CN100579269C - 改善双模手机中gsm开关对cdma灵敏度影响的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响的装置，包括射频功放和接收滤波器，其特征在于，还包括：双工器，其公共端连接到天线；两个环形器，分别具有公共端口、发射通路端口和接收通路端口，其中每个公共端口分别连接到双工器的低频段端口和高频段端口；以及两个射频开关组，分别串联连接在两个环形器和收发通路之间，其中每个射频开关组的一侧端口分别连接到每个环形器的发射通路端口和接收通路端口，每个射频开关组的另一侧端口分别连接到射频功放的输出端口和接收滤波器的输入端口。因而，通过本发明，可以改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响。

Description

改善双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度影响的装置

技术领域

本发明涉及一种用于改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响的装置。

背景技术

GSM/CDMA双模手机是一种支持GSM、CDMA两种制式同时待机甚至同时通讯的移动通信终端。这类双模手机在两种制式的无线模块同时工作时由于频率邻近的原因存在相互干扰，对各自的无线性能产生一定的影响，简称GC互扰。

GC互扰存在多种类型，本发明关注的是一种干扰途径较隐蔽而干扰作用较明显的类型。我们在研究中发现，GSM待机时其前端射频开关的切换会对CDMA灵敏度有突发的影响，只要CDMA处于大功率发射状态，即使GSM此时发射功率很小，这种突发影响的程度并没有减弱。同时我们发现，这种GSM待机时的突发干扰和GSM、CDMA射频电路同时工作时的持续干扰源于一种机制。

为减弱GSM和CDMA之间的相互干扰，设计者一般使用的方法是提高GSM天线和CDMA天线之间的隔离度。天线隔离度的提高对于减弱GC互扰是有效的，但在目前手机天线技术水平下，提高天线隔离度本身并非易事。一般情况下，手机的尺寸限制了天线隔离度所能达到的最高水平。因此对于上述的突发干扰，通过增加天线隔离度，理论上可以减弱，但实际应用起来并非十分有效。

可以看出，增加天线隔离度是通过增加传输路径损耗而削弱不良影响，并没有从根本上解决该问题。通过深入细致的实验和分析，发现了该类型干扰的产生机制：

一、CDMA发射信号的一部分功率通过天线耦合到GSM天线，进入GSM射频电路；

二、GSM电路结构所决定的工作中射频通路的阻抗变换导致了CDMA发射信号在GSM电路内的频谱扩展；

三、被扩频后的CDMA信号经过GSM的发射通路返回，并通过GSM天线辐射到空中，再被CDMA天线接收下来，落在CDMA接收频段内的功率进入CDMA的接收通路，成为干扰噪声，影响CDMA的接收灵敏度。

如果CDMA的发射功率不大，则由此产生的干扰噪声的幅度很小，不会对CDMA的接收灵敏度有明显的影响。相反如果CDMA以大功率发射，由此产生的干扰噪声的幅度同幅增大，会对CDMA接收灵敏度产生明显的明显影响。

目前GSM手机的射频电路结构主要有两种，一种是天线下面使用天线开关模组(简称ASM)(如图1所示)，另一种是天线下面使用前端模块(简称FEM)(如图2所示)。ASM是双工器和射频开关的结合体。双工器用来分离高低频段(为了便于说明，本文在必要时对850M频段和900M频段统称为低频段；对1800M频段和1900M频段统称为高频段)，而对于同为低频段的850M和900M频段都表现为通频带且没有方向的限制，对同为高频段的1800M和1900M频段同样没有任何限制。

射频开关是在收发两通路之间切换的单刀双掷开关。ASM再往下就是接收和发射的电路。FEM主要是射频开关和射频功放的结合体，这里的射频开关是在各频段的接收和发射通路之间切换的单刀多掷开关。FEM再往下就是各个接收和发射通路。这些电路结构导致了从天线接收下来的CDMA信号直接落到射频开关上。而GSM电路在通讯过程中，射频开关在收发各通路之间切换，导致了射频通路的阻抗的瞬间变换。从频域角度看，射频开关的切换含有丰富的谐波，这些谐波调制到接收下来的CDMA发射信号上，相当于对CDMA发射信号的频率进行双边扩展，产生了比CDMA信号频谱还要宽得多的、包络为升余弦形状的频谱。

实验证实，由于CDMA850M频段的收发频率间隔为45MHz，而CDMA1900M频段的收发频率间隔为80MHz，所以这种干扰类型在850M频段对灵敏度的影响比1900M频段更为明显。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种用于解决双模手机GSM开关影响CDMA灵敏度的装置，从根本上解决双模手机在CDMA大功率发射时，CDMA接收灵敏度受GSM电路返回的噪声的影响。

根据本发明，提供了一种装置，用于改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响，包括射频功放和接收滤波器，还包括：双工器，其公共端连接到天线；两个环形器，分别具有公共端口、发射通路端口和接收通路端口，其中每个上述公共端口分别连接到上述双工器的低频段端口和高频段端口；以及两个射频开关组，分别串联连接在两个上述环形器和收发通路之间，其中每个上述射频开关组的一侧端口分别连接到每个上述环形器的发射通路端口和接收通路端口，每个上述射频开关组的另一侧端口分别连接到上述射频功放的输出端口和上述接收滤波器的输入端口。

双工器可以是双频双工器。环形器中的信号流的方向可以为从上述发射通路端口到上述公共端口，以及从上述公共端口到上述接收通路端口。

此外，射频开关组可以是射频联动开关组，包括由相同信号控制的两个射频开关，其中一个上述射频开关接通发射通路时，另一个上述射频开关断开接收通路，以及一个上述射频开关在接通上述接收通路时，另一个上述射频开关断开上述发射通路。

其中，连接到上述低频段端口的上述环形器的工作频段可以为824MHz～960MHz。另外，连接到上述高频段端口的上述环形器的工作频段可以为1710MHz～1990MHz。

因而，采用本发明的电路结构，有效解决了干扰的产生根源。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的ASM的GSM手机射频电路的示意图；

图2是现有技术中的FEM的GSM手机射频电路的示意图；

图3是根据本发明的电路结构的概略示意图；以及

图4是本发明实施例的GSM手机射频电路的具体电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如上所述的这类干扰类型的根源在于射频开关的切换。对于GSM信号，由于收发通路在开关切换过程中是关闭的，因此不会因开关的切换产生额外的频率。而对于CDMA的发射信号，由于开关与天线之间没有任何抑制和隔离的措施，CDMA的发射信号直接落到GSM的射频开关上，在开关切换的瞬间产生的阻抗变换导致CDMA的频谱扩展，再毫无阻碍地由GSM天线发射出去。因此，我们采取的对策是在GSM的天线和射频开关之间增加一种隔离器件，稳定射频通路的阻抗。

图3是根据本发明的GSM手机射频电路的示意图。如图3所示，用于改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响的装置300包括射频功放302和接收滤波器304，另外，还包括：双工器306，其公共端连接到天线；两个环形器308a、308b，分别具有公共端口、发射通路端口和接收通路端口，其中每个公共端口分别连接到双工器306a、306b的低频段端口和高频段端口；以及两个射频开关组310，分别串联连接在两个环形器308a、308b和收发通路之间，其中每个射频开关组的一侧端口分别连接到每个环形器308的发射通路端口和接收通路端口，每个射频开关组的另一侧端口分别连接到射频功放302的输出端口和接收滤波器304的输入端口。

其中，双工器306是双频双工器。

并且，环形器308a、308b中的信号流的方向为从发射通路端口到公共端口，以及从公共端口到接收通路端口。

此外，射频开关组310是射频联动开关组，包括由相同信号控制的两个射频开关，其中一个射频开关接通发射通路时，另一个射频开关断开接收通路，以及一个射频开关在接通接收通路时，另一个射频开关断开发射通路。

其中，连接到低频段端口的环形器的工作频段为824MHz～960MHz。

并且，连接到高频段端口的环形器的工作频段为1710MHz～1990MHz。

图4是本发明实施例的GSM手机射频电路的具体电路结构的示意图。如图4所示，为保证GSM对四频的兼容性，GSM天线下的双工器406为四频双工器，对高低频段进行分离。公共端口接天线，低频段端口接到通过850MHz和900MHz信号的低频段通路，高频段端口接到通过1800MHz和1900MHz信号的高频段通路。

双工器406的高、低频段端口各接一个三端口的环形器408，低频段通路上的环形器408工作频段覆盖824MHz～960MHz，高频段通路上的环形器408工作频段覆盖1710MHz～1990MHz。环形器408的一个端口作为公共端口接到双工器406，另两个端口分别接到发射通路和接收通路，作为发射通路端口和接收通路端口。连接方式保证环形器408的信号流方向为：发射通路端口到公共端口，公共端口到接收通路端口。

三端口环形器408的发射通路端口和接收通路端口通过射频开关410接到相应的发射和接收通路中。这里的射频开关410是射频联动开关组，每个组合包含两个射频开关，由相同的控制信号控制其切换方向，保证在发射通路接通时接收通路断开，或者接收通路接通时发射通路断开。

射频联动开关组410串接在环形器408和收发通路中间。其中一侧的端口分别接到环形器408的发射通路端口和接收通路端口，另一侧的端口分别接到射频功放402的输出端口和接收滤波器404的输入端口。

该电路利用了环形器408的单向传输的特性使GSM的收发通路从逻辑意义上的收发通路变成物理意义上单向的接收和发射通路，避免了信号在收发通路内的反射。该装置一方面阻断了GSM天线接收下来的CDMA发射信号进入GSM发射通路，落到射频开关上，避免了CDMA信号在GSM发射通路的开关上频谱被扩展，再经过功放的输出端反射出去。另一方面，尽管有部分CDMA发射信号进入GSM的接收通路，但是该通路微弱的反向信号流可被环形器有效的阻断。

因此，经过双工器、再经过GSM天线辐射到空间的信号几乎不含有CDMA发射信号被GSM开关瞬间扩频后的部分。从根本上解决了该类型干扰产生的根源。即使GSM天线接收下功率较大的CDMA发射信号，在环形器的反向隔离作用下，由GSM天线发射到空中的被扩频的CDMA信号的强度已经得到有效的抑制，再经过天线传输路径的衰减，落到CDMA接收通路里的干扰信号不造成对CDMA接收灵敏度的干扰。相比通过增加天线隔离度来减弱该类型的干扰有着本质上的改善。

综上所述，通过本发明，可以改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电路装置，用于改善GSM/CDMA双模手机中GSM开关对CDMA灵敏度的影响，包括射频功放和接收滤波器，其特征在于，还包括：

双工器，其公共端连接到天线；

两个环形器，分别具有公共端口、发射通路端口和接收通路端口，其中每个所述公共端口分别连接到所述双工器的低频段端口和高频段端口；以及

两个射频开关组，分别串联连接在两个所述环形器和收发通路之间，其中每个所述射频开关组的一侧端口分别连接到每个所述环形器的发射通路端口和接收通路端口，每个所述射频开关组的另一侧端口分别连接到所述射频功放的输出端口和所述接收滤波器的输入端口。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述双工器是双频双工器。

3.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述环形器中的信号流的方向为从所述发射通路端口到所述公共端口，以及从所述公共端口到所述接收通路端口。

4.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述射频开关组是射频联动开关组，包括由相同信号控制的两个射频开关，其中一个所述射频开关接通发射通路时，另一个所述射频开关断开接收通路，以及一个所述射频开关在接通所述接收通路时，另一个所述射频开关断开所述发射通路。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路装置，其特征在于，连接到所述低频段端口的所述环形器的工作频段为824MHz～960MHz。

6.根据权利要求5所述的电路装置，其特征在于，连接到所述高频段端口的所述环形器的工作频段为1710MHz～1990MHz。

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