CN100454770C - 无线信号切换电路和无线通信设备 - Google Patents
无线信号切换电路和无线通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100454770C CN100454770C CNB2004800237204A CN200480023720A CN100454770C CN 100454770 C CN100454770 C CN 100454770C CN B2004800237204 A CNB2004800237204 A CN B2004800237204A CN 200480023720 A CN200480023720 A CN 200480023720A CN 100454770 C CN100454770 C CN 100454770C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- communication system
- umts
- duplexer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 54
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 25
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 101100400452 Caenorhabditis elegans map-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/44—Transmit/receive switching
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/403—Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency
- H04B1/406—Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency with more than one transmission mode, e.g. analog and digital modes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/44—Transmit/receive switching
- H04B1/48—Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter
Abstract
提供一种无线信号切换电路，用于在例如双模式兼容移动电话的移动无线通信设备中以低损耗切换多个无线发送/接收信号。无线信号切换电路具有：F2/F3发送/接收系统的信号路径切换(20)；包括频带分离器(31)的F1/UMTS发送/接收系统的信号路径切换电路(30)；以及90度相位旋转电路(40)，其中F1≤F2＜F3。90度相位旋转电路(40)具有在开关元件(44)闭合时将F2/F3信号相位旋转90度并在开关元件(44)断开时衰减UMTS谐波的特性。90度相位旋转电路(40)在利用F2/F3发送/接收系统时分离F2/F3发送/接收系统的信号路径切换电路(20)和F1/UMTS发送/接收系统的信号路径切换电路(30)。在利用F1/UMTS发送/接收系统时90度相位旋转电路(40)具有通过特性。
Description
技术领域
本发明涉及用于在通过利用天线发送多个无线发送机信号或接收多个无线接收机信号时切换信号的无线信号切换电路，以及利用该无线信号切换电路的无线通信设备。
本发明的无线信号切换电路应用于多频带兼容移动电话(蜂窝电话)或其它移动无线通信设备等。
背景技术
近年来，在诸如移动电话或PDA(个人数字助理)的移动无线通信终端中，已经实现了较低的功耗、较小的尺寸以及较轻的重量。实现多频带和多模式功能是必然的。与此同时，这种多频带兼容移动无线通信终端配置了无线信号切换电路，用于切换多个无线发送机信号或多个无线接收机信号。在这种无线信号切换电路中，强烈要求在多个路径之间和在路径中切换的同时减少损耗。
参考文件“用于三频带电话(EGSM/DCS/PCS)的芯片多层天线切换模块(Chip Multilayer Antenna Switch Module for Triple BandPhone(EGSM/DCS/PCS))”，见HITACHI METALS，URL:http://www.hitachi-metals.co.jp/product/isc2001/asm/shs 1090t.pdf，将解释用于移动电话(蜂窝电话)或其它移动无线通信终端中的无线信号切换电路中的信号切换的实例。例如，将解释利用三个频率F1、F2和F3作为多频带的情况。但是，假定频率具有这样的关系：F1＜＜F2＜F3。例如，F1＝900MHz，F2＝1800MHz，且F3＝1900MHz。
在图1中图示的无线信号切换电路中，双工器102直接连接到无线发送机和接收机天线ANT的天线端子101，双工器102将发送机和接收机信号的频域大致分为二个。即，双工器102将频域划分为低频的频率F1和高频的频率F2和F3。
开关元件103分离频率F1的发送机信号F1TX和接收机信号F1RX。频率F1的发送机信号F1TX通过低通滤波器106施加于开关元件103，并通过双工器102从无线发送机和接收机天线ANT发送。在无线发送机和接收机天线ANT接收的频率F1的接收机信号F1RX在双工器102进行频率划分，并从开关元件103输出。
开关元件104分离频率F2或F3(F2/F3)的发送机信号F2或F3TX，以及频率F2的接收机信号F2RX和频率F3的接收机信号F3RX。频率F2或F3的发送机信号F2或F3TX通过低通滤波器107施加于开关元件104，并通过双工器102从无线发送机和接收机天线ANT发送。在无线发送机和接收机天线ANT接收的频率F2或F3的接收机信号F2或F3RX在双工器102进行分离，并从开关元件104输出。此外，开关元件105分离频率F2的接收机信号F2RX和频率F3的接收机信号F3RX。
上述无线信号切换电路采用这样的配置：首先通过利用双工器102将频域大致分为二个，然后通过利用开关元件103到105切换频率的路径，因此需要许多开关元件。例如，在频率F2或F3的接收侧，信号经过双工器102、开关元件104和开关元件105，因此在开关元件的损耗累积导致接收机信号的较大衰减。接收机信号的衰减导致需要增加信号放大器电路以及对噪声敏感的缺点。
在上述实例中，存在三个类型的频率，但要使用的频率类型越多，用于切换随之而来的路径的开关数量就越多。当将例如PIN(正本征负)二极管用作这种开关元件时，功耗变大。
当这种无线信号切换电路用在移动电话或者其它无线通信设备中时，无线通信设备的功耗变大。例如，移动电话由电池驱动，因此，功耗的增加导致诸如缩短电池使用寿命的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线信号切换电路，用于降低损耗以及降低功耗。
本发明的另一个目的是提供一种利用无线信号切换电路的无线通信设备，用于降低损耗以及降低功耗。
根据本发明的第一方面，提供一种无线信号切换电路，用于在无线通信中切换具有不同频率用于由至少第一通信系统和第二通信系统通信的多个发送机信号和接收机信号，所述无线信号切换电路包括：天线端子，连接到天线；第一信号路径切换部件，它具有多个开关部件，用于选择第一通信系统中具有第二或第三频率的多个发送机信号和接收机信号；相位旋转部件，其一端连接到天线端子，并对提供给第一信号路径切换部件的频率分量的信号相位进行90度的相位旋转；以及第二信号路径切换部件，它具有双工器，用于分离第一通信系统的具有第一频率的发送机信号和接收机信号与第二通信系统的发送机和接收机信号，双工器的公共输入和输出端连接到相位旋转部件的另一端，双工器的第一滤波器侧端子提供了具有第一通信系统的第一频率的发送机和接收机信号，并且双工器的第二滤波器侧端子提供了第二通信系统的发送机和接收机信号，且所述第一频率小于所述第二频率，所述第二频率小于所述第三频率。
最好，相位旋转部件具有衰减第二通信系统发送的信号的谐波分量的特性。
更好地是，双工器的第一滤波器侧是低频滤波器侧，并且双工器的第二滤波器侧是高频滤波器侧。
最好，相位旋转部件配置有：电感器，其一端连接到天线端子，且另一端连接到双工器的公共输入和输出端子；第一电容器，连接在电感器的一端和参考电势节点之间；第二电容器，连接在电感器的另一端和参考电势节点之间；第一开关部件，其一端连接到电感器的另一端；以及第三电容器，连接在第一开关部件的另一端和参考电势节点之间，并且所述相位旋转部件具有如下特性：在第一开关部件激活时，由电感器和第一到第三电容器限定的电路对提供给第一信号路径切换部件的频率分量的信号相位进行90度的相位旋转，并在第一开关部件无效时，由电感器和第一和第二电容器限定的电路衰减第二通信系统发送的信号的谐波分量。
例如，第一通信系统是三频带GSM系统，并且第二通信系统是UMTS系统。
最好，第一信号路径切换部件配置有：第一接收机信号切换电路，它连接到天线端子，并具有多个开关部件，用于选择第一通信系统中具有第二或第三频率的接收机信号；以及第一发送机信号切换电路，它连接到天线端子，并具有一个开关部件，用于选择第一通信系统中具有第二或第三频率的发送机信号，并且第一发送机信号切换电路还具有连接到开关部件的滤波部件。
更好的是，第二信号路径切换部件具有连接到双工器的第一滤波器侧端子并选择具有第一通信系统的第一频率的发送机信号的开关部件，以及用于选择具有第一通信系统的第一频率的接收机信号的开关部件。
根据本发明的第二方面，提供一种无线通信设备，它配置有无线发送机和接收机天线以及无线信号切换电路。
最好，无线通信设备是移动无线通信设备，包括三频带GSM系统作为第一通信系统并且UMTS系统作为第二通信系统的双模式兼容移动电话。
更好的是，双工器的第二滤波器侧端子连接到UMTS用发送和接收电路的前端，并且该前端具有：双工器，用于切换UMTS发送机信号和UMTS接收机信号；低噪声放大器电路，用于放大通过此双工器输入的UMTS接收机信号；以及功率放大器电路，用于放大UMTS发送机信号。
本发明的这些及其它目的和特征在参考附图给出的以下说明后将变得更加清楚。
附图说明
图1是传统无线信号切换电路的电路图。
图2是本发明的无线信号切换电路实施例的无线信号切换电路的电路图。
图3A和3B是图2中图示的无线信号切换电路中90度相位旋转电路的输入信号和输出信号的波形图。
图4是显示图2中图示的无线信号切换电路中90度相位旋转电路的衰减特性的图解。
图5是利用图2中图示的无线信号切换电路的双模式兼容移动电话的部分图解，作为本发明的无线通信设备的实施例。
具体实施方式
下面将参考附图给出本发明的无线信号切换电路和无线通信设备的优选实施例的详细解释。
第一实施例
图2是作为本发明的无线信号切换电路的实施例的无线信号切换电路的配置实例的电路图。
在本实施例中，例示了一个双模式兼容移动电话(蜂窝电话)，它用例如三频带GSM(移动通信系统的全球系统)系统作为第一通信系统，并且用例如UMTS(通用移动电信系统)系统作为第二通信系统。
此外，执行利用三个频率F1、F2和F3的TDMA(时分多址)操作，即，具有F1＜＜F2＜F3的关系的三个频率作为GSM系统的多频带。在UMTS系统中的双模式中，例示了执行FDD(频分双工)操作的GSM和UMTS双模式。
举例来说，设置F1＝900MHz、F2＝1800MHz并且F3＝1900MHz。此外，在UMTS系统中，同时执行发送和接收。举例来说，发送频率设置为1950MHz，并且接收频率设置为2150MHz。
图2中图示的无线信号切换电路1具有连接到无线发送机和接收机天线ANT的天线端子11、连接到频率为F2或者F3的各发送系统(TX)的发送端子12、连接到频率为F1的发送系统(TX)的发送端子13、连接到频率为F1的接收系统(RX)的接收端子14、连接到频率为F2和F3的接收系统的接收端子15和16以及连接到UMTS发送和接收系统的发送和接收端子17。此外，无线信号切换电路1在这些端之间配置了F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20、F1/UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30以及90度相位旋转电路40。
特别是，90度相位旋转电路40配置在F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20和F1/UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30之间。
无线信号切换电路1还配置了控制部件60，用于控制F2/F3发送和接收系统的信号路径切换20、F1/UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30和90度相位旋转电路40中开关元件的断开/闭合。
在本说明书中，“/”表示“或者”。例如，F2/F3表示F2或F3。另一方面，“·”表示“和”。例如F1/UMTS表示F1或UMTS。
本发明的第一信号路径切换部件实例的F2或F3发送和接收系统的路径切换电路20具有开关元件21，该元件串联在天线端子11和用于F2或F3发送机信号F2或F3TX和例如低通滤波器(LPF)22的谐波抑制滤波器的发送端子12之间。此外，F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20具有连接在天线端子11和接收端子15之间的开关元件23，以便选择和提取频率为F2的接收机信号F2RX。此外，F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20具有连接在天线端子11和接收端子16之间的开关元件24，以便选择和提取频率为F3的接收机信号F3RX。
本发明的第二信号路径切换部件实例的F1和UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30具有双工器31，该双工器包括对应于多模式频率的频带的通带滤波器的组合，即，本实例中的低通滤波器(LPF)和高通滤波器(HPF)，并且其HPF侧端子连接到UMTS发送和接收端子17，开关元件32连接在此双工器31的LPF侧端子和F1发送机信号(F1TX)用端子13之间，以及开关元件33连接在双工器31的LPF侧端子和F1接收机信号(F1RX)用端子14之间。在F1和UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30中，双工器31的HPF侧端子连接到UMTS发送和接收端子17。
90度相位旋转电路40具有：电感器41，其一端40a连接到天线端子11，并且另一端40b连接到双工器31的输入和输出端子31a；电容器42，连接在电感器41的一端侧40a和作为参考电势节点的地之间；电容器43，连接在电感器41另一端40b和地之间；以及开关元件44和电容器45，串联在电感器41另一端40b和地之间。
在90度相位旋转电路40中，电感器41、电容器42和电容器43一直连接，但电容器45基于控制部件60根据开关元件44的断开/闭合而连接到电感器41、电容器42和电容器43或断开与它们的连接。
90度相位旋转电路40具有如下特性：通过频率为F1的发送机信号或接收机信号或者UMTS发送机和接收机信号，同时将相位旋转90度并隔离频率为F2或F3的发送机信号或接收机信号，以使频率为F2或F3的信号实质上未施加到F1和UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30。
为此，在90度相位旋转电路40中，电感器41的电感L和电容器42和43的电容C1和C2将频率为F2和F3的信号的相位旋转90度。最好，90度相位旋转电路40设置为一个值，使得它还具有相对于用在来自UMTS发送和接收端子17的UMTS路径中的传输频率的谐波分量(传输频率的2倍或3倍的频率分量)呈现衰减特性的低通滤波器(LPF)的特性，如图4所示。
图3A和图3B显示了90度相位旋转电路40的输入和输出特性。当图3A中图示的正弦波输入信号施加于90度相位旋转电路40时，其输出变为具有图3B中图示的90度相位延迟的输出信号。在图3A和图3B中，横坐标表示时间。
图4显示90度相位旋转电路40的衰减特性的实例。在本实例中，F1＝900MHz、F2＝1800MHz并且F3＝1900MHz。此外，UMTS系统的传输频率设置为1950MHz，并且接收频率设置为2150MHz。
图4中图示的衰减特性设置为一个值，它也具有在F1＝900MHz时呈现几乎不衰减、但相对于用在来自UMTS发送和接收端子17的UMTS路径中的传输频率的谐波分量(传输频率1950MHz的2倍或3倍的频率分量)呈现大衰减的衰减特性的低通滤波器(LPF)特性。
开关元件44由控制部件60驱动，以便与开关元件21的断开或闭合操作同步地断开或闭合，开关元件21变为“闭合”以便将F2或F3发送机信号F2或F3TX施加到天线端子11和用于选择F2接收机信号F2RX的开关元件23或者用于选择F3接收机信号F3RX的开关元件24。
作为F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20中的开关元件21、23和24，F1或者UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30中的开关元件32和33以及90度相位旋转电路40中的开关元件44，可利用诸如场效应晶体管(FET)或者PIN二极管的半导体开关构成。这些开关元件最好是具有良好高频特性的元件，也就是说，能够执行高速操作，并具有小的漏电流。
这些开关元件根据控制部件60的控制指令断开或闭合。在本说明书中，例如，开关元件21和控制部件60一起称为“开关部件”。
在本说明书中，例如，将开关元件21设置为闭合状态(或接通状态)称为“激活状态”，而将开关元件21设置为断开状态(或打开状态)称为“无效状态”。
接下来将解释具有上述配置的无线信号切换电路1的操作。
(1)利用频率F2或F3发送发送机信号F2或F3TX时
控制部件60将开关元件21设置为闭合(接通)状态，并将开关元件23设置为断开(打开)状态，然后将开关元件44设置为闭合状态。当然，控制部件60将开关元件32和开关元件33设置为断开状态。
在此状态下，施加到发送端子12的发送机信号F2或F3TX通过LPF 22和开关元件21，施加到天线端子11，并且从无线发送机和接收机天线ANT发送。
当控制部件60将开关元件44设置为闭合状态时，由电感器41和电容器42、43和45配置的电路呈现将相位旋转90度并将频率为F2或F3的信号接地的特性，并且相对于频率分量变为高阻抗。由此，能够保证F2或F3TX和F2或F3RX的F2或F3发送和接收系统的路径侧与F1或UMTS发送和接收系统的路径侧之间的隔离。由此，能够减少F1或UMTS发送和接收系统的路径侧对F2或F3发送和接收系统的路径侧的影响，并且同时，在频率为F2或F3时发送路径的损耗能够变小。
(2)利用频率F2或F3接收接收机信号F2或F3RX时
控制部件60将开关元件21设置为断开(打开)状态，并将开关元件23或开关元件24设置为闭合(接通)状态，然后将开关元件44设置为闭合状态。当然，控制部件60将开关元件32和开关元件33保持在断开状态。
在此状态下，在施加到无线发送机和接收机天线ANT的天线端子11的接收机信号F2或F3RX中，在开关元件23处于闭合状态时，从端子15输出F2接收机信号F2RX，并在开关元件24处于闭合状态时，从端子16输出F3接收机信号F3RX。
在开关元件44设置为闭合状态时90度相位旋转电路40的操作模式与以上描述相同。即，它呈现这样的特性：由电感器41和电容器42、43和45配置的电路将频率为F2或F3的信号的相位旋转90度并接地，并且相对于频率分量变为高阻抗。因此，能够保证F2或F3RX的接收系统的路径侧与F1或UMTS发送和接收系统的路径侧之间的隔离。由此，F1或UMTS发送和接收系统的路径侧对F2或F3接收系统的路径侧的影响能够减少，并且同时，在频率为F2或F3时发送路径的损耗能够变小。
(3)利用频率F1发送发送机信号F1TX时
控制部件60将开关元件32设置为闭合(接通)状态，并将开关元件33和开关元件44设置为断开(打开)状态。当然，它将开关元件21和开关元件23和24保持在断开状态。
施加到F1发送机信号用端子13的F1发送机信号F1TX通过开关元件32，从双工器31的LPF侧端子31b输入到双工器31，通过双工器31中的LPF，通过90度相位旋转电路40，施加到天线端子11，并从无线发送机和接收机天线ANT发送。
在这时，90度相位旋转电路40用作用于根据图4中例示的衰减特性来衰减UMTS传输频率的谐波分量并防止它通过的LPF，但相对于传输频率F1(例如900MHz)变为通带。因此，此发送路径中的损耗主要变为双工器31中的损耗。双工器31的损耗极小，因此有可能减少频率为F1时发送路径的损耗。
(4)利用频率F1接收接收机信号F1PX时
控制部件60将开关元件33设置为闭合(接通)状态，并将开关元件32和开关元件44设置为断开(打开)状态。当然，它将开关元件21和开关元件23和24保持在断开状态。
利用频率F1的接收机信号F1RX从无线发送机和接收机天线ANT的端子11输入，通过90度相位旋转电路40，分离到双工器31中的LPF侧，并且通过处于闭合(接通)状态下的开关元件33输出到接收端子14。
也在这时，90度相位旋转电路40相对于频率为F1的接收机信号变为通带。此接收路径中的损耗变为双工器31中的损耗，因此能够减少频率为F1时接收路径的损耗。
(5)发送UMTS发送机信号
控制部件60将开关元件21、开关元件23和24、开关元件44以及开关元件32和33中的所有开关元件设置为断开(打开)状态。
UMTS发送机信号从发送和接收端子17输入，还从双工器31的HPF侧端子31c输入，通过双工器31中的HPF，然后通过90度相位旋转电路40，施加到天线端子11，并从无线发送机和接收机天线ANT发送。
90度相位旋转电路40相对于UMTS传输频率变为通带，并且相对于谐波(UMTS频率的2倍或3倍的频率)变为衰减频带，如图4所示，因此能够抑制谐波分量。此发送路径中的损耗主要变为双工器31中的损耗。由于双工器31的损耗极小，因此能够减少UMTS传输频率下发送路径的损耗。
(6)接收UMTS接收机信号
控制部件60将开关元件21、开关元件23和24、开关元件44以及开关元件32和33中的所有开关元件设置为断开(打开)状态。
将在无线发送机和接收机天线ANT接收的UMTS接收机信号施加到天线端子11，通过90度相位旋转电路40，然后由双工器31分离到HPF侧31c，并且通过发送和接收端子17输出。
90度相位旋转电路40相对于UMTS接收机信号变为通带。此接收路径中的损耗主要变为双工器31中的损耗，因此能够减少UMTS接收频率下接收路径的损耗。
如上所述，在三频带GSM系统和UMTS系统的双模式兼容性的情况下，在由F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20进行信号路径切换时，通过利用90度相位旋转电路40的功能防止F2或F3发送和接收系统的信号路径切换20侧上的频率分量提供给F1或UMTS发送和接收系统的信号路径切换电路30侧，保证了F2或F3发送和接收系统的路径侧与F1或UMTS发送和接收系统的路径侧之间的隔离，并且能够减少相互影响，因此三频带和双模式切换时的损耗减少了，从而电路能够实现为低功耗和小尺寸的电路配置。
此外，通过向90度相位旋转电路40给予相对于UMTS频率的谐波分量的衰减特性，如图4所示，能够在90度相位旋转电路40中衰减UMTS频率的谐波分量。因此，在随后参考图5解释的UMTS用发送和接收电路中，当假定用于切换发送机信号和接收机信号的双工器(频带切换单元)的通过损耗与没给予90度相位旋转电路40衰减特性时一样，则可通过能够衰减UMTS频率谐波分量的正好的量来简化双工器的配置。相反，在假定双工器的配置与没给予90度相位旋转电路40衰减特性时一样的情况下，可通过能够衰减谐波分量的正好的量来减少相对于UMTS频率的通过损耗。
在诸如移动电话(蜂窝电话)或PDA的移动通信终端中，强烈要求在多频带中的较小和较低的功耗，例如，安装了诸如移动电话和数字照相机等多个装置的复合终端。特别是，在无线信号切换电路中，如上所述，假定使用一个发送机和接收机天线，则必须实现一个低损耗、低功耗和小尺寸的用于切换多个频带的多路径切换电路。与此相反，在根据参考图2解释的本实施例的无线信号切换电路1中，F2或F3发送和接收系统的路径侧与F1或UMTS发送和接收系统的路径侧之间的隔离通过利用90度相位旋转电路40得以保证。在各路径中通过不仅利用开关元件21到24、32和33而且利用双工器31来分离多个路径，可实现各路径中的低损耗。因此，根据本实施例，实现了一个低损耗、低功耗和小规模电路配置的用于切换多个频带的多路径切换电路。
如参考图1所解释的，在采用通过在某些信号路径中插入多个串联的开关元件来分离路径的配置时，开关元件中的损耗累积，并且变成大的损耗。此外，在采用仅用开关元件切换多个路径的配置时，在例如集成多个互相连接的开关元件、例如场效应晶体管FET(将它们形成在一个IC中)时，由于彼此连接的多个开关元件中的寄生电容，存在损耗将由于特别是处于打开状态(断开状态)的开关元件的增加而增加的可能性。与此相反，在根据本实施例的无线信号切换电路1中，通过采用利用90度相位旋转电路40和双工器31的分离路径的配置，能够减少插入在路径中间的开关元件的数量，并且同时能够减少彼此连接的开关元件的数量，因此由开关元件中寄生电容引起的有害影响能够减少，并且能够低损耗地分离多个路径。
在实现本发明的无线信号切换电路时，电路配置不限于图2例示的90度相位旋转电路40的电路配置。在本实施例的无线信号切换电路1中，90度相位旋转电路40的部件的值，也就是电感器41的电感L1和电容器42、43和45的电容C1到C3，都设置为使得90度相位旋转电路40将频率F2和F3的相位旋转90度，并且用作相对于UMTS路径频率的LPF。代替这种配置，90度相位旋转电路40的部件(许多所用的电容器和电感器以及电路配置)可调整为使得90度相位旋转电路40变为相对于双工器31的LPF侧路径中使用的频率F1的LPF。在这种情况下，它也必须相对于UMTS频率是通带。
还可能使90度相位旋转电路40不仅用作双工器31的LPF，而且广泛地用作滤波器。
在本实施例中，作为实例解释了利用GSM系统和UMTS系统作为不同通信系统的两个通信系统的情况，但也可使用不同于这些通信系统的通信系统。还可能将本发明应用到以与上述同样的方式使用三个或更多个不同通信系统的情况。
上述根据本实施例的无线信号切换电路最好用于切换用于在诸如移动电话或PDA的多模式兼容移动无线通信设备中具有不同频率的多个发送机和接收机信号的多个路径。
第二实施例
图5是利用本发明无线信号切换电路的移动无线通信设备例如三频带GSM系统和UMTS系统的双模式兼容移动电话的部分配置的实例的方框图，作为本发明的无线通信设备的实例。
从图5可以清楚地看出，根据第二实施例的双模式兼容移动电话配置了天线51、无线信号切换电路52、对应于GSM系统的频率F1、F2和F3提供的发送和接收电路53、54和55以及UMTS系统的发送和接收电路56。
无线信号切换电路52配置了：天线端子521，连接到天线51的天线端51A；频率为F1的接收机信号的接收端子522和频率为F1的发送机信号的发送端子523；频率为F2的接收机信号的接收端子524和频率为F2的发送机信号的发送端子525；频率为F3的接收机信号的接收端子526和频率为F3的发送机信号的发送端子527；以及UMTS发送和接收端子528。
UMTS发送和接收电路56的前端配置了：双工器(频带切换单元)561，用于切换发送机信号和接收机信号；低噪声放大器电路562，用于放大通过此双工器561输入的接收机信号；以及功率放大器电路563，用于放大发送机信号。
至于无线信号切换电路52，使用以上参考图2解释的无线信号切换电路1。
在电路配置中，与图2相对应，图2的发送端子13对应于发送端子522，接收端子14对应于接收端子523，发送端子12对应于发送端子524和发送端子526，接收端子15对应于接收端子525，接收端子16对应于接收端子527，并且发送和接收端子17对应于发送和接收端子528。
用于频率F1的发送和接收电路53连接到发送端子522和接收端子523，用于频率F2的发送和接收电路54连接到发送端子524和接收端子525，并且用于频率F3的发送和接收电路55连接到发送端子526和接收端子527。此外，UMTS发送和接收电路56连接到发送和接收端子528。
如以上所解释的，参考图2解释的无线信号切换电路1能够以低损耗、低功耗和小规模电路配置实现三频带和双模式的切换。因此，在图5中部分图示的移动电话中利用无线信号切换电路1能大大有助于移动电话的较低功耗、较小尺寸和更轻的重量。
特别是，图2中图示的90度相位旋转电路40相对于UMTS频率的谐波分量具有衰减特性，并且能够衰减UMTS频率的谐波分量。由此，在UMTS发送和接收电路56中，在假定双工器561的通过损耗与没给予90度相位旋转电路40衰减特性时一样的情况下，可通过能够衰减UMTS频率谐波分量的正好的量来简化双工器561的配置。相反，在假定双工器561的配置与没给予90度相位旋转电路40衰减特性时一样的情况下，可通过能够衰减谐波分量的正好的量来减少相对于UMTS频率的通过损耗。
如上所述，根据本发明的无线信号切换电路，路径切换不仅利用开关元件执行，而且利用双工器执行，同时通过利用90度相位旋转部件保证了发送路径和接收路径之间的隔离，因此能够以低损耗、低功耗和小规模电路配置实现用于切换多个频带的多路径切换电路。
此外，根据本发明，通过在无线通信设备中利用这种无线信号切换电路，无线通信设备能够配置为功耗低、规模小并且重量轻。
此外，根据本发明，通过用90度相位旋转部件相对于UMTS频率的谐波分量给予衰减特性，能够衰减UMTS频率的谐波分量。由此，能够减少相对于UMTS频率的通过损耗。
本发明不限于上述说明。可根据本发明的技术思想采用各种修改。因此，本发明覆盖权利要求书中公开的发明以及等效于本发明的范围。
Claims (10)
1.一种无线信号切换电路，用于切换由至少第一通信系统和第二通信系统通信的无线通信中具有不同频率的多个发送机和接收机信号，所述电路包括：
天线端子(11)，连接到天线ANT；
第一信号路径切换部件(20)，它具有多个开关部件(21，23，24，60)，用于在第一通信系统中选择具有至少第二和第三频率(F2和F3)的发送机和接收机信号；
相位旋转部件(40)，其一端(40a)连接到天线端子(11)并对提供给第一信号路径切换部件(20)的频率分量的信号的相位给予90度的相位旋转；以及
第二信号路径切换部件(30)，它具有双工器(31)，用于分离第一通信系统的具有第一频率(F1)的发送机和接收机信号与第一通信系统的具有所述第二和第三频率的发送机和接收机信号，所述双工器(31)的公共输入和输出端子(31a)连接到所述相位旋转部件的另一端(40b)，所述双工器(31)的第一滤波器侧端子(31b)提供了具有第一通信系统的第一频率(F1)的发送机和接收机信号，并且所述双工器(31)的第二滤波器侧端子(31c)提供了第二通信系统的发送机和接收机信号，且所述第一频率小于所述第二频率，所述第二频率小于所述第三频率。
2.如权利要求1所述的无线信号切换电路，其中
所述相位旋转部件具有衰减第二通信系统发送的信号的谐波分量的特性。
3.如权利要求1所述的无线信号切换电路，其中
所述双工器(31)的第一滤波器侧是低频滤波器侧，并且所述双工器(31)的第二滤波器侧是高频滤波器侧。
4.如权利要求1所述的无线信号切换电路，其中所述相位旋转部件配置有：
电感器(41)，其一端连接到所述天线端子(11)，而另一端(40b)连接到所述双工器(31)的所述公共输入和输出端子(31a)，
第一电容器(42)，连接在所述电感器(41)的一端和参考电势节点之间，
第二电容器(43)，连接在所述电感器的另一端和所述参考电势节点之间，
第一开关部件(44，60)，其一端连接到所述电感器(41)的另一端，以及
第三电容器(45)，连接在第一开关部件(44，60)的另一端和所述参考电势节点之间，并且具有如下特性：
在第一开关部件激活时，由所述电感器(41)和第一、第二以及第三电容器(42，43，45)限定的电路对提供给第一信号路径切换部件(20)的频率分量的信号的相位给予90度的相位旋转，并且
在第一开关部件无效时，由所述电感器(41)和第一和第二电容器(42，43)限定的电路衰减第二通信系统发送的信号的谐波分量。
5.如权利要求1至4中任一项所述的无线信号切换电路，其中
第一通信系统是三频带GSM系统，以及
第二通信系统是UMTS系统。
6.如权利要求5所述的无线信号切换电路，其中第一信号路径切换部件(20)包括：
第一接收机信号切换电路，它连接到所述天线端子(11)，并具有用于选择第一通信系统中具有第二和第三频率(F2和F3)的接收机信号(F2RX或F3RX)的多个开关部件(23，24)，以及
第一发送机信号切换电路，它连接到所述天线端子(11)，并具有开关部件(21)和连接到所述开关部件的滤波部件，所述开关部件用于选择第一通信系统中具有第二或第三频率(F2或F3)的发送机信号(F2或F3TX)。
7.如权利要求1所述的无线信号切换电路，其中第二信号路径切换部件(30)具有：第一开关部件(32)，连接到所述双工器(31)的第一滤波器侧端子(31b)，并选择第一通信系统的具有第一频率(F1)的发送机信号；以及第二开关部件(33)，用于选择第一通信系统的具有第一频率(F1)的接收机信号。
8.一种无线通信设备，配置有：
用于发送和接收无线信号的天线ANT，以及
如权利要求1至7中任一项所述的无线信号切换电路。
9.如权利要求8所述的无线通信设备，其中：
所述无线通信设备是移动无线通信设备，包括三频带GSM系统作为第一通信系统并且UMTS系统作为第二通信系统的双模式兼容移动电话。
10.如权利要求8所述的无线通信设备，其中：
所述双工器的第二滤波器侧端子连接到UMTS用发送和接收电路的前端，并且
所述前端具有：
双工器(561)，用于切换UMTS发送机信号和UMTS接收机信号，
低噪声放大器电路(562)，用于放大通过此双工器输入的所述UMTS接收机信号，以及
功率放大器电路(563)，用于放大所述UMTS发送机信号。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003182565A JP3905866B2 (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | アンテナ切り替え回路およびこれを用いた無線通信装置 |
| JP182565/2003 | 2003-06-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1839555A CN1839555A (zh) | 2006-09-27 |
| CN100454770C true CN100454770C (zh) | 2009-01-21 |
Family
ID=33549555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004800237204A Active CN100454770C (zh) | 2003-06-26 | 2004-06-21 | 无线信号切换电路和无线通信设备 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7522887B2 (zh) |
| EP (1) | EP1638214B1 (zh) |
| JP (1) | JP3905866B2 (zh) |
| KR (1) | KR20060058058A (zh) |
| CN (1) | CN100454770C (zh) |
| WO (1) | WO2005002078A1 (zh) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4620414B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2011-01-26 | 京セラ株式会社 | 無線通信端末装置及びプログラム |
| GB0426443D0 (en) * | 2004-12-02 | 2005-01-05 | Koninkl Philips Electronics Nv | Distributed diplexer |
| KR100737153B1 (ko) | 2006-01-18 | 2007-07-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 퀸트플렉서 |
| DE102006015072B4 (de) * | 2006-03-31 | 2017-06-01 | Epcos Ag | Mobilfunkmodul für Multi-Band-Multi-Mode Betrieb |
| CN200980149Y (zh) * | 2006-08-11 | 2007-11-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现对一卡双号/一号双模卡网络间切换的装置 |
| JP4910586B2 (ja) * | 2006-09-14 | 2012-04-04 | パナソニック株式会社 | 送受信装置とこれを用いた電子機器 |
| KR100737083B1 (ko) | 2006-09-21 | 2007-07-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 퀸트플렉서 |
| WO2008066325A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for signal detection in radio frequency identification system |
| JP4710977B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2011-06-29 | 日立金属株式会社 | 高周波回路、高周波部品、及び通信装置 |
| TWI385936B (zh) * | 2007-11-21 | 2013-02-11 | Airoha Tech Corp | Wireless transceiver chip and its correction method |
| FI20075974A0 (fi) * | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Nokia Corp | Laite ja menetelmä |
| JP4909914B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2012-04-04 | 株式会社日立製作所 | 無線端末 |
| US20090219908A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Ahmadreza Rofougaran | Method and system for processing signals via diplexers embedded in an integrated circuit package |
| KR100994155B1 (ko) * | 2008-09-16 | 2010-11-12 | 전자부품연구원 | 대역외 간섭신호 제거 장치 및 방법 |
| CN101969313A (zh) * | 2010-08-02 | 2011-02-09 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种单通道双路宽带跳频数字接收系统 |
| US9143184B2 (en) * | 2010-10-19 | 2015-09-22 | Rfaxis, Inc. | Radio frequency multi-port switches |
| CN102545946A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-07-04 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 射频前端电路 |
| KR101526235B1 (ko) * | 2011-03-04 | 2015-06-05 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 고주파 스위치 모듈 |
| CN102801437A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种模式分离方法和装置 |
| GB2500265B (en) * | 2012-03-16 | 2014-03-05 | Broadcom Corp | Reconfigurable radio frequency circuits and methods of receiving |
| US20160238427A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Honeywell International Inc. | Electronic level gauge having improved noise rejection and power transmission |
| CN105306088A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-02-03 | 邓志华 | 一种具有同时通信的蓝牙、wifi二合一模块 |
| US9991889B2 (en) | 2016-02-09 | 2018-06-05 | Psemi Corporation | High throw-count RF switch |
| CN105978581B (zh) * | 2016-06-22 | 2019-04-12 | 安徽天兵电子科技股份有限公司 | 一种模块化的微波组件 |
| JP2018067752A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社村田製作所 | 通信モジュール |
| CN109245778B (zh) * | 2018-08-31 | 2020-10-16 | 北京小米移动软件有限公司 | 无线通信方法及设备 |
| US11437992B2 (en) | 2020-07-30 | 2022-09-06 | Mobix Labs, Inc. | Low-loss mm-wave CMOS resonant switch |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1239859A (zh) * | 1998-06-11 | 1999-12-29 | 株式会社东金 | 双频带天线共用器 |
| EP1271794A2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Lg Electronics Inc. | Triple band receiving apparatus of mobile communication terminal |
| JP2003168996A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波回路装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI97086C (fi) * | 1994-02-09 | 1996-10-10 | Lk Products Oy | Järjestely lähetyksen ja vastaanoton erottamiseksi |
| DE19823049C2 (de) * | 1998-05-22 | 2000-09-21 | Ericsson Telefon Ab L M | Leistungsverstärker-Ausgangsschaltung zur Unterdrückung von Oberschwingungen für eine Mobilfunkeinheit mit Doppelbandbetrieb und Verfahren zum Betreiben derselben |
| US6298224B1 (en) * | 1999-02-22 | 2001-10-02 | Motorola, Inc. | Multiple frequency band receiver |
| US6466768B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-10-15 | Conexant Systems, Inc. | Multi-band filter system for wireless communication receiver |
| EP1168650B1 (en) * | 1999-12-28 | 2010-11-10 | Hitachi Metals, Ltd. | High-frequency switch, high-frequency switch module, and wireless communication device |
| JP4286533B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2009-07-01 | パナソニック株式会社 | ３周波分波回路 |
| JP2002050980A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波スイッチおよびそれを用いた無線通信機 |
| JP2002135157A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-10 | Sony Corp | マルチバンド携帯無線端末 |
| DE10053205B4 (de) * | 2000-10-26 | 2017-04-13 | Epcos Ag | Kombinierte Frontendschaltung für drahtlose Übertragungssysteme |
| JP2002208873A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Hitachi Metals Ltd | アンテナスイッチ積層モジュール複合部品 |
| GB0204108D0 (en) * | 2002-02-21 | 2002-04-10 | Analog Devices Inc | 3G radio |
| JP4168692B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2008-10-22 | ソニー株式会社 | アンテナ切り替え回路およびこれを用いた無線通信装置 |
-
2003
- 2003-06-26 JP JP2003182565A patent/JP3905866B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-06-21 CN CNB2004800237204A patent/CN100454770C/zh active Active
- 2004-06-21 EP EP04746524.0A patent/EP1638214B1/en active Active
- 2004-06-21 US US10/561,610 patent/US7522887B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-06-21 KR KR1020057024051A patent/KR20060058058A/ko not_active Application Discontinuation
- 2004-06-21 WO PCT/JP2004/009055 patent/WO2005002078A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1239859A (zh) * | 1998-06-11 | 1999-12-29 | 株式会社东金 | 双频带天线共用器 |
| EP1271794A2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Lg Electronics Inc. | Triple band receiving apparatus of mobile communication terminal |
| JP2003168996A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波回路装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005020381A (ja) | 2005-01-20 |
| CN1839555A (zh) | 2006-09-27 |
| EP1638214A1 (en) | 2006-03-22 |
| EP1638214A4 (en) | 2014-05-07 |
| JP3905866B2 (ja) | 2007-04-18 |
| EP1638214B1 (en) | 2016-10-05 |
| WO2005002078A1 (ja) | 2005-01-06 |
| US20070213015A1 (en) | 2007-09-13 |
| KR20060058058A (ko) | 2006-05-29 |
| US7522887B2 (en) | 2009-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100454770C (zh) | 无线信号切换电路和无线通信设备 | |
| EP1695447B1 (en) | Front-end arrangements for multiband multimode communication engines | |
| EP1449276B1 (en) | Gps equipped cellular phone using a spdt mems switch and single shared antenna | |
| US7155252B2 (en) | Mimo and diversity front-end arrangements for multiband multimode communication engines | |
| CN100517996C (zh) | 高频切换模块 | |
| EP1649605B1 (en) | Antenna switch with adaptive filter | |
| EP1673949B1 (en) | Multiband multimode communication engines | |
| WO2002067451A1 (fr) | Dispositif de commutation et terminal de communication portable | |
| EP1614227B1 (en) | System and method for selecting a communication band | |
| US11881844B2 (en) | Multiplexer | |
| JP4168692B2 (ja) | アンテナ切り替え回路およびこれを用いた無線通信装置 | |
| US6856187B2 (en) | High frequency switch module | |
| JP2004228666A (ja) | アンテナ共用器 | |
| CN113131959A (zh) | 一种射频前端装置 | |
| GB2376383A (en) | Antenna switch arrangement | |
| KR20090051625A (ko) | 프런트 엔드 모듈 | |
| JP2003298304A (ja) | 高周波スイッチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170522 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: Sony Corporation Address before: Tokyo, Japan, Japan Co-patentee before: Nippon Special Ceramic Co., Ltd. Patentee before: Sony Corporation |