多模多频前端装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种多模多频前端装置，主要包括至少一放大单元、至少一切换单元、至少一控制单元、多个发射路径及多个频率匹配电路。切换单元包括至少一输入端及多个连接端，其中输入端电性连接放大单元，而各个连接端则分别连接各个发射路径。各个频率匹配电路分别设置在各个发射路径上，并分别对不同频段的信号具有阻抗匹配。多模多频前端装置可依据欲发射的信号的频段，选择其中一个发射路径来传输信号，藉此以提高多模多频前端装置的输出功率。
【专利说明】多模多频前端装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多模多频前端装置，主要依据信号的频段，选择其中一个发射路径来传输信号，藉此以提高多模多频前端装置的输出功率。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，移动通讯技术的规格亦随之升级，例如由2G演进至3G、4G的传输技术，使得移动通讯的速度获得快速的提升。然而各种移动讯技术所使用的频段及模式都有所不同，对制作新一代移动通讯装置的厂商来说，往往需要设计出可使用多种频段及模式的通讯装置，以符合市场的需求。
[0003]请参阅图1，为现有多模多频前端装置的电路连接示意图。如图所示，多模多频前端装置10主要包括一放大单元11、一切换单元13、一控制单元15及一宽带匹配电路(wideband matching circuit) 17,其中放大单元11通过宽带匹配电路17连接切换单元13，而控制单元15则分别连接放大单元11及切换单元13。
[0004]切换单元13包括一输入端131及多个连接端133，其中输入端131通过宽带匹配电路17连接放大单元11，而多个连接端133则分别连接一发射路径12。实际应用时放大单元11可经由宽带匹配电路17将经过放大的信号传送至切换单元13的输入端131，而切换单元13则可依据信号的频段，选择将经过放大的信号传送至其中一个发射路径12，例如可通过控制单元15控制及切换该切换单元13。
[0005]宽带匹配电路17通常被设计成对较宽带段的信号都具有阻抗匹配的特性，例如2300MHz至2700MHz的频段，以符合现有的前端装置10可符合多模多频的要求。然而为了达到宽带操作的目的，宽带匹配电路17的Q值(Quality Factor)不能太高，因而导致信号在经过宽带匹配电路17的传输过程中会产生较大的损失，并对多模多频前端装置10的输出功率及效率造成直接的影响。
【发明内容】
[0006]本发明的一目的，在于提供一种多模多频前端装置，主要包括一放大单元、一切换单元及多个频率匹配电路，其中频率匹配电路分别与不同频段的信号具有阻抗匹配。切换单元包括一输入端及多个连接端，其中输入端电性连接放大单元，而各个连接端则分别电性连接各个频率匹配电路。多模多频前端装置可依据欲传送的信号的频段，来切换该切换单元，并使用适当的频率匹配电路来达成该频段较佳的阻抗匹配，藉此以提高多模多频前端装置的输出功率。
[0007]本发明的一目的，在于提供一种多模多频前端装置，主要包括多个频率匹配电路，其中频率匹配电路分别与不同频段的信号具有阻抗匹配。在发射信号的过程中可依据欲发射的信号的频段，选择通过其中一个频率匹配电路进行信号的发射，藉此以提高多模多频前端装置的输出功率。
[0008]本发明的一目的，在于提供一种多模多频前端装置，主要包括多个频率匹配电路，其中频率匹配电路分别与不同频段的信号具有阻抗匹配，此外亦可依据信号的频段调整频率匹配电路的阻抗。在发射信号的过程中可依据欲发射的信号的频段，选择其中一个频率匹配电路及调整频率匹配电路的阻抗，并通过被选择的频率匹配电路传输信号，藉此以提高多模多频前端装置的输出功率。
[0009]本发明的一目的，在于提供一种多模多频前端装置，主要包括多个频率匹配电路，其中频率匹配电路分别与不同频段的信号具有阻抗匹配。多模多频前端装置在进行信号的接收或发射时，可依据信号的频段选择其中一个频率匹配电路，藉此以提高多模多频前端装置接收或发射信号的功率。
[0010]为达到上述目的，本发明提供一种多模多频前端装置，用以发射射频信号，包括:一放大单元；一切换单元，包括至少一输入端及多个连接端，其中切换单元的输入端电性连接放大单元；一控制单元，连接放大单元及切换单元，并用以控制放大单元及切换单元；多个发射路径，分别连接切换单元的连接端；及多个频率匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配。
[0011]本发明还提供另一种多模多频前端装置，用以发射射频信号，包括:一放大单元；一切换模块，包括:一切换单兀，包括一输入端及多个连接端，其中切换单兀的输入端电性连接放大单元；多个发射路径，分别连接切换单元的连接端；多个频率匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配；及至少一控制单元，电性连接放大单元及切换模块。
[0012]本发明还提供一种多模多频前端装置，用以发射及接收射频信号，包括:一放大单元；一切换模块，包括:一切换单元，包括一输入端及多个连接端，其中切换单元的输入端电性连接放大单元；多个发射路径，分别连接切换单元的连接端；多个频率匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配；多个接收路径，分别电性连接各个发射路径；及至少一控制单元，连接放大单元及切换模块。
[0013]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中频率匹配电路包括至少一第一被动组件，第一被动组件的一端连接发射路径。
[0014]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中频率匹配电路包括至少一第二被动组件，第二被动组件位于发射路径上。
[0015]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中第一被动组件及第二被动组件为电容、电感或电阻。
[0016]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中第一被动组件通过一开关单元连接发射路径或接地端，并通过开关单元控制第一被动组件是否电性连接发射路径，以调整频率匹配电路的阻抗。
[0017]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中各个接收路径分别通过一开关单元电性连接各个发射路径。
[0018]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中频率及收发匹配电路根据射频信号的频段调整阻抗。
[0019]在本发明多模多频前端装置一实施例中，其中频率匹配电路根据射频信号的频段调整阻抗。
[0020]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为现有多模多频前端装置的电路连接示意图；
[0022]图2为本发明多模多频前端装置一实施例的电路连接示意图；
[0023]图3为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图；
[0024]图4为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图；
[0025]图5为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图；
[0026]图6为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图；
[0027]图7为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图；
[0028]图8A至图SC:分别为本发明多模多频前端装置的频率匹配电路一实施例的电路连接示意图；
[0029]图9A至图9C:分别为本发明多模多频前端装置的频率匹配电路又一实施例的电路连接示意图；及
[0030]图1OA至图1OC:分别为本发明多模多频前端装置的频率匹配电路又一实施例的电路连接示意图。
[0031]其中，附图标记
[0032]10 多模多频前端装置11 放大单元
[0033]12 发射路径13 切换单元
[0034]131 输入端133 连接端
[0035]15 控制单元17 宽带匹配电路
[0036]20 多模多频前端装置21 放大单元
[0037]22 发射路径221 第一发射路径
[0038]223 第二发射路径229 第η发射路径
[0039]23 切换单元231 输入端
[0040]233 连接端2331第一连接端
[0041]2333第二连接端2339第η连接端
[0042]24 匹配电路25 控制单元
[0043]27 频率匹配电路271 第一频率匹配电路
[0044]273 第二频率匹配电路279 第η频率匹配电路
[0045]30 多模多频前端装置32 发射路径
[0046]321 第一发射路径323 第二发射路径
[0047]329 第η发射路径33 切换单元
[0048]330 切换模块331 输入端
[0049]333 连接端3331第一连接端
[0050]3333第二连接端3339第η连接端
[0051]37 频率匹配电路3701第一被动组件
[0052]3702开关单元3703第二被动组件
[0053]371 第一频率匹配电路373 第二频率匹配电路
[0054]379第η频率匹配电路
[0055]40多模多频前端装置411第一开关单元
[0056]413第二开关单元419第η开关单元
[0057]42发射路径421第一发射路径
[0058]423第二发射路径429第η发射路径
[0059]43切换单元430切换模块
[0060]431输入端433连接端
[0061]46接收路径461第一接收路径
[0062]463第二接收路径469第η收路径
[0063]47频率及收发匹配电路471第一频率及收发匹配电路
[0064]473第二频率及收发匹配电路479第η频率及收发匹配电路
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0066]请参阅图2，为本发明多模多频前端装置一实施例的电路连接示意图。本发明所述的多模多频前端装置20用以发射射频信号，并包括一放大单元21、多个发射路径22、一切换单元23、一控制单元25及多个频率匹配电路27，其中放大单元21连接切换单元23，并将经过放大的信号传送至切换单元23，而控制单元25则连接放大单元21及切换单元23，并用以控制放大单元21及切换单元23。
[0067]在本发明一实施例中，切换单元23包括一输入端231及多个连接端233，其中切换单元23可使得输入端231与其中一个连接端233相连接。切换单元23的输入端231电性连接放大单元21，而多个连接端233则分别连接各个发射路径22。使得切换单元的输入端231可接收由放大单元21放大的信号，并选择将接收的信号传送至其中一个连接端233及/或其中一个发射路径22。
[0068]各个频率匹配电路27的阻抗与传输信号的频段相关，分别与不同频段的信号具有阻抗匹配，并分别有利于不同频段的信号通过，例如多个频率匹配电路27包括第一频率匹配电路271、第二频率匹配电路273、…及第η频率匹配电路279，其中第一频率匹配电路271与第一频段的信号具有阻抗匹配；第二频率匹配电路273与第二频段的信号具有阻抗匹配；而第η频率匹配电路279与第η频段的信号具有阻抗匹配。
[0069]在本发明一实施例中，各个频率匹配电路27分别位于各个发射路径22上，使得各个频率匹配电路27分别电性连接切换单元23的各个连接端233。例如第一频率匹配电路271位于第一发射路径221，并连接第一连接端2331 ;第二频率匹配电路273位于第二发射路径223，并连接第二连接端2333 ;第η频率匹配电路279位于第η发射路径229，并连接第η连接端2339。
[0070]当多模多频前端装置20操作在第一频段时，放大单元21将第一频段的放大信号传送至切换单元23的输入端231时，切换单元23会将输入端231连接第一连接端2331，例如可通过控制单元25控制切换单元23进行切换，使得放大单元21经由切换单元23电性连接位于第一发射路径221上的第一频率匹配电路271，并将第一频段的信号传送至第一发射路径221及/或第一频率匹配电路271。由于第一频率匹配电路271对第一频段的信号具有阻抗匹配，可有效降低第一频段的信号在传送的过程中产生损耗，并可提高第一放大单元21输出第一频段的信号的效率及/或输出功率。
[0071]当多模多频前端装置20操作在第二频段时，放大单元21将第二频段的放大信号传送至切换单元23的输入端231时，切换单元23会将输入端231连接第二连接端2333，例如可通过控制单元25控制切换单元23进行切换，使得放大单元21经由切换单元23连接位于第二发射路径223上的第二频率匹配电路273，并将第二频段的信号传送至第二发射路径223及/或第二频率匹配电路273。当多模多频前端装置20操作在第η频段时，放大单元21将第η频段的放大信号传送至切换单元23的输入端231时，切换单元23会将输入端231连接第η连接端2339，例如可通过控制单元25控制切换单元23进行切换，使得放大单元21经由切换单元23连接位于第η发射路径229上的第η频率匹配电路279，并将第η频段的信号传送至第η发射路径229及/或第η频率匹配电路279。由于第二频率匹配电路273对第二频段的信号具有阻抗匹配，而第η频率匹配电路279对第η频段的信号具有阻抗匹配，可有效降低放大单元21将第二频段及第η频段的信号在传送的过程中产生损耗，并可提高放大单元21输出第二频段及第η频段的信号的效率及/或输出功率。
[0072]在本发明一实施例中，可通过控制单元25调整及切换放大单元21及切换单元23。例如控制单元25可调整放大单元21的增益，并根据已知的放大单元21进行放大的信号的频段，切换该切换单元21，并以适当的发射路径22及频率匹配电路27传输信号。
[0073]现有的宽带匹配电路17虽然适用于较宽带段的信号，例如2300?2700MHz，但为了达到宽带的效果，宽带匹配电路17的Q值(Quality Factor)不能太高,低Q值设计所造成的损耗，使得放大单元11将信号传送至宽带匹配电路17、切换单元13及/或发射路径的过程中，会造成较大的信号损失，因而不利于提高多模多频前端装置10的输出功率。相较下，本发明所使用多个频率匹配电路27，可依据信号的频段选择适当的发射路径22及频率匹配电路27进行信号的传输，由于每个频率匹配电路27仅需匹配较窄的频率范围，例如第一频率匹配电路271仅需要匹配2300?2400MHz的频段，第二频率匹配电路273仅需要匹配2570?2620MHz的频段，第η频率匹配电路279仅需要匹配2496?2690MHz的频段，因此设计上可以用较高Q值的匹配，因而大幅降低匹配电路的信号损失，使得多模多频前端装置20及/或放大单元21具有良好的输出功率及效率。
[0074]为了说明时的便利性，在本发明实施例的图式中主要以三个连接端233、三个发射路径22及三个频率匹配电路27进行说明，然而在实际应用时，连接端233、发射路径22及频率匹配电路27的数量亦可为两个或三个以上。在本发明一实施例中，可依据多模多频前端装置20可能发射的信号的频段，来决定连接端233、发射路径22及频率匹配电路27的数量。
[0075]在本发明另一实施例中，如图3所示，可进一步在放大单元21及切换单元23的输入端231之间设置至少一匹配电路24，通过匹配电路24及频率匹配电路27的使用，将可进一步提高多模多频前端装置20及/或放大单元21的输出功率及效率。
[0076]本发明上述实施例所述的频率匹配电路27可包括至少一电容或至少一电感或至少一电阻及/或至少一开关单元，其中频率匹配电路27的阻抗可为固定的或是可调整的，详细的实施方式将会在后续的实施例中描述。
[0077]请参阅图4，为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图。本发明所述的多模多频前端装置30用以发射射频信号，并包括一放大单元21、一切换模块330及一控制单元25，其中放大单元21连接切换模块330，并将经过放大的信号传送至切换模块330，而控制单元25则连接放大单元21及切换模块330，并用以控制放大单元21及切换模块 330。
[0078]本发明实施例所述的切换模块330包括一切换单元33、多个发射路径32及多个频率匹配电路37，其中切换单元33包括一输入端331及多个连接端333。切换单元33的输入端331连接放大单元21，而切换单元33的各个连接端333则分别连接各个发射路径32。
[0079]各个频率匹配电路37的阻抗与传输信号的频段相关，分别对不同频段的信号具有阻抗匹配，并分别有利于不同频段的信号通过，例如多个频率匹配电路37包括第一频率匹配电路371、第二频率匹配电路373、…及第η频率匹配电路379，其中第一频率匹配电路371对第一频段的信号具有阻抗匹配；第二频率匹配电路373对第二频段的信号具有阻抗匹配；而第η频率匹配电路379对第η频段的信号具有阻抗匹配。
[0080]在本发明一实施例中，各个频率匹配电路37分别设置在各个发射路径32上，使得各个频率匹配电路37分别电性连接切换单元33的各个连接端333。例如第一频率匹配电路371位于第一发射路径321上，并连接第一连接端3331 ;第二频率匹配电路373位于第二发射路径323上，并连接第二连接端3333 ;第η频率匹配电路379位于第η发射路径329上，并连接第η连接端3339。
[0081]在本发明一实施例中，当多模多频前端装置30操作在第一频段时，放大单元21将第一频段的放大信号传送至切换模块330的输入端331时，切换模块330内的切换单元33会将输入端331连接至第一连接端3331，例如可通过控制单元25控制切换模块330及/或切换单元33进行切换，使得放大单元21经由切换单元33连接位于第一发射路径321上的第一频率匹配电路371。当多模多频前端装置30操作在第二频段时，放大单元21将第二频段的放大信号传送至切换模块330的输入端331时，切换模块330内的切换单元33会将输入端331连接第二连接端3333，例如可通过控制单元25控制切换模块330及/或切换单元33进行切换，使得放大单元21经由切换单元33连接位于第二发射路径323上的第二频率匹配电路373。而当多模多频前端装置30操作在第η频段时，放大单元21将第η频段的放大信号传送至切换模块330的输入端331时，切换模块330内的切换单元33会将输入端331连接第η连接端3339，例如可通过控制单元25控制切换模块330及/或切换单元33进行切换，使得放大单元21经由切换单元33连接位于第η发射路径329上的第η频率匹配电路379。
[0082]由于第一频率匹配电路371、第二频率匹配电路373及第η频率匹配电路379分别对第一频段、第二频段及第η频段的信号具有阻抗匹配，可有效降低放大单元21将第一频段、第二频段及第η频段的信号传送至第一发射路径321、第二发射路径323及第η发射路径329的过程中造成损耗，并可有效提高多模多频前端装置30及/或放大单元21的输出功率及效率。
[0083]在本发明一实施例中，可通过控制单元25调整及切换放大单元21及切换模块330。例如控制单元25可调整放大单元21的增益，并根据已知的放大单元21进行放大的信号的频段，切换该切换模块330及/或切换单元33，并可以适当的发射路径32及频率匹配电路37传输信号。
[0084]本发明实施例所述的多模多频前端装置30，其中频率匹配电路37也可以设计为根据频段需求而做阻抗的切换，使得在同一发射路径上匹配到不同的发射频段所需要的阻抗。例如当多模多频前端装置30操作在第一发射频段时，放大单元21将第一频段的放大信号传送至切换模块330的输入端331，切换模块330内的切换单元33会将输入端331连接至第一连接端3331，使得放大单元21经由切换单元33连接位于第一发射路径321上的第一频率匹配电路371，此时第一频率匹配电路371的阻抗被设计为达到第一频段的阻抗匹配。而当多模多频前端装置30操作在其他发射频段时，例如第Ia频段，频率匹配电路371的阻抗可以被切换为达到第Ia频段的阻抗匹配，如此则可以在同一发射路径上传送多种频段的信号，且让各种频段的阻抗都能达到良好的阻抗匹配效果，例如第一频段为2300?2400MHz,第Ia频段为2570?2620MHz，当第一发射路径321操作在第一频段(2300?2400MHz)时，第一频率匹配电路371设计为可达到第一频段(2300?2400MHz)的阻抗匹配，而当第一发射路径321操作在第Ia频段(2570?2620MHz)时，第一频率匹配电路371则切换成对第Ia频段(2570?2620MHz)达到阻抗匹配，如此则可以选择性地在发射路径321上传送第一频段(2300?2400MHz)以及第Ia频段(2570?2620MHz)的信号，并同时对此两种频段达到阻抗匹配的效果，其中频率匹配电路37阻抗的开关，可以通过控制单元25对切换模块330的控制来达成。
[0085]在本发明实施例中，主要将切换单元33及频率匹配电路37整合成为切换模块330，例如切换模块330可为单一个芯片，并可通过CM0S(互补式金属氧化物半导体)或SOI (Silicon on Insulating substrate,绝缘层上覆娃金氧半组件)或PHEMT(Pseudomorphic High Electric Mobility Transistor,假晶性高电子迁移率晶体管)或SiGe (硅锗)工艺来制作切换模块330。通过将切换单元33及频率匹配电路37整合成为切换模块330，不仅可使得放大单元21对各个频段的输出信号都具有良好的输出效率及输出功率，亦可减少前端装置30使用表面黏着技术(SMT,Surface Mount Technology)的数量，藉此以缩小前端装置30的尺寸及设置前端装置30的电路板的尺寸，并将切换模块330整合成一单芯片。
[0086]在本发明另一实施例中，如图5所示，可进一步在放大单元21及切换模块330的输入端331之间设置至少一匹配电路24，通过匹配电路24及频率匹配电路37的使用，将可进一步提高放大单元21输出的信号的输出功率。
[0087]请参阅图6，为本发明多模多频前端装置又一实施例的电路连接示意图。本发明所述的多模多频前端装置40用以发射及接收射频信号，并包括一放大单元21、一切换模块430及一控制单元25，其中放大单元21连接切换模块430，并将经过放大的信号传送至切换模块430，而控制单元25则连接放大单元21及切换模块430，并用以调整及切换放大单元21及切换模块430。
[0088]本发明实施例所述的切换模块430包括一切换单元43、多个发射路径42、多个频率及收发匹配电路47及多个接收路径46，其中切换单元43包括一输入端431及多个连接端433。切换单元43的输入端431连接放大单元21，而切换单元43的各个连接端433则分别电性连接各个发射路径42及/或各个接收路径46。
[0089]各个频率及收发匹配电路47的阻抗与传输信号的频段相关，分别对不同频段的信号具有阻抗匹配。在本发明一实施例中，各个频率及收发匹配电路47分别设置在各个发射路径42上，使得各个频率及收发匹配电路47分别电性连接切换单元43的各个连接端433。
[0090]在本发明一实施例中，各个接收路径46分别电性连接各个发射路径42及各个频率及收发匹配电路47，例如接收路径46包括第一接收路径461、第二接收路径463及第η接收路径469，其中第一接收路径461可通过第一开关单元411电性连接第一频率及收发匹配电路471及/或第一发射路径421 ;第二接收路径463可通过第二开关单元413电性连接第二频率及收发匹配电路473及/或第二发射路径423 ;第η收路径469通过第η开关单元419电性连接第η频率及收发匹配电路479及/或第η发射路径429。
[0091]本发明实施例所述的多模多频前端装置40在发射信号的方式与图4所示的多模多频前端装置30相似，同样是依据放大单元21所传送的信号的频段，选择连接输入端431与其中一个发射路径42及其中一个频率及收发匹配电路47。较大的不同点在于，多模多频前端装置40的各个接收路径46是分别通过不同的开关单元411/413/419连接各个发射路径42及各个频率及收发匹配电路47，则在发射信号的过程中，各个开关单元411/413/419将会关闭(off)。
[0092]本发明实施例所述的多模多频前端装置40在接收信号的过程中，可依据接收的信号的频段选择其中一个接收路径46接收信号。在本发明一实施例中，可依据接收的信号的频段，开启(on)其中一个开关单元411/413/419，使得其中一个接收路径46连接其中一个发射路径42及其中一个频率及收发匹配电路47。例如当多模多频前端装置40用以接收第一频段的信号时，可将第一开关单元411开启(on)，并将其它开关单元关闭(off)，使得信号经由部分的第一发射路径421及第一开关单元411传送至第一接收路径461 ;当多模多频前端装置40接收第二频段的信号时，可将第二开关单元413开启(on)，并将其它开关单元关闭(off)，使得信号经由部分的第二发射路径423及第二开关单元413传送至第二接收路径463 ;当多模多频前端装置40接收第η频段的信号时，可将第η开关单元419开启(on)，并将其它开关单元关闭(off)，使得信号经由部分的第η发射路径429及第η开关单元419传送至第η接收路径469。
[0093]在实际应用时，各个发射路径42可电性连接同一个天线(未显示)或是分别电性连接不同的天线(未显示)，其中发射路径42可将信号传送至相连接的天线，当多模多频前端装置40操作在发射模式时，信号经过放大单元21放大后，再经过切换模块430连接发射路径42，并通过天线将信号传送出去。当多模多频前端装置40操作在接收模式时，放大单元21被关闭(off)，各个接收路径46则可经由各个发射路径42电性连接同一个天线(未显示)或是分别电性连接不同的天线(未显示)，接收路径46可经由天线及/或部分发射路径42接收外界的信号。
[0094]本发明实施例所述的多模多频前端装置40，其中频率及收发匹配电路47可以设计为根据系统需求而做阻抗的切换，例如当多模多频前端装置40操作在发射模式时，频率及收发匹配电路47的阻抗可以匹配到各个发射路径42所需要的阻抗，而当多模多频前端装置40操作在接收模式时，频率及收发匹配电路47的阻抗可以调整到另一阻抗，使得从天线到接收端路径46的阻抗达到匹配的效果，如此频率及收发匹配电路47的阻抗切换设计，可以使得多模多频前端装置40在发射模式及接收模式下都能达到良好的阻抗匹配，同时兼顾了提高发射模式时的输出功率及降低接收模式时的信号损失的效果，其中频率及收发匹配电路47阻抗的开关，可以通过控制单元25对切换模块430的控制来达成。
[0095]在本发明另一实施例中，如图7所示，可进一步在放大单元21及切换模块430的输入端431之间设置至少一匹配电路24，通过匹配电路24及频率及收发匹配电路47的使用，并可进一步提高放大单元21及/或多模多频收射装置40的输出功率及效率。
[0096]本发明上述实施例所述的频率及收发匹配电路47可包括至少一电容或至少一电感或至少一电阻及/或至少一开关单元，其中频率及收发匹配电路47的阻抗可为固定的或是可调整的，详细的实施方式将会在后续的实施例中描述。
[0097]在本发明实施例中，可将切换单元43和频率及收发匹配电路47整合成为切换模块430，例如切换模块430可为单一个芯片，并可通过CMOS(互补式金属氧化物半导体)或SOI (Silicon on Insulating substrate,绝缘层上覆娃金氧半组件)或PHEMT(Pseudomorphic High Electric Mobility Transistor,假晶性高电子迁移率晶体管)或SiGe (硅锗)工艺来制作切换模块430，并将切换模块430整合成一单芯片。
[0098]请参阅本发明图8A至图SC，分别为本发明多模多频前端装置的频率匹配电路与频率及收发匹配电路一实施例的电路连接示意图。请配合参阅图2至图5，频率匹配电路27/37的一端电性连接该连接端233/333，而另一端则电性连接发射路径22/32。请配合参阅图6及图7，频率及收发匹配电路47的一端电性连接该连接端433，而另一端则电性连接发射路径42及/或接收路径46。
[0099]在本发明实施例中，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47可根据接收及/或发射的射频信号的频段调整阻抗。包括至少一第一被动组件3701，其中第一被动组件3701的一端电性连接发射路径22/32/42、连接端233/333/433及/或接收路径46，而第一被动组件3701的另一端则电性连接接地。
[0100]在本发明一实施例中，如图8A所示，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47内可不用设置开关单元，使得频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47的阻抗为固定。在不同实施例中，如图8B及图8C所示，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47内可设置至少一开关单元3702，例如第一被动组件3701可通过开关单元3702连接发射路径22/32/42或接地端，通过开启(on)或关闭(off)开关单元3702，将可控制第一被动组件3701是否电性连接发射路径22/32/42或是接地端，藉此以调整频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47的阻抗。此外，第一被动组件3701及/或开关单元3702的数量亦可为多个，如图8C所示。
[0101]请参阅本发明图9A至图9C，分别为本发明多模多频前端装置的频率匹配电路又一实施例的电路连接示意图。请配合参阅图2至图5，频率匹配电路27/37的一端电性连接该连接端233/333，而另一端则电性连接发射路径22/32。请配合参阅图6及图7，频率及收发匹配电路47的一端电性连接该连接端433，而另一端则电性连接发射路径42及/或接收路径46。
[0102]在本发明实施例中，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47可包括至少一第一被动组件3701及至少一第二被动组件3703，其中第一被动组件3701的一端电性连接发射路径22/32/42、连接端233/333/433及/或接收路径46，而第一被动组件3701的另一端则电性连接接地。第二被动组件3703位于发射路径22/32/42上，例如第二被动组件3707的一端电性连接该连接端233/333/433及/或第一被动组件3701，而第二被动组件3703的另一端则电性连接发射路径22/32/42及/或接收路径46。
[0103]频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47内可不用设置开关单元，如图9A所示，使得频率匹配电路27/37/47的阻抗为固定。在不同实施例中，如图9B及图9C所示，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47内可设置至少一开关单元3702，例如第一被动组件3701可通过开关单元3702连接发射路径22/32/42或接地端，通过开启(on)或关闭(off)开关单元3702，将可控制第一被动组件3701是否电性连接发射路径22/32/42或接地端，藉此以调整频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47的阻抗。
[0104]在本发明另一实施例中，如图1OA至图1OC所示，频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47可包括至少一第一被动组件3701及至少一第二被动组件3703，其中第一被动组件3701的一端电性连接发射路径22/32/42、连接端233/333/433及/或接收路径46，而第一被动组件3701的另一端则电性连接接地。此外第二被动组件3703的一端电性连接该连接端233/333/433，第二被动组件3703的另一端则电性连接发射路径22/32/42、接收路径46及/或第一被动组件3701。此外，第一被动组件3701、第二被动组件3703及/或开关单元3702的数量亦可为多个，如图9C及图1OC所示。
[0105]本发明上述实施例所述的第一被动组件3701及第二被动组件3703可为电容或电感及/或电阻，并可通过电容、电感及/或电阻的组合，使得频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47与特定频段的信号达到阻抗匹配，或是使得频率及收发匹配电路47分别与发射路径和接收路径达到阻抗匹配。
[0106]在本发明一实施例中，可依据多模多频前端装置20/30和多模多频前端装置40所发射的信号的频段，选择切换频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47内的开关单元3702，以调整及改变频率匹配电路27/37/47的阻抗，使得频率匹配电路27/37和频率及收发匹配电路47与欲发射的信号的频段达到阻抗匹配，藉此以提高多模多频前端装置20/30和多模多频前端装置40及放大单元21的输出功率。
[0107]在本发明另一实施例中，亦可依据多模多频前端装置40发射及/或接收的信号的频段和所需阻抗，选择切换频率及收发匹配电路47内的开关单元3702，以调整频率及收发匹配电路47的阻抗，使得频率及收发匹配电路47相对于欲发射及/或接收的信号的频段和所需阻抗达到阻抗匹配，藉此以提高多模多频前端装置40及放大单元21的输出功率，并降低多模多频前端装置40操作在接收模式时的信号损失，提高多模多频前端装置40的接收灵敏度。
[0108]在本发明中所述的连接指的是一个或多个物体或构件之间的直接连接或者是间接连接，例如可在一个或多个物体或构件之间存在有一个或多个中间连接物。
[0109]说明书的系统中所描述的也许、必须及变化等字眼并非本发明的限制。说明书所使用的专业术语主要用以进行特定实施例的描述，并不为本发明的限制。说明书所使用的单数量值(如一个及该个)亦可为多个，除非在说明书的内容有明确的说明。例如说明书所提及的一个装置可包括有两个或两个以上的装置的结合，而说明书所提的一物质则可包括有多种物质的混合。
[0110]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种多模多频前端装置，用以发射射频信号，其特征在于，包括: 一放大单元； 一切换单元，包括至少一输入端及多个连接端，其中该切换单元的输入端电性连接该放大单元； 一控制单元，连接该放大单元及该切换单元，并用以控制该放大单元及该切换单元； 多个发射路径，分别连接该切换单元的连接端；及 多个频率匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配。
2.如权利要求1所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路根据该射频信号的频段调整阻抗。
3.如权利要求1所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路包括至少一第一被动组件，该第一被动组件的一端连接该发射路径。
4.如权利要求3所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路包括至少一第二被动组件，该第二被动组件位于该发射路径上。
5.如权利要求4所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件及第二被动组件为电容或电感或电阻。
6.如权利要求3所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件通过一开关单元连接该发射路径或接地端，并通过该开关单元控制该第一被动组件是否电性连接该发射路径或该接地端，以调整该频率匹配电路的阻抗。
7.一种多模多频前端装置，用以发射射频信号，其特征在于，包括: 一放大单元； 一切换模块，包括: 一切换单元，包括一输入端及多个连接端，其中该切换单元的输入端电性连接该放大单元； 多个发射路径，分别连接该切换单元的连接端； 多个频率匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配；及 至少一控制单元，电性连接该放大单元及该切换模块。
8.如权利要求7所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路根据该射频信号的频段调整阻抗。
9.如权利要求7所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路包括至少一第一被动组件，该第一被动组件的一端连接该发射路径。
10.如权利要求9所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率匹配电路包括至少一第二被动组件，该第二被动组件位于该发射路径上。
11.如权利要求10所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件及第二被动组件为电容或电感或电阻。
12.如权利要求9所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件通过一开关单元连接该发射路径或接地端，并通过该开关单元控制该第一被动组件是否电性连接该发射路径或该接地端，以调整该频率匹配电路的阻抗。
13.如权利要求6所述的多模多频前端装置，其特征在于，该切换模块整合成单一芯片。
14.如权利要求13所述的多模多频前端装置，其特征在于，该切换模块以互补式金属氧化物半导体或绝缘层上覆硅金氧半组件或假晶性高电子迁移率晶体管或硅锗工艺整合成一单芯片。
15.一种多模多频前端装置，用以发射及接收射频信号，其特征在于，包括: 一放大单元； 一切换模块，包括: 一切换单元，包括一输入端及多个连接端，其中该切换单元的输入端电性连接该放大单元； 多个发射路径，分别连接该切换单元的连接端； 多个频率及收发匹配电路，分别位于各个发射路径上，其中各个频率及收发匹配电路分别对不同频段的射频信号具有阻抗匹配； 多个接收路径，分别电性连接各个发射路径；及 至少一控制单元，连接该放大单元及该切换模块。
16.如权利要求15所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率及收发匹配电路根据该射频信号的频段调整阻抗。
17.如权利要求15所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率及收发匹配电路包括至少一第一被动组件，该第一被动组件的一端连接该发射路径。
18.如权利要求17所述的多模多频前端装置，其特征在于，该频率及收发匹配电路包括至少一第二被动组件，该第二被动组件位于该发射路径上。
19.如权利要求18所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件及第二被动组件为电容或电感或电阻。
20.如权利要求17所述的多模多频前端装置，其特征在于，该第一被动组件通过一开关单元连接该发射路径或接地端，并通过该开关单元控制该第一被动组件是否电性连接该发射路径或该接地端，以调整该频率及收发匹配电路的阻抗。
21.如权利要求15所述的多模多频前端装置，其特征在于，各个接收路径分别通过一开关单元电性连接各个发射路径。
22.如权利要求15所述的多模多频前端装置，其特征在于，该切换模块整合成单一芯片。
23.如权利要求22所述的多模多频前端装置，其特征在于，该切换模块以互补式金属氧化物半导体或绝缘层上覆硅金氧半组件或假晶性高电子迁移率晶体管或硅锗工艺整合成一单芯片。
【文档编号】H04B1/40GK104320154SQ201410594092
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】李建广 申请人:络达科技股份有限公司