您所在的位置: 成果库 射频电路、射频前端模组和推挽功率放大器

射频电路、射频前端模组和推挽功率放大器

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-08-13 14:56:39

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 樊江洋 | 2025-08-13 14:56:39

本成果针对射频信号检测中传统技术存在的 “串联传输线导致功率损耗大” 问题,开展了射频电路、射频前端模组及推挽功率放大器的核心技术攻关。现有射频电路中,为检测输出信号功率需在传输路径串联传输线,不可避免引入额外损耗,影响整体效率;尤其在推挽功率放大等场景中,损耗问题会降低功率输出稳定性。本发明通过创新设计,采用 “第一线圈与转换巴伦的主级线圈 / 次级线圈耦合” 方案,无需串联传输线即可实现功率检测:第一线圈一端连接信号检测端,另一端接地,通过电磁耦合从主级或次级线圈获取信号,避免额外损耗。关键指标包括:耦合度控制在 - 30dB 至 - 10dB(确保检测精度同时不影响主副线圈匹配);工作频段相对带宽≥30% 时,通过第一电容优化使检测功率在频段内保持平坦(相对带宽 ΔF=(fH-fL)/(fH+fL),fH 为最大工作频率,fL 为最小工作频率);射频前端模组采用多层金属层设计(主级线圈与第一线圈同层或异层耦合),适配小型化设备需求。

本技术突破传统射频信号检测的 “损耗瓶颈”,核心创新点体现在三方面:1. 无损耗检测设计:通过第一线圈与转换巴伦线圈耦合传输检测信号,替代传统串联传输线方案,从原理上消除额外功率损耗。传统方案因串联传输线引入 5%-10% 的损耗,本技术损耗可忽略不计,显著提升射频电路整体效率。2. 宽频带适配能力:通过第一电容与线圈的匹配设计,在相对带宽≥30% 的工作频段内,检测功率保持平坦,解决了宽频场景下检测精度波动问题。相比同类技术(多适用于窄带场景,带宽<20%),适配 5G 通信等宽频需求。3. 模块化集成优势:射频前端模组采用多层金属层布局(第一金属层与第二金属层分别设置线圈),支持同层或异层耦合(如主级线圈与第一线圈同层、次级线圈异层),兼顾耦合效率与小型化,可集成于推挽功率放大器等设备,满足终端设备轻薄化需求。

本成果可广泛应用于射频技术相关领域,核心应用场景包括:

1. 通信设备:5G 基站、毫米波通信设备的射频前端模块,用于功率检测与闭环控制,提升信号传输稳定性;适配 5G 的宽频需求(相对带宽≥30%),满足 Sub-6GHz 及毫米波频段应用。

2. 智能终端:智能手机、物联网终端的推挽功率放大器,通过高效功率检测优化发射功率,降低功耗(如手机射频模块功耗可降低 8%-12%)。

3. 工业与医疗:工业物联网传感器的射频传输模块、医疗设备的无线通信单元,需稳定检测射频信号以保证数据传输可靠性,本技术可提升设备抗干扰能力。

从市场需求看,全球射频前端市场规模预计 2025 年突破 3000 亿元,国内 5G 基站建设、物联网终端普及推动射频器件需求年增 15% 以上。本技术因损耗低、宽频适配、成本可控(较进口方案降低 40% 以上),可替代进口模组,在通信设备制造商(如华为、中兴)、终端厂商(如小米、OPPO)及工业电子领域快速推广。未来 3-5 年,有望在国内射频检测模组市场占据 15%-20% 份额,应用场景持续向车规级射频(车载通信)、卫星通信等领域延伸。

核心研发团队以刘子林为带头人,成员包括曹原、倪建兴,分工明确且经验丰富:1. 刘子林:项目总负责人,资深射频工程师,拥有 10 年以上射频电路设计经验,主导本专利核心架构设计(耦合线圈与巴伦的匹配方案),曾参与多项省级射频技术研发项目,在宽频射频器件领域发表论文 5 篇。2. 曹原:电路优化负责人,专注于射频模组集成设计,负责多层金属层布局及电容匹配方案,确保宽频带内检测功率平坦,曾参与 3 款射频前端模组的量产开发。3. 倪建兴:应用验证负责人,负责推挽功率放大器的适配测试,验证耦合度控制及损耗指标,拥有 8 年射频设备测试经验,保障技术产业化可行性。团队长期深耕射频技术,协作完成从原理设计到落地验证的全流程,具备强技术攻坚能力。

研发投入方面:项目自 2021 年启动至专利授权,累计投入研发经费约 800 万元(含设备购置、试验测试、人员成本)。目前处于专利转化初期,已与 2 家通信设备厂商达成技术合作意向,预计 2025 年实现小批量供货,首年可实现营收 300 万元。

预期投入:为推进产业化,需进一步投入 500 万元(用于生产线建设、可靠性测试),预计 1.5 年内完成量产准备,2026 年产能可达 100 万套 / 年,营收突破 2000 万元。

社会效益方面:技术打破进口射频检测模组的依赖(进口产品占国内市场 70% 以上),推动射频器件国产化,保障通信产业链安全;降低终端设备功耗(如手机续航提升 5%-8%),改善用户体验;宽频适配能力支持 5G、物联网技术推广,助力数字经济发展。

生态与安全方面:减少射频设备因损耗导致的能源浪费,符合 “双碳” 目标;国产化技术降低核心器件断供风险,增强国家通信基础设施安全保障能力。

拟通过 “技术合作 + 技术入股”结合的方式推进转化:

1. 技术合作:与射频模组制造商、通信设备厂商(如基站厂商、终端厂商)合作,授权使用专利技术,提供技术支持(如集成方案指导),收取技术授权费(按量产数量提成)。

2. 技术入股:与具备量产能力的企业合资成立公司,以专利技术入股,共同推进生产线建设及市场推广,共享收益。