一种片上阻抗匹配网络、方法、射频接收电路及发射电路与流程

本发明属于射频电路，涉及射频元件阻抗匹配技术，具体涉及一种片上阻抗匹配网络、方法、射频接收电路及发射电路。

背景技术：

1、射频电路一般包括两个射频元件的连接，包括滤波器与射频开关的连接，滤波器与低噪声放大器的连接，滤波器与功率放大器的连接等，这些元器件之间的连接会带入阻抗的失配，阻抗失配会导致射频传输信号发生大量的反射，这种情况一方面浪费了很多能量，另一方面反射回来的能量有可能影响射频系统的正常工作， 为了解决这一问题，就需要在两个元件连接处进行阻抗匹配以达到最优性能，阻抗匹配使用电容或者电感实现，电容和电感一般采用smd元件。smd元件在一定程度上对于匹配自由度有一定的限制。

2、如图1所示，banda 滤波器与射频开关sw之间通过l1，c1，l2所示的π形匹配网络连接，l1，c1，l2一般通过smd在基板（laminate）或者evb（评估板 ， evaluation board）实现。对于这种实现方式，不同的evb或者基板走线方式就需要不同的smd器件。所以对于相同的banda滤波器和射频开关sw，这三个匹配值在不同的基板或者evb上就需要不同的值，这种情况对于产品设计有一定的局限性，比如对于不同项目需要使用不同的smd器件。而且该方式对于smd器件的阻抗调节精度也有局限性，因为一般smd元器件相邻两个元件值难以做到芯片级别，比如对于电容0.1pf或者电感0.1nh的调节步进。

技术实现思路

1、技术目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种片上阻抗匹配网络、方法、射频接收电路及发射电路，其优化了射频元件之间的匹配方式，系统集成度高，能够使射频链路信号得到最优传播。

2、技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种片上阻抗匹配网络，包括：射频元件一和射频元件二，其中，所述射频元件一和射频元件二之间设有型或l型的匹配网络，射频元件二中集成信号检测模块和数字电路模块；

4、所述信号检测模块用于检测射频元件一发出的射频信号一，根据射频信号一计算反馈信号，根据反馈信号计算控制信号，所述控制信号通过数字电路模块发送给匹配网络，所述控制信号用于调节匹配网络实际接入电路的有效电容值和有效电感值；

5、所述匹配网络包括相互连接构成型或l型结构的可调电容和可调电感，可调电容由多个并联的电容组成，可调电感由多个串联的电感组成，各个电容或电感设置对应的控制电容或电感是否接入的开关。

6、作为优选，所述信号检测模块采用峰值检测电路实现，信号检测模块所述峰值检测电路包括积分器、低通滤波器、比较器a、累加器、比较器b和数字控制电路；

7、所述积分器的一端和低通滤波器的一端均连接峰值检测电路的输入信号，积分器的另一端连接比较器a的负输入端，低通滤波器的另一端连接比较器a的正输入端；比较器b的负输入端通过设置控制开关连接峰值检测电路的输入信号，比较器b的正输入端连接电源vc；比较器a的输出端和比较器b的输出端均连接数字控制电路，数字控制电路设有寄存器信号输出端，数字控制电路用于接收检测到的输入信号的频率和峰值电压，根据输入信号的频率和峰值电压查询预先设置的寄存器表，得到对应的控制信号链路匹配的有效电感值和电容值并通过寄存器信号输出端输出。

8、作为优选，所述匹配网络中的可调电容使用片上元件，集成在射频元件二中。

9、作为优选，所述匹配网络中的可调电容和可调电感均使用片上元件，集成在射频元件二中。

10、作为优选，所述数字电路模块为mipi接口电路、spi接口电路、i2c接口电路和gpio接口电路中的任一种。

11、作为优选，所述射频元件一和射频元件二均为滤波器、低噪声放大器、功率放大器、混频器或射频开关中的任一种。

12、一种阻抗匹配方法，应用于所述片上阻抗匹配网络，包括步骤：

13、射频元件一输出第一射频信号；

14、第一射频信号输入匹配网络，匹配网络对第一射频信号进行处理，输出第二射频信号；

15、第二射频信号输入射频元件二，同时，射频元件二中集成的信号检测模块对第二射频信号进行检测，得到反馈信号，根据反馈信号计算用于控制匹配网络的控制信号，控制信号通过射频元件二中集成的数字电路模块发送给匹配网络；

16、根据所述控制信号，控制匹配网络中调节可调电容和可调电感对应的开关接入组合，调节实际接入电路的有效电容值和有效电感值。

17、一种射频接收电路，包括顺序连接的天线、射频开关、射频带通滤波器、低噪声放大器、下变频混频器、中频带通滤波器、增益可调放大器和a/d转换器，其中，所述射频开关、射频接收带通滤波器、低噪声放大器和下变频混频器两两之间以所述片上阻抗匹配网络的方式配置，实现射频元件间的阻抗匹配。

18、一种射频发射电路，包括顺序连接的d/a转换器、增益可调放大器、中频带通滤波器、上变频混频器、预放大器、射频带通滤波器、射频开关和天线，其中，所述上变频混频器、低噪声放大器、射频带通滤波器、射频开关两两之间以所述片上阻抗匹配网络的方式配置，实现射频元件间的阻抗匹配。

19、有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

20、本发明通过在射频元件内部集成匹配网络、信号检测模块和数字电路模块，通过信号检测电路对输出信号检测，数字电路模块接收控制信号并对信号进行处理，能够精细调节射频元件之间的阻抗匹配，使射频链路信号能够最优传播，而且系统集成度高。

技术特征：

1.一种片上阻抗匹配网络，其特征在于，包括：射频元件一和射频元件二，其中，所述射频元件一和射频元件二之间设有型或l型的匹配网络，射频元件二中集成信号检测模块和数字电路模块；

2.根据权利要求1的所述的片上阻抗匹配网络，其特征在于：所述信号检测模块采用峰值检测电路实现，信号检测模块所述峰值检测电路包括积分器、低通滤波器、比较器a、累加器、比较器b和数字控制电路；

3.根据权利要求1的所述的片上阻抗匹配网络，其特征在于：所述匹配网络中的可调电容使用片上元件，集成在射频元件二中。

4.根据权利要求1的所述的片上阻抗匹配网络，其特征在于：所述匹配网络中的可调电容和可调电感均使用片上元件，集成在射频元件二中。

5.根据权利要求1的所述的片上阻抗匹配网络，其特征在于：所述数字电路模块为mipi接口电路、spi接口电路、i2c接口电路或gpio接口电路中的任一种。

6.根据权利要求1的所述的片上阻抗匹配网络，其特征在于：所述射频元件一和射频元件二均为滤波器、低噪声放大器、功率放大器、混频器或射频开关中的任一种。

7.一种阻抗匹配方法，应用于权利要求1-6任一所述片上阻抗匹配网络，其特征在于，包括步骤：

8.一种射频接收电路，其特征在于：包括顺序连接的天线、射频开关、射频带通滤波器、低噪声放大器、下变频混频器、中频带通滤波器、增益可调放大器和a/d转换器，其中，所述射频开关、射频接收带通滤波器、低噪声放大器和下变频混频器两两之间以权利要求1-6任一所述片上阻抗匹配网络的方式配置，实现射频元件间的阻抗匹配。

9.一种射频发射电路，其特征在于：包括顺序连接的d/a转换器、增益可调放大器、中频带通滤波器、上变频混频器、预放大器、射频带通滤波器、射频开关和天线，其中，所述上变频混频器、低噪声放大器、射频带通滤波器、射频开关两两之间以权利要求1-6任一所述片上阻抗匹配网络的方式配置，实现射频元件间的阻抗匹配。

技术总结
本发明公开了一种片上阻抗匹配网络、方法、射频接收电路及发射电路，所述片上阻抗匹配网络包括射频元件一、射频元件二以及型或L型的匹配网络，射频元件二中集成信号检测模块和数字电路模块，信号检测模块检测射频元件一发出的射频信号一，计算反馈信号，根据反馈信号计算控制信号，控制信号通过数字电路模块发送给匹配网络，用于调节匹配网络实际接入电路的有效电容值和有效电感值。本发明优化了射频元件之间的匹配方式，系统集成度高，能够使射频链路信号得到最优传播。

技术研发人员：陈晓哲,唐供宾,邹洁
受保护的技术使用者：深圳新声半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1