一种射频开关电路的制作方法

本实用新型涉及移动通信技术，尤其涉及一种射频(RF，Radio Frequency)开关电路。

背景技术：

随着移动通信技术的发展，从第二代手机通信技术(2G，2-Generation wireless telephone technology)、第三代移动通信技术(3G，3rd-Generation)、通用移动通信技术的长期演进(LTE，Long Term Evolution)到第五代无线宽带传输技术(5G，5th-Generation)等通信协议的发展，通信频段越来越多，频率跨度也从700MHz到6GHz，预计即将到来的5G将有100多个频段。由于频段众多且频率跨度大，使得多模多波段(MMMB，Multi-Mode Multi-Band)功率放大器(PA，PowerAmplifier)成为主流，这不仅对PA的设计提出了挑战，也对RF开关电路提出了更要的要求。

图1为PA、阻抗匹配网络与RF开关电路的连接示意图；图1中，所述RF开关电路不仅要满足整个频带内插损小、隔离好的要求，同时也要满足各个通路阻抗匹配好，使得PA能够正常工作的要求。

但随着PA的支路端口的增多，工作频率的增高，传统的RF开关电路在传输RF信号的过程中信号损耗较大，影响信号传输质量和传输距离；而且，传统的RF开关电路中各支路的隔离度随着RF信号频率的增大也开始变差。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提供一种RF开关电路。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种RF开关电路，所述RF开关电路，包括：

接收RF信号，将所述RF信号输入到所述RF信号频率对应的开关支路的公共端；及，

被导通时，传输所述RF信号，并在传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量的至少两个开关支路。

上述方案中，所述开关支路为被关断时，停止传输所述RF信号，并滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量的开关支路。

上述方案中，所述开关支路，包括：

被导通时传输所述RF信号的串联支路；及，

在所述串联支路传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量的并联支路。

上述方案中，所述并联支路为通过电容与电感串联的方式，谐振在所述串联支路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上的并联支路。

上述方案中，所述开关支路，包括：

被关断时停止传输所述RF信号的串联支路；

在所述串联支路被关断时，通过电感接地的方式滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量的第一支路；及，

在所述串联支路被关断时，通过电容与电感串联接地的方式，滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量的第二支路。

本实用新型实施例所提供的RF开关电路，包括：接收RF信号，将所述RF信号输入到所述RF信号频率对应的开关支路的公共端；及，被导通时，传输所述RF信号，并在传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量的至少两个开关支路。本实用新型实施例所提供的方案，可以抑制RF信号的谐波分量，改善谐波问题，减少信号传输的损耗，提高RF信号的传输质量。

除此以外，本实用新型实施例的方案中，所述开关支路，还用于当被关断时，停止传输所述RF信号，并滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量，可以对开关支路中其他信号进行滤波，提高各开关支路间的隔离度。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1为PA、阻抗匹配网络与RF开关电路的连接示意图；

图2为传统的RF开关电路的结构示意图；

图3为芯片封装中的传统的RF开关电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的RF开关电路一的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的RF开关电路二的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的可变电容一的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的可变电容二的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的可变电容三的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的RF开关电路处理RF信号的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

图2为传统的RF开关电路的结构示意图；如图2所示，所述传统的RF开关电路，包括：公共端和至少两个开关支路；所述开关支路，包括：一个串联支路和一个并联支路；所述串联支路用于被导通时传输RF信号；所述并联支路用于提高开关支路间的隔离度。但在高频应用场景时，所述并联支路的开关因金线键合(bondwire)的电感效应和开关本身的寄生效应导致阻抗不能良好的接地，所述并联支路不能有效地把信号导通到地，进而导致开关支路间隔离度变差。

这里，所述串联支路和并联支路分别包含一个开关；外部的开关控制电路分别通过同相逻辑和反相逻辑控制串联支路的开关和并联支路的开关；即串联支路和并联支路的状态逻辑相反，其中一个开关闭合时，另一个开关则断开。

图3为芯片封装中的传统的RF开关电路的结构示意图；如图3所示，传统的RF开关电路中，各开关支路由键合线引出并连接到芯片管脚。

在本实用新型的各种实施例中，RF开关电路，包括：公共端和至少两个开关支路；所述公共端，用于接收RF信号，将所述RF信号输入到所述RF信号频率对应的开关支路；所述开关支路，用于被导通时，传输所述RF信号；并在传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量。

图4为本实用新型实施例提供的RF开关电路一的结构示意图；如图4所示，所述RF开关电路，包括：公共端和至少两个开关支路；其中，

所述公共端，用于接收RF信号，将所述RF信号输入到所述RF信号频率对应的开关支路；

所述开关支路，用于被导通时，传输所述RF信号；并在传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量。

具体地，所述开关支路，包括：串联支路及并联支路；

所述串联支路，用于被导通时传输所述RF信号；

所述并联支路，用于在所述串联支路传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量。

具体地，所述并联支路，具体用于通过电容与电感串联的方式，谐振在所述串联支路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上；从而实现抑制所述RF信号的谐波分量的效果。

具体地，所述开关支路，还用于当被关断时，停止传输所述RF信号，并滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量。

具体来说，所述开关支路，包括：串联支路及并联支路；

所述串联支路，用于被关断时停止传输所述RF信号；

所述并联支路，用于在所述串联支路停止传输所述RF信号时，滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量；从而保证并联支路接地良好，提高各开关支路间的隔离度。

本实用新型实施例中，所述并联支路，可以具体包括：第一支路和第二支路；

当所述开关支路被关断时，所述串联支路处于断开状态、所述第一支路和所述第二支路为导通状态；

所述第一支路，用于通过电感接地的方式滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量；

所述第二支路，用于通过电容与电感串联接地的方式，滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量；

通过第一支路和第二支路共同进行滤波，提升滤波效果，保证并联支路接地良好，提高各开关支路间的隔离度。

当所述开关支路被导通时，所述串联支路处于导通状态、所述第一支路处于断开状态、所述第二支路处于导通状态；

所述第二支路，用于通过电容与电感串联的方式，谐振在所述串联支路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上；从而抑制所述串联支路传输的RF信号的谐波分量。

具体地，所述RF开关电路的公共端的一端与阻抗匹配网络连接；

所述串联支路一端连接所述公共端、另一端连接天线；

所述并联支路一端连接所述串联支路、另一端接地；

所述并联支路，包括：第一支路和第二支路；

所述第一支路，包括：第一电感；

所述第二支路，包括：串联的可变电容和第二电感；

所述串联支路与公共端的连接端设有一个开关；

所述第一支路与所述串联支路的连接端设有一个开关；即，所述第一支路，可以包括：串联的第一开关和第一电感；

所述第二支路与所述串联支路的连接端设有一个开关；即，所述第二支路，可以包括：串联的第二开关、可变电容和第二电感；

所述第一电感和所述第二电感另一端接地。

需要说明的是，针对所述RF开关电路可以设有一个控制电路，所述控制电路用于向所述RF开关电路发送第一控制信号，以控制所述开关支路的串联支路、第一支路和第二支路分别为断开状态或导通状态；所述RF开关电路接收第一控制信号，根据所述第一控制信号确定所述开关支路的串联支路、第一支路、第二支路分别处于断开状态或导通状态。

具体来说，所述控制电路检测所述开关支路是否需传输RF信号，当确定开关支路不传输RF信号时，所述开关支路被关断，所述控制电路发送第一控制信号以控制所述串联支路的开关断开、第一支路的开关闭合、所述第二支路的开关闭合；当确定开关支路传输RF信号时，所述开关支路被导通，所述控制电路发送第一控制信号以控制所述串联支路的开关闭合、第一支路的开关断开、第二支路的开关闭合。

所述控制电路，还用于向所述RF开关电路发送第二控制信号，以控制所述开关支路中电容和电感的值；所述RF开关电路接收第二控制信号，根据所述第二控制信号调整所述可变电容和第二电感的值。

具体来说，当所述开关支路被导通时，所述控制电路确定所述串联支路传输的RF信号的频率，根据所述RF信号的频率，确定所述第二支路谐振在所述串联电路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波时，所述可变电容的电容值和所述第二电感的电感值，根据所述电容值和电感值向所述开关支路发送第二控制信号，以调节所述可变电容和第二电感的大小；所述开关支路根据所述第二控制信号将所述第二支路的谐振频率调节为所述RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波所对应的谐振频率，使得第二支路谐振在所述RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上，从而抑制所述RF信号的谐波分量；

当所述开关支路被关断时，所述控制电路计算第二支路的谐振频率为工作频率时可变电容的电容值和第二电感的电感值，根据所述电容值和电感值向所述开关支路发送第二控制信号，以调节所述可变电容和第二电感的大小，使得所述并联支路可以有效地滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量。

图5为本实用新型实施例提供的RF开关电路二的结构示意图；如图5所示，所述RF开关电路，包括：公共端和至少两个开关支路；其中，

所述开关支路，包括：串联支路和并联支路，所述并联支路一端连接所述串联支路，另一端接地；

所述并联支路，包括：第一支路和第二支路；

所述第一支路，包括：第一电感；

所述第二支路，包括：串联的可变电容和第二电感；

具体地，所述串联支路与公共端的连接端设有一个开关；

所述第一支路与所述串联支路的连接端设有一个开关；即，所述第一支路，可以包括：串联的第一开关和第一电感；

所述第二支路与所述串联支路的连接端设有一个开关；即，所述第二支路，可以包括：串联的第二开关、可变电容和第二电感；

所述第一电感和所述第二电感另一端接地。

这里，所述第一电感和所述第二电感可以用被封装的集成电路裸片(die)到基板的对地键合线替代。通过调整所述键合线的高度、长度和形状即可调整所述第一电感和第二电感的电感值。

这里，可以将可变电容和第二电感组成的第二支路作为陷波器(trap)，通过改变第二电感和/或可变电容大小，调节第二支路的谐振频率，达到优化各开关支路谐波的效果。

具体地，所述可变电容，可以为PN结(p+/n-well Junction，Positive Negative Junction)可变电容、绝缘栅型场效应管(MOS)可变电容或开关可切换电容。

图6为本实用新型实施例提供的可变电容一的结构示意图；如图6所示，所述可变电容一为PN结可变电容。通过在N阱上做一层P+有源区，实现一个PN结可变电容。

所述PN结指将空穴型(P型)半导体与电子型(N型)半导体制作在同一块半导体基片上，两者的交界面形成的空间电荷区。

在P型半导体衬底上扩散N型区，即为所述N阱。

图7为本实用新型实施例提供的可变电容二的结构示意图；如图7所示，所述可变电容二为MOS可变电容。

所述MOS可变电容为漏极(D)＝源极(S)＝衬底(B)的三端相接的MOS管，当栅源电压从电源电压降到0时，MOS管工作区域从累积区转变到耗尽区，再到强反型。

所述MOS可变电容主要为栅氧化层平板电容，当其工作在累积区和强反型区时，电容为最大值。

图8为本实用新型实施例提供的可变电容三的结构示意图；如图8所示，所述可变电容三为开关可切换电容。

所述开关可切换电容，包括至少两条并联的电容开关支路；所述电容开关支路，包括：串联的电容和开关。

图9为本实用新型实施例提供的RF开关电路处理RF信号的方法的流程示意图；如图9所示，所述RF开关电路，包括：公共端和至少两个开关支路；所述开关支路具有第一状态和第二状态；所述方法包括：

步骤901、所述公共端接收RF信号，将所述RF信号输入到所述RF信号频率对应的开关支路；

步骤902、所述开关支路被导通时，传输所述RF信号；并在传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量。

具体地，所述开关支路，包括：串联支路及并联支路；

所述传输所述RF信号，包括：

所述串联支路被导通时传输所述RF信号；

所述滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量，包括：

所述并联支路在所述串联支路传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量。

具体地，所述并联支路在所述串联支路传输所述RF信号的过程中抑制所述RF信号的谐波分量，包括：

所述并联支路在所述串联支路传输所述RF信号的过程中，通过电容与电感串联的方式，谐振在所述串联支路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上。从而抑制所述RF信号的谐波分量。

具体地，所述方法还包括：

所述开关支路当被关断时，停止传输所述RF信号，并滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量。

具体地，所述开关支路，包括：串联支路及并联支路；所述并联支路，包括：第一支路和第二支路；

所述滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量，包括：

所述第一支路在所述串联支路被关断时，通过电感接地的方式滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量；

所述第二支路在所述串联支路被关断时，通过电容与电感串联接地的方式，滤除除自身外的其他开关支路传输RF信号时泄露的能量。

本实用新型实施例提供的RF开关电路可以用于以下两种应用场景：

应用场景一：基于2G/3G/第四代移动通信技术(4G，the 4th Generation mobile communication technology)的移动通信应用场景，频率约从700MHz到3.4GHz。

此应用场景中，由于频段跨度大，相对低频的频段对应的二次谐波或三次谐波会落在相对高频的频段基波上，影响高频的频段的正常通信，导致谐波太大。

运用本实用新型实施例提供的方案，通过调节所述第二支路中的可变电容或者第二电感的大小，达到调节第二支路谐振频率的效果，使第二支路谐振在串联支路传输的RF信号对应频段的二次谐波或三次谐波上，从而有效地降低开关支路的谐波分量。

这里，当PA工作并通过某一开关支路时，所述开关支路的串联支路的开关闭合、第一支路的开关断开、第二支路的开关闭合。

应用场景二：5GHz无线局域网(WiFi，Wireless Fidelity)通信应用场景。

此应用场景中，频率较高，传统的RF开关电路的并联支路仅包括第一支路，不能有效地把RF信号导通到地，开关支路间的隔离度差。原因为：PA工作并通过其他开关支路时，第一支路的开关因bondwire的电感效应和开关本身的寄生效应导致阻抗不能良好的接地，从而不能有效地把其他开关支路泄露过来的能量滤除干净。

运用本实用新型实施例提供的方案，除了第一支路用于滤除除自身外的其他开关支路泄露的能量，第二支路的LC谐振频率调整为工作频率时不再用于抑制谐波，也用于辅助第一支路滤除除自身外的其他开关支路泄露的能量，即通过第一支路和第二支路共同进行滤波，有效地提升开关支路间的隔离度。

这里，当RF信号不通过开关支路时，所述开关支路的串联支路的开关断开、第一支路的开关闭合、第二支路的开关闭合。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。