射頻半集成應用裝置的製作方法
2023-07-16 01:58:56 3
專利名稱：射頻半集成應用裝置的製作方法
技術領域：
本發明為移動通信技術領域，具體涉及一種射頻半集成應用裝置。
背景技術：
隨著數字與射頻一體化直放站設備小型化技術的發展，直放站設備集成小型化技術的需求凸顯。直放站設備集成小型化具有小體積、低功耗、低成本的優勢。然而，直放站設備集成小型化也具有弊端，如集成所帶來的電磁兼容的技術應用風險。因此，如何合理應用由分立器件與集成器件組成的半集成裝置是解決直放站設備集成小型化的關鍵之一。請參閱圖1，其是現有技術的一種射頻半集成應用裝置，其包括一基板1，射頻處理單元2和數字處理單元3同時設置在該基板1上。其中，該射頻處理單元2和數字處理單元3對應的混合板具有相同的金屬層結構。該射頻半集成應用裝置在運行時，容易出現如該數字處理單元3內的時鐘高次諧波雜散容易傳導到該射頻處理單元2等的問題，從而使該射頻半集成應用裝置的抗電磁傳導能力較弱，同時使其射頻性能的一致性較差。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種射頻性能一致性較好的射頻半集成應用裝置。本發明是通過以下技術方案實現的一種射頻半集成應用裝置，包括基板。該基板從上至下依序包括第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層；且該基板分為相鄰的數字區和射頻區，所述第一金屬層、 第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述數字區；所述第一金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述射頻區；相鄰金屬層之間通過介質層相互絕緣。進一步，該射頻半集成應用裝置包括設置在射頻區並依序電連接的射頻輸入單元、低噪放單元、射頻濾波器、可變增益放大器、集成變頻器件、中頻放大管、抗混疊濾波器， 以及設置在數字區並與該抗混疊濾波器電連接的數字處理單元。進一步，該射頻半集成應用裝置還包括與該集成變頻器件電連接的紋波抑制電路。該紋波抑制電路包括低壓差線性穩壓器和三端電容，該低壓差線性穩壓器和三端電容之間、及該三端電容與集成變頻器件之間通過供電線連接。進一步，該射頻半集成應用裝置還包括與該集成變頻器件電連接的參考源電路。進一步，該集成變頻器件集成了混頻器和鎖相源，該參考源電路為鎖相源提供參考時鐘，進而輸出本振信號給混頻器，通過該混頻器輸出中頻信號至該中頻放大管。進一步，該可變增益放大器集成了可變衰減器和射頻放大管，信號依序通過該可變衰減器和射頻放大管處理後輸出至該集成變頻器件。相對於現有技術，本發明提供的射頻半集成應用裝置在基板上分別設置了不同層次結構的射頻區和數字區，改善了射頻半集成應用裝置的電磁兼容性能，並使該射頻區的散熱能力得到提升。
圖1是現有技術的一種射頻半集成應用裝置平面結構示意圖。
圖2是本發明的射頻半集成應用裝置的平面結構示意圖。
圖3是本發明射頻半集成應用裝置的剖面示意圖。
圖4是本發明射頻半集成應用裝置的電路方框圖。
圖5是圖4所示紋波抑制電路的電路方框示意圖。
具體實施方式
請參閱圖2，其是本發明的射頻半集成應用裝置的平面結構示意圖。該射頻半集成應用裝置包括一基板10，該基板10劃分為數字區12和射頻區14。請同時參閱圖3，其是圖 2所示的射頻半集成應用裝置的剖面示意圖。該基板從上至下依序包括第一金屬層Li、第二金屬層L2、第三金屬層L3、第四金屬層L4、第五金屬層L5、第六金屬層L6、第七金屬層L7 和第八金屬層L8。其中，該第一金屬層Li、第二金屬層L2、第三金屬層L3、第四金屬層L4、 第五金屬層L5、第六金屬層L6、第七金屬層L7和第八金屬層L8覆蓋所述數字區12，相鄰金屬層之間通過介質層相互絕緣。該第一金屬層Li、第四金屬層L4、第五金屬層L5、第六金屬層L6、第七金屬層L7和第八金屬層L8覆蓋所述射頻區，相鄰金屬層之間通過介質層相互絕緣，尤其是該第一金屬層Ll和第四金屬層L4在該射頻區通過介質層相互絕緣。
請同時參閱圖4，其是本發明射頻半集成應用裝置的電路方框圖。該射頻半集成應用裝置包括設置在射頻區14的射頻輸入單元21、低噪放單元22、射頻濾波器23、可變增益放大器M、集成變頻器件25、中頻放大管沈、抗混疊濾波器27、紋波抑制電路觀、參考源電路四和設置在數字區12的數字處理單元30。其中，該可變增益放大器對集成了可變衰減器242和射頻放大管M4，以減小其面積並實現增益調整的功能；該集成變頻器件25集成了混頻器252和鎖相源254，以減小其面積並實現射頻變頻的功能。
進一步，請參閱圖5，其是圖4所示紋波抑制電路觀的電路方框示意圖。該紋波抑制電路28包括低壓差線性穩壓器282和三端電容觀4，該低壓差線性穩壓器282和三端電容284之間、及該三端電容284與集成變頻器件25之間通過供電線286連接。其中，三端電容觀4與集成變頻器件25之間的供電線觀6的長度小於3cm，最好小於1cm。電源電壓紋波先通過該低壓差線性穩壓器282濾波後，再通過三端電容284進一步降低電源電壓紋波，從而使電源電壓紋波小於2毫伏。
該射頻輸入單元21接收用戶手機發送的接入信號，如強度為-85dBm、頻率為 2017. 4MHz的射頻信號，然後把該射頻信號傳輸給低噪放單元22。該低噪放單元22放大該射頻輸入單元21輸入的射頻信號，改善其信噪比，然後把該射頻信號傳送給射頻濾波器 23。該射頻濾波器23抑制該射頻信號的帶外信號，然後將該射頻信號傳送至該可變增益放大器M進行增益調整處理。具體地，該可增益放大器M的可變衰減器242使射頻信號實現增益衰減，具體根據系統增益分配需要來進行衰減，然後傳送給射頻放大管244使射頻信號實現固定增益放大，進而實現信號的增益調整。然後該射頻信號進入該集成變頻器件 25的混頻器252中進行變頻處理，進而輸出93. 75MHz的中頻信號，接著該射頻信號進入中頻放大管沈中以放大射頻下變頻信號，改善數字處理單元30的接收動態。然後該射頻信號進入抗混疊濾波器27中以抑制混疊雜散信號，並輸出強度為_45dBm、頻率為93. 75MHz的信號。隨後該射頻信號被傳送至數字處理單元30，並在其中完成中頻信號的數字濾波處理。 經過數字濾波處理後的射頻信號傳送至外部的接入單元31，該接入單元31對基帶信號進行數字傳輸協議轉換或者數模轉換。其中，該接入單元32可以是中繼器單元(數字傳輸接入)、RRU (射頻拉遠)、基站(基站基帶拉遠)。另外，該紋波抑制電路觀抑制該集成變頻器件25的供電線波紋，以抑制電磁電容問題，降低該集成變頻器件25的雜散信號強度。該參考源電路四為該集成變頻器件25提供參考時鐘信號，同時抑制參考信號諧波分量。其中，該參考源電路四為鎖相源2M提供參考時鐘，進而由鎖相源2M輸出本振信號給混頻器252，該本振信號與射頻放大管244輸出的射頻信號在混頻器252中進行下變頻變換處理，進而通過混頻器252輸出中頻信號。
在信號處理過程中，該可變增益放大器M和集成變頻器件25的集成減小了該射頻區14的面積，但同時也帶來了雜散的問題。如現有通過該集成變頻器件25的輸出的 93. 75MHz中頻信號具有信號強度為_86dBm頻點雜散。而通過波紋抑制電路觀的處理後， 可改善輸出93. 75MHz、信號強度為-IOOdBm頻點雜散。而進一步通過可變增益放大器M和中頻放大管沈的配合實現增益調整，最終輸出93. 75MHz、信號強度為-90daii頻點雜散，從而解決了該雜散信號抬升接入單元32底噪的難題，提高了該接入單元32的接收靈敏度。
相對於現有技術，本發明提供的射頻半集成應用裝置在基板上分別設置了不同層次結構的射頻區和數字區，改善了射頻半集成應用裝置的電磁兼容性能，並使該射頻區的散熱能力得到提升。且該射頻區的電路設計可有效降低輸出的雜散信號強度，具有集成度搞、低成本、高性能的優點。
本發明並不局限於上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
權利要求
1.一種射頻半集成應用裝置，包括基板，其特徵在於該基板從上至下依序包括第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層；且該基板分為相鄰的數字區和射頻區，所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述數字區； 所述第一金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述射頻區；相鄰金屬層之間通過介質層相互絕緣。
2.根據權利要求1所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該射頻半集成應用裝置包括設置在射頻區並依序電連接的射頻輸入單元、低噪放單元、射頻濾波器、可變增益放大器、集成變頻器件、中頻放大管、抗混疊濾波器，以及設置在數字區並與該抗混疊濾波器電連接的數字處理單元。
3.根據權利要求2所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該射頻半集成應用裝置還包括與該集成變頻器件電連接的紋波抑制電路。
4.根據權利要求3所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該射頻半集成應用裝置還包括與該集成變頻器件電連接的參考源電路。
5.根據權利要求3所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該紋波抑制電路包括低壓差線性穩壓器和三端電容，該低壓差線性穩壓器和三端電容之間、及該三端電容與集成變頻器件之間通過供電線連接。
6.根據權利要求4所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該集成變頻器件集成了混頻器和鎖相源，該參考源電路為鎖相源提供參考時鐘，進而輸出本振信號給混頻器，通過該混頻器輸出中頻信號至該中頻放大管。
7.根據權利要求2至6中任一權利要求所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該可變增益放大器集成了可變衰減器和射頻放大管，信號依序通過該可變衰減器和射頻放大管處理後輸出至該集成變頻器件。
8.根據權利要求5所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該三端電容與集成變頻器件之間的供電線的長度小於3cm。
9.根據權利要求8所述的射頻半集成應用裝置，其特徵在於該三端電容與集成變頻器件之間的供電線的長度小於1cm。
全文摘要
一種射頻半集成應用裝置，包括基板。該基板從上至下依序包括第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層；且該基板分為相鄰的數字區和射頻區，所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述數字區；所述第一金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層和第八金屬層依序覆蓋所述射頻區；相鄰金屬層之間通過介質層相互絕緣。本發明提供的射頻半集成應用裝置在基板上分別設置了不同層次結構的射頻區和數字區，改善了射頻半集成應用裝置的電磁兼容性能，並使該射頻區的散熱能力得到提升。
文檔編號H04B1/40GK102571135SQ20121003429
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者姜斌, 張品春, 羅漫江 申請人:京信通信系統(中國)有限公司