[发明专利]射频收发器前端电路结构及其收发器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路结构，尤其涉及一种具有高集成度的射频收发器前端电路结构及其收发器芯片。 

背景技术

图1显示常规的射频收发器前端电路结构。如图所示，所述射频收发器前端电路结构100设置于印刷电路板上，其包含天线ANT、传输/接收（transmit/receive,T/R）开关11、第一和第二阻抗匹配网络（impedance matching network）12和13、第一和第二平衡到不平衡转换器（Balance to Unbalanced Transformer,balun）14和15、接收单元（receiver）161和传输单元（transmitter）163，其中所述接收单元161和所述传输单元163集成于收发器芯片16中。所述接收单元161包含低噪音放大器（low noise amplifier,LNA）162，借以通过所述天线ANT接收射频信号。所述传输单元163包含功率放大器（power amplifier,PA）164，借以传输射频信号到所述天线ANT。在接收模式下，所述传输/接收开关11选择性地将来自所述天线ANT的传输信号切换到所述第一阻抗匹配网络12的输入端。在传输模式下，所述传输/接收开关11选择性地将来自所述第二阻抗匹配网络13的输出端切换到所述天线ANT。 

为了实现最佳性能，所述天线ANT在接收模式时，通过所述第一阻抗匹配网络12和所述第一平衡到不平衡转换器14而与所述接收单元161的输入端点阻抗匹配；所述天线ANT在传输模式时，通过所述第二阻抗匹配网络13和所述第二平衡到不平衡转换器15而与所述传输单元163的输出端点阻抗匹配。假如所述天线ANT在任一模式中，不能和所述接收单元161或所述传输单元163阻抗匹配，那么输入信号会被反射回源点，造成输入功率的损耗。图1所示的平衡到不平衡转换器14、15用于将单端（single-ended）信号转换到差动（differential）信号，或是将差动信号转换到单端信号。举例来说，所述第一平衡到不平衡转换器14被配置用于将来自所述第一阻抗匹配网络12的单端信号转换到横跨于所述低噪音放大器162的两输入端的差动信号，而所述第二平衡到不平衡转换器15被配置用于将横跨于所述功率放大器164的两输出端的差动信号转换到连接于所述第二阻抗匹配网络13的单端信号。所述低噪音放大器162和所述功率放大器164采用差动的信号传输方式以提高噪音免疫力。 

图1所示的传输/接收开关11是以砷化镓(gallium-arsenide，GaAs)技术而实现。砷化镓材料的半绝缘性质可以使得寄生的基底阻值大幅降低，从而减少开关元件的插入损耗(insertion loss)。所述半绝缘性质还可用于改进开关元件的隔离度(isolation)。虽然砷化镓材料很适合高频电路的应用，此技术仍存在许多缺点。举例来说，砷化镓技术的工艺良率较低且制造成本高。同时，所述技术无法实现系统单芯片设计，因此需要额外的封装和测试成本。除此之外，所述常规结构在芯片外需要两个阻抗匹配网络12、13和两个平衡到不平衡转换器14、15以在不同的信号传输路径上实现阻抗匹配。这些组件在印刷电路板上占据了很大的空间，且增加了备料的成本。因此，有必要提出一种具有高度集成性的电路结构，以节省印刷电路板的面积和成本。 

发明内容

根据本发明的射频收发器前端电路结构的一实施例包含天线、阻抗匹配单元和收发器芯片。所述天线用以接收和传输射频信号。所述阻抗匹配单元用于在接收模式下将所述射频信号转换为差动信号，或在传输模式下将差动信号转换为所述射频信号。所述收发器芯片包含接收单元、传输单元和至少一传输/接收开关，所述传输/接收开关在所述接收模式下将所述差动信号从所述阻抗匹配单元传送到所述接收单元，而在所述传输模式下将所述差动信号从所述传输单元传送到所述阻抗匹配单元。