CN101953081B - 通信装置 - Google Patents

Abstract

提供了第一滤波器(63a)和第二滤波器(63b)，二者具有处于例如把频带f1到f4基本上二等分的频带中的通带。在这种情况下，所述第一滤波器(63a)和所述第二滤波器(63b)在经划分的频率(f5)上进入彼此的区域。实际上，即使所述频带未被二等分，具有较宽带宽的频带(第一频带(61a))在第二频带(61b)侧的频域被构造成使得为所述第二滤波器(63b)所覆盖。这使得有可能抑制支持多频带的无线通信装置中的负载变化的影响。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，特别涉及一种用于实现适于多频带兼容的无线通信装置的放大器的滤波器构造技术。

背景技术

随着越来越多地使用诸如移动电话之类的移动终端装置，也已经积极地开发能够跨越国界使用的移动终端装置(即多频带无线通信终端装置)以便允许全球漫游。虽然在频率分配方面已经有全球标准化的趋势，但是这只在逐渐地付诸实践。在查看由每一个国家所采用的频带时可以发现，某一频带在一些区域中被分配为发射频带，而在其他区域中被分配为接收频带。此外，响应于所述标准化趋势，可能会需要在过渡阶段容许多个频带。与此同时，虽然在一个国家内分配的频带相对较宽，但是通常存在在该国家内共享所述频带的多家电信运营商。因此，在实践中，所分配频带的带宽的某一百分比被指定给单独的电信运营商以作为可用频率带宽。相应地，各终端只需要能够在被指定给所述单独电信运营商的频带内操作即可。与此同时，在国外漫游时，需要漫游中的终端能够在尽可能宽的频带上操作，这是因为希望此类终端能够在尽可能多的区域中操作。

存在另一种情境：功率放大器(下文中称作“PA”)具有下述特性，即其电流、失真特性、增益等等可以响应于负载波动而发生很大改变。移动终端装置的天线在由用户携带时使用。因此，所述天线的阻抗在人体等因素的影响下会容易发生改变。

为了解决上述问题，通常在所述PA的输出级处提供隔离器以便隔离所述阻抗波动，并且从而使得所述PA的负载稳定。然而，现在为了降低装置成本以及减小装置尺寸，没有隔离器的移动终端装置越来越多，并且已经提出了这种装置以应对上面提到的特性恶化(参见专利文献1)。

根据在下面专利文献1中描述的技术，把可变负载连接到功率放大器的输出端与移动电话的天线元件之间的信号线。在所述负载发生波动之后，通过检测所述功率放大器的操作电流或增益的改变而在史密斯圆图上估计所述波动之后的操作负载点的位置，随后由控制电路在一定方向上执行对所述可变负载的开关控制以便减轻所述负载波动。

专利文献1：日本专利公布(Kokai)No.2000-295055A。

发明内容

本发明将要解决的问题

然而在上述情况下，PA输出端的负载阻抗将在何种程度上随着天线负载的波动而变化就成为一个重要的设计因素。从这一观点来看，希望发射输出级上的滤波器(这对于作为集成发射/接收滤波器的双工器同样成立)的阻抗尽可能接近50Ω。然而，所述滤波器的通带越宽，就越难以实现该滤波器，其结果是优先减少插入损耗，从而用于优化阻抗的余地很小。此外，由于宽带滤波器具有频率特性并且具有分布式阻抗，因此一直以来都很难在整个范围内最优地调节阻抗。

本发明的一个目的是抑制在多频带兼容移动通信终端装置中的PA的负载波动的影响。

解决所述问题的手段

根据本发明的一个方面，提供一种能够使用第一频带和第二频带的多频带兼容无线通信装置，所述装置包括第一滤波器和第二滤波器，其中，作为所述第一滤波器的通带的第一通带和作为所述第二滤波器的通带的第二通带当中的每一个包括所述第一频带或第二频带的至少一部分，并且所述第一通带的带宽与所述第二通带的带宽之间的差小于所述第一频带的带宽与所述第二频带的带宽之间的差。

还提供一种能够使用包括第一频带和第二频带的多个频带的多频带兼容无线通信装置，所述装置包括具有第一通带的第一滤波器和具有第二通带的第二滤波器，其中，所述第一通带和所述第二通带当中的每一个包括所述第一频带或所述第二频带的至少一部分，并且所述滤波器的数目大于所述频带的数目。

相应地，例如有可能利用所述第一滤波器和所述第二滤波器来覆盖作为宽频带的所述第一频带。当仅仅使用所述第一频带的通带的一部分时，也就是说，当使用窄带滤波器而不是宽带滤波器时，有可能在把插入损耗抑制到很小的同时将所述通带处的滤波器阻抗设计得更接近50Ω。

优选地，所述装置还包括：被配置成放大射频信号的第一功率放大器，所述第一功率放大器的输出信号由所述第一滤波器进行滤波；被配置成放大射频信号的第二功率放大器，所述第二功率放大器的输出信号由所述第二滤波器进行滤波；被提供在所述第一滤波器和所述第二滤波器的另一端处的开关，所述开关被配置成在所述第一滤波器和所述第二滤波器之间进行切换；以及被配置成处理来自所述开关的信号的天线。

举例来说，即使当所述终端将被用在不同区域中时，通过根据通信频率信道自动地或人工地切换所述终端的开关，仍然有可能实现在宽频带内使用所述终端并且抑制所述PA的负载波动。

优选地，所述装置还包括：被提供在所述第一滤波器和所述第二滤波器的一端处的第一功率放大器，所述第一功率放大器被配置成放大射频信号；被提供在所述一端与所述功率放大器之间的隔离器；被提供在所述隔离器与所述一端之间的第一开关，所述第一开关被配置成在所述第一滤波器和所述第二滤波器之间进行切换；被提供在所述第一滤波器和所述第二滤波器的另一端处的第二开关，所述第二开关被配置成在所述第一滤波器和所述第二滤波器之间进行切换；以及被配置成处理来自所述第二开关的信号的天线。

获得所述隔离器的最大隔离效果的频率优选地被设置成接近所述第一通带与第二通带之间的边界或者这二者的重叠频率。优选地，所述第一滤波器的输出阻抗在更远离所述第二滤波器的通带的频率侧与更接近所述第二滤波器的通带的频率侧相比相对更接近50Ω，并且所述第二滤波器的输出阻抗在其通带的更远离所述第一滤波器的通带的一侧与更接近所述第一滤波器的通带的一侧相比也相对更接近50Ω。滤波器的输入端是指接收目标信号的端子，而滤波器的输出端是指从该处输出所述信号的端子。优选地，所述第一滤波器的输入阻抗在其通带的更远离所述第二滤波器的通带的频率侧与更接近所述第二滤波器的通带的频率侧相比相对更接近50Ω，并且所述第二滤波器的输入阻抗在其通带的更远离所述第一滤波器的通带的一侧与更接近所述第一滤波器的通带的一侧相比也相对更接近50Ω。此外，可以为所述第一滤波器和所述第二滤波器的至少其中之一提供被配置成调节该滤波器的阻抗的匹配电路。

如上所述，通过把与包括所述第一频带和所述第二频带的整个频带的相对边缘相对应的频带处的阻抗调节成更接近50Ω，即使在难以获得所述隔离器的隔离效果的频带处也抑制所述PA的负载波动的影响变得有可能。

通过把所述低频侧滤波器的低频侧阻抗以及所述射频侧滤波器的射频侧阻抗调节成更接近50Ω，相对较容易地抑制负载波动变得有可能。

应当注意，所述装置通常包括发射装置和接收装置。

还应当注意，上面提到的多频带兼容无线通信装置可以被用于移动终端装置。另外，本发明还可以是被用于上面提到的多频带兼容无线通信装置的滤波器。

本发明的有利效果

根据本发明，可以抑制多频带兼容无线通信装置中的负载波动的影响。此外，没有隔离器的配置也是可能的。在这种情况下，有可能降低装置的成本并且减小装置的尺寸。

附图说明

图1示出其中天线的阻抗波动传播到PA负载的视图。

图2是滤波器的阻抗的图像绘制(image plot)视图。

图3分别示出其中邻信道泄漏功率满足标准值的PA负载的阻抗区域与在史密斯圆图上所示的频率带宽之间的关系。

图4是示出根据本发明第一实施例的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图5是示出对图4中所示的电路配置中的各滤波器进行设置的第一实例的图。

图6是示出对图4中所示的电路配置中的各滤波器进行设置的第二实例(第一变型)的图。

图7是示出对图4中所示的电路配置中的各滤波器进行设置的第三实例(第二变型)的图。

图8是示出根据本实施例第三变型的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图9是示出根据本发明第二实施例的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图10是示出根据图9的第一变型的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图11是示出对图9和图10中所示的电路配置中的各滤波器进行设置的一个实例的图，其中所述隔离器的特性被一起示出。

图12是示出图10中所示的配置中的滤波器的低频侧的经调节的阻抗特性的史密斯圆图。

图13是示出根据图9的第二变型的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图14是示出根据本发明第三实施例的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。

图15是示出对图14中所示的电路配置中的各滤波器进行设置的一个实例的图。

图16示出可以应用根据本发明的通信技术的移动电话的外部视图的一个实例。

图17是示出图16中所示的移动电话的一种示例性内部配置的功能框图。

图18示出使用图16和图17中所示的移动电话的国际漫游通信系统的一种示例性示意配置。

符号说明

1、3、5、7、11、15、17、21、23、25、131...史密斯圆图

1a、3a、5a、7a、11a、15a、17a、21a、23a、25a、135、141...阻抗

31、101...通信电路

33、103...天线

35、105...第一滤波器

37、107...第二滤波器

41、77、113...第一无线电功率放大器(HPA)

43、81、127...第二无线电功率放大器

45、115...射频电路部分

46...基带处理器

47...控制器(CPU)

49...存储器(存储部分)

57、117、119...选择器开关(SPDTSW)

61...指定频带

63、65、67、67a、69...滤波器通带

71...第一滤波器(双工器)

72...第二滤波器(双工器)

111...隔离器

121、123、125...匹配电路

75、83...LNA(低噪声放大器)

133...未调节的滤波器的阻抗1

137...经调节的滤波器的阻抗2

201...第一机壳

202...第二机壳

204...控制部分

205...显示部分

251...第一系统

252...第二系统

A...多频带兼容移动终端

B1-B3...只能在第一系统内使用的终端

C1-C3...只能在第二系统内使用的终端

具体实施方式

用在本说明书中的“通带带宽”是指实际被用于通信的频率的带宽，并且包括在物理上宽于这种带宽的滤波器的带宽。也就是说，由于这里讨论的是在被用于通信的频率处的阻抗，因此不涉及在所使用频率之外的频率处的阻抗。

在下文中将参照附图以移动通信装置为例描述根据本发明每一个实施例的多频带兼容无线通信装置。

根据本发明的多频带兼容无线通信装置的特征在于，第一滤波器的带宽被变窄，并且所述变窄的带宽由不同于所述第一滤波器的第二滤波器来覆盖。

此外，当在一个宽频带上使用PA时，其中获得良好失真特性的负载阻抗区域根据频率而改变。因此，其中失真满足整个频带的共同的标准的阻抗范围变窄。由于需要令所述PA的负载阻抗波动处于这样一个范围内，所以设计复杂性可能会增大。因此，如果所述第一滤波器的频带如上所述地被变窄，则只需要调节处在对应于所述变窄的带宽的频率范围内的阻抗，从而得到更简单的电路设计。

此外，在宽频带上使用所述PA的情况下，即使使用隔离器，在其中获得足够隔离效果的范围也较窄。因此，在其中没有获得所述隔离效果的范围内就产生了与上述情况类似的现象。因此，通过把所述隔离器的中心频率置于所述宽频带的中心附近并且如在本发明中一样等分滤波器，例如，在更接近所述频带的相对边缘的频率处单独调节每一个滤波器的阻抗(实施例2)变得有可能。

当在不使用隔离器的情况下把PA分别连接到宽带滤波器和窄带滤波器时，需要把用于所述宽带滤波器的PA设计成具有足够的失真余量，这样可能会增大所述PA的成本。因此，等分滤波器将允许对于所述两个PA使用具有大致等同的设计和过程的装置，并且仅仅需要进行微调。这样做与使用具有不同规格的两个PA的情况相比可以降低成本。

图2分别示出通过联合在每一个频率处的滤波器的阻抗而获得的绘制图像。在图2中，实线代表通带，虚线代表阻带。图2A是示出宽带滤波器的阻抗图像的史密斯圆图，图2B示出其中考虑仅使用图2A的滤波器频带的一部分的情况，即仅使用实线部分的情况。可以看出，虽然阻带与50Ω的位置(史密斯圆图的中心)偏离很远，通带的位置则位于50Ω附近，其位置根据频率而改变。史密斯圆图是代表反射系数的复平面。利用这些史密斯圆图可以确定传输线的复阻抗。水平轴代表复反射系数的实部，以及垂直轴代表虚部。在每一个圆圈上，阻抗的实(电阻)分量是恒定的，而在上下方向上弯曲的曲线(在实践中是弧)上，阻抗的虚(电抗)分量是恒定的。所述圆图的中心对应于匹配的负载和传输线，这意味着没有反射波并且实现了无损传输。所述圆图的圆周对应于100％反射，这意味着所有信号都返回到了输入端。在无线通信中，常常处理其中心设置在50Ω处的史密斯圆图以作为标准。因此，在下面的描述中，所有圆图的中心都应当被视为50Ω。

从图2A可知，通过仅仅使用图2A中所用的频率滤波器通带的一部分，将允许仅仅使用如图2B中所示的非常接近50Ω的一个范围。在该实例中，为了简单起见而描述了以下事实：通过仅仅使用单个滤波器的通带的一部分使得更容易朝向50Ω聚集所述滤波器的阻抗。然而，通过将所述滤波器通带设计得较窄从而整合阻抗还可以提高阻抗设计的灵活性。

也就是说，图2B示出以下事实：通过使滤波器的通带变窄将允许在保持插入损耗小的同时把其阻抗设计得接近50Ω，从而便于优化。与此相对，当需要宽通带时，优先对所述插入损耗进行抑制。因此，所述阻抗如在最初的绘制图像中那样可以偏离50Ω(图2A)。一般而言，主流的SAW带通滤波器以分数带宽计被说成具有高达大约4％的最大通带宽度。

接下来将参照附图描述上面提到的阻抗具有的影响。图1的上部两个史密斯圆图分别示出位于自由空间中的天线阻抗和有很大波动的天线阻抗的图像，在后一种情况下例如人体、金属等存在于周围并且接近或远离所述装置。由图1的附图标记1指示的史密斯圆图的特性1a示出正常时间的天线阻抗视图。在理想情况下，所述天线位于自由空间中，在那里在所述终端的外围不存在障碍物。当所述天线阻抗被连接到发射滤波器(或双工器)的阻抗时(参见由附图标记5指示的史密斯圆图的特性5a)，可以看出所述PA的负载在正常时间是稳定的并且几乎不改变，这是因为所述自由空间中的阻抗1a和所述发射滤波器的阻抗5a都接近50Ω(参见由附图标记11指示的史密斯圆图的特性11a)。

与此同时，当所述天线阻抗大大偏离50Ω时(参见史密斯圆图3的特性3a)，处于负载波动中的PA负载也将按照类似的方式改变(参见史密斯圆图7的特性7a)。在这种情况下，如果所述发射滤波器的阻抗没有集中在50Ω处，则所述偏差呈椭圆扩散，并且所述阻抗与50Ω的偏差可能根据频率而小于或大于其中所述阻抗集中在50Ω处的情况。从设计的观点来看，必须把可能的大的偏差纳入考虑以顾及最坏的情况。虽然为了清楚起见仅仅示出了所述发射滤波器的单个阻抗特性，但是所述阻抗在该滤波器的输入端和输出端处有所不同。因此，所述阻抗在输入端和输出端处的集中程度都很重要。

接下来将检查PA负载特性。失真、电流消耗、增益等等将被负载的阻抗大大改变。在失真方面，如果邻信道泄漏功率特别处于标准值之外，则其可能会干扰其他通信，并且从而可能导致系统故障。电流消耗的增加可能导致所述PA的热量增加，这又可能导致终端由于过载而关机，或者在最坏的情况下可能击穿所述PA。增益的显著降低可能导致无法确保标称输出电平的可能性，由此通信可能变得更容易中断。出于这些原因，PA的制造商提供负载图，其中按照类似于等高线的方式在史密斯圆图上显示出失真、电流、增益等等。接下来，为了清楚起见将说明仅仅显示出失真的附图。图3A示例性地示出由给定系统所使用的频带。如图3A中所示，考虑下面三个所使用的频带(多个频带)：f0、f1L-f1H以及f2L-f2H。图3B中所示的史密斯圆图21示出阻抗区域21a，当所使用的频带是f0时，在该阻抗区域21a内邻信道泄漏功率满足标准值。虽然该区域最初应当具有更复杂的形状，但是这里为了清楚起见将其以圆形示出。因此，如所示获得相对较宽的区域。多个信道被指定为通信信道。也就是说，提供一定带宽。所述阻抗区域可能根据所述带宽内的频率而有所不同。当把所述频带从单个频率展宽到如图3C中所示的f1L-f1H时，将得到如史密斯圆图23中所示的窄于区域21a的区域23a。当把所述频带进一步展宽到如图3D中所示的f2L-f2H时，所得到的区域例如变得进一步窄于区域23a，并且只有如史密斯圆图25中所示的区域25a能够满足标准。如上所述，能够满足所述标准的公共区域随着频带的增大而变得更窄。虽然这里在描述中用尺寸相同的圆示出了能够满足所述标准的阻抗范围，但是所述圆的尺寸在更接近所述频带边缘的频率处实际上应当变得更小，这是因为展宽所述频带还将对所述PA的频带的展宽施加限制，并且从而可能恶化在所述频带边缘处的特性。在考虑前述内容时，能够在整个频带上满足所述标准的公共阻抗范围可能甚至更窄。

在下文中将参照附图描述根据本发明第一实施例的移动通信装置。

本实施例的通信技术使用彼此邻近的两个不同频带。当单个通信终端装置在所述两个频带上进行通信时可以有效地使用这种通信技术。下面特别描述所述两个频带的宽度大不相同的情况。

图4是示出用于根据本实施例的通信终端装置的通信电路的主要部分的示例性配置的功能框图。图4中所示的通信电路31包括天线33、第一滤波器35、第二滤波器37、在第一滤波器35一侧提供的第一高功率放大器(HPA)41、在第二滤波器37一侧提供的第二高功率放大器(HPA)43、以及选择器开关(SPDTSW)57，该选择器开关把天线33的连接切换到第一滤波器35或第二滤波器37并且包括连接到第一滤波器35侧F1的连接线57a和连接到第二滤波器37侧F2的连接线57b。所述第一高功率放大器(HPA)41和所述第二高功率放大器(HPA)43当中的每一个被连接到射频电路部分45。所述射频电路部分45包括：可变放大器和频率转换器，其把来自基带处理器46的信号的频率和电平转换到适当的频率和电平并且将所述信号供应到所述第一高功率放大器(HPA)41和所述第二高功率放大器(HPA)43；信号发生器，其生成用在频率转换中的信号；以及其他。作为所述终端，提供控制上述电路的控制器(CPU)、用于存储程序的存储器、以及诸如显示部分和键输入部分之类的用户接口，不过图中没有示出。

图5示例性地示出根据本实施例的由所述通信电路所使用的频带与所述滤波器的通带之间的关系。

这里所使用的“频带”是指为之指定相同标准的一组频率。例如在考虑下面的国际漫游情况时可以理解这一概念：其中运营频带1的区域不同于其中运营频带2的区域。具有较窄带宽的频带2被使用在其中销售相关终端的区域中，而具有较宽带宽的频带1被使用在其他区域中。此外，即使在单个国家内，如果该国家要针对世界范围基础上的标准化而改变频率分配，那么也可能会出现旧频带和新频带在过渡阶段期间共存的情况。

为了容许多个频带，通常提供具有与每一种系统的带宽相符的通带的滤波器。在本实施例中提供了第一滤波器63a和第二滤波器63b，二者分别具有处于例如通过把频带f1到f4基本上二等分而获得的频带范围内的通带。在这种情况下，所述第一滤波器63a和所述第二滤波器63b的区域可以彼此部分地重叠，中心频率f5介于其间。在实践中，即使所述划分不是二等分，也优选地采用这样一种配置：较宽频带(第一频带61a)的更接近第二频带61b侧的频率区域为所述第二滤波器63b所覆盖。以这种方式，当考虑国际漫游时，带宽f2-f1与f4-f3很可能大不相同。在日本，多家电信运营商共享不同的频带以用于提供服务。因此，每一家电信运营商将绝不会使用其竞争者的频带，其结果是到目前为止只能使用所分配频带的一部分。然而，从允许在世界上尽可能广的区域内进行漫游的角度来看，期望覆盖尽可能宽的漫游频带。

因此，本发明提出，不形成对应于每一个运营频带的频带的滤波器，而是如在根据本实施例的通信技术中那样把第一滤波器的通带设置成使得所述较宽频带侧变窄，并且利用第二滤波器覆盖未由所述第一滤波器覆盖的频带以及所述较窄频带侧。优选地，所述两个带宽基本上相等。

相应地，有可能避免如先前所提到的难以在良好状况下将所述较宽频带侧的PA负载保持接近50Ω的情况。此外，当所述带宽不平衡时，有必要把所述较宽频带侧的PA设计成具有足够的余量，从而即使对于较高输出功率也可以保持线性，以便稳定整个宽频带上的特性。在这种情况下，不仅所述PA的成本增加并且尺寸增大，而且在实际使用的输出功率下的电流也可能会增大，由此所述较宽频带侧的PA在呼叫的持续时间内的电流消耗变得不利地占据支配地位。然而，当所述两个带宽被设置成基本上相等时，可以使得所述频带彼此更接近，由此对于所述两个PA使用基本上相同的或者略微调节过的PA变得有可能。这样做的有利之处在于，降低了采购成本并且提高了可用性。

接下来将参照附图描述根据本实施例的第一和第二变型的通信技术。图6和图7示出基于图4中所示的电路配置的实例，其中改变了图5中所示的滤波器的设置。在图6中，第一滤波器65a和第二滤波器65b的通带的边缘在中间频率f5的附近彼此重叠。在图7中，所述第一滤波器65a和所述第二滤波器65b的通带的边缘在所述中间频率f5的附近彼此离开(第一滤波器的射频侧边缘f6与第二滤波器的低频侧边缘f7彼此离开)。在任何一种情况下都有可能获得基本上等同于利用图5中所示的滤波器配置所获得的有利效果。

接下来参照附图描述根据本实施例的第三变型的移动通信装置。如图8中所示，根据本实施例的移动通信装置31包括天线33、作为第一滤波器的第一双工器71、作为第二滤波器的第二双工器73、在所述第一双工器71侧提供的发射高功率放大器77和接收低噪声放大器75、在所述第二双工器73侧提供的发射高功率放大器81和接收低噪声放大器83、连接到所述放大器的射频电路部分45a、以及基带处理器46a。所述射频电路部分45a包括可变放大器、频率转换器、信号发生器等等。CPU、显示部分、存储器以及键输入部分也与参照图4所描述的相同。即使各发射频带彼此邻近，各接收频带也不一定彼此邻近，这是因为发射/接收间隔根据系统而有所不同。在这种情况下，还有可能使用三工器配置，其中使用一个发射滤波器和两个接收滤波器。

接下来将参照附图描述根据本发明第二实施例的移动通信装置。图9是示出根据本实施例的移动通信装置的一种示例性配置的功能框图。图9中所示的移动通信装置101包括天线103、第一滤波器105、第二滤波器107、隔离器111、第一高功率放大器113、以及射频电路部分115。在所述天线103与所述滤波器105和107之间提供第一开关117，同时在所述滤波器105和107与所述隔离器111之间提供第二开关119。

图10示出图9中所示的移动通信装置的一种变型。除了图9中所示的装置之外，图10中所示的装置还包括处于滤波器105与第一开关117之间的匹配电路121、处于第二滤波器107与第一开关117之间的匹配电路125、处于第一滤波器105与第二开关119之间的匹配电路123、以及处于第二滤波器107与第二开关119之间的匹配电路127。

图11示例性地示出根据本实施例的移动通信装置的隔离器特性、所使用的频带、以及滤波器通带之间的关系。所使用的频带与所述滤波器通带之间的关系和图5中示出的第一实施例的相同。也就是说，第一滤波器105被适配成覆盖该第一滤波器105的频带f11到f12的低频侧，即f11到f15，而对应于所述第二频带f13到f14的第二滤波器107被适配成覆盖频带f15到f12。

如上所述，将所述隔离器111用于所述两个频带可以实现仅有单个HPA 113的配置。

应当注意，使用所述隔离器111来防备天线阻抗波动可以使得所述HPA的负载波动不大明显。因此，可以利用单个HPA 113实现频带展宽。然而，如果使用其尺寸被减小以用在移动通信装置中的所述隔离器111，则作为正向损耗与反向损耗之间的差而获得的隔离效果将被限制到相对较窄的频带内，并且在所使用的频带的相对边缘处可能很小。因此，虽然处于所述中心频率附近的负载可能是稳定的，但是利用所述隔离器减小负载波动的效果在更接近所述频带边缘的频率处可能较小。此外，由于仅仅使用所述单个HPA 113来覆盖整个频带，因此在其失真特性方面对所述HPA 113的设计有严格的约束。因此，在本实施例中，所述第一滤波器105的较宽频带侧也被变窄，并且所述第二滤波器107的较窄频带侧也被展宽，从而变得只需要在每一个滤波器的单端对阻抗进行管理，并且从而可以使得负载波动的范围最小化。举例来说，处于第一滤波器105的f11附近的区域中的阻抗被设置成更接近50Ω，以及处于第二滤波器107的f14附近的区域中的阻抗被设置成更接近50Ω。也就是说，只在其中所述隔离效果小的频带部分处把阻抗设置成更接近50Ω可能就足够有效了。也就是说，根据本实施例的通信电路的特征在于，第一滤波器105的输出(天线103侧)阻抗在其通带的更远离第二滤波器107通带的一侧比更接近第二滤波器107通带的一侧要更接近50Ω，类似地，第二滤波器107的输出阻抗在其通带的更远离第一滤波器105通带的一侧比更接近第一滤波器105通带的一侧要更接近50Ω，并且所述通信电路的特征还在于，第一滤波器105的输出(天线侧)阻抗在其通带的更远离第二滤波器107通带的一侧比更接近第二滤波器107通带的一侧要更接近50Ω，类似地，第二滤波器107的输入阻抗在其通带的更远离第一滤波器105通带的一侧比更接近第一滤波器105通带的一侧要更接近50Ω。应当注意，在输入(PA侧)阻抗方面，由于存在大约1到3dB的滤波器损耗，因此天线阻抗波动的影响往往更小。

也就是说，在第一实施例中把所述各滤波器的整个通带上的阻抗设置成更接近50Ω，而在第二实施例中优选地把在每一个通带的隔离效果小的单端处的阻抗设置成更接近50Ω。通常主要在滤波器的设计阶段调节该滤波器的阻抗。然而，也有可能在制造移动通信终端时把滤波器安装在电路板上之后再微调所述滤波器的阻抗。在这种情况下，可以把具有电感器、电容器等等的匹配电路布置在处于所述滤波器之前或之后的级中(参见图10)。下面将参照史密斯圆图来描述利用图10的配置中的匹配电路执行阻抗匹配的一个实例。图12A中所示的史密斯圆图131示出第一滤波器105的阻抗135。低频侧区域位于由附图标记133指示的圆内。从图12A中可见，假设所述低频侧区域133在该史密斯圆图的中心处朝向射频侧略微偏离50Ω的点。因此，利用图10中所示的匹配电路可以把所述低频侧的阻抗调节成更接近50Ω(此时假设在低频侧获得的隔离效果小于在射频侧获得的隔离效果)。

举例来说，虽然滤波器的输入阻抗与输出阻抗不同，但是如果要调节输入阻抗，则可以通过调节输入端的匹配电路来进行调节。存在只需要调节在输入侧处的阻抗的情况。然而，也存在还需要在相对侧进行输出匹配调节的情况，这是因为调节单侧的阻抗对于另一侧的阻抗将有不小的影响。

如图12B中所示，对第一滤波器105的阻抗进行调节，以便把低频侧区域朝向如附图标记137所指示的50Ω移动。以这种方式，朝向50Ω调节所述频率侧的区域允许把图11中所示的第一滤波器的低频侧区域调节成更接近50Ω。因此，即使在难以获得所述隔离器的隔离效果的低频侧区域中也可以抑制负载波动的影响。应当注意，即使当使用如图9中所示的无匹配电路的配置时，也可以基于相同的思想在制造部件时的设计阶段实施阻抗调节。

如上所述，例如可以由移动通信终端的制造商基于前面提到的设计构思在已经制造好的部件被安装在基板上的状态下实施阻抗调节。另外，可以通过把难以为之获得所述隔离器的隔离效果的频带处的阻抗调节成更接近50Ω来抑制负载波动的影响。

图13是示出根据本实施例的移动通信终端装置的一种变型的功能框图。所述移动通信终端装置包括与图8中一样的双工器221和223。在发射侧使用隔离器111和高功率放大器113，并且利用天线103侧的开关117和隔离器111侧的开关119对第一滤波器221和第二滤波器223进行切换。所述双工器221和223还被用于接收的目的。在接收侧使用低噪声放大器227，并且利用天线103侧的开关117和隔离器111侧的开关119对第一滤波器221和第二滤波器223进行切换。与前面提到的实施例一样，所述发射侧和接收侧都被连接到射频电路部分115a，并且由CPU(未示出)控制。如上所述，图13中所示的电路具有在发射侧提供的隔离器111，其仅仅需要在发射侧使用单个高功率放大器113。因此，可以简化所述电路并且可以降低成本。

接下来将描述根据本发明第三实施例的移动通信终端装置。图14是示出根据本实施例的移动通信终端装置的一种示例性配置的功能框图。图15示例性地示出根据本实施例的由所述通信电路使用的频带与所述滤波器的通带之间的关系。如图14中所示，根据本实施例的移动通信终端装置131包括天线133、第一滤波器151(双工器)、第二滤波器(双工器)153、以及第三滤波器(双工器)155。在该实例中，在发射侧还提供隔离器141和高功率放大器161，并且在接收侧提供低噪声放大器163。另外，所述发射侧和接收侧都由射频电路部分165和CPU(未示出)控制。

在发射侧，开关147和149选择所述第一到第三滤波器151、153和155的其中之一，而在接收侧，开关147和157选择所述第一到第三滤波器151、153和155的其中之一。

如图15中所示，作为第一频带(频带1)和第二频带(频带2)的两个频带被用作发射频带。在第一实施例的滤波器设计中，第一滤波器被适配成覆盖频带1的频带f1到f2当中的f1到f5(f2＞f5)。与此相对，在本实施例的滤波器设计中，频带1的频带f21到f22当中的f21到f25被设置为第一滤波器的通过区域(f25＜f26)，f22到f25的区域由第二滤波器覆盖(通过区域：f25到f26)，并且所述第二频率区域(频带2)由第二和第三滤波器覆盖。

虽然前面参照图15描述了其中所述频带1和频带2的频率带宽大致相等的一个实例，但是在所述频带1如图5中所示具有较宽带宽的情况下，还有可能利用所述滤波器1和滤波器2覆盖频带1的带宽，并且利用所述滤波器3覆盖频带2的带宽。其他变型也是可能的。

另外，虽然图14示出其中利用双工器组合所述发射侧与接收侧的一个实例，但是还有可能使用典型的滤波器以及使用类似于上面针对所述发射侧或接收侧所描述的滤波器配置。此外，虽然图15示出其中使用包括所述第一到第三滤波器的三个滤波器的一个实例，但是不言自明的是可以使用四个或更多个滤波器。

根据每一个前述实施例的电路可以被用于诸如移动电话或PDA之类的移动无线通信终端装置。在下文中将参照附图描述把所述电路应用于移动电话的一个实例来作为其中一个应用实例。

图16示出应用根据本实施例的无线通信技术的多频带兼容移动电话的外部视图的一个实例。图17是示出图16中所示的多频带兼容移动电话的主要配置的一个实例的功能框图。图18示意性地示出在多种通信系统上操作多频带兼容移动电话A的视图。存在只操作于系统1内的终端B 1到B3，只操作于系统2内的终端C2到C3，以及同时操作于系统1和2内的本发明的终端A。当考虑国际漫游时，例如所述系统1可以被视为国内系统，以及所述系统2可以被视为海外系统。可替换地，除了国际漫游之外，所述系统1还可以被视为旧频带，以及所述系统2还可以被视为新频带。在这种情况下，在由所述第二系统2接管所述系统1的过渡阶段中需要A作为替换。

图16中示例性地示出的移动电话A使用上面提到的通信技术。如图16中所示，所述移动电话包括第一机壳201和第二机壳202。第一机壳201配备有操作部分204，以及第二外壳202配备有LCD显示部分205。如示例性地示出的那样，天线33常常被嵌入到处于所述第一机壳与第二机壳之间的开/闭铰链附近的一个部分中或者被嵌入到接近用户嘴部的一个部分中。相应地，根据用户持握所述移动电话的方式，天线的阻抗可能容易受到用户手或脸的影响而波动。如图17的功能框图中所示，所述移动电话A包括天线33、通信电路31(参见图4等)、CPU47、存储器49、操作部分(键输入部分)204、以及显示部分205。通过包括图4、图8、图9、图10、图13、图14等中所示的通信电路31或101，所述移动电话A可以通过所述第一频带(1)与所述第一系统251进行通信。此外，所述移动电话A还可以通过所述第二频带(2)与所述第二系统253进行通信。把根据本实施例的通信技术用于所述多频带兼容无线通信装置的有利之处在于，可以抑制负载波动的影响。

如上所述，根据本发明每一个实施例的多频带兼容移动通信终端装置可以在操作于多个频带上的同时抑制所述功率放大器PA的负载波动的影响。还有可能使用没有隔离器的配置。在这种情况下，有可能降低装置成本并且减小装置尺寸。即使在提供隔离器时，具有单个功率放大器的配置也是可能的。在这种情况下也有可能降低成本。

在其发射频率与接收频率不同的系统中，所述发射频率与接收频率被设置成对。因此，一旦确定了双工器的发射通带宽度，就必然确定其接收通带宽度。用在本说明书中的“通带宽度”是指被实际用于通信的发射带宽或接收带宽，并且包括在物理上宽于这种带宽的带宽。也就是说，由于这里讨论的是在被用于通信的频率处的阻抗，因此不涉及在所使用频率之外的频率处的阻抗。这一点对于接收侧的电路同样成立。当使用宽频带时，诸如增益或噪声系数之类的频率偏差可能会增大或者可能发生不均匀的改变，这可能会增加要在所述终端内调节的项目的数量，并且从而使得控制变得复杂。然而，使用本发明的滤波器配置的有利之处在于，可以通过使接收滤波器的频带变窄来简化接收滤波器的设计和调节。此外，使所述滤波器的频带变窄的有利之处在于，可以容易地抑制发射波对接收电路的干扰。

工业适用性

本发明可以被应用于能够使用不同频带的多频带兼容移动电话。

Claims (16)

1.一种能够使用第一频带和不同于所述第一频带的第二频带的多频带兼容无线通信装置，所述装置包括：

射频电路部分；

分别连接到所述射频电路部分的第一功率放大器和第二功率放大器；

连接到所述第一功率放大器的第一滤波器；

连接到所述第二功率放大器的第二滤波器；

天线；以及

被配置成把所述第一滤波器或所述第二滤波器选择性地连接到所述天线的开关，其中，

作为所述第二滤波器的通带的第二通带包括所述第一频带的一部分和整个所述第二频带；以及

作为所述第一滤波器的通带的第一通带包括所述第一频带的剩余部分。

2.根据权利要求1所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第二滤波器对所述第二频带和所述第一频带进行处理。

3.根据权利要求1所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一频带由所述第一滤波器和所述第二滤波器进行处理。

4.根据权利要求1所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器是完全相同的功率放大器。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一通带和所述第二通带全部是发射频带或者全部是接收频带。

6.根据权利要求1到4中任何一项所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一通带和所述第二通带由不同系统使用。

7.根据权利要求4所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述装置还包括：

被提供在所述第一功率放大器与所述第一和第二滤波器之间的隔离器，所述隔离器被配置成隔离所述第一功率放大器的输出的阻抗波动；以及

被配置成把所述隔离器的输出选择性地输出到所述第一滤波器或所述第二滤波器的第一开关。

8.一种能够使用包括第一频带和不同于所述第一频带的第二频带的多个频带的多频带兼容无线通信装置，所述装置包括：

射频电路部分；

连接到所述射频电路部分的第一功率放大器；

第一滤波器；

第二滤波器；

第三滤波器；

天线；以及

被配置成把所述第一滤波器到所述第三滤波器的其中之一选择性地连接到所述天线的开关，其中，

作为所述第一滤波器的通带的第一通带包括所述第一频带的一部分；

作为所述第二滤波器的通带的第二通带包括所述第一频带的另一部分和所述第二频带的一部分；

作为所述第三滤波器的通带的第三通带包括所述第二频带的另一部分；以及

所述第一频带和所述第二频带被所述第一通带、所述第二通带和所述第三通带完全覆盖。

9.根据权利要求8所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一通带、所述第二通带和所述第三通带当中的每一个的带宽窄于所述第一频带和所述第二频带当中的每一个的带宽。

10.根据权利要求8到9中任何一项所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一通带和所述第二通带全部是发射频带或者全部是接收频带。

11.根据权利要求8到9中任何一项所述的多频带兼容无线通信装置，其中，所述第一通带和所述第二通带由不同系统使用。

12.根据权利要求9所述的多频带兼容无线通信装置，其中所述装置还包括：

被提供在所述第一功率放大器与所述第一、第二和第三滤波器之间的隔离器，所述隔离器被配置成隔离所述第一功率放大器的输出的阻抗波动；以及

被配置成把所述隔离器的输出选择性地输出到所述第一滤波器、所述第二滤波器或所述第三滤波器的第一开关。

13.根据权利要求12所述的多频带兼容无线通信装置，其中，获得所述隔离器的最大隔离效果的频率被设置成接近所述第一通带与所述第二通带之间的边界或者这二者的重叠频率。

14.根据权利要求12所述的多频带兼容无线通信装置，其中，

所述第一滤波器的输出阻抗在更远离所述第二滤波器的所述通带的频率侧与更接近所述第二滤波器的所述通带的频率侧相比相对更接近50Ω；以及

所述第二滤波器的输出阻抗在其通带的更远离所述第一滤波器的所述通带的一侧与更接近所述第一滤波器的所述通带的一侧相比也相对更接近50Ω。

15.根据权利要求12或13所述的多频带兼容无线通信装置，其中，

所述第一滤波器的输入阻抗在其通带的更远离所述第二滤波器的所述通带的频率侧与更接近所述第二滤波器的所述通带的一侧相比相对更接近50Ω；以及

所述第二滤波器的输入阻抗在其通带的更远离所述第一滤波器的所述通带的一侧与更接近所述第一滤波器的所述通带的一侧相比也相对更接近50Ω。

16.根据权利要求12或13所述的多频带兼容无线通信装置，还包括为所述第一滤波器和所述第二滤波器的至少其中之一提供的匹配电路，所述匹配电路被配置成调节滤波器的阻抗。

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