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前端模块和射频模块的制作方法

2021-10-23 04:08:00 来源:中国专利 TAG:韩国 模块 专利申请 优先权 知识产权局

前端模块和射频模块
1.本技术要求于2020年4月13日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0044726号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
2.以下描述涉及一种前端模块。


背景技术:

3.为了提高无线局域网(wlan)的通信速度,连续地执行具有宽带宽和高吞吐率的通信技术以及通信协议标准化。当前正在实现将用于高密度/高效率wlan的诸如正交频分多址(ofdma)、多用户多输入多输出(mu-mimo)等的技术应用于wi-fi6(802.11ax)(下一代标准)的标准化,以不仅实现通信速度的提高,而且还实现进一步改善在接入点(ap)和移动终端拥挤的室内和室外环境中的通信性能。在2018年,美国联邦通信委员会(fcc)已经额外分配6ghz频带(5.925ghz至7.125ghz)用于非许可使用,从而可确保1200mhz的带宽以支持更高的通信速度并提供各种wi-fi6服务。
4.此外,随着5g移动通信服务基于高速数据传输已经商业化,长期演进(lte)许可辅助接入(lte-laa)载波聚合(ca)成为实现平稳服务的焦点。lte-laa ca是lte许可频带和非许可频带(包括wi-fi频带)可被组合以在更宽的频带中传输数据的技术。现有的ca技术可成功地实现更高的通信速度,但是所述更高的通信速度不能满足5g移动通信所需的通信速度。
5.因此,20mhz的lte频带和60mhz的wi-fi频带(非许可频带)被组合以实现为现有lte的传输速率约10倍的传输速率,这满足5g移动通信所需的通信速度。类似地,其中在lte-laa和wi-fi无线环境共存的同时满足下一代wi-fi标准的移动装置的发送端和接收端应当设置有具有宽带特性的前端模块,所述前端模块执行共存操作并且覆盖6ghz的频带。另外,由于设置在接收路径上的低噪声放大器(lna)可能起到影响接收器的整体性能的重要作用,因此低噪声特性、高电压增益和线性特性可能是有益的。


技术实现要素:

6.提供本发明内容以简化的形式介绍所选择的构思,并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
7.在一个总体方面,一种前端模块包括:接收放大器,被配置为放大接收到的射频(rf)信号;第一串联开关,被配置为控制开关操作以将所述接收放大器的输出端子与第一接收端口彼此电连接;第二串联开关,被配置为控制开关操作以将所述接收放大器的所述输出端子与第二接收端口彼此电连接;射频(rf)分路器,被配置为将由所述接收放大器放大的接收到的射频信号和旁路所述接收放大器的接收到的射频信号中的一者同时向所述
第一接收端口和所述第二接收端口输出;第一分路开关,被配置为控制开关操作以将地与所述射频分路器和所述第一接收端口之间的第一分支节点彼此电连接;第二分路开关,被配置为控制开关操作以将地与所述射频分路器和所述第二接收端口之间的第二分支节点彼此电连接;第一反射波去除阻抗元件,电连接在所述第一分支节点与地之间;以及第二反射波去除阻抗元件,电连接在所述第二分支节点与地之间。
8.所述前端模块还可包括:控制器,被配置为在从第一模式、第二模式和第三模式中选择的模式下操作,以控制所述第一串联开关和所述第二串联开关,并且控制所述第一分路开关和所述第二分路开关,其中,当所述控制器被配置为在所述第一模式下操作时,所述控制器控制所述第一串联开关和所述第二分路开关处于接通状态,并且控制所述第二串联开关和所述第一分路开关处于断开状态,当所述控制器被配置为在所述第二模式下操作时,所述控制器控制所述第二串联开关和所述第一分路开关处于接通状态,并且控制所述第一串联开关和所述第二分路开关处于断开状态,并且当所述控制器被配置为在所述第三模式下操作时,所述控制器控制所述第一串联开关和所述第二串联开关处于接通状态,并且控制所述第一分路开关和所述第二分路开关处于断开状态。
9.所述射频分路器可被配置为:当所述控制器在所述第一模式下操作时,所述射频分路器将接收到的第一通信协议的射频信号传输到所述第一接收端口,当所述控制器在所述第二模式下操作时,所述射频分路器将接收到的第二通信协议的射频信号传输到所述第二接收端口,并且所述第一通信协议的频带的至少一部分和所述第二通信协议的频带的至少一部分彼此重叠,其中,所述第二通信协议与所述第一通信协议不同。
10.所述前端模块还可包括:收发分支开关,电连接在所述接收放大器的输入端子与天线端口之间;第三串联开关,被配置为控制开关操作以将所述收发分支开关与所述第一接收端口彼此电连接;以及第三分路开关,被配置为控制开关操作以将地与所述收发分支开关和所述第一接收端口之间的节点彼此电连接;其中,所述收发分支开关被配置为:当所述收发分支开关在接收模式下操作时,所述收发分支开关将从所述天线端口接收到的射频信号通过所述射频分路器向所述第一接收端口和所述第二接收端口传输,当所述收发分支开关在发送模式下操作时,所述收发分支开关将从所述第一接收端口发送的射频信号通过旁路所述射频分路器向所述天线端口传输。
11.所述前端模块还可包括:发送放大器输入端口,被配置为电连接到所述第三串联开关并且电连接到外部的发送放大器的输入端子;以及发送放大器输出端口,被配置为电连接到所述收发分支开关并且电连接到所述发送放大器的输出端子。
12.所述第一串联开关可被配置为控制开关操作以将所述第一分支节点和所述第一接收端口彼此电连接,并且所述第二串联开关可被配置为控制开关操作以将所述第二分支节点和所述第二接收端口彼此电连接。
13.所述第一反射波去除阻抗元件可串联连接在所述第一分支节点与地之间,并且具有匹配的电阻值,使得接收到的射频信号的反射波从所述第一分支节点传输到地,并且所述第二反射波去除阻抗元件可串联连接在所述第二分支节点与地之间,并且具有匹配的电阻值,使得接收到的射频信号的反射波从所述第二分支节点传输到地。
14.所述第一反射波去除阻抗元件可包括彼此串联连接的第一反射波去除电阻器和第一开关电容器,并且所述第二反射波去除阻抗元件可包括彼此串联连接的第二反射波去
除电阻器和第二开关电容器。
15.所述射频分路器可包括:第一电感器,串联电连接在所述接收放大器的输出端子与所述第一分支节点之间;第二电感器,串联电连接在所述接收放大器的输出端子与所述第二分支节点之间;以及电阻器,电连接在所述第一分支节点与所述第二分支节点之间。
16.所述射频分路器可包括:第一电容器,电连接在所述第一电感器的一端与地之间;以及第二电容器,电连接在所述第二电感器的一端与地之间。
17.所述射频分路器可包括:第一电容器,电连接在所述第一电感器的第一端与地之间;第二电容器,电连接在所述第二电感器的第一端与地之间;第三电容器,电连接在所述第一电感器的第二端与地之间;以及第四电容器,电连接在所述第二电感器的第二端与地之间。
18.所述第一电容器、所述第二电容器、所述第三电容器和所述第四电容器以及所述第一电感器和所述第二电感器可具有阻抗,使得接收到的具有属于5.1ghz至7.2ghz的频带的基频的射频信号可被传输到所述第一接收端口和所述第二接收端口中的至少一者。
19.所述接收放大器可包括:第一放大器晶体管和第二放大器晶体管,所述第一放大器晶体管和所述第二放大器晶体管以共源共栅构造组合;以及中间电感器,串联电连接在所述第一放大器晶体管和所述第二放大器晶体管之间。
20.所述接收放大器可包括:分路输出电感器,串联电连接在所述第一放大晶体管的输出端子与电源之间;串联输出电容器,串联电连接在所述第一放大器晶体管的所述输出端子与所述射频分路器之间;分路输出电容器,串联电连接在所述第一放大器晶体管的所述输出端子和所述射频分路器之间的节点与地之间;以及串联输出电感器,串联电连接在所述第一放大器晶体管的所述输出端子与所述射频分路器之间。
21.在一个总体方面,一种射频(rf)模块包括:第一接收端口;第二接收端口;射频分路器;收发器,被配置为当在接收模式下操作时,从天线端口接收射频信号,并且将接收到的射频信号通过所述射频分路器向所述第一接收端口和所述第二接收端口传输,并且当在发送模式下操作时,所述收发器将从所述第一接收端口发送的射频信号通过旁路所述射频分路器而向所述天线端口传输;并且其中,所述射频分路器可被配置为:在第一模式下将接收到的射频信号中的第一射频信号传输到所述第一接收端口和所述第二接收端口中的一者;在第二模式下将接收到的射频信号中的第二射频信号传输到所述第一接收端口和所述第二接收端口中的另一者,并且在第三模式下将所述第一射频信号和所述第二射频信号同时分别传输到所述第一接收端口和所述第二接收端口。
22.所述第一射频信号可以是第一通信协议的射频信号,所述第二射频信号可以是与所述第一通信协议不同的第二通信协议的射频信号。
23.通过以下具体实施方式、附图以及权利要求,其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
24.图1a示出了根据一个或更多个实施例的示例性前端模块。
25.图1b示出了根据一个或更多个实施例的其中在示例性前端模块中省略了发送放大器的结构。
26.图2a是根据一个或更多个实施例的示例性前端模块的电路图。
27.图2b是示出根据一个或更多个实施例的其中在前端模块中省略了发送放大器的结构的电路图。
28.图2c是示出根据一个或更多个实施例的在示例性前端模块中省略了接收放大器的旁路电路的结构的电路图。
29.图2d是示出根据一个或更多个实施例的示例性前端模块中的接收放大器的简化结构和射频(rf)分路器的简化结构的电路图。
30.图3示出了根据一个或更多个实施例的示例性前端模块的外围结构。
31.在所有的附图和具体实施方式中,除非另外描述或提供,否则相同的附图标记将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可不按照比例绘制,并且为了清楚、说明和便利起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
32.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本技术的公开内容之后,在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如,在此描述的操作的顺序仅仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略在理解本技术的公开内容之后将是已知的特征的描述,注意的是,特征及其描述的省略也不意在承认其是公知常识。
33.在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供在此描述的示例,仅仅为了示出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
34.尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说,这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
35.在整个说明书中,当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件,或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下,当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,可不存在介于它们之间的其他元件。
36.在此使用的术语仅用于描述各种示例,并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出,否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
37.除非另外定义,否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员在理解本技术的公开内容之后通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在常用词典中定义的那些术语)应被解释为具有与它们在相关领域的语境和本申
请的公开内容中的含义一致的含义,并且不应以理想化或过于正式的意义来解释,除非在本文中明确地如此定义。
38.图1a示出了根据一个或更多个实施例的前端模块。
39.参照图1a,根据示例的前端模块100a可包括接收放大器110a和射频(rf)分路器200a。在非限制性示例中,包括在前端模块100a中的所有电路可被配置为单个集成电路(ic),并且rf分路器200a可嵌入前端模块100a中。
40.接收放大器110a可放大接收到的射频(rf)信号。可通过电连接到天线端口ant的天线远程接收rf信号,并且接收放大器110a可放大接收到的rf信号,同时抑制由于放大导致的噪声的增加。
41.在接收到的rf信号被接收放大器110a放大或者接收到的rf信号通过旁路路径115a旁路接收放大器110a的状态下,接收到的rf信号可通过rf分路器200a传输到第一接收端口rp1和/或第二接收端口rp2。
42.rf分路器200a可电连接在接收放大器110a的输出端子与第一接收端口rp1和第二接收端口rp2之间,并且可选择性地将接收到的rf信号传输到在第一接收端口rp1和第二接收端口rp2中选择的接收端口,或者可将接收到的rf信号同时传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2。
43.例如,接收到的rf信号可同时包括第一通信标准(例如,wi-fi)的第一rf信号和第二通信标准(作为非限制性示例,lte许可辅助接入(lte-laa))的第二rf信号。第一rf信号和第二rf信号可同时被分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2两者。
44.因此,电连接到第一接收端口rp1的第一通信调制解调器和电连接到第二接收端口rp2的第二通信调制解调器可以以为时分双工(tdd)方式的速度的两倍或更多倍的速度处理第一rf信号和第二rf信号,以获得所接收的信息。
45.rf分路器200a在接收放大器110a的输出端子与第一接收端口rp1之间可具有第一传输阻抗,并且在接收放大器110a的输出端子与第二接收端口rp2之间可具有第二传输阻抗。当第一传输阻抗和第二传输阻抗分别与包括在接收到的rf信号中的不同通信标准的第一rf信号的频率所对应的阻抗和第二rf信号的频率所对应的阻抗匹配时,第一rf信号和第二rf信号可同时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2。
46.例如,rf分路器200a可仅使用无源元件将包括在接收到的rf信号中的第一rf信号和第二rf信号同时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2两者。
47.可根据第一通信和第二通信中的每个的环境或实现,或者其中设置有前端模块100a的电子装置的环境或实现来单独地执行第一通信协议的第一通信和第二通信协议的第二通信。
48.第一通信调制解调器和第二通信调制解调器可被临时切换为以单独执行第一通信和第二通信的方式操作,例如,诸如tdd方式。在本示例中,当第一通信调制解调器接收第一rf信号时,传输到第二通信调制解调器的第一rf信号可能使第二通信调制解调器的第二rf信号的接收灵敏度或前端模块100a的性能劣化,并且当第二通信调制解调器接收第二rf信号时,传输到第一通信调制解调器的第二rf信号可能使第一通信调制解调器的第一rf信号的接收灵敏度或前端模块100a的性能劣化。
49.因此,前端模块100a可将包括在接收到的rf信号中的第一rf信号和第二rf信号同
时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2两者。前端模块100a还可选择性地将包括在接收到的rf信号中的第一rf信号和第二rf信号传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2中的对应的一个。
50.参照图1a,前端模块100a可包括第一分支开关11a-1、第二分支开关12a、第一反射波去除阻抗元件241和第二反射波去除阻抗元件242。
51.第一分支开关11a-1可包括第一串联开关和第一分路开关,并且可操作并选择rf分路器200a与第一接收端口rp1之间的路径和rf分路器200a与第一反射波去除阻抗元件241之间的路径中的一个路径。
52.第二分支开关12a可包括第二串联开关和第二分路开关,并且可操作以选择rf分路器200a与第二接收端口rp2之间的路径和rf分路器200a与第二反射波去除阻抗元件242之间的路径中的一个路径。
53.当第一分支开关11a-1将rf分路器200a和第一接收端口rp1彼此电连接,并且第二分支开关12a将rf分路器200a和第二接收端口rp2分开时,接收到的rf信号可不传输到第二接收端口rp2。
54.在示例中,rf分路器200a可将接收到的rf信号同时向第一接收端口rp1和第二接收端口rp2传输或输出,而与第一分支开关11a-1和第二分支开关12a的操作无关。
55.当第二分支开关12a仅使rf分路器200a和第二接收端口rp2分开时,在接收到的rf信号的分量(element)中,向第二接收端口rp2传输的分量可在第二分支开关12a上被反射。接收到的rf信号的反射波可被传输到接收放大器110a,并且可使接收放大器110a的性能劣化,并且可能通过rf分路器200a而使前端模块100a的整体性能劣化。
56.前端模块100a的第二分支开关12a可将第二反射波去除阻抗元件242电连接到rf分路器200a,同时将rf分路器200a和第二接收端口(rp2)彼此分开。因此,在接收到的rf信号的分量中,第二反射波去除阻抗元件242可将接收到的rf信号中的向第二接收端口rp2传输的分量去除,并且可防止接收放大器110a的性能劣化并且防止前端模块100a的整体性能劣化。
57.第二分支开关12a可将rf分路器200a和第二接收端口rp2彼此电连接,并且当第一分支开关11a-1将rf分路器200a和第一接收端口rp1彼此分开时,接收到的rf信号可不传输到第一接收端口rp1。
58.在示例中,rf分路器200a可将接收到的rf信号同时向第一接收端口rp1和第二接收端口rp2传输或输出,而与第一分支开关11a-1和第二分支开关12a的操作无关。
59.当第一分支开关11a-1仅将rf分路器200a和第一接收端口rp1彼此分开时,在接收到的rf信号的分量中,向第一接收端口rp1传输的分量可在第一分支开关11a-1上被反射。接收到的rf信号的反射波可被传输到接收放大器110a以使接收放大器110a的性能劣化,并且可能通过rf分路器200a引起前端模块100a的整体性能劣化。
60.前端模块100a的第一分支开关11a-1可将第一反射波去除阻抗元件241电连接到rf分路器200a,同时将rf分路器200a和第一接收端口rp1彼此分开。因此,第一反射波去除阻抗元件241可将接收到的rf信号的分量中的向第一接收端口rp1传输的分量去除,并且可防止接收放大器110a和前端模块100a的整体性能劣化。
61.参照图1a,前端模块100a还可包括控制器120。
62.控制器120可控制第一分支开关11a-1和第二分支开关12a。当在第一模式下操作时,控制器120可操作使得接收到的rf信号仅传输到第一接收端口rp1,而不传输到第二接收端口rp2。当在第二模式下操作时,控制器120可操作使得接收到的rf信号仅传输到第二接收端口rp2,而不传输到第一接收端口rp1。当在第三模式下操作时,控制器可操作使得接收到的rf信号同时传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2两者。
63.在示例中,第一分支开关11a-1和第二分支开关12a可包括半导体晶体管,并且控制器120可输出控制电压,所述控制电压输入到半导体晶体管的栅极端子。当控制电压为高时,半导体晶体管可将半导体晶体管的漏极端子和源极端子彼此电连接,并且当控制电压为低时,半导体晶体管可将半导体晶体管的漏极端子和源极端子彼此分开。
64.例如,控制器120可从前端模块100a的外部装置(例如,通信调制解调器或pmic)接收模式控制电压vc0、vc1、vc2和vc3、偏置电压vbs和电源vref,可基于模式控制电压vc0、vc1、vc2和vc3控制第一分支开关11a-1和第二分支开关12a,可使用偏置电压vbs和电源vref,并且可将偏置电压vbs和电源vref提供到接收放大器110a。
65.例如,当控制器120在第一模式下操作时,前端模块100a(例如,rf分路器)可将接收到的第一通信协议(例如,wi-fi)的rf信号传输到第一接收端口rp1,当控制器120在第二模式下操作时,前端模块100a可将接收到的与第一通信协议不同的第二通信协议(例如,lte-laa)的rf信号传输到第二接收端口rp2,并且当控制器120在第三模式下操作时,可将接收到的第一通信协议和第二通信协议的rf信号同时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2。在本示例中,第一通信协议的频带的至少一部分和第二通信协议的频带的至少一部分可彼此重叠。例如,rf分路器200a可在第一模式下将接收到的rf信号中的第一rf信号(例如,第一通信协议的rf信号)传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2中的一者,rf分路器200a可在第二模式下将接收到的rf信号中的第二rf信号(例如,第二通信协议的rf信号)传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2中的另一者,并且,rf分路器200a可在第三模式下将第一rf信号和第二rf信号同时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2。
66.参照图1a,前端模块100a还可包括收发分支开关132a-1,收发分支开关132a-1电连接在接收放大器110a的输入端子和天线端口ant之间。
67.第一分支开关11a-1可操作以在第一接收端口rp1和收发分支开关132a-1之间的多个路径中选择通过rf分路器200a的路径和旁路rf分路器200a的路径中的一个路径。在示例中,第一分支开关11a-1还可包括第三串联开关和第三分路开关。
68.在示例中,收发分支开关132a-1(例如,可称为收发器)可被配置为:当在接收模式下操作时,将从天线端口ant接收到的rf信号通过rf分路器200a向第一接收端口rp1和/或第二接收端口rp2传输,并且当在发送模式下操作时,将从第一接收端口rp1发送的rf信号通过旁路rf分路器200a向天线端口ant传输。例如,第一接收端口rp1可被用作发送的rf信号以及接收到的rf信号的传输路径。
69.因此,电连接到第一接收端口rp1的电路不仅可通过rf分路器200a接收rf信号,并且还可通过旁路rf分路器200a将rf信号传输到天线端口ant或者从天线端口ant接收rf信号。当通过旁路rf分路器200a传输rf信号时,收发分支开关132a-1和第一分支开关11a-1可抑制rf信号的反射波传输到rf分路器200a。
70.例如,前端模块100a可包括发送放大器输入端口txin和发送放大器输出端口txout,发送放大器输入端口txin被配置为电连接到第一分支开关11a-1并且电连接到外部的发送放大器90a的输入端子,发送放大器输出端口txout被配置为电连接到收发分支开关132a-1并且电连接到发送放大器90a的输出端子。
71.在示例中,前端模块100a可提供所传输的rf信号的传输路径,但是可不包括发送放大器90a。
72.由于发送放大器90a放大相对高功率的发送rf信号,因此发送放大器90a可与前端模块100a的接收放大器110a和射频分路器200a分开,以更有利地实现以增强能量效率。由于发送放大器90a的功耗相对于天线到通信调制解调器的总功耗的比是高的,因此发送放大器90a可与前端模块100a分开以降低天线到通信调制解调器的总功耗。
73.图1b示出了根据一个或更多个实施例的在前端模块中省略了发送放大器的结构。
74.参照图1b,根据示例的前端模块100b可包括具有减少的分支路径的第一分支开关11a-2,并且可包括具有减少的分支路径的发送/接收分支开关132a-2。发送/接收分支开关132a-2可被配置为使得发送的rf信号不通过其中。
75.图2a是根据一个或更多个实施例的前端模块的电路图。
76.参照图2a,根据示例的前端模块100c可包括接收放大器110b和射频(rf)分路器200b,并且可包括第一串联开关221b、第二串联开关222b、第一分路开关223b和第二分路开关224b。
77.第一串联开关221b和第一分路开关223b的组合可对应于图1a和图1b中所示的第一分支开关,第二串联开关222b和第二分路开关224b的组合可对应于图1a和图1b中所示的第二分支开关。
78.第一串联开关221b可被配置为控制开关操作以将接收放大器110b的输出端子与第一接收端口rp1彼此电连接,并且第二串联开关222b可被配置为控制开关操作以将接收放大器110b的输出端子与第二接收端口rp2彼此电连接。
79.第一分路开关223b可被配置为控制开关操作以将地与rf分路器200b和第一接收端口rp1之间的第一分支节点bn1彼此电连接,并且第二分路开关224b可被配置为控制开关操作以将地与rf分路器200b和第二接收端口rp2之间的第二分支节点bn2彼此电连接。第一串联开关221b可被配置为控制开关操作以将第一分支节点bn1和第一接收端口rp1彼此电连接,并且,第二串联开关222b可被配置为控制开关操作以将第二分支节点bn2和第二接收端口rp2彼此电连接。
80.第一串联开关221b和第二串联开关222b以及第一分路开关223b和第二分路开关224b中的每个可基于栅极端子上的电压来控制开关操作以将半导体晶体管的漏极端子和源极端子彼此电连接,第一串联开关221b和第二串联开关222b以及第一分路开关223b和第二分路开关224b中的每个可具有其中栅极电阻器连接到栅极端子的结构,并且可具有其中具有高电阻值的漏极电阻器连接在漏极端子和源极端子之间的结构。可省略漏极电阻器和/或栅极电阻器,并且半导体晶体管可被实现为与场效应晶体管不同类型的晶体管。
81.在示例中,第一串联开关221b和第二串联开关222b以及第一分路开关223b、第二分路开关224b、第三串联开关225b和第三分路开关226b中的每个可被实现为具有改善的频率特性的绝缘体上硅(soi)基的dgnfet(双栅极n型fet)。
82.当控制器在第一模式下操作时,第一串联开关221b和第二分路开关224b可进入接通状态,并且第二串联开关222b和第一分路开关223b可进入断开状态。
83.因此,第一接收端口rp1可电连接到rf分路器200b,并且第二反射波去除阻抗元件242可电连接到rf分路器200b。
84.当控制器在第二模式下操作时,第二串联开关222b和第一分路开关223b可进入接通状态,并且第一串联开关221b和第二分路开关224b可进入断开状态。
85.因此,第二接收端口rp2可电连接到rf分路器200b,并且第一反射波去除阻抗元件241可电连接到rf分路器200b。
86.当控制器在第三模式下操作时,第一串联开关221b和第二串联开关222b可进入接通状态,并且第一分路开关223b和第二分路开关224b可进入断开状态。
87.因此,第一接收端口rp1和第二接收端口rp2可电连接到rf分路器200b,并且接收到的rf信号可同时向第一接收端口rp1和第二接收端口rp2传输或输出。
88.第一串联开关221b可被设置为比第一分路开关223b更靠近第一接收端口rp1,以控制开关操作以将第一分支节点bn1和第一接收端口rp1彼此电连接,第二串联开关222b可被设置为比第二分路开关224b更靠近第二接收端口rp2,以控制开关操作以将第二分支节点bn2和第二接收端口rp2彼此电连接。
89.第一反射波去除阻抗元件241可串联连接在第一分支节点bn1与地之间,并且可具有匹配的电阻值(例如,50欧姆),使得接收到的rf信号的反射波从第一分支节点bn1传输到地,并且第二反射波去除阻抗元件242可串联连接在第二分支节点bn2与地之间,并且可具有匹配的电阻值(例如,50欧姆),使得接收到的rf信号的反射波可从第二分支节点bn2传输到地。因此,接收到的rf信号的反射波可通过第一反射波去除阻抗元件241或第二反射波去除阻抗元件242传输到地而被去除。
90.第一反射波去除阻抗元件241可包括第一反射波去除电阻器,或者可包括彼此串联连接的第一反射波去除电阻器和第一开关电容器243,并且第二反射波去除阻抗元件242可包括第二反射波去除电阻器,或者可包括彼此串联连接的第二反射波去除电阻器和第二开关电容器244。因此,第一开关电容器243和第二开关电容器244可有助于rf分路器200b的谐振频率以使第一开关电容器243和第二开关电容器244的带宽变宽。
91.参照图2a,根据示例的前端模块100c还可包括第三串联开关225b、第三分路开关226b和第三开关电容器245中的至少一者。
92.第一串联开关221b和第三串联开关225b以及第一分路开关223b和第三分路开关226b的组合可对应于图1a中图示的第一分支开关。
93.参照图2a,前端模块100c可包括旁路路径115b、收发分支开关132b-1、132b-2和132b-3、第一接收端口的匹配端子141、第二接收端口的匹配端子142以及天线端口的匹配端子143中的至少一者。第三串联开关225b被配置为控制开关操作以将收发分支开关132b-2与第一接收端口rp1彼此电连接;并且,第三分路开关226b被配置为控制开关操作以将地与收发分支开关132b-2和第一接收端口rp1之间的节点彼此电连接。
94.收发分支开关132b-2可包括串联开关132b-10、分路开关132b-11和电容器132b-12,发送放大器90b可包括功率放大器91、电容器92和电感器93。
95.接收放大器110b可被供应电源vreg,并且旁路路径115b可被供应有电源vdd。
96.图2b是示出根据一个或更多个实施例的在前端模块中省略了发送放大器的结构的电路图。
97.参照图2b,根据示例的前端模块100d的射频(rf)分路器200b可包括第一电感器231、第二电感器232、第一电容器251、第二电容器252、第三电容器253、第四电容器254和电阻器255中的至少一部分。
98.第一电感器231可串联电连接在公共分支节点(接收放大器110b的输出端子)与第一分支节点之间,第二电感器232可串联电连接在公共分支节点(接收放大器110b的输出端子)与第二分支节点之间,电阻器255可串联电连接在第一分支节点和第二分支节点之间。
99.在示例中,第一电感器231和第二电感器232以及电阻器255可以是无源元件。第一电感器231和电阻器255的组合可构成接收放大器110b的输出端子和第一接收端口rp1之间的第一传输阻抗的至少一部分,并且第二电感器232和电阻器255的组合可构成接收放大器110b的输出端子和第二接收端口rp2之间的第二传输阻抗的至少一部分。当第一传输阻抗和第二传输阻抗分别与包括在接收到的rf信号中的第一rf信号的频率所对应的阻抗和第二rf信号的频率所对应的阻抗匹配时,第一rf信号和第二rf信号可同时分别传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2两者。
100.第一电容器251可电连接在第一电感器231的一端(例如,第一端)与地之间,第二电容器252可连接在第二电感器232的一端(例如,第一端)与地之间,第三电容器253可电连接在第一电感器231的另一端(例如,第二端)与地之间,第四电容器254可电连接在第二电感器232的另一端(例如,第二端)与地之间。
101.第一电容器251、第二电容器252、第三电容器253和第四电容器254的电容以及第一电感器231和第二电感器232的电感可提供rf分路器200b的谐振频率,并且rf分路器200b可基于所提供的谐振频率而具有更宽的带宽。
102.例如,第一电容器251、第二电容器252、第三电容器253和第四电容器254以及第一电感器231和第二电感器232可具有阻抗,使得接收到的具有属于5.1ghz至7.2ghz的频带的基频的rf信号被传输到第一接收端口rp1和第二接收端口rp2中的至少一者。因此,前端模块100d可具有稳定地覆盖与wi-fi对应的频带和与lte-laa对应的频带的宽的带宽。
103.参照图2b,第二分支开关可包括串联开关132b-4、132b-7和132b-13、分路开关132b-5、132b-8和132b-14以及电容器132b-6、132b-9和132b-15。
104.旁路路径可包括串联开关115b-3以及电阻器115-1和115-2。
105.图2c是示出根据一个或更多个实施例的在前端模块中省略了接收放大器的旁路电路的结构的电路图。
106.参照图2c,根据示例的前端模块100e的接收放大器110b可包括第一放大器晶体管111-1、第二放大器晶体管111-2、第三放大器晶体管111-3、反馈晶体管111-4、分路输出电感器112-1、串联输出电容器113-1、分路输出电容器113-2、串联输出电感器112-2、中间电感器112-3、源极电感器112-4、输入电感器112-6、栅极电容器113-3、113-4和113-5、输入电容器113-6、栅极电阻器114-1、114-2、114-3和114-5以及背对背二极管116中的至少一部分。
107.在第一放大器晶体管111-1、第二放大器晶体管111-2、第三放大器晶体管111-3中,至少两个放大器晶体管可以以共源共栅结构组合。因此,可进一步增大接收放大器110b
的增益,并且可进一步改善接收放大器110b的频率特性。
108.中间电感器112-3可串联电连接在第一放大器晶体管111-1、第二放大器晶体管111-2和第三放大器晶体管111-3中的两个放大器晶体管之间。因此,由于中间电感器112-3可去除第一放大器晶体管111-1的寄生电容、第二放大器晶体管111-2的寄生电容和第三放大器晶体管111-3的寄生电容,因此中间电感器112-3可进一步增大接收放大器110b的增益并且可进一步使接收放大器110b的带宽变宽。
109.分路输出电感器112-1可串联电连接在第一放大器晶体管111-1的输出端子与电源vreg之间,串联输出电容器113-1可串联电连接在第一放大器晶体管111-1的输出端子与rf分路器200b之间,分路输出电容器113-2可串联电连接在第一放大器晶体管111-1的输出端子和rf分路器200b之间的节点与地之间,以及串联输出电感器112-2可串联电连接在第一放大器晶体管111-1的输出端子与rf分路器200b之间。
110.因此,基于输出阻抗的谐振频率,接收放大器110b可具有更宽的带宽。
111.输入电感器112-6和输入电容器113-6可包括陷波滤波器,并且可具有与接收到的rf信号的二次谐波或三次谐波的频率(例如,2.4ghz)相对应的谐振频率。因此,输入电感器112-6和输入电容器113-6可去除由接收放大器110b的放大产生的接收到的rf信号的谐波。
112.背对背二极管116可稳定地提供接收放大器110b的静电放电路径。
113.第一接收端口rp1的匹配端子可包括串联电容器141-1和分路电感器141-2,第二接收端口rp2的匹配端子可包括串联电容器142-1和分路电感器142-2,天线端口ant的匹配端子可包括串联电容器143-1和分路电感器143-2。
114.因此,由于匹配端子可去除由接收放大器110b的放大产生的接收到的rf信号的谐波,并且可减小前端模块100e的整体寄生电抗,因此可减小相对高的频带(例如,6ghz)处的插入损耗,可容易地增加前端模块100e的整体频带,并且可稳定地确保前端模块100e的整体静电放电路径。
115.图2d是示出根据一个或更多个实施例的前端模块中的接收放大器的简化结构和射频(rf)分路器的简化结构的电路图。
116.参照图2d,根据示例的前端模块100f的接收放大器110c可具有比图2c中所示的接收放大器的结构更简化的结构,并且射频(rf)分路器200c可具有比图2b中所示的接收放大器的结构更简化的结构。
117.图3示出了根据一个或更多个实施例的前端模块的外围结构。
118.参照图3,根据示例的前端模块100a可通过天线端口ant电连接到天线ant1,可通过第一接收端口rp1电连接到第一通信调制解调器301,并且可通过第二接收端口rp2电连接到第二通信调制解调器302。
119.在示例中,前端模块100a可通过发送放大器输入端口txin和发送放大器输出端口txout电连接到发送放大器,并且可从第一通信调制解调器301和第二通信调制解调器302接收模式控制电压vc0、vc1、vc2和vc3。
120.前端模块100a、第一通信调制解调器301和第二通信调制解调器302以及天线ant1可设置在电子装置中。作为非限制性示例,电子装置可以是智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型计算机、上网本电脑、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车等,但不限于此。
121.其中公开的rf信号可具有基于以下协议的形式,诸如无线保真(wi-fi)(电工电子工程师协会(ieee)802.11族等)、全球微波接入互操作性(wimax)(ieee 802.16族等)、ieee 802.20、长期演进(lte)、演进仅数据(ev-do)、高速分组接入 (hspa )、高速下行链路分组接入 (hsdpa )、高速上行链路分组接入 (hsupa )、增强型数据gsm环境(edge)、全球移动通信系统(gsm)、全球定位系统(gps)、通用分组无线业务(gprs)、码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、数字增强型无绳电信(dect)、蓝牙、3g协议、4g协议和5g协议以及在上述协议之后指定的任意其他无线协议和有线协议,但是rf信号的形式不限于此。
122.如上所述,根据示例的前端模块可在第一通信调制解调器和第二通信调制解调器同时操作的第一种情况以及第一通信调制解调器和第二通信调制解调器以时分双工方式操作的第二种情况两者中支持rf信号的有效且稳定的接收,并且可防止由接收到的rf信号的反射波导致的性能劣化。
123.另外,根据示例的前端模块可具有更高的频带和更宽的带宽。
124.虽然本公开包括具体示例,但是在理解本技术的公开内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术,和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,和/或由其他组件或其等同物来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物限定,并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。
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