專利名稱：多功率模式射頻發射前端模塊及包含該模塊的移動終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動終端射頻領域，尤其是多功率模式射頻發射前端模塊及包含 該模塊的移動終端。
背景技術：
在現代無線通信系統中，射頻發射前端模塊是實現射頻信號無線傳輸的關鍵部 件。在目前無線通信頻段變得越來越擁擠的情況下，頻段利用率較高的各種調制方式，如 CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等被越來越廣泛地應用。這些調制方式都要求移動終端射頻發射前 端中的射頻功率放大器具有較高的線性度以保證較高的語音通話及數據通信質量。然而， 線性度的提高是以射頻功率放大器平均效率的降低為犧牲的，使得移動終端的通話時間大 幅縮短。考慮到射頻功率放大器的輸出功率隨基站信號的強弱而改變，通常在輸出功率較 高時效率較高，而在輸出功率較低時效率較低，如果采用單一功率模式的射頻功率放大器， 將使得移動終端電池續航時間非常短。因此，為了提高線性射頻功率放大器的平均效率，通 常需要為射頻功率放大器電路設置兩種或幾種功率模式，使得無論輸出多大的射頻功率， 射頻功率放大器都有較高的效率。現有的多功率模式射頻發射前端的解決方案如圖1所示。圖1中，高功率模式射 頻功率放大器107包括功率放大器管芯101及其輸出匹配網絡102 ；中功率模式射頻功率 放大器108包括功率放大器管芯103及其輸出匹配網絡104 ；低功率模式射頻功率放大器 109包括功率放大器管芯105及其輸出匹配網絡106。高功率模式射頻功率放大器107、中 功率模式射頻功率放大器108和低功率模式射頻功率放大器109分別輸出高、中、低等級的 射頻功率，它們的輸入端都連接到射頻輸入信號(RFin)。由于每個射頻功率放大器都為各自 的輸出功率等級單獨設計，因此可以保證在各個功率模式下都有較高的效率。射頻開關芯 片114包括三個單獨的射頻開關111、112、113。高功率模式射頻功率放大器107的輸出端 連接到射頻開關111的一端，射頻開關111的另外一端連接到天線115 ；中功率模式射頻功 率放大器108的輸出端連接到射頻開關112的一端，射頻開關112的另外一端連接到天線 115 ；低功率模式射頻功率放大器106的輸出端連接到射頻開關113的一端，射頻開關113 的另外一端連接到天線115。高功率模式射頻功率放大器107、中功率模式射頻功率放大器 108和低功率模式射頻功率放大器109在同一時刻只有其中之一工作，并且射頻開關111、 射頻開關112和射頻開關113也在同一時刻只有其中之一閉合。功率模式控制器芯片110 控制高功率模式射頻功率放大器107、中功率模式射頻功率放大器108和低功率模式射頻 功率放大器109的工作狀態(工作或不工作)，并且控制射頻開關111、射頻開關112和射 頻開關113的工作狀態(閉合或打開)。在此方案中，功率模式控制器110通常為采用CMOS工藝的單芯片；高功率模式射 頻功率放大器107、中功率模式射頻功率放大器108和低功率模式射頻功率放大器109可以 是采用GaAs HBT等工藝的單芯片，也可以是模塊形式，即其中的功率放大器管芯101、103、 105采用GaAs HBT等工藝制造，而輸出匹配網絡102、104、106采用分立元件或半導體工藝，例如 GaAsHBT、GaAs HEMT 或集成無源器件(Integrated Passive Devices, IPD)等；射頻 開關芯片114通常采用GaAs HEMT工藝制造。綜上，在此方案中，將有至少5塊單獨的芯片 或模塊，使得多功率模式射頻發射前端模塊的集成度很低，占用很大移動終端電路板面積， 不利于移動終端的小型化，并且由于多塊芯片或模塊的存在也使得移動終端的成本較高。
實用新型內容本實用新型為了克服現有多功率模式射頻發射前端模塊面積大、集成度低并導致 移動終端成本高的缺陷，提供一種多功率模式射頻發射前端模塊及包含該模塊的移動終端。根據本實用新型的一個方面，提供一種多功率模式射頻發射前端模塊，包括高功 率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功率放大器108，低功率模式射頻功率放大器 109，第一射頻開關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110，其 特征在于，高功率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功率放大器108，低功率模式 射頻功率放大器109，第一射頻開關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模 式控制器110分別集成于第一集成電路芯片和第二集成電路芯片中。根據本實用新型的一個方面，低功率模式射頻功率放大器109包括低功率模式射 頻功率放大器管芯105和第一輸出匹配網絡106，低功率模式射頻功率放大器管芯105的輸 出端連接至第一輸出匹配網絡106的輸入端；中功率模式射頻功率放大器108包括中功率 模式射頻功率放大器管芯103和第二輸出匹配網絡104，中功率模式射頻功率放大器管芯 103的輸出端連接至第二輸出匹配網絡104的輸入端；高功率模式射頻功率放大器107包 括高功率模式射頻功率放大器管芯101和第三輸出匹配網絡102，高功率模式射頻功率放 大器管芯101的輸出端連接至第三輸出匹配網絡102的輸入端。根據本實用新型的一個方面，高功率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功 率放大器108和低功率模式射頻功率放大器109集成于第一集成電路芯片中；第一射頻開 關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電 路芯片。根據本實用新型的一個方面，低功率模式射頻功率放大器管芯105，中功率模式射 頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101集成于第一集成電路芯片 中；第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關 113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。根據本實用新型的一個方面，中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式 射頻功率放大器管芯101集成于第一集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯 105，第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關 113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。根據本實用新型的一個方面，高功率模式射頻功率放大器管芯101集成于第一 集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯105，中功率模式射頻功率放大器管芯 103，第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。根據本實用新型的一個方面，第一集成電路芯片采用GaAs HBT工藝制造，第二集 成電路芯片采用絕緣體硅工藝制造。根據本實用新型的一個方面，第一射頻開關113、第二射頻開關112和第三射頻開 關111由一個單刀三擲開關實現。根據本實用新型的一個方面，提供了一種移動終端，包括基帶控制芯片61、前端芯 片62、多功率模式射頻發射前端模塊63以及天線64，多功率模式射頻發射前端模塊63包 括高功率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功率放大器108，低功率模式射頻功率 放大器109，第一射頻開關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器 110，其特征在于，高功率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功率放大器108，低功 率模式射頻功率放大器109，第一射頻開關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及 功率模式控制器110分別集成于第一集成電路芯片和第二集成電路芯片中。根據本實用新型的一個方面，低功率模式射頻功率放大器109包括低功率模式射 頻功率放大器管芯105和第一輸出匹配網絡106，低功率模式射頻功率放大器管芯105的輸 出端連接至第一輸出匹配網絡106的輸入端；中功率模式射頻功率放大器108包括中功率 模式射頻功率放大器管芯103和第二輸出匹配網絡104，中功率模式射頻功率放大器管芯 103的輸出端連接至第二輸出匹配網絡104的輸入端；高功率模式射頻功率放大器107包 括高功率模式射頻功率放大器管芯101和第三輸出匹配網絡102，高功率模式射頻功率放 大器管芯101的輸出端連接至第三輸出匹配網絡102的輸入端。根據本實用新型的一個方面，高功率模式射頻功率放大器107，中功率模式射頻功 率放大器108和低功率模式射頻功率放大器109集成于第一集成電路芯片中；第一射頻開 關113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電 路芯片。根據本實用新型的一個方面，低功率模式射頻功率放大器管芯105，中功率模式射 頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101集成于第一集成電路芯片 中；第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關 113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。根據本實用新型的一個方面，中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式 射頻功率放大器管芯101集成于第一集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯 105，第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關 113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。根據本實用新型的一個方面，高功率模式射頻功率放大器管芯101集成于第一 集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯105，中功率模式射頻功率放大器管芯 103，第一輸出匹配網絡106，第二輸出匹配網絡104，第三輸出匹配網絡102，第一射頻開關 113，第二射頻開關112，第三射頻開關111以及功率模式控制器110集成于第二集成電路芯 片中。
6[0020]根據本實用新型的一個方面，第一集成電路芯片采用GaAs HBT工藝制造，第二集 成電路芯片采用絕緣體硅工藝制造。根據本實用新型的一個方面，其特征在于，第一射頻開關113、第二射頻開關112 和第三射頻開關111由一個單刀三擲開關實現。本實用新型減少了多功率模式射頻前端的獨立單元的數量，并在一個單模塊中集 成兩塊芯片，使得多功率模式射頻發射前端模塊占用移動終端電路板面積大幅減小，同時 也大幅降低了移動終端的制造成本。
圖1是現有技術中的多功率模式射頻發射前端模塊的結構圖；圖2是本實用新型實施例一的多功率模式射頻發射前端模塊的結構圖；圖3是本實用新型實施例二的多功率模式射頻發射前端模塊的結構圖；圖4是本實用新型實施例三的多功率模式射頻發射前端模塊的結構圖；圖5是本實用新型實施例四的多功率模式射頻發射前端模塊的結構圖；圖6是本實用新型實施例五的移動終端的結構示意圖。
具體實施方式
通常移動終端中的射頻功率放大器管芯需要采用GaAs異質結雙極型晶體管 (Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)工藝來制造，功率模式控制器采用CMOS工 藝來制造，射頻開關芯片則需要采用GaAs高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)工藝來制造，并且需要設計多個工作于不同功率模式的射頻功率放大器 管芯，使得整個射頻發射前端的面積較大。為了解決現有上述的缺陷，本實用新型提供了如 下的解決方案。實施例一本實用新型所提出的第一種多功率模式射頻發射前端模塊的結構如圖2所示。整 個射頻發射前端被集成為一個單模塊，其中包括第一芯片116和第二芯片117。第一芯片 116上集成了低功率模式射頻功率放大器管芯105及其輸出匹配網絡106、中功率模式射頻 功率放大器管芯103及其輸出匹配網絡104、高功率模式射頻功率放大器管芯101及其輸出 匹配網絡102 ；第一芯片116通常采用GaAs HBT工藝制造。第二芯片117上集成了功率模 式控制器110和射頻開關111、112、113，第二芯片采用絕緣體硅工藝(SOI)制造。優選地， 射頻開關111、112、113可用單刀三擲開關實現。由于SOI —方面與傳統的CMOS工藝兼容， 可以方便用于實現功率模式控制器110 ；并且另外一方面其具有與GaAs工藝類似的高電阻 率襯底(電阻率大于300Ω -cm)和高擊穿電壓，可以用于實現低損耗的射頻開關111、112、 113，因此可以采用SOI工藝集成功率模式控制器110及射頻開關111、112、113，從而大幅提 高射頻發射前端的集成度。低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大 器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸入端連接到射頻輸入信號(RFin)； 低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式 射頻功率放大器管芯101的輸出端分別連接到輸出匹配網絡106、104、102的一端；輸出匹 配網絡102、104、106的另外一端分別連接到射頻開關111、112、113的一端；射頻開關111的另外一端、射頻開關112的另外一端以及射頻開關113的另外一端連接在一起并連接到 天線115。功率模式控制器110控制低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻 功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的工作狀態(工作或不工作)， 并控制射頻開關111、112、113的狀態(閉合或打開)。在此技術方案中，可以實現三種功率模式，即低功率模式、中功率模式和高功率模 式。在低功率模式下，功率模式控制器Iio控制低功率模式射頻功率放大器管芯105工作 而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101不工作，并 且控制射頻開關113閉合而射頻開關111及射頻開關112打開。此時，來自于移動終端中 射頻收發器(Transceiver)的輸入射頻信號(RFin)經低功率模式射頻功率放大器109放大 再經過射頻開關113之后連接到天線115，而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功 率模式射頻功率放大器管芯101都不工作。在中功率模式下，功率模式控制器110控制中 功率模式射頻功率放大器管芯103工作、高功率模式射頻功率放大器管芯101和低功率模 式射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關111和射頻開關113打開而射頻開 關112閉合；此時，中功率模式射頻功率放大器管芯112工作，輸出中等級功率。在高功率 模式下，功率模式控制器110控制高功率模式射頻功率放大器管芯101工作、中功率模式射 頻功率放大器管芯103和低功率模式射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關 112和射頻開關113打開而射頻開關111閉合；此時，高功率模式射頻功率放大器管芯101 工作，輸出高等級功率。實施例二本實用新型所提出的第二種多功率模式射頻發射前端模塊的結構如圖3所示。整 個射頻發射前端被集成為一個單模塊，其中包括第三芯片118和第四芯片119。第三芯片 118上集成了低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103、 高功率模式射頻功率放大器管芯101 ；第三芯片通常采用GaAs HBT工藝制造。第四芯片 119上集成了功率模式控制器110，射頻開關111、112、113，低功率模式射頻功率放大器管 芯105的輸出匹配網絡106，中功率模式射頻功率放大器管芯103的輸出匹配網絡104和高 功率模式射頻功率放大器管芯101的輸出匹配網絡102，第四芯片采用絕緣體硅工藝(SOI) 制造。優選地，射頻開關111、112、113可用單刀三擲開關實現。由于SOI —方面與傳統的 CMOS工藝兼容，可以方便用于實現功率模式控制器110 ；并且另外一方面其具有與GaAs工 藝類似的高電阻率襯底(電阻率大于300Ω -cm)和高擊穿電壓，可以用于實現低損耗的射 頻開關111、112、112及輸出匹配網絡102、104、106，因此可以采用SOI工藝集成功率模式 控制器110、射頻開關111、112、113以及輸出匹配網絡102、104、106，從而大幅提高多功率 模式射頻發射前端模塊的集成度。低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻 功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸入端連接到射頻輸入信號 (RFin)；低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功 率模式射頻功率放大器管芯101的輸出端分別連接到輸出匹配網絡106、104、102的一端； 輸出匹配網絡102、104、106的另外一端分別連接到射頻開關111、112、113的一端；射頻開 關111的另外一端、射頻開關112的另外一端以及射頻開關113的另外一端連接在一起并 連接到天線115。功率模式控制器110控制低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模 式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的工作狀態(工作或不工作)，并控制射頻開關111、射頻開關112和射頻開關113的狀態(閉合或打開)。在此技術方案中，可以實現三種功率模式，即低功率模式、中功率模式和高功率模 式。在低功率模式下，功率模式控制器Iio控制低功率模式射頻功率放大器管芯105工作 而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101不工作，并 且控制射頻開關113閉合而射頻開關111及射頻開關112打開。此時，來自于移動終端中 射頻收發器(Transceiver)的輸入射頻信號(RFin)經低功率模式射頻功率放大器109放大 再經過射頻開關113之后連接到天線115，而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率 模式射頻功率放大器管芯101都不工作。在中功率模式下，功率模式控制器110控制中功 率模式射頻功率放大器管芯103工作、高功率模式射頻功率放大器管芯101和低功率模式 射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關111和射頻開關113打開而射頻開關 112閉合；此時，中功率模式射頻功率放大器管芯103工作，輸出中等級功率。在高功率模 式下，功率模式控制器110控制高功率模式射頻功率放大器管芯101工作、中功率模式射頻 功率放大器管芯和低功率模式射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關112和 射頻開關113打開而射頻開關111閉合；此時，高功率模式射頻功率放大器管芯101工作， 輸出高等級功率。實施例三本實用新型所提出的第三種多功率模式射頻發射前端模塊的結構如圖4所示。整 個射頻發射前端被集成為一個單模塊，其中包括第五芯片120和第六芯片121。第五芯片 120上實現高功率模式射頻功率放大器管芯101和中功率放大器管芯103 ；第五芯片通常 采用GaAs HBT工藝制造。第六芯片121上集成了功率模式控制器110，射頻開關111、112、 113，低功率模式射頻功率放大器管芯105及其輸出匹配網絡106，中功率模式射頻功率放 大器管芯103的輸出匹配網絡104，以及高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸出匹配網 絡102 ；第六芯片采用絕緣體硅工藝(SOI)制造。由于SOI —方面與傳統的CMOS工藝兼容， 可以方便用于實現功率模式控制器110 ；并且另外一方面其具有與GaAs工藝類似的高電阻 率襯底(電阻率大于300Ω -cm)和高擊穿電壓，可以用于實現低損耗的射頻開關111、112、 113，輸出匹配網絡102、104、106以及低功率模式射頻功率放大器管芯105，因此可以采用 SOI工藝集成功率模式控制器110，射頻開關111、112、114，輸出匹配網絡102、104、106以及 低功率模式射頻功率放大器管芯105，從而大幅提高射頻發射前端的集成度。優選地，射頻 開關111、112、113可用單刀三擲開關實現。低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模 式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸入端連接到射頻輸 入信號(RFin)；低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103 和高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸出端分別連接到輸出匹配網絡106、104、102的 一端；輸出匹配網絡12、104、106另外一端分別連接到射頻開關111、112、113 —端；射頻開 關111的另外一端、射頻開關112的另外一端以及射頻開關113的另外一端連接在一起并 連接到天線115。功率模式控制器110控制低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模 式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的工作狀態(工作或不 工作)，并控制射頻開關111、射頻開關112和射頻開關113的狀態(閉合或打開)。在此技術方案中，可以實現三種功率模式，即低功率模式、中功率模式和高功率模 式。在低功率模式下，功率模式控制器Iio控制低功率模式射頻功率放大器管芯105工作
9而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101不工作，并 且控制射頻開關113閉合而射頻開關111及射頻開關112打開。此時，來自于移動終端中 射頻收發器(Transceiver)的輸入射頻信號(RFin)經低功率模式射頻功率放大器109放大 再經過射頻開關113之后連接到天線115，而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率 模式射頻功率放大器管芯101都不工作。在中功率模式下，功率模式控制器110控制中功 率模式射頻功率放大器管芯103工作、高功率模式射頻功率放大器管芯101和低功率模式 射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關111和射頻開關113打開而射頻開關 112閉合；此時，中功率模式功率放大器管芯103工作，輸出中等級功率。在高功率模式下， 功率模式控制器110控制高功率模式射頻功率放大器管芯101工作、中功率模式射頻功率 放大器管芯103和低功率模式射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關112和 射頻開關113打開而射頻開關111閉合；此時，高功率模式射頻功率放大器管芯101工作， 輸出高等級功率。實施例四本實用新型所提出的第四種多功率模式射頻發射前端模塊的結構如圖5所示。整 個射頻發射前端被集成為一個單模塊，其中包括第七芯片122和第八芯片123。第七芯片 122上實現高功率模式射頻功率放大器管芯101 ；第七芯片通常采用GaAs HBT工藝制造。 第八芯片123上集成了功率模式控制器110，射頻開關111、112、113，低功率模式射頻功率 放大器管芯105及其輸出匹配網絡106，中功率模式射頻功率放大器管芯103及其輸出匹 配網絡104，以及高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸出匹配網絡102 ；第八芯片采用 絕緣體硅工藝(SOI)制造。由于SOI —方面與傳統的CMOS工藝兼容，可以方便用于實現 功率模式控制器110 ；并且另外一方面其具有與GaAs工藝類似的高電阻率襯底(電阻率大 于300Ω · cm)和高擊穿電壓，可以用于實現低損耗的射頻開關111、112、113，輸出匹配網 絡102、104、106以及低功率模式射頻功率放大器管芯105和中功率模式射頻功率放大器管 芯103，因此可以采用SOI工藝集成功率模式控制器110，射頻開關111、112、114，輸出匹配 網絡102、104、106以及低功率模式射頻功率放大器管芯105和中功率模式射頻功率放大器 管芯103，從而大幅提高射頻發射前端的集成度。優選地，射頻開關111、112、113可用單刀 三擲開關實現。低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103 和高功率模式射頻功率放大器管芯101的輸入端連接到射頻輸入信號(RFin)；低功率模式 射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放 大器管芯101的輸出端分別連接到輸出匹配網絡106、104、102的一端；輸出匹配網絡12、 104、106另外一端分別連接到射頻開關111、112、113 —端；射頻開關111的另外一端、射頻 開關112的另外一端以及射頻開關113的另外一端連接在一起并連接到天線115。功率模 式控制器110控制低功率模式射頻功率放大器管芯105、中功率模式射頻功率放大器管芯 103和高功率模式射頻功率放大器管芯101的工作狀態(工作或不工作)，并控制射頻開關 111、射頻開關112和射頻開關113的狀態(閉合或打開)。在此技術方案中，可以實現三種功率模式，即低功率模式、中功率模式和高功率模 式。在低功率模式下，功率模式控制器Iio控制低功率模式射頻功率放大器管芯105工作 而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率模式射頻功率放大器管芯101不工作，并 且控制射頻開關113閉合而射頻開關111及射頻開關112打開。此時，來自于移動終端中射頻收發器(Transceiver)的輸入射頻信號(RFin)經低功率模式射頻功率放大器109放大 再經過射頻開關113之后連接到天線115，而中功率模式射頻功率放大器管芯103和高功率 模式射頻功率放大器管芯101都不工作。在中功率模式下，功率模式控制器110控制中功 率模式射頻功率放大器管芯103工作、高功率模式射頻功率放大器管芯101和低功率模式 射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關111和射頻開關113打開而射頻開關 112閉合；此時，中功率模式功率放大器管芯103工作，輸出中等級功率。在高功率模式下， 功率模式控制器110控制高功率模式射頻功率放大器管芯101工作、中功率模式射頻功率 放大器管芯103和低功率模式射頻功率放大器管芯105不工作，并且控制射頻開關112和 射頻開關113打開而射頻開關111閉合；此時，高功率模式射頻功率放大器管芯101工作， 輸出高等級功率。實施例五本實用新型提供的多功率模式射頻發射前端模塊可以應用于支持各種通信標準 的移動終端中，例如GSM、CDMA2000、WCDMA, TD-SCDMA以及LTE等，也可以應用于雙模或者 多模移動終端中，例如GSM/CDMA雙模移動終端以及WCDMA/TD-SCDMA雙模移動終端。圖6顯示了移動終端的結構示意圖。移動終端包括基帶控制芯片61、前端芯片(射 頻收發器)62、多功率模式射頻發射前端模塊63以及天線64。多功率模式射頻發射前端模 塊63可以為上述實施例提供的任一多功率模式射頻發射前端模塊。基帶控制芯片61用于 合成將要發射的基帶信號，或對接收到的基帶信號進行解碼；前端芯片62，對從基帶控制 芯片61傳輸來的基帶信號進行處理而生成射頻信號，并將所生成的射頻信號發送到多功 率模式射頻發射前端模塊63，或對從多功率模式射頻發射前端模塊63傳輸來的射頻信號 進行處理而生成基帶信號，并將所生成的基帶信號發送到基帶控制芯片61 ；多功率模式射 頻發射前端模塊63用于對從前端芯片62傳輸來的射頻信號進行諸如功率放大的處理，或 接收信號并將該接收信號處理后發送至前端芯片62 ；天線64，其與多功率模式射頻發射前 端模塊63相連接，用于從外界接收信號或發射從多功率模式射頻發射前端模塊63傳輸來 的信號。具體而言，進行信號發射時，基帶控制芯片61把要發射的信息編譯成基帶碼(基 帶信號)并將其傳輸給前端芯片62，前端芯片62對該基帶信號進行處理生成射頻信號，并 將該射頻信號傳輸到多功率模式射頻發射前端模塊63，多功率模式射頻發射前端模塊63 將從前端芯片62傳輸來的射頻信號進行功率放大并通過天線64向外發射；進行信號接收 時，多功率模式射頻發射前端模塊63將通過天線64接收的射頻信號傳輸給前端芯片62，前 端芯片62將從多功率模式射頻發射前端模塊63傳輸來的射頻信號轉換為基帶信號，并將 該基帶信號傳輸到基帶控制芯片61，最后由基帶控制芯片61將從前端芯片62傳輸來的基 帶信號解譯為接收信息。可選地，所述要發射的信息或接收信息可以包括音頻信息、地址信息(手機號碼、 網站地址)、文字信息(短信息文字、網站文字)、圖片信息等。所述基帶控制芯片的主要組件為處理器(DSP、ARM等)和內存(如SRAM、Flash)。 可選地，該基帶控制芯片由單一基帶芯片實現。優選地，所述前端芯片支持兩種基帶信號接口，可以支持帶模擬基帶功能的基帶 控制芯片，也可以同時支持純數字的基帶控制芯片。[0049] 需要說明的，本實用新型所提出的技術方案，可以應用于需要多功率模式的任何 無線通信標準移動終端，而不受具體通信頻段的限制；并且，高、中、低功率模式下所對應的 具體功率值，根據通信標準的具體要求而定。任何在具體電路或芯片布局實現形式上的變 化，都包括在本專利的涵蓋范圍之內。
權利要求一種多功率模式射頻發射前端模塊，包括高功率模式射頻功率放大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)，低功率模式射頻功率放大器(109)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模式控制器(110)，其特征在于，高功率模式射頻功率放大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)，低功率模式射頻功率放大器(109)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模式控制器(110)分別集成于第一集成電路芯片和第二集成電路芯片中。
2.如權利要求1所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，低功率模式射頻 功率放大器(109)包括低功率模式射頻功率放大器管芯(105)和第一輸出匹配網絡(106)， 低功率模式射頻功率放大器管芯(105)的輸出端連接至第一輸出匹配網絡(106)的輸入 端；中功率模式射頻功率放大器(108)包括中功率模式射頻功率放大器管芯(103)和第二 輸出匹配網絡(104)，中功率模式射頻功率放大器管芯(103)的輸出端連接至第二輸出匹 配網絡(104)的輸入端；高功率模式射頻功率放大器(107)包括高功率模式射頻功率放大 器管芯(101)和第三輸出匹配網絡(102)，高功率模式射頻功率放大器管芯(101)的輸出端 連接至第三輸出匹配網絡(102)的輸入端。
3.如權利要求1所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，高功率模式射頻 功率放大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)和低功率模式射頻功率放大器(109) 集成于第一集成電路芯片中；第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關 (111)以及功率模式控制器(110)集成于第二集成電路芯片。
4.如權利要求2所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，低功率模式射頻 功率放大器管芯(105)，中功率模式射頻功率放大器管芯(103)和高功率模式射頻功率放 大器管芯(101)集成于第一集成電路芯片中；第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網絡 (104)，第三輸出匹配網絡(102)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關 (111)以及功率模式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
5.如權利要求2所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，中功率模式射頻 功率放大器管芯(103)和高功率模式射頻功率放大器管芯(101)集成于第一集成電路芯片 中；低功率模式射頻功率放大器管芯(105)，第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網絡(104)，第三輸出匹配網絡(102)，第一射頻開關(113，第二射頻開關(112)，第三射頻開關 (111)以及功率模式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
6.如權利要求2所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，高功率模式射 頻功率放大器管芯(101)集成于第一集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯(105)，中功率模式射頻功率放大器管芯(103)，第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網 絡(104)，第三輸出匹配網絡(102)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開 關(111)以及功率模式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
7.如權利要求1-5中任意一項所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，第 一集成電路芯片采用GaAs異質結雙極型晶體管工藝制造，第二集成電路芯片采用絕緣體 硅工藝制造。
8.如權利要求1-5中任意一項所述的多功率模式射頻發射前端模塊，其特征在于，第 一射頻開關(113)、第二射頻開關(112)和第三射頻開關(111)由一個單刀三擲開關實現。
9.一種移動終端，包括基帶控制芯片(61)、前端芯片(62)、多功率模式射頻發射前端模塊(63)以及天線(64)，多功率模式射頻發射前端模塊(63)包括高功率模式射頻功率放 大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)，低功率模式射頻功率放大器(109)，第一射 頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模式控制器(110)，其特 征在于，高功率模式射頻功率放大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)，低功率模 式射頻功率放大器(109)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111) 以及功率模式控制器(110)分別集成于第一集成電路芯片和第二集成電路芯片中。
10.如權利要求9所述的移動終端，其特征在于，低功率模式射頻功率放大器(109)包 括低功率模式射頻功率放大器管芯(105)和第一輸出匹配網絡(106)，低功率模式射頻功 率放大器管芯(105)的輸出端連接至第一輸出匹配網絡(106)的輸入端；中功率模式射頻 功率放大器(108)包括中功率模式射頻功率放大器管芯(103)和第二輸出匹配網絡(104)， 中功率模式射頻功率放大器管芯(103)的輸出端連接至第二輸出匹配網絡(104)的輸入 端；高功率模式射頻功率放大器(107)包括高功率模式射頻功率放大器管芯(101)和第三 輸出匹配網絡(102)，高功率模式射頻功率放大器管芯(101)的輸出端連接至第三輸出匹 配網絡(102)的輸入端。
11.如權利要求9所述的移動終端，其特征在于，高功率模式射頻功率放大器(107)，中 功率模式射頻功率放大器(108)和低功率模式射頻功率放大器(109)集成于第一集成電路 芯片中；第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模式控制 器(110)集成于第二集成電路芯片。
12.如權利要求10所述的移動終端，其特征在于，低功率模式射頻功率放大器管芯 (105)，中功率模式射頻功率放大器管芯(103)和高功率模式射頻功率放大器管芯(101)集 成于第一集成電路芯片中；第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網絡(104)，第三輸出 匹配網絡(102，第一射頻開關(113，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模 式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
13.如權利要求10所述的移動終端，其特征在于，中功率模式射頻功率放大器管芯 (103)和高功率模式射頻功率放大器管芯(101)集成于第一集成電路芯片中；低功率模式 射頻功率放大器管芯(105)，第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網絡(104)，第三輸出 匹配網絡(102)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率 模式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
14.如權利要求10所述的移動終端，其特征在于，高功率模式射頻功率放大器管芯 (101)集成于第一集成電路芯片中；低功率模式射頻功率放大器管芯(105)，中功率模式射 頻功率放大器管芯(103)，第一輸出匹配網絡(106)，第二輸出匹配網絡(104)，第三輸出匹 配網絡(102)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模 式控制器(110)集成于第二集成電路芯片中。
15.如權利要求9-15中任意一項所述的移動終端，其特征在于，第一集成電路芯片采 用GaAs異質結雙極型晶體管工藝制造，第二集成電路芯片采用絕緣體硅工藝制造。
16.如權利要求9-15中任意一項所述的移動終端，其特征在于，第一射頻開關(113)、 第二射頻開關(112)和第三射頻開關(111)由一個單刀三擲開關實現。
專利摘要本實用新型涉及多功率模式射頻發射前端模塊及包含該模塊的移動終端。該前端模塊的高功率模式射頻功率放大器(107)，中功率模式射頻功率放大器(108)，低功率模式射頻功率放大器(109)，第一射頻開關(113)，第二射頻開關(112)，第三射頻開關(111)以及功率模式控制器(110)分別集成于第一集成電路芯片和第二集成電路芯片中。本實用新型減少了多功率模式射頻前端的獨立單元的數量，并在一個單模塊中集成兩塊芯片，使得多功率模式射頻發射前端模塊占用移動終端電路板面積減小，同時也降低了移動終端的制造成本。
文檔編號H03F1/02GK201717849SQ20102027625
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者謝利剛, 趙冬末 申請人:銳迪科創微電子(北京)有限公司