射频功率匹配电路的制作方法

本申请涉及射频，具体地，涉及一种射频功率匹配电路。

背景技术：

1、请参见图1，射频电路中一般包括前级器件和后级器件，但是前级器件和后级器件的阻抗不完全相同，一旦前级器件和后级器件的阻抗不同容易导致最终输出的功率和效率等指标不满足系统要求，因此为了实现前后器件功率的传输、滤波等功能，一般会在前级器件和后级器件之间增加一匹配电路，通过该匹配电路使得前级器件的输出阻抗与后级器件的输入阻抗相互匹配，从而保障系统输出功率的稳定性。

2、常用匹配电路包括两种：第一种，如图2所示，通过在印刷电路板用走线和表贴电容实现，整个电路面积过大，不利于器件集成化和小型化；第二种，如图3所示，是在基板上用走线、表贴电容或电感方式实现，面积虽然比印刷电路板小，但基板成本提升，同时，匹配电路与功率放大器中的有源晶体管一起流片，器件的电感q值（电感的品质因数，用于衡量电感器件性能，表示电感器在某一频率的交流电压下工作时所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比）降低，导致匹配后的功率放大器件整体输出功率和工作效率大大降低。

3、因此，目前的匹配电路无法同时实现低成本、小面积和高性能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请实施例中提供了一种射频功率匹配电路，至少包括：

2、基板；

3、前级器件和后级器件，设置于所述基板表面；

4、无源匹配电路，设置于所述基板表面，所述无源匹配电路至少包括：

5、形成于衬底表面的第一电感器件和第一电容器件；其中，所述第一电感器件包括多个串联的电感器，至少一个所述电感器并联有至少一个第一电容器件，所述第一电感器件的第一端与所述前级器件电连接，所述第一电感器件的第二端与所述后级器件电连接，所述无源匹配电路用于将所述前级器件输出阻抗调控至所述后级器件的目标阻抗范围。

6、在本申请一个可选实施例中，上述射频功率匹配电路，还包括：

7、谐振电路，设置于所述衬底表面，所述谐振电路的输入端与所述第一电感器件和所述前级器件的连接点电连接，所述谐振电路的输出端接地。

8、在本申请一个可选实施例中，所述谐振电路至少包括：

9、第二电感器件，所述第二电感器件的第一端与所述第一电感器件和所述前级器件的连接点电连接；

10、第二电容器件，与所述第二电感器件并联，所述第二电容器件的一端接地。

11、在本申请一个可选实施例中，上述射频功率匹配电路，还包括：

12、多路偏置电路，分别与所述前级器件并联，用于降低所述前级器件的等效电感值。

13、在本申请一个可选实施例中，所述偏置电路包括：

14、相互电连接的第三电感器件和第三电容组件，其中，所述第三电感器件与所述前级器件电连接。

15、在本申请一个可选实施例中，所述前级器件与所述无源匹配电路的数量均为多个，且多个所述无源匹配电路构成π型结构匹配网络，且所述无源匹配电路与所述前级器件一一对应，各所述无源匹配电路分别用于将各所述前级器件输出阻抗调控至对应所述后级器件的所述目标阻抗范围。

16、在本申请一个可选实施例中，所述第一电感器件至少一个由无源电感构成；和/或，所述第一电容器件至少一个由无源电容构成。

17、在本申请一个可选实施例中，所述无源电感由衬底上的走线以螺旋方式绕制形成。

18、在本申请一个可选实施例中，所述前级器件至少包括一个功率放大器。

19、在本申请一个可选实施例中，所述第一电感器件与所述前级器件和所述后级器件之间通过金属线键合连接。

20、在本申请一个可选实施例中，所述衬底为玻璃衬底。

21、本申请实施例将无源匹配电路、前级器件、后级器件集成于一片基板上，通过金属线等相互连接。集成的无源匹配电路中通过先串联多个电感形成第一电感器件，然后并联第一电容器件形成无源匹配电路，实验证明，可以将前级器件（以功率放大器为例）的输出阻抗匹配至50欧姆。

22、第一方面，本申请实施例提供的射频功率匹配电路将无源匹配电路、前级器件、后级器件集成于一片基板上，通过金属线等相互连接，与传统的印刷电路板方案相比，减少了基板使用面积，且相对于在基板上采用表贴电容和表贴电感的方式相比，成本大大降低。请参见图5，以衬底为玻璃衬底为例，玻璃衬底的无源匹配电路使用面积为2.44.5mm，而印刷电路板上的匹配电路使用面积需要5.613mm。

23、第二方面，本申请实施例提供的射频功率匹配电路将无源匹配电路、前级器件、后级器件集成于一片基板上，通过金属线等相互连接，相对于传统在基板上用走线和表贴元器件制成的匹配电路相比，成本更低，同时更易于集成化，进一步推动半导体器件的小型化。

24、第三方面，传统在基板上形成走线和放置表贴元器件焊盘的位置，需要对基板进行额外复杂的工序，成本较高；本申请实施例在衬底上形成无源匹配电路，放置电路的基板不需要做额外处理，总体成本大大降低。

25、第四方面，传统匹配电路需要与功率放大器中的有源晶体管一起流片，器件的电感q值较小，而本申请实施例提供的射频功率匹配电路将无源匹配电路、前级器件、后级器件集成于一片基板上，通过金属线等相互连接，无需与前级器件或后级器件一起流片，形成的第一电感器件的电感q值更高，损耗更小，可以大大提供后级器件整体的输出功率和工作效率。

26、本申请实施例提供的射频功率匹配电路将无源匹配电路、前级器件、后级器件集成于一片基板上，通过金属线等相互连接，将分立的第一电感器件和第一电容器件形成的无源匹配电路集成于衬底，既减小了射频功率匹配电路的基板使用面积，与在基板实现的匹配电路相比，又能降低成本，且衬底的无源电容在保证耐压的基础上，有较高的电容密度，无源的第一电感器件有较高的电感q值，可以将功率放大器等前级器件架构集成在无源匹配电路中，而不需要外部表贴元器件实现，集成度更高，且成本更低。综上，本申请实施例提供了一种可以同时实现低成本、小面积和高性能的射频功率匹配电路。

技术特征：

1.一种射频功率匹配电路，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的射频功率匹配电路，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述谐振电路至少包括：

4.根据权利要求1所述的射频功率匹配电路，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述偏置电路包括：

6.根据权利要求1所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述前级器件与所述无源匹配电路的数量均为多个，多个所述无源匹配电路构成π型结构匹配网络，且所述无源匹配电路与所述前级器件一一对应，各所述无源匹配电路分别用于将各所述前级器件输出阻抗调控至对应所述后级器件的所述目标阻抗范围。

7.根据权利要求1-6任一项所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述第一电感器件由至少一个无源电感构成；和/或，所述第一电容器件由至少一个无源电容构成。

8.根据权利要求7所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述无源电感由所述衬底上的走线以螺旋方式绕制形成。

9.根据权利要求1-6任一项所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述前级器件至少包括一个功率放大器。

10.根据权利要求1-6任一项所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述第一电感器件与所述前级器件和所述后级器件之间通过金属线键合连接。

11.根据权利要求1-6任一项所述的射频功率匹配电路，其特征在于，所述衬底为玻璃衬底。

技术总结本申请实施例提供了一种射频功率匹配电路，涉及射频技术领域。该射频功率匹配电路至少包括：基板；前级器件和后级器件，设置于所述基板表面；无源匹配电路，设置于所述基板表面，所述无源匹配电路至少包括：形成于衬底表面的多个第一电感器件和第一电容器件；其中，所述第一电感器件包括多个串联的电感器；至少一个所述电感器并联有至少一个第一电容器件，所述第一电感器件的第一端与所述前级器件电连接，所述第一电感器件的第二端与所述后级器件电连接，所述无源匹配电路用于将所述前级器件输出阻抗调控至所述后级器件的目标阻抗范围。提供了一种可以同时实现低成本、小面积和高性能的射频功率匹配电路。技术研发人员：卞成玺,杨梦苏,刘昊宇受保护的技术使用者：苏州华太电子技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25