專(zhuān)利名稱(chēng)：用于多頻段多模式通信引擎的前端拓?fù)涞闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及前端拓?fù)洌绕渖婕坝糜诙囝l段和/或多模式移動(dòng)蜂窩手持電子設(shè)備的前端實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
本說(shuō)明中所用的術(shù)語(yǔ)“前端”表示天線和功率放大器或者RF-ASIC(射頻專(zhuān)用集成電路)之間的組件和功能，但是，某些前端模塊還可包括功率放大器。多頻段、多模式引擎中的前端，尤其是那些設(shè)計(jì)用來(lái)滿足MIMO(多輸入多輸出)和/或分集功能要求的前端，通常在結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)上非常復(fù)雜。因?yàn)榍岸送ǔ０ê芏嚅_(kāi)關(guān)，其消耗大量的電流，并且需要很多控制線。在新的未來(lái)移動(dòng)終端中需要MIMO功能，而且，在最初，優(yōu)先考慮Rx MIMO，這是因?yàn)?，在移?dòng)通信中，下行鏈路數(shù)據(jù)率比上行鏈路數(shù)據(jù)率重要?；旧?，Rx MIMO需要在特定的工作頻段上提供多個(gè)Rx通道。然后對(duì)這些通道的輸出進(jìn)行監(jiān)控，并且進(jìn)行合并，以給出增強(qiáng)的數(shù)據(jù)率。天線對(duì)這些通道中的每個(gè)通道的饋送彼此獨(dú)立。
目前，GSM/W-CDMA多模式引擎設(shè)計(jì)為具有獨(dú)立的GSM天線以及獨(dú)立的W-CDMA天線。W-CDMA天線與對(duì)于W-CDMA模式的Rx和Tx通道都具有通帶濾波器的雙工機(jī)相連。GSM天線與通常首先使用雙工器等等將1GHz頻率從2GHz頻段中分離的天線開(kāi)關(guān)模塊相連。然后由開(kāi)關(guān)(通常是PIN二極管)對(duì)每個(gè)頻率范圍的Rx和Tx通道進(jìn)行分離。天線開(kāi)關(guān)模塊通常還包括用于功率放大器輸出的諧波濾波，并且可包括聲表面波(SAW)濾波器，以提供對(duì)Rx通道的濾波。典型前端的典型框圖在圖1a和1b中表示。如圖1a中所示，GSM模塊包括四個(gè)部分1GHz GSM Rx部分、1GHz GSM Tx部分、2GHz GSM Rx部分和2GHz GSM Tx部分。1GHz GSM Rx部分包括869-894MHz Rx通道110和925-960MHz Rx通道130。共同表示為通道150的1GHz GSM Tx部分包括兩個(gè)頻段824-849MHz以及880-905MHz。869-894MHz Rx通道110包括在端口112和不平衡轉(zhuǎn)換器122之間相連的濾波器116。925-960MHz Rx通道130包括在端口132和不平衡轉(zhuǎn)換器142之間相連的濾波器136。不平衡轉(zhuǎn)換器功能可以基于濾波器技術(shù)包括在濾波器116和136中。Rx通道110和130在通用節(jié)點(diǎn)910上相接。這些Rx通道還通過(guò)匹配元件80與824-849/880-905MHz Tx通道150的端口152在節(jié)點(diǎn)912上相接。在這里，PIN二極管42和44用于Tx-Rx切換?；蛘?，也可以使用其它開(kāi)關(guān)技術(shù)，例如，CMOS或者GaAs p-HEMTs(假形高移動(dòng)度電晶體)。但是，通過(guò)使用CMOS和p-HEMT開(kāi)關(guān)，將對(duì)偏置和匹配元件的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行稍微修正。
2GHZ Rx部分包括1805-1880MHz Rx通道220，通常表示為1800GSM模式，以及1930-1990MHz Rx通道240，通常表示為1900GSM模式。共同表示為通道260的2GHZ Rx部分包括兩個(gè)頻段，1710-1758MHz和1850-1910MHz。1805-1880MHz Rx通道220包括在端口222和不平衡轉(zhuǎn)換器232之間相連的濾波器226。1930-1990MHz Rx通道240包括在端口242和不平衡轉(zhuǎn)換器252之間相連的濾波器246。Rx通道220和240與匹配電路或者設(shè)備84、86在通用節(jié)點(diǎn)914上相接。這些Rx通道還通過(guò)匹配元件82與1710-1758/1850-1910MHz Tx通道260的端口262在節(jié)點(diǎn)916上相接。在這里，PIN二極管46、48用于Tx-Rx切換。1GHz和2GHz部分通過(guò)雙工器30與GSM天線10的通用饋送端918相連，雙工器30包括用于Tx通道150和260的諧波濾波器32、34。
在圖1b中，W-CDMA模塊具有兩個(gè)通道2110-2170MHz Rx通道320和1920-1980MHz Tx通道340。Rx通道320包括在端口322和不平衡轉(zhuǎn)換器332之間相連的濾波器326。但是，不平衡轉(zhuǎn)換器也可以位于濾波器之后、雙工機(jī)的外部。1920-1980Tx通道340具有通帶濾波器346和端口342。Rx通道320通過(guò)匹配元件90在節(jié)點(diǎn)920以及通用W-CDMA天線20上與Tx通道340相接。如圖1b所示，濾波器326和346通常是BAW濾波器。應(yīng)當(dāng)注意到，雙工機(jī)也可以是陶瓷雙工機(jī)。但是，不平衡轉(zhuǎn)換器332不可能位于陶瓷雙工機(jī)的Rx支路中。這表示，為了在根據(jù)US W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)的前端中實(shí)現(xiàn)CDMA1900和CDMA2000，除了天線開(kāi)關(guān)模塊之外，還需要兩個(gè)雙工機(jī)。同樣，將需要使用一個(gè)PA以放大CDMA1900和GSM1900頻段，這在目前是不可能的。
對(duì)GSM模式使用一個(gè)天線、對(duì)W-CDMA模式使用另一個(gè)天線的現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)的缺點(diǎn)是架構(gòu)缺乏靈活性，而且更重要的是，難以在一個(gè)移動(dòng)電話中實(shí)現(xiàn)多個(gè)CDMA(或者W-CDMA)。為了克服這些缺點(diǎn)，可能允許GSM模式和W-CDMA模式共享一個(gè)通用天線，以及使用開(kāi)關(guān)在模式之間進(jìn)行選擇。但是，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)的非線性特性，來(lái)自Tx的與來(lái)自天線的阻塞信號(hào)混合的混合成分會(huì)減弱Rx，如圖2a和2b中所示。
適宜并且希望提供一種結(jié)合有GSM和W-CDMA模式而沒(méi)有成分混合問(wèn)題的前端結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用濾波器和開(kāi)關(guān)的組合，以解決對(duì)于GSM模式和W-CDMA模式使用一個(gè)通用天線的GSM/W-CDMA收發(fā)機(jī)前端中的非線性問(wèn)題。本發(fā)明使用獨(dú)立的Rx/Tx通道以及RX通道中的開(kāi)關(guān)，以在頻段之間提供足夠的跨頻隔離?？珙l隔離的一個(gè)實(shí)例在圖3a中表示。
本發(fā)明應(yīng)用于US和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩多模式/多頻段電話中。其也可應(yīng)用于需要用于多個(gè)頻段的重復(fù)Rx通道的MIMO(多輸入多輸出)收發(fā)機(jī)或者分集接收機(jī)中(例如，1800/1900GSM和W-CDMA)。
從而，本發(fā)明的第一方面提供一種方法，用于在多頻段通信設(shè)備中選擇頻段，該通信設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)天線，用于傳送射頻，以及，前端模塊具有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，該前端模塊包括
第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，第一帶通濾波器具有第一端和第二端，第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。該方法包括在獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器的第二端上放置開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通信包括接收通道，所述方法進(jìn)一步包括在第一帶通濾波器的第一端和所述一個(gè)或多個(gè)天線之間放置匹配元件。
根據(jù)本發(fā)明，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述方法進(jìn)一步包括在第二帶通濾波器的第二端上放置另一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，該方法進(jìn)一步包括將不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，以允許第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
本發(fā)明的第二方面提供一種收發(fā)機(jī)，用于在具有一個(gè)或多個(gè)用于傳送射頻信號(hào)的天線的通信設(shè)備中使用。該收發(fā)機(jī)包括第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第一帶通濾波器具有第一端和第二端，第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及開(kāi)關(guān)，位于獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器的第二端上，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第一帶通濾波器的第一端和所述一個(gè)或多個(gè)天線之間的匹配元件。
根據(jù)本發(fā)明，第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通道包括接收通道。
根據(jù)本發(fā)明，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二帶通濾波器的第二端的另一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括與所述一個(gè)或多個(gè)天線可操作地相連的不平衡轉(zhuǎn)換器，第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端都通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
不平衡轉(zhuǎn)換器具有不平衡轉(zhuǎn)換器第一端以及不平衡轉(zhuǎn)換器第二端，不平衡轉(zhuǎn)換器第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端與第一濾波器的第一端相連，其中，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端還與第二濾波器的第一端相連，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二接收通道的第二開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第二濾波器的第二端相連。
第一頻段具有基本上在1805MHz與1880MHz之間的頻率范圍，以及第二頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的頻率范圍。
或者，第一頻段具有基本上在869MHz與894MHz之間的頻率范圍，以及第二頻段具有基本上在925MHz與960MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的匹配元件；位于發(fā)射通道的第三帶通濾波器，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與匹配元件相連；以及位于發(fā)射通道的第三開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第三帶通濾波器的第二端相連。
第三頻段具有基本上在824MHz與849MHz之間的頻率范圍。
或者，第三頻段具有基本上在880MHz與905MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的匹配元件；位于發(fā)射通道的第三帶通濾波器，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與匹配元件相連；以及位于發(fā)射通道的第三開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第三帶通濾波器的第二端相連。
第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的頻率范圍。
或者，第三頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的另一個(gè)匹配元件；位于另一個(gè)發(fā)射通道的第四帶通濾波器，用于對(duì)第四頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第四帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與另一個(gè)匹配元件相連；以及位于另一個(gè)發(fā)射通道的第四開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第四帶通濾波器的第二端相連。
第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的頻率范圍，第四頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
或者，第三頻段具有基本上在1920MHz與1980MHz之間的頻率范圍，第四頻段具有基本上在1710MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器；以及位于另一個(gè)接收通道的第五帶通濾波器，用于對(duì)第五頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第五帶通濾波器可操作地通過(guò)另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；其中，第五頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器；以及位于另一個(gè)接收通道的第五帶通濾波器，用于對(duì)第五頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第五帶通濾波器可操作地通過(guò)另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；其中，第五頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，收發(fā)機(jī)以碼分多址方式工作在第一模式以及以GSM工作在第二模式，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括第一放大器，用于在第一模式放大信號(hào)；第二放大器，用于在第二模式放大信號(hào)；以及一組其它開(kāi)關(guān)，包括第一、第二、第三和第四其它開(kāi)關(guān)，每個(gè)具有第一端和第二端，其中第一其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與發(fā)射通道相連，第一其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第一放大器相連；第二其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與發(fā)射通道相連，第二其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第二放大器相連；第三其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與另一個(gè)發(fā)射通道相連，第三其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第一放大器相連；以及第一其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與另一個(gè)發(fā)射通道相連，第四其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第二放大器相連。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于所述一個(gè)或多個(gè)天線和不平衡轉(zhuǎn)換器之間的匹配元件，該匹配元件具有與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的第一匹配元件端以及與不平衡轉(zhuǎn)換器相連的第二匹配元件端；以及位于匹配元件和第二帶通濾波器之間的另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器，該另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器具有與第二匹配元件端相連的第一不平衡轉(zhuǎn)換器端以及與第二帶通濾波器相連的第二不平衡轉(zhuǎn)換器端。
第一頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的頻率范圍，第二頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括第二匹配元件；第三帶通濾波器，位于發(fā)射通道，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地通過(guò)第二匹配元件與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及與第三帶通濾波器的第二端相連的第二開(kāi)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括第三匹配元件；第四帶通濾波器，位于另一個(gè)發(fā)射通道，用于對(duì)第四頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第四帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地通過(guò)第三匹配元件與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及與第四帶通濾波器的第二端相連的第二開(kāi)關(guān)。
第一頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的頻率范圍；第二頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍；第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的頻率范圍；以及第四頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
本發(fā)明的第三方面提供一種通信設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)天線，用于傳送射頻信號(hào)；以及收發(fā)機(jī)，其中，該收發(fā)機(jī)包括第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第一帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及位于獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器第二端的開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第一帶通濾波器的第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線之間的匹配元件。
第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通道包括接收通道。
或者，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，該第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二帶通濾波器的第二端的另一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
根據(jù)本發(fā)明，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的不平衡轉(zhuǎn)換器，該第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端都通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
根據(jù)本發(fā)明，該不平衡轉(zhuǎn)換器具有不平衡轉(zhuǎn)換器第一端以及不平衡轉(zhuǎn)換器第二端，該不平衡轉(zhuǎn)換器第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端與第一濾波器的第一端相連，其中，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端還與第二濾波器的第一端相連，其中，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二接收通道的第二開(kāi)關(guān)，可操作地與第二濾波器的第二端相連。
根據(jù)本發(fā)明，該通信設(shè)備可以是移動(dòng)終端、通信器設(shè)備或者等等。
通過(guò)閱讀結(jié)合附圖3a至9的描述，本發(fā)明將變得更加明顯。


圖1a是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)前端模塊的GSM部分的電路圖；圖1b是說(shuō)明圖1a中相同現(xiàn)有技術(shù)前端模塊的W-CDMA部分的電路圖；圖2a是說(shuō)明在具有一個(gè)與發(fā)射通道和接收通道相連的天線的前端中混合成分的電路圖；圖2b是說(shuō)明在具有一個(gè)用于發(fā)射的天線以及一個(gè)用于接收的天線的前端中混合成分的電路圖；圖3a是表示根據(jù)本發(fā)明的GSM/W-CDMA前端中Tx-Rx天線隔離的示意圖；圖3b是表示GSM和W-CDMA頻率重疊的頻率圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的歐洲GSM/W-CDMA前端的電路圖；圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的US GSM/W-CDMA前端的電路圖；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)雙工機(jī)的電路圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的具有多頻段GSM天線開(kāi)關(guān)模塊和W-CDMA雙工機(jī)的前端模塊的電路圖；圖8是表示當(dāng)GSM濾波器輸出的分路開(kāi)關(guān)偏置至“開(kāi)啟”時(shí)GSM Tx和W-CDMA Tx支路的響應(yīng)的標(biāo)繪圖。
圖9是表示當(dāng)W-CDMA濾波器輸出的分路開(kāi)關(guān)偏置至“開(kāi)啟”時(shí)GSM Tx和W-CDMA Tx支路的響應(yīng)的標(biāo)繪圖。
圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的具有收發(fā)機(jī)前端的通信設(shè)備示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用獨(dú)立的Rx/Tx通道以及RX通道上的開(kāi)關(guān)，以在頻段之間提供足夠的跨頻隔離。跨頻隔離的一個(gè)實(shí)例在圖3a中表示。如圖3a中所示，與天線10相連的上頻段Tx鏈路包括1800GSM Tx_3(1710-1785MHz)，1900GSM Tx_4(1850-1910MHz)和W-CDMA(EU)Tx_7(1920-1980MHz)，與天線20相連的上頻段Rx鏈路包括1800GSM Rx_3(1805-1880MHz)，1900GSM Rx_4(1930-1990MHz)和W-CDMA(EU)Rx_7(2110-2170MHz)。從而，在這些鏈路上交疊的頻率是Tx_4-Rx_3(30MHz，從1850至1880MHz)，Tx_7-Rx_4(50MHz，從1930至1980MHz)?？珙l問(wèn)題也在圖3b中表示。如果例如Tx模式下天線的最大輸出功率是30dBm至33dBm(依賴(lài)于系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))，而且，可以在兩個(gè)獨(dú)立的天線之間獲得的典型隔離是10dBm至20dBm，則在Rx天線的功率等級(jí)是從13dBm至23dBm。在這種情況下，天線確實(shí)提供某些空閑的Tx至Rx的隔離，但是對(duì)于跨頻，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這是因?yàn)椋赗F-ASIC輸入(Rx通道)的可接受的典型最大功率等級(jí)在Tx時(shí)隙(也就是，ASIC中的LNA關(guān)閉)期間大約是0dBm。因此，需要某種在這些跨頻情況下提供附加衰落的裝置。
本發(fā)明提供一種拓?fù)?，以利用很多美?guó)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)共享相同頻率的事實(shí)，改善上頻段(2GHz)Rx和Tx性能，以及改善前端的“通用性”。在圖4和圖5所示的兩個(gè)實(shí)施方式中對(duì)拓?fù)溥M(jìn)行說(shuō)明。圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的歐洲前端的實(shí)施方式。圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的美國(guó)前端的實(shí)施方式。為了進(jìn)行說(shuō)明，歐洲前端在圖4a至4c的三個(gè)獨(dú)立塊中表示。同樣地，US前端在圖5a至5c的三個(gè)獨(dú)立塊中表示。雖然每個(gè)實(shí)施方式中的獨(dú)立塊可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)模塊或者某些較大模塊的部件，但是，獨(dú)立塊提供靈活性優(yōu)勢(shì)。例如，2GHz Tx和1GHz部件可以是PA(功率放大器)物理上的一部分，2GHz Rx部件可以實(shí)現(xiàn)在RF后端IC上。
歐洲前端是具有四個(gè)GSM頻段和EU W-CDMA的引擎中的通用前端的一個(gè)實(shí)例該四個(gè)GSM頻段是1)GSM900(Tx 880-905MHz和Rx 925-960MHz)；2)GSM850(Tx 824-849MHz和Rx 869-894MHz)；
3)GSM 1800(Tx 1710-1785MHz和Rx 1805-1880MHz)以及4)GSM 1900(Tx 1850-1910MHz和Rx 1930-1990MHz)。
EU W-CDMA占用了(Tx 1920-1980MHz和Rx 2110-2170MHz)頻率。
為了提供拓?fù)涞撵`活性，歐洲前端獨(dú)立地表示在三個(gè)塊802、803和804中，獨(dú)立地表示在圖4a、4b和4c中。如圖4a所示，塊802包括2GHz GSM Rx通道220和240以及W-CDMA Rx通道320。所有這些通道與通用節(jié)點(diǎn)922和通用天線12相連。通道220和240分別通過(guò)獨(dú)立的濾波器226和246共享通用的不平衡轉(zhuǎn)換器272。通道220具有在端口222和濾波器226之間相連的分路開(kāi)關(guān)225。通道240具有在端口242和濾波器246之間相連的分路開(kāi)關(guān)245。應(yīng)當(dāng)注意到，濾波器226和246位于各個(gè)開(kāi)關(guān)225、245和天線12之間。開(kāi)關(guān)225和245用于啟用或者禁用2GHz GSM通道。通道320具有位于端口322和通用節(jié)點(diǎn)922之間的不平衡轉(zhuǎn)換器332和濾波器326。所有濾波器226、246和326是平衡濾波器。
如圖4b所示，塊803包括1GHz GSM Rx通道110和130以及1GHz Tx通道150。所有這些通道與通用節(jié)點(diǎn)923和通用天線13相連。通道110和130分別通過(guò)獨(dú)立的濾波器116和136共享通用不平衡轉(zhuǎn)換器128。通道110具有在端口112和濾波器116之間相連的分路開(kāi)關(guān)115。通道130具有在端口132和濾波器136之間相連的分路開(kāi)關(guān)135。應(yīng)當(dāng)注意到，濾波器116和136位于各個(gè)開(kāi)關(guān)115、135和天線13之間。開(kāi)關(guān)115和135用于啟用或者禁用1GHz GSM通道。通道150具有位于端口152和通用節(jié)點(diǎn)923之間的延時(shí)158和濾波器156。濾波器116和136是平衡濾波器，而濾波器156是單端濾波器。
如圖4c所示，塊804包括2GHz GSM Tx通道260和W-CDMA Tx通道340。這兩個(gè)通道與通用節(jié)點(diǎn)924和通用天線14相連。通道340具有在單端口342和通用節(jié)點(diǎn)924之間的單端濾波器346和延時(shí)348。通道260具有在單端口262和通用節(jié)點(diǎn)924之間的單端濾波器266和延時(shí)268。為了進(jìn)行通道選擇，通道330具有位于端口342和濾波器346之間的開(kāi)關(guān)345，通道260具有位于端口262和濾波器266之間的開(kāi)關(guān)265。
延時(shí)158、348和268用于進(jìn)行Tx濾波器匹配。
為了提供拓?fù)潇`活性，美國(guó)前端也獨(dú)立地表示在三個(gè)塊812、813和814中，獨(dú)立地表示在圖5a、5b和5c中。如圖5a所示，塊812包括2GHz GSM Rx通道220和240′以及W-CDMA Rx通道320。通道240′也用作1900CDMA的Rx通道，也稱(chēng)為美國(guó)W-CDMA(US1)(1930-1990MHz)。所有這些通道與通用節(jié)點(diǎn)922和通用天線12相連。通道220和240′分別通過(guò)獨(dú)立的濾波器226和246共享通用的不平衡轉(zhuǎn)換器272。通道220具有在端口222和濾波器226之間相連的分路開(kāi)關(guān)225。通道240′具有在端口242′和濾波器246之間相連的分路開(kāi)關(guān)245。應(yīng)當(dāng)注意到，濾波器226和246位于各個(gè)開(kāi)關(guān)225、245和天線12之間。開(kāi)關(guān)225和245用于啟用或者禁用2GHz GSM或1900CDMA通道。通道320具有位于端口322和通用節(jié)點(diǎn)922之間的不平衡轉(zhuǎn)換器332和濾波器326。塊812實(shí)際上與歐洲前端中的塊802相同。
如圖5b所示，塊813與圖4b中所示的塊803相同。
如圖5c所示，塊814包括兩個(gè)Tx通道510和520。但是，歐洲前端的塊804中的通道340和通道260用于不同頻率范圍內(nèi)的Tx信號(hào)。兩個(gè)Tx通道510和520用于相同的頻率范圍，但是用于不同的模式。通道510具有用于CDMA/W-CDMA模式(US2 Tx1710-1785MHz；以及US1 Tx1850-1910MHz)的PA 522。通道520具有用于2GHz Tx的PA 524。為了在(1710-1785MHz)和(1850-1910MHz)之間進(jìn)行選擇，每個(gè)通道510和520具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)(531、532)和(533、534)。在這個(gè)切換階段之后，1800(1710-1785MHz)支路通過(guò)通帶濾波器552和延時(shí)562與通用節(jié)點(diǎn)924相連。1900(1850-1910MHz)支路通過(guò)通帶濾波器554和延時(shí)564與通用節(jié)點(diǎn)924相連。為了進(jìn)行支路選擇，1800支路具有開(kāi)關(guān)542，1900支路具有開(kāi)關(guān)544。應(yīng)當(dāng)注意到，所有開(kāi)關(guān)的位置較濾波器552、554更加遠(yuǎn)離天線14。在濾波器552、554和天線14之間沒(méi)有放置開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明還利用下面三個(gè)事實(shí)1)頻率相近的兩個(gè)濾波器可以匹配到通用節(jié)點(diǎn)上，而實(shí)際上不會(huì)造成性能惡化，即使獨(dú)立的開(kāi)關(guān)僅僅位于濾波器的輸出端(也就是，濾波器實(shí)時(shí)保持與通用節(jié)點(diǎn)相連)。當(dāng)從通用節(jié)點(diǎn)通過(guò)濾波器到分路開(kāi)關(guān)的相移是90度的倍數(shù)(例如，90或者270)時(shí)，或者甚至是串聯(lián)開(kāi)關(guān)情況下180度的倍數(shù)時(shí)，這是可能的。實(shí)際上，從通用節(jié)點(diǎn)看來(lái)，“關(guān)閉”狀態(tài)下的通道看起來(lái)像是開(kāi)電路。這在選擇性(WCDMA或者CDMA)Tx濾波器的通帶與選擇性低的GSM Tx濾波器的通帶重疊的情況下尤其重要。如果要切換的兩個(gè)Tx濾波器都是高度選擇性，而且不相互重疊，則相移僅僅是匹配網(wǎng)絡(luò)，不需要必須是90度。這個(gè)事實(shí)在圖4a中由開(kāi)關(guān)225和245進(jìn)行說(shuō)明，其中，開(kāi)關(guān)分別實(shí)現(xiàn)在濾波器226和246的輸出端。這個(gè)事實(shí)進(jìn)一步在圖4b中表示，在那里，開(kāi)關(guān)115、135和155分別位于濾波器116、136和156相對(duì)于天線13的遠(yuǎn)端。
2)通過(guò)在開(kāi)關(guān)(串聯(lián)或者分路)位于PA和濾波器之間的任何CDMA或者W-CDMA發(fā)射通道上使用帶通濾波器，從天線進(jìn)入的阻塞信號(hào)將由于選擇性濾波器，不能夠傳播至開(kāi)關(guān)。因此，將不會(huì)生成混合成分。開(kāi)關(guān)僅僅需要是線性的，足以不在相鄰的信道上生成太多的功率。這個(gè)事實(shí)在圖5c中表示，在那里，開(kāi)關(guān)531、533、542和544位于CDMA/W-CDMA PA 552與發(fā)射通道510和520上的濾波器552和554之間。
3)由于多個(gè)US和EU頻段或者共享相同Tx或者共享相同的Rx，通過(guò)適當(dāng)?shù)那袚Q，所需濾波器的數(shù)量將小于可以支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量。例如，圖5c中的Rx通道552可以用于2GHz GSM和US2Tx、US1Tx。
通過(guò)結(jié)合這些事實(shí)，可以設(shè)計(jì)一種非常便攜式和通用的前端，雖然，可以使用基本原理以生成支持兩個(gè)Tx和兩個(gè)Rx頻率并且至少在Tx通道上包括開(kāi)關(guān)的雙工機(jī)。
通過(guò)對(duì)圖4中所示的EU前端和圖5中所示的U.S.前端進(jìn)行比較，可以看出，兩個(gè)前端之間的差別主要是在2GHz Tx部分(圖4c和圖5c)。從而，為了制造相似的引擎用于美國(guó)市場(chǎng)，只需要對(duì)EU前端的2GHz Tx部分進(jìn)行小量修正。通過(guò)這種修正，一種可能性還包括新的US WCDMA頻段(Tx 1710-1785MHz以及Rx 2110-2170MHz)。此外，如果正確設(shè)計(jì)，1930-1990MHz的Rx濾波器246(圖4a和5a)可以用于GSM1900 Rx以及CDMA1900 Rx。相似地，GSM1800的Tx濾波器552(圖5c)還可以用于US WCDMA(US2)，1900支路的Tx濾波器554可以通過(guò)不同的PA 552、554用于GSM1900 Tx和CDMA1900Tx(US1)。這樣，對(duì)于在2GHz支持的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(GSM1800&1900以及CDMA/WCDMA)只需要三個(gè)Rx濾波器(圖4a和5a中的226、246、326)和兩個(gè)Tx濾波器(圖5c中的552、554)。
針對(duì)歐洲GSM和W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)在這里公開(kāi)的本發(fā)明進(jìn)行描述，但是，原理也應(yīng)用于更多的US頻段組合。本說(shuō)明還基于的假設(shè)是，Rx頻段應(yīng)當(dāng)具有不同的輸出，Tx頻段應(yīng)當(dāng)是單端的，但是，本概念對(duì)于單端Rx或者甚至是有差別的Tx也是有效的。此外，在本說(shuō)明中所說(shuō)的開(kāi)關(guān)可以是任何類(lèi)型的，也就是，PIN二極管、GaAsP-HMET、CMOS或者M(jìn)EMS。相似地，選擇性濾波器可以是SAW濾波器(單端平衡或者全平衡)，或者，其可以是BAW(也是全平衡或者包括聲波不平衡轉(zhuǎn)換器的濾波器)，不平衡轉(zhuǎn)換器可以是集成或者離散的磁場(chǎng)不平衡轉(zhuǎn)換器，基于傳輸線的不平衡轉(zhuǎn)換器或者甚至是L/C不平衡轉(zhuǎn)換器。從而，在這里描述的實(shí)施方式與本發(fā)明的通用拓?fù)湎嚓P(guān)。所說(shuō)明的實(shí)施方式不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是僅僅可由特定技術(shù)獲得。
本發(fā)明的各個(gè)方面在圖4和5中說(shuō)明。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的可能新型前端設(shè)計(jì)，其包括四個(gè)GSM頻段和歐洲WCDMA。該設(shè)計(jì)假設(shè)，獨(dú)立的Tx和Rx天線12、14用于2GHz，一個(gè)通用Tx/Rx天線13用于1GHz。但是，對(duì)于本發(fā)明，這并不是前提條件。在2GHz上，獨(dú)立的Tx和Rx天線12、14用于放寬某些Tx到Rx隔離要求，從濾波器設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，這種實(shí)現(xiàn)方式是適宜的。在1GHz上，只有一個(gè)通用天線13。該天線13實(shí)際上是三個(gè)天線中最大的。在現(xiàn)代蜂窩電話中，不可能對(duì)于1GHz具有兩個(gè)獨(dú)立的天線。
應(yīng)當(dāng)注意到，如圖4a至5c所示，所有開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)使得濾波器位于開(kāi)關(guān)和天線之間。這種實(shí)現(xiàn)方式是根據(jù)本發(fā)明的前端設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要特性。
還應(yīng)當(dāng)注意到，即使其僅僅在輸出斷開(kāi)，只要輸出的阻抗可以控制(也就是，50歐姆、短路或者開(kāi)路)，帶通濾波器就可以與一個(gè)通用節(jié)點(diǎn)相匹配。在圖4所示EU前端的情況下，2GHz GSM濾波器266基本上可以僅僅是諧波陷波濾波器，其對(duì)于實(shí)際的Tx頻段沒(méi)有太多的選擇性，而WCDMA Tx濾波器346需要很高的選擇性，以在WCDMA Rx頻段(通道320)提供高衰落。如果這些濾波器只是被動(dòng)地與通用節(jié)點(diǎn)924匹配，則通道340的WCDMA Tx將通過(guò)GSM濾波器266。這樣，并非所有功率都將在天線14是可用的。當(dāng)使用WCDMA Tx通道340時(shí)，GSM濾波器266與開(kāi)關(guān)265在輸出的組合需要為通用節(jié)點(diǎn)924提供“開(kāi)電路”。可以通過(guò)使用圖4中所示的延時(shí)，此處通過(guò)GSM的相位延時(shí)是90度或其奇數(shù)倍，來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。同樣，當(dāng)在WCDMA運(yùn)行期間，GSM開(kāi)關(guān)265偏置至“開(kāi)啟”時(shí)，將短路開(kāi)關(guān)的阻抗變換為在通用節(jié)點(diǎn)924的非常高的阻抗。對(duì)于GSM運(yùn)行，使開(kāi)關(guān)偏置，使得，將WCDMA濾波器346輸出的分路開(kāi)關(guān)345偏置至“開(kāi)啟”。這又使得WCDMA濾波器346對(duì)于GSM Tx信號(hào)幾乎是電路地不可見(jiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意到，開(kāi)關(guān)還可以配置為串聯(lián)連接。在這種情況下，通過(guò)濾波器+匹配網(wǎng)絡(luò)的相位延時(shí)應(yīng)當(dāng)是180度的偶數(shù)倍?；蛘?，只要濾波器進(jìn)行正確的匹配，還可以具有串聯(lián)和分路開(kāi)關(guān)。在這種情況下，混合有其自身Tx信號(hào)的阻塞信號(hào)的問(wèn)題(通常只是CDMA和W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題)可以得到解決，這是因?yàn)?，只有Tx頻率的信號(hào)可以從天線進(jìn)入開(kāi)關(guān)。因此，這些信號(hào)將混合至DC，但是不具有其自身的Rx頻段。不同開(kāi)關(guān)為“開(kāi)啟”的GSM和WCDMA通道的可仿效響應(yīng)在圖8a-9b中表示。圖8a和8b表示當(dāng)GSM濾波器266的分路開(kāi)關(guān)265偏置至“開(kāi)啟”時(shí)，不同比例的W-CDMA和GSM響應(yīng)。圖9a和9b表示當(dāng)W-CDMA濾波器346的分路開(kāi)關(guān)345偏置至“開(kāi)啟”時(shí)，不同比例的W-CDMA和GSM響應(yīng)。盡管所示的每個(gè)Tx通道具有延時(shí)(＝相位開(kāi)關(guān))和濾波器，實(shí)際上，可以設(shè)計(jì)濾波器和匹配元件，使得，移相器包括在濾波器內(nèi)。表示了獨(dú)立的延時(shí)，以強(qiáng)調(diào)需要獲得在中間頻率處通過(guò)每個(gè)tx通道的特定相位延時(shí)。
還應(yīng)當(dāng)注意到，在圖4a和圖4b中，在Rx濾波器116、136、156、226、246輸出的分路開(kāi)關(guān)115、135、155、225、245。獨(dú)立的Rx和Tx天線以及斜坡濾波器提供足夠的Tx至Rx隔離，對(duì)給定的頻段提供附加的Tx/Rx切換，實(shí)際上這是不必要的。但是，跨頻隔離的問(wèn)題仍將需要解決。
跨頻隔離問(wèn)題的由來(lái)源于這樣的事實(shí)，盡管一個(gè)給定標(biāo)準(zhǔn)的Tx和Rx頻段并未相互重疊，但是，在與其它Rx頻率重疊的多頻段引擎中可能存在(實(shí)際上存在)Tx頻率。而且，需要進(jìn)行衰落的信號(hào)也可能位于阻塞信號(hào)頻段之外。例如，在GSM1900標(biāo)準(zhǔn)中，Tx頻段的范圍是從1850至1910MHz，相應(yīng)的Rx范圍是從1930至1990MHz。在這種情況下，Tx和Rx頻段相互隔離20MHz。但是，這個(gè)Tx頻段確實(shí)部分地與位于1805至1880MHz的GSM 1800 Rx重疊。這表示，雖然可以在GSM 1900Rx濾波器中對(duì)來(lái)自Tx天線的信號(hào)進(jìn)行正確的衰落，但是，其將能夠通過(guò)GSM 1800 Rx濾波器。從系統(tǒng)的角度來(lái)看這是一個(gè)問(wèn)題，這是因?yàn)?，在Rx鏈路上的下一個(gè)元件通常是LNA(低噪聲放大器)，其已經(jīng)集成在RF-ASIC中。甚至是當(dāng)用于1800GSM的LNA處于“關(guān)閉”狀態(tài)時(shí)，也可能在銅線中存在非常高的1800GSM信號(hào)等級(jí)，并且在RF-AISC的運(yùn)行中引起干擾。對(duì)于運(yùn)行在非常低的電壓上，例如1.2V的現(xiàn)代RF-ASIC尤其如此。高等級(jí)輸入信號(hào)甚至可能破壞RF-ASIC。這些跨頻情況下的衰落由獨(dú)立的天線提供，而且這通常僅僅是大約10-15dB，這是不夠的。這些用于1800、1900GSM和歐洲W-CDMA情況的潛在跨頻頻率在圖3中表示。
還應(yīng)當(dāng)注意到，獨(dú)立的天線不會(huì)顯著地有助于減緩在Rx模式期間進(jìn)入Rx天線的頻段外阻塞信號(hào)。這些信號(hào)通常由相應(yīng)的Rx濾波器進(jìn)行衰落(對(duì)于Rx濾波器的真正原因)。如果在支路中有另一個(gè)Rx濾波器，則這個(gè)濾波器允許其通帶中的阻塞信號(hào)傳播至RF-ASIC。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以使用未集成到RF-AISC中的LNA?；蛘撸梢詫㈤_(kāi)關(guān)放置在濾波器的輸入端。開(kāi)關(guān)的這種放置將使匹配更加簡(jiǎn)單。不幸的是，混合成分將成為一個(gè)問(wèn)題。
為了解決這個(gè)與頻段外阻塞信號(hào)相關(guān)的問(wèn)題，本發(fā)明將開(kāi)關(guān)放置在濾波器的輸出端，或者是在圖4中所示的分路，或者是串聯(lián)。分路開(kāi)關(guān)可以與地相連，但是，其也可使濾波器的平衡輸出短路，以獲得非常高的衰落，有效地“斷開(kāi)”濾波器。同樣，分路開(kāi)關(guān)可以偏置至“開(kāi)啟”，以“閉合”所需要的濾波器。相反地，如果使用串聯(lián)開(kāi)關(guān)，其將被偏置至“開(kāi)啟”，以使相應(yīng)的濾波器“開(kāi)啟”。
如上所述，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)改變兩個(gè)2GHz Tx濾波器及其匹配元件，從EU版本中得到圖5中所示的U.S.前端。塊804(圖4c)中的2GHz GSM Tx濾波器266由兩個(gè)選擇性帶通濾波器552和554代替，一個(gè)用于GSM1800，另一個(gè)用于GSM1900。如果正確地設(shè)計(jì)這些帶通濾波器，其將能夠在相應(yīng)的Rx頻段提供足夠的衰落。同樣，其也可以用于CDMA1900Tx和新的US標(biāo)準(zhǔn)(Tx位于1800MHz)。在這種情況下，PA 522和524的切換明顯依賴(lài)于PA架構(gòu)。其依賴(lài)于一個(gè)GSM是否可以用于放大所有這些頻段和調(diào)制類(lèi)型，或者是否存在獨(dú)立的(W)CDMA和GSM PA，例如，因?yàn)楦玫男试颉５?，濾波器和第一開(kāi)關(guān)(在分路或者串聯(lián)中)可以在任何情況下使用。相似地，可以設(shè)計(jì)Rx 1900，使得，其支持GSM1900和CDMA1900要求。
應(yīng)當(dāng)了解到，圖4和5只是本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施方式，說(shuō)明如何可以將前端設(shè)計(jì)為具有放置在濾波器之后的開(kāi)關(guān)以及具有與一個(gè)通用節(jié)點(diǎn)相匹配輸入的原理。使用本發(fā)明原理的其它實(shí)施方式在圖6和7中表示。
圖6表示雙工機(jī)820，其中，通用天線15用于設(shè)計(jì)來(lái)與現(xiàn)有類(lèi)型3或4頻段GSM天線開(kāi)關(guān)模塊兼容的Tx和Rx。這個(gè)雙工機(jī)可以支持兩個(gè)不同的頻率范圍。在圖6中，所有開(kāi)關(guān)245、542和544放置在濾波器246、552和554相對(duì)于天線15的遠(yuǎn)端。
圖7是使用具有用于1GHz Tx和2GHz Tx的諧波濾波器的雙工器30的傳統(tǒng)前端的修正。如圖7所示，位于濾波器346遠(yuǎn)端的開(kāi)關(guān)345用于在W-CDMA雙工機(jī)中進(jìn)行切換。該雙工機(jī)與同向雙工機(jī)30共享通用節(jié)點(diǎn)930和天線16。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)基于特定的頻段組合和實(shí)現(xiàn)方式。一般地，其中一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)在于，根據(jù)本發(fā)明的原理給出一種包括和設(shè)計(jì)具有WCDMA或者CDMA以及GSM頻段的前端的新選擇?；陬l段組合，本發(fā)明還有助于“重新使用”濾波器，也就是，同一個(gè)濾波器可以支持不同的標(biāo)準(zhǔn)，在特定的情況下，這降低了所需濾波器的數(shù)量。同樣地，可以對(duì)前端進(jìn)行簡(jiǎn)化，而且與現(xiàn)有解決方案相比，更加地成本有效。在圖4和圖5中所示的兩種架構(gòu)也支持下行鏈路MIMO和分集，這可以通過(guò)簡(jiǎn)單地復(fù)制2GHz Rx部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
為了說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)，圖8a表示當(dāng)GSM濾波器輸出的分路開(kāi)關(guān)偏置至“開(kāi)啟”時(shí)GSM Tx和W-CDMA Tx支路的響應(yīng)。圖8b更詳細(xì)地表示相同的響應(yīng)。
同樣地，圖9a表示當(dāng)W-CDMA濾波器輸出的分路開(kāi)關(guān)偏置至“開(kāi)啟”時(shí)GSM Tx和W-CDMA Tx支路的響應(yīng)。圖9b更詳細(xì)地表示相同的響應(yīng)。
與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的一個(gè)缺點(diǎn)是，TX通道的開(kāi)關(guān)可在某種程度上增加損失，尤其是在WCDMA中，這是因?yàn)?，目前雙工機(jī)不具有開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明圖4、5、6和7中所示的前端模塊可以用于通信設(shè)備中，例如，移動(dòng)電話或者移動(dòng)終端，如圖10所示。如圖10所示，通信設(shè)備1包括多頻段前端模塊800，其可以是圖5至7中所示前端模塊的其中任何一個(gè)。前端模塊800具有多個(gè)發(fā)射和接收通道，用于與收發(fā)機(jī)900相連。
雖然基于其具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員可了解到，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出前述以及多種其它變化、省略和差異。
權(quán)利要求
1.一種用于在多頻段通信設(shè)備中選擇頻段的方法，該通信設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)天線，用于傳送射頻，以及前端模塊，其具有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，該前端模塊包括第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，第一帶通濾波器具有第一端和第二端，第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述方法包括在獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器的第二端上放置開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通信包括接收通道，所述方法進(jìn)一步包括在第一帶通濾波器的第一端和所述一個(gè)或多個(gè)天線之間放置匹配元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述方法進(jìn)一步包括在第二帶通濾波器的第二端上放置另一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括將不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，以允許第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
5.一種用于在具有一個(gè)或多個(gè)用于傳送射頻信號(hào)的天線的通信設(shè)備中使用的收發(fā)機(jī)，所述收發(fā)機(jī)包括第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第一帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及開(kāi)關(guān)，位于獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器的第二端上，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括位于第一帶通濾波器的第一端和所述一個(gè)或多個(gè)天線之間的匹配元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的收發(fā)機(jī)，其中，第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通道包括接收通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的收發(fā)機(jī)，其中，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二帶通濾波器的第二端的另一個(gè)開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括與所述一個(gè)或多個(gè)天線可操作地相連的不平衡轉(zhuǎn)換器，以及，第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端都通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的收發(fā)機(jī)，其中，不平衡轉(zhuǎn)換器具有不平衡轉(zhuǎn)換器第一端以及不平衡轉(zhuǎn)換器第二端，不平衡轉(zhuǎn)換器第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端與第一濾波器的第一端相連，以及其中，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端還與第二濾波器的第一端相連，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二接收通道的第二開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第二濾波器的第二端相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收發(fā)機(jī)，其中第一頻段具有基本上在1805MHz與1880MHz之間的頻率范圍，以及第二頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的頻率范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收發(fā)機(jī)，其中第一頻段具有基本上在869MHz與894MHz之間的頻率范圍，以及第二頻段具有基本上在925MHz與960MHz之間的頻率范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的匹配元件；位于發(fā)射通道的第三帶通濾波器，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與匹配元件相連；以及位于發(fā)射通道的第三開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第三帶通濾波器的第二端相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在824MHz與849MHz之間的頻率范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在880MHz與905MHz之間的頻率范圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的匹配元件；位于發(fā)射通道的第三帶通濾波器，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與匹配元件相連；以及位于發(fā)射通道的第三開(kāi)關(guān)，可操作地與第三帶通濾波器的第二端相連。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的頻率范圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的另一個(gè)匹配元件；位于另一個(gè)發(fā)射通道的第四帶通濾波器，用于對(duì)第四頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第四帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與另一個(gè)匹配元件相連；以及位于另一個(gè)發(fā)射通道的第四開(kāi)關(guān)，并且可操作地與第四帶通濾波器的第二端相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的頻率范圍，第四頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的收發(fā)機(jī)，其中，第三頻段具有基本上在1920MHz與1980MHz之間的頻率范圍，第四頻段具有基本上在1710MHz與1910MHz之間的頻率范圍。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器；以及位于另一個(gè)接收通道的第五帶通濾波器，用于對(duì)第五頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第五帶通濾波器可操作地通過(guò)另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，其中，第五頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器；以及位于另一個(gè)接收通道的第五帶通濾波器，用于對(duì)第五頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第五帶通濾波器可操作地通過(guò)另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；其中，第五頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的收發(fā)機(jī)，其中，收發(fā)機(jī)以碼分多址方式工作在第一模式以及以GSM工作在第二模式，所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括第一放大器，用于在第一模式放大信號(hào)；第二放大器，用于在第二模式放大信號(hào)；以及一組其它開(kāi)關(guān)，包括第一、第二、第三和第四其它開(kāi)關(guān)，每個(gè)具有第一端和第二端，其中第一其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與發(fā)射通道相連，第一其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第一放大器相連；第二其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與發(fā)射通道相連，第二其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第二放大器相連；第三其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與另一個(gè)發(fā)射通道相連，第三其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第一放大器相連；以及第四其它開(kāi)關(guān)的第一端可操作地與另一個(gè)發(fā)射通道相連，第四其它開(kāi)關(guān)的第二端可操作地與第二放大器相連。
25.根據(jù)權(quán)利要求9所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括位于所述一個(gè)或多個(gè)天線和不平衡轉(zhuǎn)換器之間的匹配元件，該匹配元件具有與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的第一匹配元件端以及與不平衡轉(zhuǎn)換器相連的第二匹配元件端；以及位于匹配元件和第二帶通濾波器之間的另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器，該另一個(gè)不平衡轉(zhuǎn)換器具有與第二匹配元件端相連的第一不平衡轉(zhuǎn)換器端以及與第二帶通濾波器相連的第二不平衡轉(zhuǎn)換器端。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的收發(fā)機(jī)，其中，第一頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的頻率范圍，第二頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的頻率范圍。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括第二匹配元件；第三帶通濾波器，位于發(fā)射通道，用于對(duì)第三頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第三帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地通過(guò)第二匹配元件與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及與第三帶通濾波器的第二端相連的第二開(kāi)關(guān)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括第三匹配元件；第四帶通濾波器，位于另一個(gè)發(fā)射通道，用于對(duì)第四頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第四帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地通過(guò)第三匹配元件與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及與第四帶通濾波器的第二端相連的第二開(kāi)關(guān)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的收發(fā)機(jī)，其中第一頻段具有基本上在1930MHz與1990MHz之間的第一頻率范圍；第二頻段具有基本上在2110MHz與2170MHz之間的第二頻率范圍；第三頻段具有基本上在1710MHz與1785MHz之間的第三頻率范圍；以及第四頻段具有基本上在1850MHz與1910MHz之間的第四頻率范圍。
30.一種通信設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)天線，用于傳送射頻信號(hào)；以及收發(fā)機(jī)，收發(fā)機(jī)包括第一帶通濾波器，位于第一信號(hào)通道上，用于對(duì)第一頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波，該第一帶通濾波器具有第一端和第二端，該第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；第二帶通濾波器，位于第二信號(hào)通道上，用于對(duì)與第一頻段不同的第二頻段信號(hào)進(jìn)行濾波；該第二帶通濾波器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連；以及位于獨(dú)立于第二信號(hào)通道的第一帶通濾波器第二端的開(kāi)關(guān)，用于啟用或者禁用第一信號(hào)通道。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的通信設(shè)備，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第一帶通濾波器的第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線之間的匹配元件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的通信設(shè)備，其中，第一信號(hào)通道包括發(fā)射通道，第二信號(hào)通道包括接收通道。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的通信設(shè)備，其中，第一信號(hào)通道包括第一接收通道，第二信號(hào)通道包括第二接收通道，以及其中，第二帶通濾波器具有第一端和第二端，該第二帶通濾波器的第一端可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括另一個(gè)開(kāi)關(guān)，位于第二帶通濾波器的第二端，用于啟用或者禁用第二信號(hào)通道。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的通信設(shè)備，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連的不平衡轉(zhuǎn)換器，該第一帶通濾波器的第一端和第二帶通濾波器的第一端都通過(guò)不平衡轉(zhuǎn)換器可操作地與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的通信設(shè)備，其中，不平衡轉(zhuǎn)換器具有不平衡轉(zhuǎn)換器第一端以及不平衡轉(zhuǎn)換器第二端，不平衡轉(zhuǎn)換器第一端與所述一個(gè)或多個(gè)天線相連，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端與第一濾波器的第一端相連，其中，不平衡轉(zhuǎn)換器第二端還與第二濾波器的第一端相連，該收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括位于第二接收通道的第二開(kāi)關(guān)，可操作地與第二濾波器的第二端相連。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的通信設(shè)備，包括移動(dòng)終端。
全文摘要
濾波器和開(kāi)關(guān)的組合用于解決GSM/W－CDMA收發(fā)機(jī)前端中的非線性問(wèn)題，其中，一個(gè)通用天線用于GSM模式和W－CDMA模式。特別地，獨(dú)立的Rx/Tx通道以及Rx通道中的開(kāi)關(guān)用于在頻段之間提供跨頻隔離。由于在濾波器和天線之間沒(méi)有放置開(kāi)關(guān)，收發(fā)機(jī)中的所有開(kāi)關(guān)放置在濾波器之后。此外，只要輸出端的阻抗可以被控制，即使帶通濾波器僅在輸出端開(kāi)，其也與一個(gè)通用節(jié)點(diǎn)相匹配。
文檔編號(hào)H04B1/06GK1951006SQ200580013518
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者朱阿·埃拉, 特羅·朗塔 申請(qǐng)人:諾基亞公司