多模智能终端接收机的射频前端电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多模智能终端接收机的射频前端电路。
【背景技术】
[0002] 无线技术的飞速发展也推动了智能终端设备的技术革新，随着4G战略的全面展 开，工信部已经向国内运营商发放了 4G牌照，这意味着国内的4G商用时代正式到来。然 而，4G战略中运营商要求能够提供支持多模多频的智能终端（如中国移动已经对终端厂商 提出了 5模13频和5模15频的要求），这对终端厂商以及芯片供应商来说无疑是一个巨大 的挑战。
[0003] 射频接收机前端电路是直接决定智能终端所能支持的模式和频带的硬件模块部 分。低噪声放大器（LNA)和混频器（Mixer)作为射频接收机的第一级和第二级电路，直接 决定智能终端接收机的工作频带、灵敏度、功耗以及线性度等性能。
[0004] 4G_LTE时代，很少的射频接收机芯片能够同时兼容从4G(TDD-LTE、FDD-LTE)至 3G(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)再到 2G(GSM850、EGSM、DCS、PCS)所有标准和频段的接收 机芯片。现有多模多频射频接收机中LNA与Mixer技术方案主要包括以下几类：1)多路切 换式：射频接收机芯片内部采用了多路LNA与Mixer芯片，通过模式切换开关控制电路切换 到不同路的LNA与Mixer芯片电路，以满足能支持多模多频射频信号接收的效果。2)单路 切换式：射频接收机芯片内部仅采用了一路LNA和混频器电路，天线信号直接输入LNA输入 端，LNA输入输出端的匹配电路采用可调可变电容和电感，使LNA电路的匹配网络可以通过 控制开关在多个频段进行匹配以达到能够接收多模多频射频信号的目的。3)宽带式：目前 研究的热点是宽带式的LNA和Mixer电路，通过设计宽带式的匹配电路，能够使LNA和混频 器的工作电路覆盖其所需要的标准和频段的整个频率范围，以实现多模多频的射频信号接 收。
[0005] 针对前面所提到的三种技术方案，它虽然从一定程度上解决了 4G-LTE终端对于 多模多频射频信号接收的要求，但是它分别存在着以下不足：1)多路切换式的射频接收机 前端方案需要采用多组接收机芯片，每组方案都包括LNA、Mixer、压控振荡器、滤波器等单 模块电路，这样必定会使整个芯片的面积增大，这对于如今智能终端有限的PCB布局面积 来说，无疑会产生很大的不利；2)单路切换式射频接收机前端方案仅采用一组接收机芯片 便可实现多模多频接收，但是这种方案存在的弱点是，单个接收芯片的匹配电路设计不可 能实现数量过多的匹配切换，目前中国移动的要求已经达到5模13频，要想将一个匹配电 路的切换开关做到如此多的数量，基本是不可能的。另外这种方案有一个弱点是，一旦开 关切换到某种模式，它便已经固定，当终端刚好在此模式工作时，其他模式的信号便无法接 入，因此不能实现双通；3)宽带式射频接收机前端方案采用的是接收机前端芯片采用宽带 式的匹配网络，其接收信号的频率范围可以覆盖所有标准的整个频率范围，比如目前中国 移动要求的5模13频所覆盖的频率范围从815MHz~2690MHz。但是这种方式的缺陷是 它从最低频点覆盖到最高频点，中间被所有通信标准利用的频段范围仅是少数的，因此在 接收机前端需要增加许多额外的滤波器来滤除整个频带范围内非有效频段的噪声信号，这 势必会在射频电路前端增加许多滤波器，也不利于如今智能终端有限的PCB布局面积的设 计。另外，现有的接收机前端方案存在着一个普遍的问题是其无法较好的控制其功耗，而射 频前端是整个智能终端最主要的耗能模块。在现今强大的数据交换下，射频接收机前端功 耗，已经是造成手机电池不耐用，待机时间不长的主要障碍。而上述三类方案均未较好的考 虑功耗问题以及功耗与线性度性能之间的平衡问题。
[0006] 综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
【发明内容】
[0007] 针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种多模智能终端接收机的射频前端电 路，在能够获得多模匹配的同时自身还具有滤波效果。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供一种多模智能终端接收机的射频前端电路，包括 低噪声放大器和混频器，所述混频器连接有本振电路，所述低噪声放大器包括第一谐振匹 配电路和第二谐振匹配电路，且所述低噪声放大器的谐振中心频率分别位于两个预定的频 段范围，所述第二谐振匹配电路至少包括第一级共源放大电路，所述第一级共源放大电路 连接有第二级共源放大电路，所述第二级共源放大电路连接于所述混频器，所述第一级共 源放大电路、第二级共源放大电路及混频器均以场效应管作为放大器件。
[0009] 根据本发明的射频前端电路，所述场效应管的衬底均设有正向偏置电压。
[0010] 根据本发明的射频前端电路，所述混频器的场效应管的源极连接供电电源，所述 混频器的场效应管的漏极通过耦合器件连接所述低噪声放大器的供电节点。
[0011] 根据本发明的射频前端电路，所述本振电路通过两个开关管连接所述混频器的场 效应管的漏极。
[0012] 根据本发明的射频前端电路，所述开关管为场效应管，所述本振电路产生的本振 信号接入所述开关管的栅极和衬底。
[0013] 根据本发明的射频前端电路，所述两个预定的频段范围至少包括第二代移动通信 制式、第三代移动通信制式、第四代移动通信制式及移动通信制式后续演进标准的所有频 段；
[0014] 所述第二代移动通信制式至少包括GSM850、EGSM、DCS及PCS ;
[0015] 所述第三代移动通信制式至少包括TD-SCDMA、WCDMA及CDMA2000 ;
[0016] 所述第四代移动通信制式至少包括TDD-LTE及FDD-LTE ;
[0017] 所述移动通信制式后续演进标准至少包括第五代及第六代移动通信制式。
[0018] 本发明通过在接收机的射频前端电路中的低噪声放大器中设计至少两级谐振匹 配电路，并通过设置合理的耦合器件参数，使低噪声放大器可以实现在各个网络制式的低 频段与高频段两个频段的输入匹配，借此可有效的抑制带外噪声，减少对滤波器件的需求。 另外，低噪声放大器的第二谐振匹配电路至少包括第一级共源放大电路，该第一共源放大 电路连接有第二级共源放大电路，所述第二级共源放大电路与本振电路均连接于混频器， 第一级共源放大电路、第二级共源放大电路及混频器均以场效应管作为放大器件，优选的， 所述场效应管的衬底均设有正向偏置电压，借此降低场效应管的供电电压，减少电路功耗。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明的接收机的结构示意图；
[0020] 图2是本发明的射频前端电路的低噪声放大器的局部结构示意图；
[0021] 图3是图2所TK电路的局部等效电路TK意图；
[0022] 图4是本发明的低噪声放大器的匹配曲线图；
[0023] 图5是本发明的接收机的射频前端电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0025] 图1是本发明提供的多模智能终端接收机结构示意图，其包括接收天线10、射频 前端电路20及滤波器30。接收天线10及滤波器30为现有技术内容，在此不再赘述，下面 仅将射频前端电路20加以说明。
[0026] 本发明的实施例中，射频前端电路20至少包括低噪声放大器21和混频器22,混频 器22连接有本振电路23。低噪声放大器21用于接收射频信号并进行处理后，传送到混频 器22,混频器22将该信号与本振电路23产生的本振信号混频处理。
[0027] 具体的，结合图2,低噪声放大器21包括第一谐振匹配电路211和第二谐振匹配电 路212,两个谐振匹配电路均包括耦合元件如电容、电感等。需要说明的，第一谐振匹配电路 211和第二谐振匹配电路212并不仅仅限于图示结构，其可以为其它等效的电路结构，以满 足不同的电路需求。比如图3中的谐振匹配电路213即可以等效为第二谐振匹配电路212， 其可以替换第二谐振电路212。
[0028] 对于由Lgl-Cgl与Lg3_Cg3组成的双谐振输入匹配网络，本发明可以通过设置合 理的电感及电容值，使Lgl-Cgl与Lg3-Cg3的谐振中心频率分别位于低频段和高频段这两 个频段范围的中心点。优选的是，本发明这两个频段范围包括但不限于第二代移动通信制 式（至少包括GSM850、EGSM、DCS及PCS)、第三代移动通信制式（至少包括TD-SCDMA