CN103563261A

CN103563261A - 可调谐多频带接收机

Info

Publication number: CN103563261A
Application number: CN201280025695.8A
Authority: CN
Inventors: G·S·萨霍塔; S·C·西卡雷利; S-J·朴; C·J·珀西克
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: JP6013462B2; KR101581744B1; US9002309B2; US20120302188A1; EP2715946B1; CN103563261B; EP2715946A1; KR20140024436A; WO2012166556A1; JP2014519284A

Abstract

公开了支持多个频带上的操作的可调谐多频带接收机。在示例性设计中，可调谐多频带接收机包括天线调谐网络、可调谐陷波滤波器、以及至少一个低噪声放大器（LNA）。天线调谐网络将天线（例如，分集天线）调谐到多个接收频带中的一接收频带。可调谐陷波滤波器可调谐至多个发射频带中的一发射频带并衰减在该发射频带中的信号分量。该至少一个LNA当中的一个LNA放大来自可调谐陷波滤波器的输出信号。该可调谐多频带接收机可进一步包括一个或多个附加的可调谐陷波滤波器，以进一步衰减在发射频带中的信号分量。

Description

可调谐多频带接收机

背景

I.领域

本公开一般涉及电子器件，尤其涉及接收机。

II.背景

无线通信设备（例如，蜂窝电话）可包括耦合至主天线以支持双向通信的发射机和接收机。对于数据传送，发射机可用数据来调制射频（RF）载波信号以获得经调制信号，放大经调制信号以获得具有恰当信号电平的发射（TX）信号，并经由主天线将该TX信号发射到基站。对于数据接收，接收机可经由主天线获得接收（RX）信号并且可调理和处理该RX信号以恢复由基站发送的数据。

无线设备可包括耦合至分集/副天线的分集（DRX）接收机。分集接收机可经由分集天线获得副RX信号并且可调理和处理该副RX信号以恢复由基站发送的数据。分集接收机可帮助缓解多径和衰落，并且还可帮助消除相同频率上来自其它系统的干扰。分集接收机可通过提高下载速度和能力来改善最终用户体验并且还可提供其他优势。

无线设备可以能够与不同的无线系统通信和/或可支持多个频带上的操作。这些能力可允许无线设备接收来自更多系统的通信服务并享受更大的覆盖。无线设备可在接收机中具有用于该接收机所支持的所有频带和系统的数条接收路径。每条接收路径可包括一组电路块，诸如RX滤波器、低噪声放大器（LNA）等。每条接收路径的电路块可以是专门为该接收路径所支持的一个或多个频带和/或一个或多个系统所设计的。无线设备可具有许多接收路径和许多电路块，以支持多个频带和/或多个系统。这许多接收路径会增大无线设备的复杂性、尺寸、成本和功耗，所有这些可能都是不期望的。

附图简述

图1示出无线设备与多个无线系统通信。

图2示出关于每个天线具有多条接收路径的无线设备。

图3示出具有可调谐多频带接收机的无线设备。

图4A和4B示出可调谐多频带接收机的两种示例性设计。

图5示出天线调谐网络的示例性设计。

图6A到6D示出可调谐陷波滤波器的4种示例性设计。

图7A和7B分别示出图6A和6B中的可调谐陷波滤波器的性能标绘。

图8示出可调谐多频带接收机的示例性设计。

图9A和9B示出MEMS可变电抗器的示例性设计。

图10示出用于接收和处理RX信号的过程。

详细描述

以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，而无意表示可在其中实践本公开的仅有设计。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。本详细描述包括具体细节以提供对本公开的示例性设计的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，没有这些具体细节也可实践本文描述的示例性设计。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性设计的新颖性。

本文描述了可用于任何天线（例如，分集天线）的可调谐多频带接收机。这些接收机可用于各种电子设备，诸如无线通信设备、蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、手持设备、无线调制解调器、智能电话、膝上型计算机、智能本、上网本、平板电脑、无绳电话、无线本地环路（WLL）站、蓝牙设备、消费者电子设备、广播接收机等。为清楚起见，以下描述对无线通信设备使用可调谐多频带接收机。

图1示出能够与多个无线通信系统120和122通信的无线通信设备110。无线系统120可以是码分多址（CDMA）系统，其可实现宽带CDMA（WCDMA）、cdma2000、或某种其他版本的CDMA。无线系统122可以是全球移动通信系统（GSM）系统、长期演进（LTE）系统、无线局域网（WLAN）系统等。出于简化起见，图1示出了无线系统120包括一个基站130和一个移动交换中心（MSC）140，而系统122包括一个基站132和一个无线电网络控制器（RNC）。一般而言，每个系统可包括任何数目的基站以及任何网络实体集合。

无线设备110也可被称为用户装备（UE）、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可装备有任何数目的天线。在示例性设计中，无线设备110包括两个天线——主天线和分集/副天线。多个天线可被用于提供对抗有害路径效应（诸如衰落、多径、干扰等）的分集。多个天线还可被用于支持多输入多输出（MIMO）传输以改善数据率和/或获得其他益处。无线设备110可以能够与无线系统120和/或122通信。无线设备110还可以能够接收来自广播站（例如，广播站134）的信号。无线设备110还可以能够接收来自一个或多个全球导航卫星系统（GNSS）中的卫星（例如，卫星150）的信号。

一般而言，无线设备110可支持与任何数目的无线系统的通信，这些无线系统可采用任何无线电技术，诸如WCDMA、cdma2000、GSM、LTE、GPS等。无线设备110还可支持任何数目的频带上的操作。

图2示出关于每个天线具有多条接收路径的无线设备110a的框图。无线设备110a是图1的无线设备110的示例性设计。无线设备110a包括耦合至主区段220的主天线210以及耦合至分集区段222的分集天线212。出于简化起见，图2示出了主区段220包括支持一个或多个频带上的数据传送的发射（TX）模块230、以及支持多个（K个）频带上的数据接收的接收（RX）模块240，其中K可以是任何整数值。分集区段222包括支持多个（K个）频带上的数据接收的RX模块250。一般而言，RX模块240和250可支持相同的频带集合（如针对以下大部分描述所假设的）或不同的频带集合。

在主区段220内，开关共用器（switchplexer）/双工器224执行切换和/或路由以(i)将TX模块230或RX模块240耦合至主天线210，以及(ii)在数据接收期间将RX模块240内的恰适接收路径耦合至主天线210。开关共用器/双工器224具有耦合至主天线210的天线端口、以及耦合至TX模块230内的发射路径和RX模块240内的K条接收路径的输入/输出（I/O）端口。开关共用器224在任何给定时刻将天线端口耦合至这些I/O端口之一。

TX模块230包括用于一条发射路径的TX滤波器232和功率放大器（PA）234。来自RF后端270的输出RF信号由TX滤波器232滤波并由功率放大器234放大以获得TX信号，该TX信号被路由通过开关共用器/双工器224并经由主天线210被发射。TX模块230还可包括一条或多条附加的发射路径。

RX模块240包括K条接收路径，它们可支持不同的频带和/或不同的无线系统。例如，可为每一个感兴趣的频带使用一条接收路径。每条接收路径包括耦合至LNA244的RX滤波器242。K条接收路径的RX滤波器242a到242k可针对不同频带对其RX信号进行滤波并将经滤波信号分别提供给LNA244a到244k。LNA244a到244k可放大其经滤波信号并提供输入RF信号给RF后端270。开关共用器/双工器224选择主区段220的工作频带并将来自主天线210的RX信号耦合至所选频带的接收路径。

在分集区段222内，开关共用器226具有耦合至分集天线212的天线端口、以及耦合至RX模块250内的K条接收路径的K个I/O端口。这K条接收路径可支持不同的频带和/或不同的无线系统。每条接收路径包括耦合至LNA254的RX滤波器252。这K条接收路径的RX滤波器252a到252k可针对不同频带对其RX信号进行滤波并将经滤波信号分别提供给LNA254a到254k。LNA254a到254k可放大其经滤波信号并提供输入RF信号给RF后端270。开关共用器226选择分集区段222的工作频带并将来自分集天线212的RX信号耦合至所选频带的接收路径。

RF后端270可包括各种电路块，诸如下变频器、上变频器、放大器、滤波器、缓冲器等。RF后端270可对来自任何LNA的输入RF信号进行下变频、放大和滤波并将输入基带信号提供给数据处理器280。RF后端270还可对输出基带信号进行放大、滤波和上变频并将输出RF信号提供给滤波器232。模块230、240和250以及RF后端270中的全部或一部分可实现在一个或多个模拟集成电路（IC）、RF IC（RFIC）、混合信号IC等之上。

数据处理器280可为无线设备110a执行各种功能，例如处理正被传送和接收的数据。存储器282可存储供数据处理器280用的程序代码和数据。数据处理器280可实现在一个或多个专用集成电路（ASIC）和/或其他IC上。

无线设备110a在任何给定时刻可在特定频带上操作。对于频分双工（FDD），该特定频带可包括发射频带和接收频带。无线设备110a可同时在发射频带上传送TX信号并在接收频带上接收期望信号。

在无线设备110a处，来自主区段220中的TX模块230的TX信号的一部分可能耦合至主区段220内的RX模块240并且还耦合至分集区段222中的RX模块250。该耦合可能经由天线210及212和/或路由迹线产生。从开关共用器/双工器224到每个RX滤波器242的RX信号可包括接收频带中的期望信号以及发射频带中的漏泄TX信号。类似地，从开关共用器226到每个RX滤波器252的RX信号可包括接收频带中的期望信号以及发射频带中的漏泄TX信号。TX信号可能具有大振幅（例如，对于CDMA为+23dBm或对于GSM为+33dBm），尤其是当无线设备位于远离基站之处时。于是，即使该耦合可能是相对较小的，但由于TX信号的振幅很大，漏泄TX信号相对于期望信号而言可能仍是较大的。每条接收路径的RX滤波器242或252可使接收频带中的期望信号通过并使发射频带中的漏泄TX信号衰减，以使得尽量少的漏泄TX信号通行至该接收路径中的LNA244或254，并且可获得良好的性能。

一般而言，接收机可包括用于任何数目的频带和任何数目的无线系统的任何数目的RX滤波器。RX滤波器也可被称为前端RF滤波器，并且通常可以是高品质因数（Q）滤波器。例如，RX滤波器可用表面声波（SAW）滤波器、体声波（BAW）滤波器、或薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器来实现，它们通常不能集成在IC芯片上。可为每一个频带使用一个RX滤波器和一个LNA，并且该RX滤波器和LNA可以是专门为该频带所设计的。接收机可包括用于所有受支持频带的许多RX滤波器和许多LNA。例如，接收机可包括5个SAW滤波器和5个LNA以支持5个频带。使用多个RX滤波器和多个LNA以支持多个频带会增加无线设备110a的成本、电路板面积、以及布线复杂度。

在一方面，可调谐多频带接收机可被用于支持多个频带而无需每个频带有个体的RX滤波器。可调谐多频带接收机可包括单条用于多个频带的接收路径并且可提供各种优点，诸如较小的尺寸、较低的成本、较好的可靠性等。

图3示出了具有可调谐多频带接收机的无线设备110b的框图。无线设备110b是图1中的无线设备110的另一示例性设计。无线设备110b包括耦合至主区段320的主天线310以及耦合至分集区段322的分集天线312。主区段320包括支持一个或多个频带上的数据传送的TX模块330、以及支持多个频带上的数据接收的可调谐多频带接收机340。分集区段222包括支持多个频带上的数据接收的可调谐多频带接收机350。RF后端370可对来自可调谐多频带接收机340或350的输入RF信号进行下变频、放大和滤波并且可将输入基带信号提供给数据处理器380。RF后端370还可对输出基带信号进行放大、滤波和上变频并且可将输出RF信号提供给TX模块330。TX模块330、可调谐多频带接收机340和350、以及RF后端370中的全部或一部分可实现在一个或多个模拟IC、RFIC、混合信号IC等之上。数据处理器380可为无线设备110b执行各种功能。存储器382可存储供数据处理器380用的程序代码和数据。

图3示出了其中可调谐多频带接收机被用于主天线310和分集天线312中的每一者的示例性设计。在另一示例性设计中，可调谐多频带接收机可被仅用于主天线310或仅用于分集天线312。一般而言，对于无线设备上可用的每个天线，可以使用可调谐多频带接收机或可以不使用可调谐多频带接收机。可对不为之使用可调谐多频带接收机的每个天线使用具有多条接收路径的RX模块（例如，图2中的RX模块240或250）。

图4A示出了耦合至天线410的可调谐多频带接收机400的示例性设计的框图。可调谐多频带接收机400可被用于图3中的可调谐多频带接收机340，并且天线410可对应于主天线310。替换地或补充地，可调谐多频带接收机400可被用于图3中的可调谐多频带接收机350，并且天线410可对应于分集天线312。

在图4A中所示的示例性设计中，可调谐多频带接收机400包括串联耦合的天线调谐网络420、可调谐陷波滤波器430以及LNA440。天线调谐网络420可被直接耦合至天线410（如图4A中所示）或经由一个或多个电路（诸如开关）间接地耦合至天线410。天线调谐网络420、可调谐陷波滤波器430和LNA440可支持多个频带的操作。

图4B示出了耦合至天线410的可调谐多频带接收机402的示例性设计的框图。可调谐多频带接收机402可被用于图3中的可调谐多频带接收机340，并且天线410可对应于主天线310。替换地或补充地，可调谐多频带接收机402可被用于图3中的可调谐多频带接收机350，并且天线410可对应于分集天线312。

在图4B中所示的示例性设计中，可调谐多频带接收机402包括串联耦合的天线调谐网络420、可调谐陷波滤波器430、开关矩阵432、多个（K个）LNA440a到440k、以及开关矩阵442。天线调谐网络420可被直接耦合至天线410（如图4B中所示）或经由一个或多个电路（诸如开关）间接地耦合至天线410。K个LNA440a到440k的输入可耦合至开关矩阵432并且其输出可耦合至开关矩阵442。开关矩阵442的输出可耦合至后续电路（例如，宽带下变频器）。

一般而言，可调谐多频带接收机可包括任何数目的LNA以支持任何数目的频带。每个LNA可支持单个频带或多个频带。LNA的数目可取决于每个LNA的带宽以及所支持的频带。例如，可存在用于高频带的一个LNA以及用于低频带的另一个LNA。如果存在仅一个LNA（例如，如图4A中所示），则该LNA可被耦合至可调谐陷波滤波器430，并且开关矩阵可被省掉。若存在多个LNA（例如，如图4B中所示），则在任何给定时刻，可经由开关矩阵432和442选择一个LNA440。

天线410可以是电小天线或正常天线。若天线410是小天线，则天线410可因其小尺寸而具有窄频带。不管天线410的尺寸如何，天线调谐网络420允许天线410在较宽频率范围上被调谐（例如，从440MHz到2.6GHz）。一旦天线410被调谐到特定频带，天线调谐网络420还可提供选择性。可调谐陷波滤波器430使接收频带中的期望信号分量通过并使发射频带中的漏泄TX信号分量衰减，以使得来自发射机的TX信号尽量少地被耦合至接收机400或402的接收路径。在SiP（系统级封装）设计中，可调谐陷波滤波器430也可用SAW滤波器代替。若接收机中存在为不同频带设计的多个LNA，则开关矩阵432可将来自可调谐陷波滤波器430的输出信号耦合至所选LNA，并且开关矩阵442可将来自所选LNA的经放大信号耦合至后续电路（例如，下变频器）。

图4A示出了具有一个天线调谐网络、一个可调谐陷波滤波器和一个LNA的可调谐多频带接收机400的示例性设计。图4B示出了具有一个天线调谐网络、一个可调谐陷波滤波器和多个LNA的可调谐多频带接收机402的示例性设计。在另一示例性设计中，可调谐多频带接收机可包括天线调谐网络、继之以开关矩阵、继之以多个可调谐陷波滤波器、继之以多个LNA、并继之以另一开关矩阵。每个LNA的输入可耦合至相关联可调谐陷波滤波器的输出。每一对可调谐陷波滤波器和LNA可覆盖一个或多个频带。开关矩阵可基于工作频带来选择一对恰适的可调谐陷波滤波器和LNA。

一般而言，可调谐多频带接收机可包括任何数目的天线调谐网络、任何数目的可调谐陷波滤波器、以及任何数目的LNA。这些电路可被安排成任何配置。在示例性设计中，天线调谐网络、可调谐陷波滤波器、和LNA可被实现在全集成有源接收分集前端模块中。该示例性设计可减少电路板级别的RF互连并且由于LNA集成还可减少来自天线的互连损耗效应。

可调谐多频带接收机还可用其他方式来实现。例如，可调谐陷波滤波器430可与天线调谐网络420组合。作为另一示例，可调谐陷波滤波器430可位于LNA440之前或之后。可调谐多频带接收机还可包括图4A或4B中未示出的不同的和/或附加的电路。例如，阻抗匹配电路可被耦合在图4A中的可调谐陷波滤波器430与LNA440之间、或图4B中的可调谐陷波滤波器430与开关矩阵432之间。

图4A或4B中的电路可用各种方式来实现。以下描述天线调谐网络420和可调谐陷波滤波器430的一些示例性设计。

图5示出天线调谐网络420x的示意图，其是图4A和4B中的天线调谐网络420的示例性设计。天线调谐网络420x实现π形拓扑并且包括电感器510以及可变电容器512和514。电感器510耦合在天线调谐网络420x的输入与输出之间。电容器512耦合在天线调谐网络420x的输入与电路接地之间。电容器514耦合在天线调谐网络420x的输出与电路接地之间。电容器512和/或514可以变化以获得针对天线调谐网络420x所耦合至的天线的期望调谐。

图5示出了具有π形拓扑的天线调谐网络420x的示例性设计。天线调谐网络也可用其他方式来实现。例如，在一种示例性设计中，电容器512和514之一可以是固定电容器，并且电容器512和514中的另一者可以是可变电容器。在另一种示例性设计中，固定电容器和/或可变电容器可与电感器510并联耦合。在又一种示例性设计中，多个π形网络可以串联耦合，并且每个π形网络可如图5中所示地实现。在其他示例性设计中，天线调谐网络可以用以下关于可调谐陷波滤波器描述的任何示例性设计来实现。

图6A示出可调谐陷波滤波器430x的示意图，其是图4A和4B中的可调谐陷波滤波器430的示例性设计。可调谐陷波滤波器430x实现T形桥拓扑并且包括电感器610、可变电容器612和614、以及电阻器616。电感器610耦合在可调谐陷波滤波器430x的输入与输出之间。电容器612耦合在可调谐陷波滤波器430x的输入与节点A之间。电容器614耦合在节点A与可调谐陷波滤波器430x的输出之间。电阻器616耦合在节点A与电路接地之间。可调谐陷波滤波器430x可类似于分路线圈拓扑并且可通过电阻器调谐来提供高Q。相比于简单陷波电路，可调谐陷波滤波器430x在接收频带中可能具有更多插入损耗，但可通过调谐而在发射频带中具有更深陷波。

图7A示出图6A中的可调谐陷波滤波器430x的性能标绘。在图7A中，横轴标示可变电容器612和614的电容，而纵轴标示以分贝（dB）为单位的振幅/衰减。标绘710示出发射频带中的衰减。如图7A中所示，用可调谐陷波滤波器430x可获得发射频带中大于50dB的衰减。

图6B示出可调谐陷波滤波器430y的示意图，其是图4A和4B中的可调谐陷波滤波器430的另一示例性设计。可调谐陷波滤波器430y实现串联LC拓扑并且包括与可变电容器622并联耦合的电感器620。电感器620和电容器622的一端耦合至可调谐陷波滤波器430y的输入并且另一端耦合至可调谐陷波滤波器430y的输出。对于串联LC拓扑，电感器620可具有相对较小的值，其在2GHz可为1.5到2纳亨（nH），从而达成较低插入损耗。电容器622可具有相对较大的值，其在2GHz可为4到6皮法（pF）。电容器622的Q可对可调谐陷波滤波器430y的性能具有较大影响。

图7B示出图6B中的可调谐陷波滤波器430y的性能标绘。在图7B中，横轴标示可变电容器622的电容，而纵轴标示以dB为单位的振幅/衰减。标绘720示出可调谐陷波滤波器430y在接收频带中的插入损耗。标绘722示出发射频带中的衰减。如图7B中所示，用可调谐陷波滤波器430y可获得接收频带中小于几dB的插入损耗以及发射频带中约23dB的衰减。

图6C示出可调谐陷波滤波器430z的示意图，其是图4A和4B中的可调谐陷波滤波器430的又一示例性设计。可调谐陷波滤波器430z实现分路LC拓扑并且包括与可变电容器632串联耦合的电感器630。电感器630的一端耦合至电路接地并且另一端耦合至电容器632的一端。电容器632的另一端耦合至可调谐陷波滤波器430z的输入和输出。对于分路LC拓扑，电感器630可具有相对较大的值，其在2GHz可为12到15nH，以达成较低插入损耗。电容器632可具有相对较小的值。

图6D示出可调谐陷波滤波器430w的示意图，其是图4A和4B中的可调谐陷波滤波器430的再一示例性设计。可调谐陷波滤波器430w包括电感器640以及电容器642和644，它们以与图5中的电感器510以及电容器512和514类似的方式耦合。电感器650和可变电容器652并联耦合并且耦合在节点B与电路接地之间。电容器654耦合在节点B与可调谐陷波滤波器430w的输入之间。电感器660和可变电容器662并联耦合并且耦合在节点D与电路接地之间。电容器664耦合在节点D与可调谐陷波滤波器430w的输出之间。

图6A到6D示出了具有不同电路拓扑的可调谐陷波滤波器的4种示例性设计。可调谐陷波滤波器还可用其他方式来实现。在一种示例性设计中，可调谐陷波滤波器可用π形拓扑来实现，例如，如图5中所示。在另一种示例性设计中，固定电容器和/或可变电容器可与图6A中的电感器610并联耦合。在另一种示例性设计中，图6A中的电容器612和614之一可以是固定电容器，并且电容器612和614中的另一者可以是可变电容器。

出于清楚起见，图4A和4B示出了天线调谐网络420、可调谐陷波滤波器430和LNA440的相异块。一般而言，天线调谐、陷波滤波、以及放大的功能可用执行这些功能的一个或多个电路来实现。

图8示出可调谐多频带接收机800的示例性设计的示意图。接收机800包括串联耦合的天线调谐网络420x、可调谐陷波滤波器430x、以及LNA440x。天线调谐网络420x包括电感器510以及可变电容器512和514，它们如以上关于图5所描述地耦合。可调谐陷波滤波器430x包括电感器610、可变电容器612和614、以及电阻器616，它们如以上关于图6A所描述地耦合。

在LNA440x内，N沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管810的栅极耦合至可调谐陷波滤波器430x的输出，其源极耦合至电感器812的一端，并且其漏极耦合至节点E。电感器812的另一端耦合到电路接地。可调谐陷波滤波器818实现T形桥拓扑并且耦合在节点E与节点F之间。可调谐陷波滤波器818包括电感器820、可变电容器822、固定电容器824、和电阻器826，它们以与图6A中的电感器610、电容器612和614、以及电阻器616类似的方式耦合。

NMOS晶体管814的栅极接收偏置电压（Vbias），其源极耦合至节点F，并且其漏极耦合至节点G。可调谐陷波滤波器828实现串联LC拓扑并且耦合在节点G与电源电压（Vdd）之间。可调谐陷波滤波器828包括电感器830和可变电容器832，它们以与图6B中的电感器620和电容器622类似的方式耦合。可调谐陷波滤波器838实现分路LC拓扑并且一端耦合至节点G且另一端提供输出信号。可调谐陷波滤波器838包括电感器840和可变电容器842，它们串联耦合并且耦合在可调谐陷波滤波器838的输入与输出之间。

图8示出了用NMOS晶体管实现的LNA440x的示例性设计。LNA也可用其他类型的晶体管来实现，诸如P沟道MOS（PMOS）晶体管、双极结型晶体管（BJT）等。

图8示出了具有一个天线调谐网络420x和四个可调谐陷波滤波器430x、818、828和838的示例性设计。一般而言，可调谐多频带接收机可包括任何数目的天线调谐网络和任何数目的可调谐陷波滤波器。较多天线调谐网络和/或较多调谐元件可以(i)有可能以较高的插入损耗来支持较宽的带宽，(ii)使得能对天线进行更好的调谐以覆盖更宽频率范围和/或提供更好的选择性，以及(iii)允许对频率响应进行更好的定形以提供更优异的衰减。较多可调谐陷波滤波器可允许在更宽频率范围上对陷波进行更好的调谐和/或在陷波处提供更多衰减。每个天线调谐网络可用任何电路拓扑来实现并且可包括任何数目的可调谐电路元件。类似地，每个可调谐陷波滤波器可用任何电路拓扑来实现并且可包括任何数目的可调谐电路元件。一个或多个天线调谐网络以及一个或多个可调谐陷波滤波器可用各种方式来耦合，例如，如图8中的天线调谐网络420x和可调谐陷波滤波器430x所示地彼此直接耦合，或经由有源电路（诸如晶体管）来间接耦合。

天线调谐网络可包括一个或多个可变电容器，例如，如图5中所示。可调谐陷波滤波器还可包括一个或多个可变电容器，例如，如图6A到6D中所示。可变电容器可用各种方式来实现。在一种示例性设计中，可变电容器可用具有可用模拟控制电压来改变的电容的连续可变电容器（或可变电抗器）来实现。在另一种示例性设计中，可变电容器可用具有可用数字控制信号以离散单位来改变的电容的数字可变电容器来实现。在又一种示例性设计中，可变电容器可用微机电系统（MEMS）器件来实现。

图9A示出MEMS可变电抗器900的示例性设计的俯视图。图9B示出图9A中的MEMS可变电抗器900的横截面视图。图9B中的横截面视图是沿图9A中的线A-A’获取的。MEMS可变电抗器900可用于图5到6D中的任何可变电容器。

如图9A和9B中所示，MEMS可变电抗器900包括膜910，其经由位于膜910两端的锚922a和922b附连至基板920。膜910可用导电材料（例如，铝）形成，并且也可被称为机械膜、机械电极、上极板等。基板920可以是玻璃、硅、或某种其他材料。下拉电极930形成在基板920之上并且在膜910中心之下。绝缘层940可用电介质或能提供电绝缘的某种其他非导电材料形成在电极930之上。膜910可与电极930分开一间隙950。

MEMS可变电抗器900如下操作。固定直流（DC）电压可被施加于膜910。可变DC电压可被施加于电极930。施加于电极930的可变DC电压与施加于膜910的固定DC电压之间的电压差使膜910向下移动。较大的电压差将使膜910向下移动更多，这将随后导致MEMS可变电抗器900有较大的电容。对于较小的电压差，将为相反情形。例如，膜910可被耦合至电路接地，并且可变DC电压可被施加于电极930。在0伏被施加于电极930（这将导致膜910歇止在其最远离电极930的正常位置处）的情况下可获得最小电容C_min。在充分的电压被施加于电极930（这将导致膜910朝电极930移动并歇止在绝缘层940上）的情况下可获得最大电容C_max。

图9A和9B示出了可用于天线调谐网络或可调谐陷波滤波器的MEMS可变电抗器的示例性设计。MEMS可变电抗器还可用其他方式来实现。

天线调谐网络可用各种方式来调谐。在示例性设计中，天线调谐网络可基于测量来调谐。例如，可针对天线调谐网络的不同的可能设置来测量收到信号强度指示符（RSSI）。可选择导致最大RSSI的设置。在另一示例性设计中，天线调谐网络可基于查找表来调谐。天线调谐网络的性能可例如在设计阶段期间、在制造阶段期间等针对不同的可能设置来表征。查找表可被定义以存储关于每种操作情景（例如，针对每个感兴趣频率）对天线调谐网络的最佳设置。此后，查找表可被访问以确定对于特定操作情景要使用的设置。天线调谐网络也可用其他方式来调谐。

可调谐陷波滤波器可用各种方式来调谐。在示例性设计中，可调谐陷波滤波器可基于测量来调谐。例如，可针对可调谐陷波滤波器不同的可能设置来（例如，在基带处）测量漏泄TX信号。由于在进行陷波滤波的感兴趣情景中，漏泄TX信号可能比期望信号大得多，因此RX信号的总收到功率可被测量并用作漏泄TX信号功率的估计。可选择导致最小漏泄TX信号的设置。在另一示例性设计中，可调谐陷波滤波器可基于查找表来调谐。可调谐陷波滤波器的性能可例如在设计阶段期间、在制造阶段期间等针对不同的可能设置来表征。查找表可被定义以存储关于每种操作情景（例如，针对每个感兴趣频率）对可调谐陷波滤波器的最佳设置。此后，查找表可被访问以确定对于特定操作情景要使用的设置。可调谐陷波滤波器还可用其他方式来调谐。

可调谐多频带接收机可在特定频带上操作，该特定频带可与发射频带和接收频带相关联。可调谐多频带接收机中的天线调谐网络可将天线调谐至接收频带。可调谐陷波滤波器可被调谐至发射频带并且可衰减发射频带中的漏泄TX信号。

一般而言，可调谐多频带接收机可被设计成支持任何数目的频带和任何特定频带。例如，可调谐多频带接收机可被设计成支持表1中列出的一个或多个频带。每个频带可包括无线设备的发射频带（用于上行链路上的数据传送）和接收频带（用于下行链路上的数据接收）。对于每个频带，发射频带可与接收频带分开特定频率偏移，该特定频率偏移可取决于频带。例如，对于UMTS频带I，发射频带可比接收频带低190MHz。

表1

一般而言，可调谐多频带接收机可被用于主天线、分集天线、或某种其他天线。可调谐多频带接收机可被用于分集天线以减少或消除前端RF滤波以及减少电路面积和成本。这可能是有益的，因为对接收分集的使用在增长，尤其是随着在智能电话、平板电脑等上数据使用的快速增长。由于无线设备可能需要支持多个频带以获得接收分集，因此这可能也是有益的。

在示例性设计中，装置（例如，无线设备、IC等）可包括可调谐多频带接收机，该可调谐多频带接收机包括天线调谐网络、可调谐陷波滤波器以及至少一个LNA，例如，如图4A或4B中所示。天线调谐网络可将天线调谐到多个接收频带中的一接收频带。可调谐陷波滤波器可以操作地耦合至天线调谐网络，并且可衰减在与接收频带相关联的发射频带中的信号分量。可调谐陷波滤波器可调谐至可与该多个接收频带相关联的多个发射频带中的一发射频带。该至少一个LNA可以操作地耦合至可调谐陷波滤波器并且可放大来自可调谐陷波滤波器的输出信号。

在示例性设计中，该至少一个LNA可包括支持该多个接收频带的单个LNA，例如，如图4A中所示。该单个LNA可直接耦合至可调谐陷波滤波器。在另一示例性设计中，该至少一个LNA可包括多个LNA，其中每个LNA支持该多个接收频带中的至少一者，例如，如图4B中所示。在该示例性设计中，该装置可进一步包括第一和第二开关矩阵。第一开关矩阵可以操作地耦合至可调谐陷波滤波器和该多个LNA，并且可将来自可调谐陷波滤波器的输出信号路由至该多个LNA当中的所选LNA。第二开关矩阵可以操作地耦合至该多个LNA并且可提供来自所选LNA的经放大信号。

在示例性设计中，天线调谐网络可包括耦合到至少一个可变电容器的电感器，例如，如图5中所示。该电感器可耦合在天线调谐网络的输入与输出之间。每个可变电容器可耦合至天线调谐网络的输入或输出。

在示例性设计中，可调谐陷波滤波器可包括耦合成T形桥拓扑的电感器和多个电容器，例如，如图6A中所示。该电感器可耦合在可调谐陷波滤波器的输入与输出之间。该多个电容器可包括至少一个可变电容器，并且可被串联耦合且耦合在可调谐陷波滤波器的输入与输出之间。在示例性设计中，该多个电容器可包括串联耦合的两个可变电容器，例如，如图6A中所示。可调谐陷波滤波器可进一步包括耦合至这两个可变电容器和电路接地的电阻器。

在另一示例性设计中，可调谐陷波滤波器可包括耦合成串联LC拓扑的电感器和可变电容器，例如，如图6B中所示。该电感器可耦合在可调谐陷波滤波器的输入与输出之间。可变电容器可与该电感器并联耦合。在又一示例性设计中，可调谐陷波滤波器可包括耦合成分路LC拓扑的电感器和可变电容器，例如，如图6C中所示。该电感器和可变电容器可被串联耦合并且耦合至可调谐陷波滤波器的输入和输出。

在示例性设计中，该装置可进一步包括第二可调谐陷波滤波器，其操作地耦合至该至少一个LNA并用于进一步衰减在发射频带中的信号分量。该可调谐陷波滤波器可用第一电路拓扑（例如，T形桥拓扑或某种其他电路拓扑）来实现。第二可调谐陷波滤波器可用第二电路拓扑（例如，串联LC拓扑、分路LC拓扑、或某种其他电路拓扑）来实现，此第二电路拓扑可不同于第一电路拓扑。在示例性设计中，第二可调谐陷波滤波器可以是LNA的一部分，例如，如图8中所示。该装置可进一步包括一个或多个附加的可调谐陷波滤波器以进一步衰减在发射频带中的信号分量，例如，如图8中所示。

在示例性设计中，该装置可包括多个天线，其可包括主天线和分集天线，例如，如图3中所示。可调谐多频带接收机可耦合至分集天线或主天线。

图10示出由无线设备接收和处理RX信号的过程1000的示例性设计。可用天线调谐网络将天线调谐至多个接收频带中的一接收频带（框1012）。可调谐陷波滤波器可被调谐至与该多个接收频带相关联的多个发射频带中的一发射频带（框1014）。可用可调谐陷波滤波器对来自天线调谐网络的收到信号进行滤波以衰减在该发射频带中的信号分量（框1016）。可用LNA来放大来自可调谐陷波滤波器的输出信号（框1018）。

在示例性设计中，该LNA可支持该多个接收频带，并且可被直接耦合至可调谐陷波滤波器，例如，如图4A中所示。在另一示例性设计中，该LNA可以是支持该多个接收频带的多个LNA之一，例如，如图4B中所示。在该示例性设计中，来自可调谐陷波滤波器的输出信号可经由第一开关矩阵被路由至该LNA，并且来自该LNA的经放大信号可经由第二开关矩阵来提供，例如，如图4B中所示。

在示例性设计中，可用一个或多个附加的可调谐陷波滤波器来进一步衰减在该发射频带中的信号分量。该可调谐陷波滤波器和附加的可调谐陷波滤波器可用各种方式来实现（例如，如图6A到6D中所示），并且还可用各种方式来耦合（例如，如图4A、4B和8中所示）。

本文描述的可调谐多频带接收机可实现在IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板（PCB）、电子设备等之上。可调谐多频带接收机还可用各种IC工艺技术来制造，诸如互补金属氧化物半导体（CMOS）、NMOS、PMOS、BJT、双极-CMOS（BiCMOS）、硅锗（SiGe）、砷化镓（GaAs）、异质结双极晶体管（HBT）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、绝缘体上硅（SOI）等。

实现本文描述的可调谐多频带接收机的装置可以是自立设备或可以是较大设备的一部分。设备可以是(i)自立的IC，(ii)可包括用于存储数据和/或指令的存储器IC的一个或多个IC的集合，(iii)RFIC，诸如RF接收机（RFR）或RF发射机/接收机（RTR），(iv)ASIC，诸如移动站调制解调器（MSM），(v)可嵌入在其他设备内的模块，(vi)接收机、蜂窝电话、无线设备、手持机或者移动单元，(vii)其他等等。

在一种或多种示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是明显的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims

1.一种装置，包括：

天线调谐网络，其配置成将天线调谐到多个接收频带中的一接收频带；

可调谐陷波滤波器，其操作地耦合至所述天线调谐网络并且配置成衰减在发射频带中的信号分量；以及

至少一个低噪声放大器（LNA），其操作地耦合至所述可调谐陷波滤波器并且配置成放大来自所述可调谐陷波滤波器的输出信号。

2.如权利要求1所述的装置，所述至少一个LNA包括支持所述多个接收频带的单个LNA。

3.如权利要求1所述的装置，所述至少一个LNA包括用于高于预定频率的高频带的第一LNA以及用于低于所述预定频率的低频带的第二LNA。

4.如权利要求1所述的装置，所述至少一个LNA包括多个LNA，每个LNA支持所述多个接收频带中的至少一者。

5.如权利要求4所述的装置，进一步包括：

第一开关矩阵，其操作地耦合至所述可调谐陷波滤波器和所述多个LNA，并且配置成将来自所述可调谐陷波滤波器的所述输出信号路由至所述多个LNA中的所选LNA；以及

第二开关矩阵，其操作地耦合至所述多个LNA并且配置成提供来自所选LNA的经放大信号。

6.如权利要求1所述的装置，所述可调谐陷波滤波器能调谐至与所述多个接收频带相关联的多个发射频带之一。

7.如权利要求1所述的装置，所述天线调谐网络包括：

电感器，其耦合在所述天线调谐网络的输入与输出之间；以及

耦合至所述电感器的至少一个可变电容器，每个可变电容器被耦合至所述天线调谐网络的所述输入或所述输出。

8.如权利要求1所述的装置，所述可调谐陷波滤波器包括：

电感器，其耦合在所述可调谐陷波滤波器的输入与输出之间；以及

多个电容器，所述多个电容器被串联耦合并且耦合在所述可调谐陷波滤波器的所述输入与所述输出之间，所述多个电容器包括至少一个可变电容器。

9.如权利要求8所述的装置，所述多个电容器包括串联耦合的两个可变电容器，所述可调谐陷波滤波器进一步包括：

电阻器，其耦合至所述两个可变电容器和电路接地。

10.如权利要求1所述的装置，所述可调谐陷波滤波器包括：

电感器，其耦合至所述可调谐陷波滤波器的输入和输出；以及

可变电容器，其与所述电感器并联耦合。

11.如权利要求1所述的装置，所述可调谐陷波滤波器包括：

电感器和可变电容器，所述电感器和所述可变电容器被串联耦合并且耦合至所述可调谐陷波滤波器的输入和输出。

12.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

第二可调谐陷波滤波器，其操作地耦合至所述至少一个LNA并配置成进一步衰减在所述发射频带中的所述信号分量。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述可调谐陷波滤波器是用第一电路拓扑来实现的，并且其中所述第二可调谐陷波滤波器是用不同于所述第一电路拓扑的第二电路拓扑来实现的。

14.如权利要求12所述的装置，其中所述第二可调谐陷波滤波器是所述至少一个LNA当中的一LNA的一部分。

15.如权利要求12所述的装置，进一步包括：

至少一个附加的可调谐陷波滤波器，其配置成进一步衰减在所述发射频带中的所述信号分量。

16.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

包括主天线和分集天线的多个天线，所述天线对应于所述分集天线。

17.如权利要求1所述的装置，所述装置包括集成电路。

18.一种方法，包括：

用天线调谐网络将天线调谐到多个接收频带中的一接收频带；

用可调谐陷波滤波器对来自所述天线调谐网络的收到信号进行滤波以衰减在发射频带中的信号分量；以及

用低噪声放大器（LNA）放大来自所述可调谐陷波滤波器的输出信号。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：

将所述可调谐陷波滤波器调谐至与所述多个接收频带相关联的多个发射频带中的所述发射频带。

20.如权利要求18所述的方法，所述至少一个LNA包括多个LNA，所述方法进一步包括：

经由第一开关矩阵将来自所述可调谐陷波滤波器的所述输出信号路由至所述多个LNA当中的所选LNA；以及

经由第二开关矩阵提供来自所选LNA的经放大信号。

21.如权利要求18所述的方法，进一步包括：

用至少一个附加的可调谐陷波滤波器来衰减在所述发射频带中的所述信号分量。

22.一种设备，包括：

用于将天线调谐到多个接收频带中的一接收频带的装置；

滤波装置，用于对来自所述用于调谐天线的装置的收到信号进行滤波以衰减在发射频带中的信号分量；以及

放大装置，用于放大来自所述滤波装置的输出信号。

23.如权利要求22所述的设备，进一步包括：

用于将所述滤波装置调谐至与所述多个接收频带相关联的多个发射频带中的所述发射频带的装置。

24.如权利要求22所述的设备，进一步包括：

用于将来自所述可调谐陷波滤波器的所述输出信号路由至多个放大装置当中的所述放大装置的装置。

25.如权利要求18所述的方法，进一步包括：

用于进一步衰减在所述发射频带中的所述信号分量的装置。