lte、wifi（2.4ghz/5ghz）、蓝牙等。其主要功能是在不同频段间高效切换和工作，提供宽广的频谱覆盖，适用于智能手机、无线路由器、移动基站等设备。以手机终端为例，根据3gpp协议，常用的几种通信频段如下表一所示：

2、表一：部分常见通信频段

3、

4、由于小型化的需求，当前市面上的产品通常把不同频段的功率放大器（pa，poweramplifier）集成在同一块基板上构成mmmb，请参见图1，图1为多模多频功率放大器的输出拓扑结构示意图。如图1所示，中频段功率放大器mb_pa的mb输出负载线（mb_loadline）连接到天线开关150（asw，antenna switch）的中频段输入端口mb_in，高频段功率放大器hb_pa的hb输出负载线连接到天线开关150的高频段输入端口hb_in。天线开关150针对中频段和高频段分别有多个输出口mb1、mb2、……，mbn以及hb1、hb2、……，hbm，用于更加具体的频段使用。在中频段功率放大器mb_pa工作时，高频段功率放大器hb_pa不工作，反之亦然，比如，在使用引线键合（wb，wire bonding)封装工艺的mmmb产品中，不同频段的功率放大器共用同一个天线开关，因而它们的输出负载线会因距离较近而产生耦合；同样的，对于倒装封装的芯片，不同pa输出走线靠近时也会产生耦合。例如在中频段功率放大器mb_pa工作时会有信号进入高频段功率放大器hb_pa的输出负载线对其接收机造成干扰，反之亦然，在高频段功率放大器hb_pa工作时会有信号进入中频段功率放大器mb_pa的输出负载线对其接收机造成干扰。

5、需要说明的是，公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中的其中一个或多个问题，提供一种多频段匹配电路、射频前端模块、芯片及电子设备，本实用新型能够显著提升输出匹配网络的隔离度，显著降低能量泄漏；进一步地，本实用新型不改变匹配电路元件的构成，无须增加任何硬件成本；而且不会增加射频前端模块的版图面积。

2、为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种多频段匹配电路，所述多频段匹配电路包括第一输出负载线和第二输出负载线，所述第一输出负载线包括串联连接的第一电感器和第一匹配子网络，所述第二输出负载线包括串联连接的第二电感器和第二匹配子网络，所述第一输出负载线的输入端口和所述第二输出负载线的输入端口分别用于接收工作频段不同的第一功率放大器和第二功率放大器的输出信号，所述第一输出负载线的输出端口和所述第二输出负载线的输出端口分别用于耦接天线开关的两个不同频段的输入端口；所述第一电感器和所述第二电感器存在负耦合系数的耦合关系，以降低所述第一输出负载线和所述第二输出负载线之间的耦合所导致的所述输出信号的能量泄漏。

3、可选地，所述第一电感器和所述第二电感器存在负耦合系数的耦合关系，包括：所述第一电感器的线圈和所述第二电感器的线圈的绕向相同，在版图布局上相互靠近且不交叠。

4、可选地，所述第一电感器和所述第二电感器的耦合系数的绝对值小于一预设值。

5、可选地，所述第一匹配子网络包括第一rc电路和第一耦合线，所述第二匹配子网络包括第二rc电路和第二耦合线，所述第一耦合线和所述第二耦合线存在耦合关系；所述第一rc电路的第一端接收所述第一功率放大器的输出信号，所述第一rc电路的第二端耦接所述第一电感器的第一端，所述第一电感器的第二端耦接所述第一耦合线的第一端，所述第一耦合线的第二端用于耦接所述天线开关的第一输入端口，所述第二rc电路的第一端接收所述第二功率放大器的输出信号，所述第二rc电路的第二端耦接所述第二电感器的第一端，所述第二电感器的第二端耦接所述第二耦合线的第一端，所述第二耦合线的第二端用于耦接所述天线开关的第二输入端口。

6、可选地，当所述第一功率放大器工作时，所述第一电感器在所述第二电感器激发的第一感应电流与所述第一耦合线耦合到所述第二耦合线上的第一耦合电流的方向相反；当所述第二功率放大器工作时，所述第二电感器在所述第一电感器激发的第二感应电流与所述第二耦合线耦合到所述第一耦合线上的第二耦合电流的方向相反。

7、可选地，所述第一电感器和所述第二电感器的耦合系数与所述第一耦合线和所述第二耦合线之间的耦合系数相关，以使得所述第一感应电流与所述第一耦合电流的差值的绝对值以及所述第二感应电流与所述第二耦合电流的差值的绝对值小于预设误差阈值。

8、为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种射频前端模块，所述射频前端模块包括工作频段不同的第一功率放大器和第二功率放大器、以及天线开关和上述任一项所述的多频段匹配电路；所述多频段匹配电路的两个输入端分别耦接所述第一功率放大器和所述第二功率放大器，所述多频段匹配电路的两个输出端分别耦接所述天线开关的两个不同频段的输入端口。

9、可选地，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器不同时工作。

10、为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种芯片，其特征在于，其上集成有上述任一项所述的多频段匹配电路或如上述任一项所述的射频前端模块。

11、为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的多频段匹配电路、或上述任一项所述的射频前端模块、或上述的芯片。

12、与现有技术相比，本实用新型提供的多频段匹配电路、射频前端模块、芯片及电子设备，具有以下优点：

13、本实用新型提供的多频段匹配电路，采用将所述第一电感器和所述第二电感器的耦合关系设计为负耦合系数的设计方式，充分利用了第一输出负载线和第二输出负载线之间难以避免的耦合关系，能够有效降低所述第一输出负载线和所述第二输出负载线之间的耦合所导致的所述输出信号的能量泄漏，从而显著提升所述第一输出负载线和所述第二输出负载线之间的隔离度；进一步地，本实用新型不改变匹配电路元件的构成，无须增加任何硬件成本；而且不会增加射频前端模块的版图面积。

14、进一步地，由于本实用新型提供的射频前端模块、芯片及电子设备，与本实用新型提供的多频段匹配电路属于同一实用新型构思，因此，本实用新型提供的射频前端模块、芯片及电子设备至少具有本实用新型提供的多频段匹配电路的所有优点，有关本实用新型提供的射频前端模块、芯片及电子设备的有益效果的详细内容，请参见上文关于本实用新型提供的多频段匹配电路的有益效果的相关描述，在此，不再一一赘述。

1.一种多频段匹配电路，其特征在于，所述多频段匹配电路包括第一输出负载线和第二输出负载线，所述第一输出负载线包括串联连接的第一电感器和第一匹配子网络，所述第二输出负载线包括串联连接的第二电感器和第二匹配子网络，所述第一输出负载线的输入端口和所述第二输出负载线的输入端口分别用于接收工作频段不同的第一功率放大器和第二功率放大器的输出信号，所述第一输出负载线的输出端口和所述第二输出负载线的输出端口分别用于耦接天线开关的两个不同频段的输入端口；所述第一电感器和所述第二电感器存在负耦合系数的耦合关系，以降低所述第一输出负载线和所述第二输出负载线之间的耦合所导致的所述输出信号的能量泄漏。

2.根据权利要求1所述的多频段匹配电路，其特征在于，所述第一电感器和所述第二电感器存在负耦合系数的耦合关系，包括：所述第一电感器的线圈和所述第二电感器的线圈的绕向相同，在版图布局上相互靠近且不交叠。

3.根据权利要求1所述的多频段匹配电路，其特征在于，所述第一电感器和所述第二电感器的耦合系数的绝对值小于一预设值。

4.根据权利要求1所述的多频段匹配电路，其特征在于，所述第一匹配子网络包括第一rc电路和第一耦合线，所述第二匹配子网络包括第二rc电路和第二耦合线，所述第一耦合线和所述第二耦合线存在耦合关系；所述第一rc电路的第一端接收所述第一功率放大器的输出信号，所述第一rc电路的第二端耦接所述第一电感器的第一端，所述第一电感器的第二端耦接所述第一耦合线的第一端，所述第一耦合线的第二端用于耦接所述天线开关的第一输入端口，所述第二rc电路的第一端接收所述第二功率放大器的输出信号，所述第二rc电路的第二端耦接所述第二电感器的第一端，所述第二电感器的第二端耦接所述第二耦合线的第一端，所述第二耦合线的第二端用于耦接所述天线开关的第二输入端口。

5.根据权利要求4所述的多频段匹配电路，其特征在于，当所述第一功率放大器工作时，所述第一电感器在所述第二电感器激发的第一感应电流与所述第一耦合线耦合到所述第二耦合线上的第一耦合电流的方向相反；当所述第二功率放大器工作时，所述第二电感器在所述第一电感器激发的第二感应电流与所述第二耦合线耦合到所述第一耦合线上的第二耦合电流的方向相反。

6.根据权利要求5所述的多频段匹配电路，其特征在于，所述第一电感器和所述第二电感器的耦合系数与所述第一耦合线和所述第二耦合线之间的耦合系数相关，以使得所述第一感应电流与所述第一耦合电流的差值的绝对值以及所述第二感应电流与所述第二耦合电流的差值的绝对值小于预设误差阈值。

7.一种射频前端模块，其特征在于，包括工作频段不同的第一功率放大器和第二功率放大器、以及天线开关和如权利要求1至6中任一项所述的多频段匹配电路；所述多频段匹配电路的两个输入端分别耦接所述第一功率放大器和所述第二功率放大器，所述多频段匹配电路的两个输出端分别耦接所述天线开关的两个不同频段的输入端口。

8.根据权利要求7所述的射频前端模块，其特征在于，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器不同时工作。

9.一种芯片，其特征在于，其上集成有如权利要求1至6中任一项所述的多频段匹配电路或如权利要求7至8任一项所述的射频前端模块。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的多频段匹配电路、或如权利要求7至8任一项所述的射频前端模块、或如权利要求9所述的芯片。