CN102412861A - 一种发射滤波器及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发射滤波器及移动终端。所述发射滤波器是低通滤波器。移动终端，包括：无线收发机、发射滤波器、功率放大器、频分双工器及天线；无线收发机，用于接收或发送信号，一端与所述发射滤波器的输入端连接，另一端与所述频分双工器的接收端连接；发射滤波器，所述发射滤波器是低通滤波器，用于选择发射频率，输出端与所述功率放大器的输入端相连；功率放大器，输出端与所述频分双工器的发射端连接；频分双工器，包括接收通路及发射通路，所述发射通路采用低通滤波器或带限滤波器，外接端与所述天线相连。通过上述方式，本发明能够在保证低插损的情况下同时保证对接收噪声的抑制度。

Description

一种发射滤波器及移动终端
技术领域
本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种发射滤波器及移动终端。
背景技术
现今的移动终端通常采用声表面波滤波器作为发射滤波器。声表面波滤波器是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜，然后经光刻，在两端各形成一对叉指形电极组成。
当在发射换能器上加上信号电压后，就在输入叉指电极间形成一个电场使压电材料发生机械振动(即超声波)以超声波的形式向左右两边传播，向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。在接收端，由接收换能器将机械振动再转化为电信号，并由叉指形电极输出。因而，移动终端在加入声表面波滤波器作为发射滤波器后，就能够进行频率选择，过滤杂散干扰，提高通讯的品质。
但是，声表面波滤波器的插入损耗非常大，通常的插入损耗可达3分贝～4分贝之间，对于要求低功耗的移动终端来说，是难以接受的。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种发射滤波器，能够有效降低移动终端的功耗。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种发射滤波器，所述发射滤波器是低通滤波器。
其中，所述低通滤波器是电容电感滤波器。
其中，所述电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，所述LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，所述第一电容一端接地端，另一端与电感相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种移动终端，包括：无线收发机、发射滤波器、功率放大器、频分双工器及天线；无线收发机，用于接收或发送信号，一端与所述发射滤波器的输入端连接，另一端与所述频分双工器的接收端连接；发射滤波器，所述发射滤波器是低通滤波器，用于选择发射频率，输出端与所述功率放大器的输入端相连；功率放大器，输出端与所述频分双工器的发射端连接；频分双工器，包括接收通路及发射通路，所述发射通路采用低通滤波器或带限滤波器，外接端与所述天线相连。
其中，所述低通滤波器是电容电感滤波器。
其中，所述电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，所述LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，所述第一电容一端接地端，另一端与电感相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。
其中，所述终端还包括：第一匹配网络器，用于实现所述功率放大器与频分双工器之间的阻抗匹配，一端与功率放大器的输出端连接，另一端与频分双工器的发射端连接。
其中，所述终端还包括：第二匹配网络器，用于实现所述频分双工器与天线之间的阻抗匹配，一端与频分双工器的外接端连接，另一端与天线连接。
其中，所述无线收发机在频段1、4、5、8的最大输出功率为4dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz，在频段2的最大输出功率为4.5dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz；所述发射滤波器在各个频段的插入损耗均为0.5分贝，在频段1、4、5、8的接收频段衰减为13.5分贝，在频段2的接收频段衰减为15分贝；所述功率放大器在各个频段的发射频段放大增益均为24.5分贝，接收带内放大增益均为23.5分贝，在频段1、4的总输出接收频段噪声为-146.5dBm/Hz，在频段2、5、8的总输出接收频段噪声为-145dBm/Hz；所述频分双工器在频段1、4的插入损耗为0.5分贝，在频段2、5、8的插入损耗为1分贝，在各个频段的对接收频段的噪声衰减均为25分贝，输出接收频段噪声为-173.5dBm/Hz。
本发明的有益效果是：区别于现有技术采用声表面波滤波器作为发射滤波器的插入损耗非常大的情况，本发明提供一种采用低插入损耗的低通滤波器作为发射滤波器，并根据无线收发机的接收频段噪声水平及接收频段的抑制度重新确定了各个部件的参数，在保证低插损的情况下同时保证对接收噪声的抑制度。
附图说明
图1是本发明发射滤波器一实施例的电路图；
图2是本发明发射滤波器插入损耗特性曲线图；
图3是本发明移动终端一实施例的结构示意图；
图4是本发明移动终端另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示的是本发明的一种发射滤波器，这里采用的是电容电感滤波器，是低通滤波器中的一种。
LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，第一电容一端接地端，另一端与电感一端相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端。
电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。电容电感的值不同时，滤波的特性曲线也不相同。在本实施例中，第一组的LC∏型滤波电路的第一电容的值为4.2皮法，电感的值为4.1纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第二组的LC∏型滤波电路的电感的值为6.2纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第三组的LC∏型滤波电路的电感的值为6.2纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第四组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.6纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第五组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.6纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第六组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.1纳亨，第二电容的值为3.3皮法。
以第一组LC∏型滤波电路的第一电容与电感的连接端作为输入，第六组LC∏型滤波电路的第二电容与电感的连接端作为输出，通过仿真技术可以得到电容电感滤波器插入损耗特性曲线，如图2所示，可得出该电容电感滤波器插入损耗最大值为0.3分贝，远低于使用声表面波滤波器的插入损耗。
区别于现有技术采用声表面波滤波器作为发射滤波器的插入损耗非常大的情况，本发明提供一种采用低插入损耗的低通滤波器作为发射滤波器，有效地降低了插入损耗。
本发明还提供了一种移动终端，如图3所示，包括：无线收发机110、发射滤波器120、功率放大器130、第一网络匹配器140、频分双工器150、第二网络匹配器160及天线170。
无线收发机110用于接收或发送信号，一端与发射滤波器120的输入端连接，另一端与频分双工器150的接收端连接。
发射滤波器120输出端与功率放大器130的输入端相连。通过发射滤波器120的选择作用，可以使发射信号限定在特定的频率上，而且过滤非工作频率上的干扰信号。这里采用的是电容电感滤波器，是低通滤波器中的一种，如图1所示。
LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，第一电容一端接地端，另一端与电感一端相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端。
电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。电容电感的值不同时，滤波的特性曲线也不相同。在本实施例中，第一组的LC∏型滤波电路的第一电容的值为4.2皮法，电感的值为4.1纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第二组的LC∏型滤波电路的电感的值为6.2纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第三组的LC∏型滤波电路的电感的值为6.2纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第四组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.6纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第五组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.6纳亨，第二电容的值为4.3皮法。第六组的LC∏型滤波电路的电感的值为5.1纳亨，第二电容的值为3.3皮法。
以第一组LC∏型滤波电路的第一电容与电感的连接端作为输入，第六组LC∏型滤波电路的第二电容与电感的连接端作为输出，通过仿真技术可以得到电容电感滤波器插入损耗特性曲线，如图2所示，可得出该电容电感滤波器插入损耗最大值为0.3分贝，远低于使用声表面波滤波器的插入损耗。
功率放大器130输出端与第一匹配网络器140一端相连。发射信号经过功率放大器130的放大作用后，获得足够的功率通过天线170发送到空间中，以尽可能地被下一个接收端，如基站、移动终端所接收。
第一匹配网络器140用于实现功率放大器130与频分双工器150之间的阻抗匹配，一端与功率放大器130的输出端连接，另一端与频分双工器150的发射端连接。
频分双工器150包括接收通路及发射通路。且发射通路采用低插入损耗的低通滤波器或带限滤波器来替代高插入损耗的带阻滤波器。
第二匹配网络器160用于实现无线收发机110与天线170之间的阻抗匹配，一端与频分双工器150的输出端连接，另一端与天线170连接。
天线170为印刷天线，印刷于电路板上，接收信号及发射信号均通过天线170进行收发。在其它的实施方式中，也可以是金属制成的条形天线等，本发明不作限定。
本发明的移动终端可以适用于多种类型移动通讯技术，如CDMA、WCDMA、GSM等等。为了能更好地陈述，下面以WCDMA为例进行陈述。
按照国际约定，WCDMA有九个工作频段：
  工作频段   频率(兆赫兹)   工作国家
  频段1   2,100
  频段2   1,900
  频段3   1,800
  频段4   2,100/1,700
  频段5   850   美国
  频段6   850   日本
  频段7   2,500
  频段8   900
  频段9   1,700   日本
如图4所示，本发明所提供的移动终端可自由选择工作在频段1、2、4、5、8中，因而，移动终端设置有多个分支，每个分支都有发射滤波器220、功率放大器230、第一匹配网络器240、频分双工器250，第二匹配网络器260。每个发射滤波器220的选择工作频率不同，可分别设置工作在频段1、2、4、5、8中。经过发射滤波器220选择后的信号被功率放大器230进行放大传输到第一匹配网络器240后，经频分双工器250的发射通路传输到第二匹配网络器260，然后经多路工作开关270，传输到天线280中。如果天线280接收到接收信号时，经过多路工作开关270传输到第二匹配网络器260，然后通过频分双工器的接收通路传输到无线收发机210。
移动终端使用低通滤波器虽然能够降低插入损耗，但由于低通滤波器本身的性质会导致在接收频段的抑制度变差，为了保证通讯的质量，会增加对功率放大器230和无线收发机210的噪声抑制要求。在现有技术下，增加对功率放大器230和无线收发机210的噪声抑制难以实现。因而，需要重新分配移动终端的各个部分的参数，使得接收频段的抑制度工作在可接收范围内。
首先，确定移动终端接收通路的接收频段噪声水平是-173dBm/Hz，接收频段的最大抑制度为20分贝。
因此在噪声最恶劣的情况下，无线收发机210在频段1、4、5、8的最大输出功率为4dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz，在频段2的最大输出功率为4.5dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz。
发射滤波器220在各个频段的插入损耗均为0.5分贝，在频段1、4、5、8的接收频段衰减为13.5分贝，在频段2的接收频段衰减为15分贝。
无线收发机210及发射滤波器220的参数确定后，即可确定功率放大器230的参数。功率放大器230在各个频段的发射频段放大增益均为24.5分贝，接收带内放大增益均为23.5分贝，在频段1、4的总输出接收频段噪声为-146.5dBm/Hz，在频段2、5、8的总输出接收频段噪声为-145dBm/Hz。
频分双工器250在频段1、4的插入损耗为0.5分贝，在频段2、5、8的插入损耗为1分贝，在各个频段的对接收频段的噪声衰减均为25分贝，输出接收频段噪声为-173.5dBm/Hz。
多路工作开关270的插入损耗为：高频0.8分贝，低频0.5分贝。
传输线的插入损耗为：高频0.7分贝，低频0.5分贝。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种发射滤波器，其特征在于，所述发射滤波器是低通滤波器。
2.根据权利要求1所述的发射滤波器，其特征在于，所述低通滤波器是电容电感滤波器。
3.根据权利要求2所述的发射滤波器，其特征在于，所述电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，所述LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，所述第一电容一端接地端，另一端与电感相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。
4.一种移动终端，其特征在于，包括：无线收发机、发射滤波器、功率放大器、频分双工器及天线；
无线收发机，用于接收或发送信号，一端与所述发射滤波器的输入端连接，另一端与所述频分双工器的接收端连接；
发射滤波器，所述发射滤波器是低通滤波器，用于选择发射频率，输出端与所述功率放大器的输入端相连；
功率放大器，输出端与所述频分双工器的发射端连接；
频分双工器，包括接收通路及发射通路，所述发射通路采用低通滤波器或带限滤波器，外接端与所述天线相连。
5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述低通滤波器是电容电感滤波器。
6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述电容电感滤波器包括多组LC∏型滤波电路，所述LC∏型滤波电路包括第一电容、电感及第二电容，所述第一电容一端接地端，另一端与电感相连，电感的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地端，且第一组LC∏型滤波电路与第二组LC∏型滤波电路共用第一组LC∏型滤波电路的第二电容，第二组LC∏型滤波电路与第三组LC∏型滤波电路共用第二组LC∏型滤波电路的第二电容，依次类推。
7.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述终端还包括：
第一匹配网络器，用于实现所述功率放大器与频分双工器之间的阻抗匹配，一端与功率放大器的输出端连接，另一端与频分双工器的发射端连接。
8.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述终端还包括：
第二匹配网络器，用于实现所述频分双工器与天线之间的阻抗匹配，一端与频分双工器的外接端连接，另一端与天线连接。
9.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，
所述无线收发机在频段1、4、5、8的最大输出功率为4dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz，在频段2的最大输出功率为4.5dBm，最小输出功率为-76dBm，接收频段噪声为-155dBm/Hz；
所述发射滤波器在各个频段的插入损耗均为0.5分贝，在频段1、4、5、8的接收频段衰减为13.5分贝，在频段2的接收频段衰减为15分贝；
所述功率放大器在各个频段的发射频段放大增益均为24.5分贝，接收带内放大增益均为23.5分贝，在频段1、4的总输出接收频段噪声为-146.5dBm/Hz，在频段2、5、8的总输出接收频段噪声为-145dBm/Hz；
所述频分双工器在频段1、4的插入损耗为0.5分贝，在频段2、5、8的插入损耗为1分贝，在各个频段的对接收频段的噪声衰减均为25分贝，输出接收频段噪声为-173.5dBm/Hz。
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