CN100347964C - 双工滤波中或与双工滤波有关的改进 - Google Patents

Abstract

在此讲述一种用于电信系统移动终端的多标准双工滤波装置(100)。该装置(100)包含其上形成有第一滤波单元(62，64，66)阵列(60)和第二滤波单元(72，74，76)阵列(70)的基片(40)。所述滤波单元(62，64，66，72，74，76)按照移动电信标准而具有不同的频带。第一阵列(60)对从天线(30)接收到的输入信号进行滤波，并根据所述标准之一的匹配频带而在端口(50)上提供输出。在经天线(30)发射之前，第二阵列(70)根据所述标准之一的匹配频带对端口(52)上所提供的需发射信号进行滤波。滤波单元(62，64，66，72，74，76)可以包含有形成于单个基片之上的声表面波器件。

Description

双工滤波中或与双工滤波有关的改进

本发明涉及双工滤波中或与双工滤波有关的改进，它尤其但不只是涉及用于多标准移动终端的发射/接收双工滤波。

常规的单标准系统是工作在一个单独的特定频带上，并且包括一个双工滤波装置，而该双工滤波装置又包含有两个在天线接线处共享一个公共端口的滤波单元。所述滤波单元中的一个处理发射频带，而另一个滤波单元则处理接收频带，在设计两个滤波单元时使它们之间能实现交互作用。

但是，在多标准系统中，双工滤波装置必须覆盖若干不同的频带。目前，多频带系统是通过为每种标准使用不同的单独双工滤波装置束实现的。这种系统比较昂贵且要付出尺寸代价。

因此本发明的任务在于提供一种改进的、包含有位于单个基片之上的多个滤波单元的双工滤波装置。

根据本发明的一个方面，所提供的双工滤波装置包括：

用于接收和发射信号的天线器件；

用于滤波接收信号的第一滤波器件；

用于对需发射的信号进行滤波的第二滤波器件；

其特征在于，所述的第一和第二滤波器件均包括有一个形成于单个基片之上的滤波单元阵列，所述的滤波单元具有与多个移动通信标准相对应的不同频带。

为了更好地理解本发明，现在参考附图并借助实施例来进行讲述，图中：

图1示出了常规双工滤波装置的框图；

图2示出了本发明的多标准双工滤波装置的第一实施方案框图；

图3示出了本发明的多标准双工滤波装置的第二实施方案框图；以及

图4示出了本发明的多标准双工滤波装置的第三实施方案框图。

本发明将参考在移动电信网络中工作的移动终端来进行阐述，但应当理解，本发明同样可以应用于需要实现发射/接收双工滤波的任何场合。

图1示出了使用三个端口的常规双工滤波装置10。该装置10包括一个基片12，在该基片上形成接收滤波器14和发射滤波器16，所述两个滤波器分别通过接线20和22接到公共输入端口18上。端口18包含有一个天线接线，而且还被接至既用于接收信号又用于发射信号的天线30上。接收滤波器14和发射滤波器16象图中所示一样分别被连接到各自的端口24、26。接收滤波器14处理预定的接收频带，而发射滤波器16则为移动终端处理预定的发射频带。所述的接收频带通常不同于发射频带。

图2示出了本发明的多标准双工滤波装置100的一种实施方案，其中使用了三个端口。在此，天线30被接至其上提供有两个滤波器阵列60、70的基片40的接线端口42上。接线端口42被连到公共端口44上，而该公共端口44又通过接线46连至接收滤波器阵列60，以及通过接线48连至发射滤波器阵列70。每个滤波器阵列60、70都有一个单独端口68、78，所述的单独端口如图中所示一样分别被接至基片40的端口50、52上，其中端口50被接至接收放大器80，而端口52被接至发射放大器82。接收放大器80可以是低噪声放大器(LNA)，而发射放大器82则可以是功率放大器(PA)。

滤波器阵列60包含许多滤波单元62、64、66，其中每个滤波单元62、64、66工作在预定的离散频带上，且每个滤波单元可以包含一个形成于基片40之上的声表面波(SAW)器件。类似地，滤波器阵列70包含许多滤波单元72、74、76，其中每个滤波单元72、74、76工作在预定的离散频带上，且每个滤波单元可以包含一个形成于基片40之上的SAW器件。由于每个滤波单元62、64、66、72、74、76都工作在预定的离散频带上，所以没有频率的叠加。应当理解，尽管所示的每个阵列中为三个滤波单元，但可以根据所述标准的数目、也即需接收和发射的频带数目而采用两个滤波单元或多于三个滤波单元。

当工作在接收模式时，输入信号从天线30经端口42、44和接线46而被送至所有的滤波单元62、64、66。与输入信号频率相匹配的滤波单元所输出的信号被提供在滤波器阵列60的端口68处，因此也就是提供在端口50处。

类似地，当工作在发射模式时，需发射的信号被送至端口52，然后经端口78被送至所有的滤波单元72、74和76。但是，与发射信号频率相匹配的滤波单元所发出的发射信号只提供在接线48上，其中发射信号经端口44和42被输至天线30。

但是，如果想要该移动终端工作在叠加频带上时，则可以实现图3所示的多标准双工装置200。与上文参考图2时所讲述的元件相同的元件是用相同标号表示的。与上文参考图2时所讲述的元件相似的元件被加上了后缀“A”。

在图3中，基片40A具有两个形成于其上的滤波器阵列60A、70A。滤波器阵列60A类似于参考图2时所讲述的滤波器阵列60，但每个滤波单元62A、64A、66A被分别连至输出端口68A、68A’、68A”之一上，如图中所示，每个输出端口68A，68A’，68A”被接至开关90。开关90包含许多端子91A、91B、91C和92，其中端子91A、91B、91C可通过移动件93而接到端子92上。端子92被接至接收放大器80，如图所示。正如图中一样，滤波器阵列60A的每个端口68A、68A’、68A”被分别接至端子91A、91B、91C上。

类似地，滤波器阵列70A类似于参考图2时所讲述的滤波器阵列70，但每个滤波单元72A、74A、76A被分别连至端口78A、78A’、78A”，如图中所示。每个端口78A、78A’、78A”被接至开关95。开关95包含许多端子96A、96B、96C和97，其中端子96A、96B、96C可通过移动件98被接至端子97上。端子97被接至发射放大器82，如图所示。正如图中一样，滤波器阵列70A的每个端口78A、78A’、78”被分别接至端子96A、96B、96C上。移动件93、98由控制器(未示出)进行控制，以便在端子91A、91B、91C和96A、96B、96C之间相应地移动，由此按预定的标准把合适的滤波单元接到输入信号和需发射器信号上。

当工作在接收模式时，输入信号从天线30经端口42、44和接线46而被送至所有的滤波单元62A、64A、66A。在滤波器阵列60A的端口68A、68A’、68A”上可以提供多个输出信号。操作移动件93以便将端子92与端子91A、91B、91C之一连接起来，由此选择一个与输入信号频率相匹配的滤波单元。在所示的实施方案中，开关90中的移动件93把端子91A和92连接起来，以此选定端口68A和滤波单元62A。然后，经滤波的信号被送至LNA 80作进一步处理。

类似地，当工作在发射模式时，需发射的信号被送至PA 82，然后到达开关95中的端子97。移动件98被定位以便接到端子96A、96B、96C中的一个合适端子上，信号由此被送至相应的端口78A、78A’、78A”，然后通过选定的滤波单元72A、74A、76A，再经接线48被送至公共端口44，继而到达端口42和天线30。在所示的实施方案中，移动件98把端子96A和97连接起来，以此选定端口78A和滤波单元72A。

但是，如果移动终端工作在多个频带，而且在一些频带之间存在较大的频差，那么便可以实现图4所示的多标准双工装置300。与上文参考图2或3时所讲述的元件相同的元件是用相同标号来表示的。与上文参考图3时所讲述的元件相似的元件被加上了后缀“B”。

在图4中，基片40A具有两个形成于其上的滤波器阵列60A、70A。滤波器阵列60A包含许多滤波单元62A、64A、66A，其中每个滤波单元62A、64A、66A如图中所示分别被连接至输出端口68A、68A’、68A”。输出端口68A、68A’、68A”被连至各自的LNA 80B、80B’、80B”，而所述的LNA又被接在开关90上。开关90包含有许多端子91A、91B、91C和92，其中端子91A、91B、91C可通过移动件93而接到端子92上。

类似地，滤波器阵列70A类似于上文参考图2时所讲述的滤波器阵列70，但每个滤波单元72A、74A、76A分别被连接至端口78A、78A’、78A”，如图中所示。端口78A、78A’、78A”被连至各自的PA 82B、82B’、82B”，而所述的PA又被接在开关95上。开关95包括许多端子96A、96B、96C和97，其中端子96A、96B、96C可以通过移动件98接至端子97上。端子96A、96B、96C被连到端口78A、78A’、78A”。

如同上文参考图3所讲述的一样，移动件93、98由控制器(未示出)进行控制，以便在端子91A、91B、91C和96A、96B、96C之间相应地移动，由此按预定的标准把合适的滤波单元接到输入信号和需发射的信号上。

当工作在接收模式时，输入信号从天线30经端口42、44和接线46而被送至所有的滤波单元62A、64A、66A。在滤波器阵列60A的端口68A、68A’、68A”上可提供多个输出信号，然后这些信号被送至LNA80B、80B’、80B”。操作移动件93以便将端子92与端子91A、91B、91C之一连接起来，由此选择一个与输入信号频率相匹配的滤波单元。在所示的实施方案中，开关90中的移动件93把端子91A和92连接起来，以此选定LNA 80B、端口68A和滤波单元62A。然后，经滤波的信号被继续送至进一步处理。

类似地，当工作在发射模式时，需发射的信号被送至开关95的端子97。移动件98被定位以便接至端子96A、96B、96C中的一个合适端子上，信号由此被送至相应的PA 82B、82B’、82B”，然后再到达相关的端口78A、78A’、78A”，接着，该信号通过选定的滤波单元72A、74A、76A，再经接线48被送至公共端口44，继而进入端口42和天线30。在所示的实施方案中，移动件98把端子96A和97连接起来，以此选定PA 82B、端口78A和滤波单元72A。

在参考图4所讲述的实施方案中，LNA和PA被最优化以适应不同的频率范围。

应当理解，图3和4所示的实施方案比图1所示的常规滤波装置和图2所示的本发明方案在基片40A上要需要更多的端口，以便适应所需的接线。但是，相对于用于各标准的多个单独基片而言，在单个基片上增加端口数目以实现多标准双工滤波还是比较有利的。

Claims (10)

1.用于分别给多个不同移动通信标准的信号提供双工滤波的双工滤波装置，该装置包括：

用于接收和发射信号的天线器件；

用于滤波接收信号的接收滤波器件；以及

用于滤波需发射的信号的发射滤波器件；

其中，所述接收滤波器件包括一个带通滤波器阵列；所述发射滤波器件包括一个带通滤波器阵列，并且这两个带通滤波器阵列形成在单个基片上，所述接收滤波器件中的各个滤波器具有一个与所述多个移动通信标准中相应的一个相一致的频率通带，所述发射滤波器件中的各个滤波器具有一个与所述多个移动通信标准中相应的一个相一致的频率通带。

2.如权利要求1所述的装置，还包括第一和第二放大器件，用于分别放大所述的接收信号和需发射的信号。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述的第一放大器件包括至少一个低噪声放大器。

4.如权利要求2或3所述的装置，其中所述的第二放大器件包括至少一个功率放大器。

5.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中所述的频带是离散的。

6.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中所述的频带重叠。

7.如权利要求6所述的装置，还包括第一和第二开关器件，用于分别根据所述的移动通信标准而在所述的接收和发射滤波器件中选择滤波单元。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述的第一开关器件在放大之前对所述的接收信号进行处理，而所述的第二开关器件则处理需发送的放大信号。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述的第一开关器件处理放大的接收信号，而所述的第二开关器件则在放大之前处理需发射的信号。

10.包含前述权利要求中任一项所述的装置的移动终端。

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