CN103460611B - 高频前端电路 - Google Patents

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CN103460611B CN201280014680.1A CN201280014680A CN103460611B CN 103460611 B CN103460611 B CN 103460611B CN 201280014680 A CN201280014680 A CN 201280014680A CN 103460611 B CN103460611 B CN 103460611B
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Abstract

高频前端电路（1）包括可变型滤波器（20T）和可变型滤波器（20R）。可变型滤波器（20T、20R）的一端与共用端子（PM（ANT）相连接。可变型滤波器（20T）的另一端与发送侧独立端子（PM（Tx））相连，可变型滤波器（20R）的另一端与接收侧独立端子（PM（Rx））相连。传输发送信号时，对可变型滤波器（20R）的阻抗进行调整，使得从可变型滤波器（20T、20R）的连接点观察可变型滤波器（20R）侧的阻抗处于开路状态。传输接收信号时，对可变型滤波器（20T）的阻抗进行调整，使得从可变型滤波器（20T、20R）的连接点观察可变型滤波器（20T）侧的阻抗处于开路状态。

Description

高频前端电路
技术领域
本发明涉及收发通信规格各自不同的多个通信信号的高频前端电路。
背景技术
以往，已设计出各种利用共用天线对利用了各自不同的频带的多个通信信号进行收发的高频前端电路。图1是现有的普通的高频前端电路10P的电路结构图。另外，图1所示的高频前端电路示出了利用共用天线对四种通信信号进行收发的示例。
现有的高频前端电路10P包括开关元件11、以及SAW双工器121、122、123、124。开关元件11包括共用端子PIC（ANT0）、以及独立端子PIC（RF1）～独立端子PIC（RF4）。开关元件11利用由驱动电源端子PIC（VDD）输入的驱动电压进行起动，并基于由多个控制信号输入端子PIC（Vc）输入的控制信号，将共用端子PIC（ANT0）与独立端子PIC（RF1）～独立端子PIC（RF4）中的任一个进行连接。共用端子PIC（ANT0）与共用天线ANT相连接。
独立端子PIC（RF1）与SAW双工器121相连接。SAW双工器121的发送侧滤波器与第1发送信号输入端子PM（Tx1）相连接。SAW双工器121的接收侧滤波器与第1接收信号输出端子PM（Rx1）相连接。
独立端子PIC（RF2）与SAW双工器122相连接。SAW双工器122的发送侧滤波器与第2发送信号输入端子PM（Tx2）相连接。SAW双工器122的接收侧滤波器与第2接收信号输出端子PM（Rx2）相连接。
独立端子PIC（RF3）与SAW双工器123相连接。SAW双工器123的发送侧滤波器与第2发送信号输入端子PM（Tx3）相连接。SAW双工器123的接收侧滤波器与第2接收信号输出端子PM（Rx3）相连接。
独立端子PIC（RF4）与SAW双工器124相连接。SAW双工器124的发送侧滤波器与第4发送信号输入端子PM（Tx4）相连接。SAW双工器124的接收侧滤波器与第4接收信号输出端子PM（Rx4）相连接。
根据这样的结构，现有的高频前端电路将来自各个发送信号输入端子的发送信号由共用天线ANT进行发送，并将利用共用天线ANT接收到的接收信号从所希望的接收信号输出端子输出。
然而现在，作为移动电话的无线通信方式，对于第三代（3G）移动电话的3GPP（Third Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划）标准，例如W－CDMA（Wide Band Code Division Multiple Access：宽带码分多址），对于3GPP2（Third Generation Partnership ProjectThirdGeneration2：第三代合作伙伴计划第二代）标准，例如，CDMA200（Wide BandcdmaOne）是FDD（Frequency Division Duplex：频分双工）方式，3GPP标准的GSM（Global System for Mobile Communications：全球移动通讯系统）、TD－LTE（Time Division Long Term Evolution：时分长期演进）以及TD－SCDMA（Time Division Synchronous Code Division MultipleAccess：时分同步码分多址）是TDD(Time Division Duplex：时分双工)方式。
因此，需要FDD方式的通信信号及与TDD方式相对应的高频前端电路，作为这样的高频前端电路，例如，专利文献1中记载有利用共用天线对FDD方式的通信信号与TDD方式的通信信号进行收发的高频前端电路。
专利文献1中所记载的高频前端电路如该专利文献1的图3中所示那样，包括用于利用FDD方式的通信信号的一个端口与用于利用TDD方式的通信信号的两个端口，根据传输的通信信号来进行端口的切换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平8－316873号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，如上所述，现有的高频前端电路中，为了与多个通信信号（发送信号及接收信号）相对应，需要使用多分支的开关元件，或与发送信号或接收信号的种类数相当个数的双工器。因此，会导致电路规模变大，或难以降低成本。
此外，现有的专利文献1中所记载的结构不得不包括独立的与TDD方式的通信信号相对的路径和与FDD方式的通信信号相对的路径，由此，导致电路规模变大。此外，由于TDD方式的通信信号的发送频带与接收频带重合，因此现有结构中不能利用可用于FDD方式的通信信号的双工器，从而必需设有开关元件，在这一点上，也使得电路规模变大，并难以降低成本。
因此，本发明的目的在于，提供一种高频前端电路，即使是较简单的电路结构也不会使通信特性下降，且能利用共用天线对FDD方式的通信信号和TDD方式的通信信号双方的通信信号进行收发。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的高频前端电路包括：第1可变型滤波器、第2可变型滤波器、共用端子，第1独立端子、以及第2独立端子。第1可变型滤波器、第2可变型滤波器构成为分别能调整通过特性及阻抗特性。共用端子连接第1可变型滤波器及第2可变型滤波器。第1独立端子与第1可变型滤波器的连接有共用端子一侧的相反侧相连接。第2独立端子与第2可变型滤波器的连接有共用端子一侧的相反侧相连接。在采用上述结构的基础上，在传输利用第1频带的第1高频信号时，在将第1可变型滤波器的通频带调整至第1频带的同时，也对第2可变型滤波器的阻抗进行调整，使得从共用端子侧观察到的所述第1频带中的第2可变型滤波器的阻抗处于开路状态。另一方面，在传输利用第2频带的第2高频信号时，在将第2可变型滤波器的通频带调整至第2频带的同时，也对第1可变型滤波器的阻抗进行调整，使得从共用端子侧观察到的第2频带中的第1可变型滤波器的阻抗处于开路状态。
在该结构中，在传输第1高频信号时，例如从第1独立端子输入第1高频信号并从共用端子输出该第1高频信号时，利用第1可变型滤波器来使第1高频信号的不需要的波衰减，并从共用端子输出。此时，对于第1高频信号的频率第2可变型滤波器的阻抗处于开路状态，因此，能防止第1高频信号从第1可变型滤波器泄漏至第2可变型滤波器。另一方面，在传输第2高频信号的情况下，例如从共用端子输入第2高频信号并从第2独立端子输出该第2高频信号时，利用第2可变型滤波器来使第2高频信号的不需要的波衰减，并从第2独立端子输出。此时，对于第2高频信号的频率第1可变型滤波器的阻抗处于开路状态，因此，能防止第2高频信号从共用端子泄漏至第1可变型滤波器。即，能确保第1可变型滤波器一侧与第2可变型滤波器一侧之间的隔离性，能使通频带中信号的损失减小。
此外，本发明的高频前端电路优选为第1可变型滤波器是对于特定通信信号的发送侧滤波器，第2可变型滤波器是对于特定通信信号的接收侧滤波器，共用端子是用于与外部的共用天线相连的端子。
本结构能确保特定通信信号的发送电路与接收电路之间的隔离性。
此外，本发明的高频前端电路优选为用于当第1高频信号的频率与第2高频信号的频率至少一部分重合的、分时方式的通信信号。
本结构中示出了本发明的结构有效地起作用的频带重合的情况，在这样的情况下，仅依靠滤波器特性的设定无法确保隔离性，但能通过进行上述阻抗调整来确保隔离性。
此外，本发明的高频前端电路优选为包括多个由发送侧滤波器与所述接收侧滤波器的组合构成的双工器，各双工器的共用端子彼此连接，对构成使特定通信信号通过的双工器以外的双工器的可变型滤波器进行调整，使得对于该特定通信信号阻抗处于开路状态，或使得该特定通信信号的通频带处于衰减频带。
该结构不仅进行一种种类的通信信号的发送信号及接收信号的收发，而在确保多种种类的通信信号在各发送电路、接收电路之间的隔离性的同时，能以共用天线进行收发。
此外，本发明的高频前端电路优选为第1可变型滤波器及第2可变型滤波器包括控制输入端子。
本结构中示出了利用控制信号对各可变型滤波器的频率特性、阻抗特性进行调整的具体结构例。
发明效果
根据本发明，即使是较简单的电路结构也不会使通信特性下降，且能利用共用天线对包含FDD方式的通信信号或TDD方式的通信信号的多个通信信号进行收发。
附图说明
图1是现有的普通的高频前端电路10P的电路结构图。
图2是实施方式1所涉及的高频前端电路10的电路结构图。
图3是表示收发FDD方式的通信信号时的滤波器设定概念的图。
图4是表示收发TDD方式的通信信号时的滤波器设定概念的图。
图5是实施方式2所涉及的高频前端电路10的电路结构图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式1所涉及的高频前端电路。图1是本实施方式所涉及的高频前端电路10的电路结构图。
高频前端电路10包括可变型滤波器20T、20R。可变型滤波器20T相当于本发明的第1可变型滤波器，可变型滤波器20R相当于本发明的第2可变型滤波器。另外，在本实施方式中示出了对于特定通信信号（发送信号及接收信号），将可变型滤波器20T用作为发送侧滤波器，将可变型滤波器20R用作为接收侧滤波器的情况。因此，由可变型滤波器20T与可变型滤波器20R构成了可变型双工器。
可变型滤波器20T、20R构成为可对通频带、衰减频带进行调整。此外，可变型滤波器20T、20R构成为可对阻抗特性进行调整。例如，在可变型滤波器20T、20R由电感器及电容器所构成的LC电路构成的情况下，所使用的电感器的一部分利用能调整电感的可变电感器，所使用的电容器的一部分利用能调整电容的可变电容器。此外，可变型滤波器20T、20R中包括MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems：微机电系统）机构，可对物理上（机构上）的开放状态（相当于阻抗开路的状态）及导通状态进行切换即可。
可变型滤波器20T与控制信号输入端子PM（CNT1）相连接。可变型滤波器20T能根据从控制信号输入端子PM（CNT1）输入的第1控制信号，对频率特性、阻抗特性进行调整。
可变型滤波器20R与控制信号输入端子PM（CNT2）相连接。可变型滤波器20R能根据从控制信号输入端子PM（CNT2）输入的第2控制信号，对频率特性、阻抗特性进行调整。
可变型滤波器20T、20R的一端与共用端子PM（ANT）相连接。共用端子PM（ANT）与共用天线ANT相连接。共用天线ANT进行特定通信信号对外部的收发。
可变型滤波器20T的另一端与发送侧独立端子PM（Tx）相连接。发送侧独立端子PM（Tx）与功率放大器（PA）30相连接。功率放大器30对特定通信信号的发送信号进行放大处理，并输入至发送侧独立端子PM（Tx）。
可变型滤波器20R的另一端与接收侧独立端子PM（Rx）相连接。接收侧独立端子PM（Rx）与低噪声放大器（LNA）40相连接。低噪声放大器40对来自接收侧独立端子PM（Rx）的特定通信信号的接收信号进行放大处理，并输出至外部电路。
由这样的结构所构成的高频前端电路10通过如下所示的动作，对特定通信信号进行收发。
（1）将分频（FDD）型的通信信号作为特定通信信号进行收发的情况
图3是表示收发FDD方式的通信信号时的滤波器设定概念的图。
在收发发送频率与接收频率不同的FDD方式的通信信号的情况下，可变型滤波器20T通过第1控制信号对频带特性进行设定，使得发送频带在通频带内，而接收频带在衰减频带内。此外，可变型滤波器20R对频带特性进行设定，使得接收频带处于通频带内，而发送频带处于衰减频带内。这样的可变型滤波器20T、20R的频带设定在收发FDD方式的通信信号的过程中，无关时间地进行维持。在利用FDD方式进行通信的W-CDMA的情况下，可变型滤波器20T的通频带例如调整为1920～1980MHz，可变型滤波器20R的的通频带例如调整为2110～2170MHz。
通过采用这样的结构，从发送侧独立端子PM（Tx）输入的发送信号利用可变型滤波器20T进行不需要的波分量的滤波处理，并经由共用端子PM（ANT）由共用天线ANT进行发送。此时，在接收电路侧，发送信号由可变型滤波器20R进行衰减，从而不会传输至接收侧独立端子PM（Rx）。
另一方面，由共用天线ANT接收的、从共用端子PM（ANT）输入的接收信号利用可变型滤波器20R进行不需要的波分量的滤波处理，并从接收侧独立端子PM（Rx）输出。此时，在发送电路侧，接收信号由可变型滤波器20T进行衰减，从而不会传输至发送侧独立端子PM（Tx）。
由此，若使用本实施方式的结构，则能利用单独的共用天线来收发发送频带与接收频带不同的FDD方式的通信信号。
（2）将TDD方式的通信信号作为特定通信信号进行收发的情况
图4是表示收发TDD方式的通信信号时的滤波器设定概念的图。另外，图4中，显示了发送频带与接收频带完全一致的情况，但也适用于至少一部分频带为重合那样的情况。
此外，下面的说明中，作为既定设定来进行设定，使得当可变型滤波器20T发送时，可变型滤波器20R也同样使通信信号的收发频带处于通频带内。
（2-1）发送期间
用于发送TDD方式的通信信号的可变型滤波器20T在发送期间（图4中的至时刻tch为止的期间）中，设定为使得发送频带处于通频带内。例如，在以TDD方式进行通信的TD-LTE的情况下，将可变型滤波器20T的通频带例如设定为1900～1920MHz。另一方面，在发送期间中，对可变型滤波器20R进行阻抗设定，使得从可变型滤波器20T、20R的连接点观察可变型滤波器20R侧时，收发频带的阻抗为开路状态。
通过这样对可变型滤波器20R的阻抗进行设定，从发送侧独立端子PM（Tx）输入的发送信号利用可变型滤波器20T进行不需要的波分量的滤波处理，并经由共用端子PM（ANT）由共用天线ANT进行发送。此时，接收电路侧的阻抗对于发送信号设定为开路，因此发送信号不会传输至可变型滤波器20R及接收侧独立端子PM（Rx）。
（2-2）接收期间
另一方面，在接收期间（图4中的时刻tch以后的期间）中，设定为使得可变型滤波器20R的接收频带处于通频带内。例如，在以TDD方式进行通信的TD-LTE的情况下，将可变型滤波器20R的通频带例如设定为1900～1920MHz。另一方面，对可变型滤波器20T进行阻抗设定，使得从可变型滤波器20T、20R的连接点观察可变型滤波器20T侧时，收发频带的阻抗为开路状态。
通过这样对可变型滤波器20T的阻抗进行设定，由共用天线ANT接收的、从共用端子PM（ANT）输入的接收信号利用可变型滤波器20R进行不需要的波分量的滤波处理，并从接收侧独立端子PM（Rx）输出。此时，发送电路侧的阻抗对于接收信号设定为开路，因此接收信号不会传输至可变型滤波器20T及发送侧独立端子PM（Tx）。
由此，若使用本实施方式的结构，则能利用单个共用天线来收发TDD方式的通信信号。
如上所述，若使用本实施方式的结构，则无论是FDD方式的通信信号、或是TDD方式的通信信号，均能使用共用的天线，利用由简单的结构构成的高频前端电路来进行收发。
另外，上述说明中，对收发FDD方式的通信信号的情况与收发TDD方式的通信信号的情况独立地进行了说明。然而，例如，作为既定的设定，将可变型滤波器20T、20R的通频带预先设定为上述TDD的收发频带，在输入对FDD方式的通信信号进行收发的控制时，也能进行设定，使得可变型滤波器20T的通频带变更为FDD方式的通信信号的发送频带，而可变型滤波器20R的通频带变更为FDD方式的通信信号的接收频带。由此，能利用共用的高频前端电路对FDD方式的通信信号及TDD方式的通信信号进行收发。并且，能不使用开关元件，而利用共用天线对TDD方式的通信信号进行收发处理。
接着，参照附图说明第2实施方式所涉及的高频前端电路。图5是本实施方式所涉及的高频前端电路10A的电路结构图。
上述的实施方式1中，示出了设置有一组发送侧滤波器与接收侧滤波器的组合的情况，而本实施方式中设置有多组发送侧滤波器与接收侧滤波器的组合。
高频前端电路10A包括可变型双工器21L、21M、21H。这些可变型双工器21L、21M、21H可设定通频带的范围不同。例如，以频率的高低为基准，将作为高频前端电路10A所使用的全部通信信号的频带设为低频带、中频带、高频带。于是，可变型双工器21L设定为使用低频带，可变型双工器21M设定为使用中频带，可变型双工器21H设定为使用高频带。
可变型双工器21L由可变型滤波器20TL、20RL构成。可变型双工器21L的共用端子与高频前端电路10A的共用端子PM（ANT）相连接。可变型双工器21L的可变型滤波器20TL侧独立端子与高频前端电路10A的第1发送侧独立端子PM（TxL）相连接。可变型双工器21L的可变型滤波器20RL侧独立端子与高频前端电路10A的第1接收侧独立端子PM（RxL）相连接。
可变型双工器21M由可变型滤波器20TM、20RM构成。可变型双工器21M的共用端子与高频前端电路10A的共用端子PM（ANT）相连接。可变型双工器21M的可变型滤波器20TM侧独立端子与高频前端电路10A的第2发送侧独立端子PM（TxM）相连接。可变型双工器21M的可变型滤波器20RM侧独立端子与高频前端电路10A的第2接收侧独立端子PM（RxM）相连接。
可变型双工器21H由可变型滤波器20TH、20RH构成。可变型双工器21H的共用端子与高频前端电路10A的共用端子PM（ANT）相连接。可变型双工器21H的可变型滤波器20TH侧独立端子与高频前端电路10A的第3发送侧独立端子PM（TxH）相连接。可变型双工器21H的可变型滤波器20RH侧独立端子与高频前端电路10A的第3接收侧独立端子PM（RxH）相连接。
根据这样的结构，例如，若从第1发送侧独立端子PM（TxL）输入TDD方式的发送信号，则对可变型滤波器20RL进行阻抗设定，使得从可变型滤波器20TL、20RL的连接点（即双工器21L的共用端子）观察可变型滤波器20RL侧时，收发频带的阻抗处于开路状态。
此外，可变型双工器21M、21H中，若各滤波器的通频带与输入至第1发送侧独立端子PM（TxL）中的发送信号的频带一致，则保持该通过特性不变。这里，若各滤波器的通频带与输入至第1发送侧独立端子PM（TxL）中的发送信号的频带部分一致，则进行设定，使得在该一致的频带中，观察可变型双工器21M、21H侧（特别是使用频率附近的可变型双工器21M侧）的阻抗处于开路的状态。当然，即使各滤波器的通频带与输入至第1发送侧独立端子PM（RxL）中的发送信号的频带不一致，也可以将阻抗设定为开路。
由此，即使是使用多个双工器（发送侧滤波器与接收侧滤波器的组合）的结构，也能在确保各个独立端子间的隔离性的同时，利用共用天线ANT对多个通信信号进行收发。并且，通过采用本实施方式这样的结构，扩大了能够处理的频率范围，因此能提供一种能对应更多频带的前端电路。
标号说明
10、10A、10P高频前端电路、11开关元件、121、122、123、124SAW双工器
20T、20R、20TL、20RL、20TM、20RM、20TH、20RH可变型滤波器、21L、21M、21H可变型双工器、30功率放大器（PA）、40低噪音放大器（LNA）

Claims (4)

1.一种高频前端电路，其特征在于，包括：
具有控制信号输入端子、且能调整通过特性及阻抗特性的第1可变型滤波器、第2可变型滤波器；
共用端子，该共用端子连接所述第1可变型滤波器及所述第2可变型滤波器；
第1独立端子，该第1独立端子与所述第1可变型滤波器的连接有所述共用端子一侧的相反侧相连接；以及
第2独立端子，该第2独立端子与所述第2可变型滤波器的连接有所述共用端子一侧的相反侧相连接，
在收发发送频率和接收频率不同的FDD方式的通信信号的情况下，
所述第1可变型滤波器通过从所述控制信号输入端子输入的控制信号，对频带特性进行设定，以使得发送频带在通频带内，而接收频带在衰减频带内；
所述第2可变型滤波器通过从所述控制信号输入端子输入的控制信号，对频带特性进行设定，以使得接收频带处于通频带内，而发送频带处于衰减频带内，
在收发发送频带和接收频带至少一部分重合的TDD方式的通信信号的情况下，
在发送期间中，所述第1可变型滤波器进行阻抗设定，以使得从所述第1可变型滤波器和第2可变型滤波器的连接点观察所述第2可变型滤波器一侧时，收发频带的阻抗为开路状态；
在接收期间中，所述第2可变型滤波器进行阻抗设定，以使得从所述第1可变型滤波器和第2可变型滤波器的连接点观察所述第1可变型滤波器一侧时，收发频带的阻抗为开路状态。
2.如权利要求1所述的高频前端电路，其特征在于，
所述第1可变型滤波器是对于特定通信信号的发送侧滤波器，
所述第2可变型滤波器是对于所述特定通信信号的接收侧滤波器，
所述共用端子是用于连接外部共用天线的端子。
3.如权利要求2所述的高频前端电路，其特征在于，
包括多个由所述发送侧滤波器与所述接收侧滤波器的组合构成的双工器，
各双工器的共用端子彼此连接，
对构成使所述特定通信信号通过的双工器以外的双工器的可变型滤波器进行调整，使得对于该特定通信信号阻抗处于开路状态，或使得该特定通信信号的通频带处于衰减频带。
4.如权利要求1至3任一项所述的高频前端电路，其特征在于，
所述第1可变型滤波器及所述第2可变型滤波器包括控制输入端子。
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