CN104104395B - 开关布置和装置 - Google Patents

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Abstract

开关布置被描述，该开关布置实现了灵活的前端设计，该设计允许许多单独的频带分配和频带分配的组合同时共享单个天线。使用该开关布置的装置也被描述。该开关布置针对每组频带特定的滤波提供单极开关。频带特定的滤波被连接至各自的单极开关的电极。单极开关具有接触点，其实现了在信号路径中有频率选择性部件和没有频率选择性部件时滤波到天线开关的连接。频率选择性部件允许由两个或多个频带分配对天线的共享，以通过单个天线实现不同的无线电接入技术、MIMO或载波聚合的同时使用。在不需要时频率选择性部件能够被从信号路径断开以减少插入损耗。

Description

开关布置和装置
技术领域
本发明涉及一种开关布置和装置，该开关布置和装置允许天线被选择性地切换至不同的频率选择性频带特定的滤波。具体的示例涉及一种开关布置和装置，该开关布置和装置允许天线针对载波聚合被共享和/或由两个或多个备选的无线电接入技术（RAT）共享。
背景技术
随着移动通信技术的发展，数据能够在其上被发送的频带的个数继续增加。自从3GPP版本11，有许多频带分配被定义，其能够被用于使用频分复用（FDD）或时分复用（TDD）的数据的发送和/或接收。上行链路部分、下行链路部分的频率和可用带宽针对每个频带分配而变化。虽然有可能提供将跨这些频带操作的天线，但是对于分量载波需要频带特定的频率选择性滤波。
载波聚合（CA）通过在两个或多个载波上发送和/或接收数据来允许更高的数据速率。一般来说载波能够处于相同或不同的频带分配中。此外，两个或多个载波可以在相同的频率上。
期望无线设备在尽可能多的频带上操作以改善它对不同运营商和不同地理区域的兼容性。随着用于CA的频带和组合的数目的增加，设计变得具有挑战性。更复杂的开关布置通常增加插入损耗并且降低装置性能。插入损耗是由于部件插入到信号路径中所引起的功率的损耗。能够由网络运营商对无线设备性能施加严格的限制，并且随着用于CA的频带和频带组合的个数持续增加，很难满足这些限制。例如，网络小区的位置是根据不具备CA能力的设备来计划的。在具备CA能力的设备被使用时，由用于允许CA的部件而引入的插入损耗的影响减少了操作的范围。为了解决具备CA能力的设备减少的范围而重新计划小区位置将引入很大成本。
US-2004/0239442A1讨论了四频带天线接口。双工器在所有四个频带的信号路径中被永久地提供，以允许通过单个天线复用高频信号和低频信号。该双工器提供了永久的插入损耗损失。
WO-2012/109262A讨论了在多频带设备中改善插入损耗的方法。在设备在单频带模式中操作时，旁路开关被提供，以绕过复用器路由上行链路信号，减少了在单频带模式中的上行链路插入损耗。
发明内容
在本发明的第一实施例中，提供开关布置，用于在针对至少两个频带的信号路径中选择性地连接至少一个频分复用器。开关布置包括第一单极开关和第二单极开关。第一单极开关具有：用于连接至针对第一频带的滤波的电极，第一接触点和第二接触点。第二单极开关具有：用于连接至针对第二频带的滤波的电极，第一接触点和第二接触点。其中，第一单极开关的第二接触点被连接至第二单极开关的第二接触点，或者与第二单极开关的第二接触点共享，因此提供了针对频分复用器的滤波端子的单个连接，该频分复用器由第一单极开关和第二单极开关共享。
在本发明的另一个实施例中，提供装置，用于针对载波聚合、MIMO和多个同时无线电接入技术中的至少一个选择性的共享天线。装置包括：
天线开关，具有用于连接至天线的天线端子以及能够被选择性地连接至天线端子的多个可切换的端子；
频分复用器，具有公共端子和至少两个滤波端子，其中公共端子被直接地或间接地连接至天线开关的可切换的端子；以及
开关布置，包括：
第一单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第一频带的滤波，
第一接触点，被直接地或间接地连接至天线开关的可切换的端子，以及
第二接触点；以及
第二单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第二频带的滤波，
第一接触点，被直接地或间接地连接至天线开关的可切换的端子，以及
第二接触点；
其中第一单极开关的第二接触点被连接至第二单极开关的第二接触点，或者与第二单极开关的第二接触点共享，以及被直接地或间接地连接至频分复用器中的至少两个滤波端子中的一个。
本发明的进一步的特征和优势，将从下面本发明的优选实施例的描述中变得显而易见，本发明的优选实施例仅通过示例的形式，参照附图给出。
附图说明
图1是根据实施例的针对两个频带的开关布置的示例的图示表示；
图1A是为了清晰起见在后面的图中被使用的、图1的开关布置的简化图示表示；
图2是根据另一实施例的针对三个频带的开关布置的示例的图示表示；
图2A是为了清晰起见在后面的图中被使用的、图2的开关布置的简化图示表示；
图3是使用图1的开关布置的实施例的装置的示例的图示表示；
图4是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图5是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图6是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图7是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图8是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图9是使用图1的开关布置和图2的开关布置的实施例的装置的示例的图示表示；
图10是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图11是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图12是使用图1的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；以及
图13是使用图1的开关布置和图2的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图14是使用图1的开关布置和图2的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图15是使用图2的开关布置的另一个实施例的装置的示例的图示表示；
图16是本发明的实施例能够在其中被使用的无线网络中的用户设备的图示表示。
相同的参考标记在所有图中被用来指示相同的部分。
具体实施方式
本发明的实施例的示例提供开关布置，允许在一个或多个（例如至少两个）频带的信号路径中复用器的和/或匹配网络的选择性切换。
“无线设备”通常包括能够无线地连接至网络的任何设备，并且具体包括移动设备，包括移动或蜂窝电话（包括所谓的“智能电话”）、个人数字助理、寻呼机、平板和膝上型计算机、可穿戴通信设备、内容消费或生成设备（例如用于音乐和/或视频）、数据卡、USB软件狗、车辆（例如连接的汽车）、具有向对等物通信的无线通信能力的设备等，以及固定或更静态的设备，诸如个人计算机、游戏控制器、消费电子、公众安全设备和其他通常静态的娱乐设备、各种其他家用和非家用的机器和设备等。术语“用户设备”或UE通常被用来指代无线设备，并且具体指代移动无线设备。
术语“发送器”和“接收器”也在本文中被使用，并且被宽泛地解释为包括发送/接收无线信号的整个设备，以及包括涉及发送/接收无线信号或者导致或引起无线信号的发送/接收的设备的仅特定部件。
在讨论开关和开关布置时，有时将提到“电极”、“掷”和“接触点”。如本文中所使用的，电极是开关的单个连接点，该开关能够被选择性地连接至多于一个的其他连接点。电极能够经由开关连接至的其他连接点在本文中被称作接触点，其中可能有若干接触点。本文中所使用的掷指代多个位置，开关能够在这些位置之间改变，以便于在电极和接触点之一之间形成连接。因此，例如，单极双掷（SPDT）开关将包括一个电极（因此，术语“单极”）和两个接触点。电极能够被选择性地连接至两个接触点中的任一个。由于开关能够被“掷”到两个不同的位置或配置以形成和这两个接触点的连接，该开关被给予名称“双掷”。
在图中接触点被描绘为实心黑圆圈，并且电极被描绘为中间白的圆圈。从电极到接触点的连接通过从电极到所选择的接触点延伸的箭头来描绘。箭头的方向是使得从电极到接触点的连接的选择性本质被理解。箭头总是被示出为指向电极之外：这并不是指示或者限制信号路径的方向。虽然描绘了开关的特定配置，其中电极被示出为连接至某些接触点，但是实施例不限于仅在所描绘的配置中的开关，所描绘的配置被作为示例提供以帮助理解。
根据本发明的实施例的开关布置的第一示例在图1被描绘。在下面的描述中，将涉及构成开关布置的某些部件是如何用于连接至其他部件的。这表示了开关布置的一种使用，其他的使用是可能的，在其他使用中其他部件以不同的方式被连接至开关布置。这包括两个单极开关（SPS）2、4，其中的每个SPS具有单个电极和多个接触点（CP）。在图1的实施例中，有4个CP被提供给每个开关，虽然其他的实施例可以具有更少或者更多的CP。
第一SPS2的电极6是用于连接至针对第一频带的滤波。第二SPS4的电极8是用于连接至针对第二频带的滤波。第一SPS2的第一CP10被提供用于连接至天线开关。第二SPS4的第一CP12被提供用于连接至天线开关。第一SPS2的第二CP14被连接至第二SPS4的第二CP16。在一些实施例中，公共CP可以被提供，其由第一SPS2和第二SPS4二者共享。在第一SPS2的第二CP14和第二SPS的第二CP16之间的连接提供了频率选择性部件（诸如频率复用器）能够被连接到的公共或共享的连接。因此，到目前为止所描述的开关布置允许第一和第二频带以被选择性地直接地连接至天线开关或频率选择性部件。频率选择性部件需要仅在需要时在信号路径中。在一些实施例中，频率选择性部件没有被直接地连接至开关布置，例如其他的部件可能存在于频率选择性部件和开关布置之间。
开关布置允许实现在部件之间各种各样不同的连接。如上面所描述的连接至其他的部件，在使用中，这种构造允许上行链路和下行链路路径在频率选择性部件不需要时旁路它，因此减少了上行链路和下行链路路径两者的插入损耗。进一步的好处是这种构造允许被连接至电极6、8的频带特定的滤波共享单个频率选择性部件。这可能是如下情况，其中频率选择性部件被设计有通带，在两个或多个频带的频率处于通带中时，该通带允许两个或多个频带使用同一滤波连接。
现在将描述在图1中所描绘的进一步的特征。这些进一步特征中的一个或多个特征在另外的实施例中可以被省略。
第一SPS2和第二SPS4能够各自具有第三CP18、20。第一SPS2的第三CP18和第二SPS4的第三CP20被连接在一起。在其他的实施例中，第三CP18、20可以由共享的或者公共CP来提供。这提供了频率选择性部件（诸如频分复用器）能够被连接到的另一个公共或共享的连接。这允许第一和第二频带中的每一个频带被连接至另一个频率选择性部件。可能需要具有不同频率截止特征的不同频率选择性部件以允许在不同的地理区域中的操作或者由不同的网络运营商进行操作，其中在载波聚合中频带的不同组合可能被使用。
在实施例中，频率选择性部件能够具有可调整的角频率（例如在双工器的情况中）或者多个角频率（例如在三工器或四工器的情况中）。用这种方式，频率选择性部件的频率响应能够根据聚合的无线电使用情况或两个或多个RAT来被改变。可调整的频率选择性部件可以支持两个或多个不同的频率选择性部件无线电使用情况。
在实施例中，在第一SPS2的第二CP14和第二SPS4的第二CP16之间的连接提供了频率选择性部件（诸如频率复用器）能够被连接到的公共或共享的连接。这可以是例如天线端口的低通端口。高通端口可以按照相同的方式被连接至另一个开关布置。
在进一步的实施例中，天线频分复用器可以包含或者被连接至天线阻抗调谐器。例如，天线阻抗调谐器可以在公共的天线路径中，被连接在天线和天线开关之间。备选地，天线调谐器能够被连接在频分复用器之后，例如，在考虑离开天线的方向时，被连接在频分复用器的频率选择性端口之后。这能够允许针对频分复用器的每个频率选择性路径独立地控制天线阻抗。在一些实施例中，频分复用器能够通过每个频率选择性路径传送多于一个载波；例如，双工器能够用高于和/或低于它的角频率的频率传送多于一个信号。
第一SPS2还能够具有另外的CP22，特定于连接至第一SPS的电极6的频带的频率选择性部件能够被连接至CP22。类似地，第二SPS4也能够具有另外的CP24，特定于连接至第二SPS的电极8的频带的频率选择性部件能够被连接至CP24。如果有输出，频率选择性部件或多个频率选择性部件能够被连接在另外的CP22、24和天线开关之间。频率选择性部件包括例如匹配部件或网络和频分复用器。这些可以被实施在包含开关布置的封装的内部和/或外部，例如通过一个或多个分离的部件、集成的部件、或作为2D或3D的部件和开关布置一起被集成在单个模块中的被设计的结构所实施。
在一些实施例中，在第一SPS2和第二SPS4都具有另外的CP22、24时，这些能够被连接至匹配网络的末端，该匹配网络被连接至天线开关，其中匹配网络被配置为允许在频率上互相接近的频带在载波聚合模式中共享单个天线。在这种配置中，匹配网络在功能上将类似于频分复用器，但是第一和第二频带被连接至不同的端子，而不是像由第二CP14、16或者第三CP18、20提供的公共或共享的连接被使用的情况下那样连接到共享的端子。
在其他的实施例中，在第一SPS2和第二SPS4都具有另外的CP22、24时，这些能够被连接至频分复用器的各自的端子。例如，对于在载波聚合中一些频带的组合，或者在两个或多个无线电接入技术（RAT）被使用时，可能需要具有不同频率截止特征的不同频率选择性部件。给一个示例，3GPP频带7具有2500MHz的最低频率，并且3GPP频带3具有1880MHz的最高频率。通过将频带3或者频带7连接至双工器的“高”连接，该双工器被设计为具有低/高截止频率1GHz，公共共享的CP，诸如CP14、16，频带3或者频带7都可能与具有960MHz的最高频率的3GPP频带8组合。但是，如果3GPP频带3和7要被组合，这种双工器是不可接受的。这种构造允许用于复用频带3和7的双工器，例如，具有高/低截止频率2GHz的双工器，被连接至另外的CP22、24。
第一匹配开关26能够被提供用于与第一SPS2一起使用。第一匹配开关26具有用于连接至匹配网络的一端的单极28，第一CP30和第二CP32。第一CP30被连接至第一SPS2的另外的CP22，用于连接至匹配网络的另一端。第一匹配开关26的第二CP32被连接至天线开关。它还被连接至第一SPS的第一CP10。在其他实施例中，第一匹配切换开关26的第一CP30能够与第一SPS2的另外CP22是共同或共享的。类似地，第一匹配开关26的第二CP32能够与第一SPS2的第一CP10是共同或共享的。用这个配置，通过将第一匹配开关26设置到第二CP32，并且将第一SPS2设置到另外的CP22，被连接在电极28和第一匹配开关26的第一CP30之间的匹配网络能够被连接在第一频带的信号路径中。
第二匹配开关34能够被提供用于和第二SPS4一起使用。第二匹配开关34的构造和连接对应于第一匹配开关26，但是针对第二SPS4进行。因此，第二匹配开关34具有用于连接至匹配网络的一端的单极36，第一CP38和第二CP40。第一CP38被连接至第二SPS4的另外的CP24，用于连接至匹配网络的另一端。第二匹配开关34的第二CP40被连接至天线开关。它还能够被连接至第二SPS4的第一CP12。在其他的实施例中，第二匹配开关34的第一CP38能够与第二SPS4的另外的CP24是共同或共享的。类似的，第二匹配开关34的第二CP40能够与第二SPS4的另外的CP24是共同或共享的。
构成图1的开关布置的开关能够是任何合适的形式，例如固态开关或电子机械开关。如上面所讨论的，图1的开关布置的一些单元能够在其中不需要它们的实施例中被省略。备选地，开关布置可以是可配置的，用于将任何不用的CP和/或电极编程为高阻抗状态。通过提供能够在许多不同配置中针对频带的不同组合被使用的单个开关布置，这能够简化制造期间的存货管理。
图1A描绘了图1的开关布置的简化图示表示。这个表示在后面的图中被使用，用于以清晰的方式图示图1的开关布置，以使得其到其他部件的潜在连接能够被理解。它并不将那些实施例限制为仅使用如在图1中描述和描绘的开关布置；任何未使用的部分（诸如未连接的CP）能够被省略。备选地，未使用的CP能够被编程为高阻抗状态。
现在参照图2，实施例被描绘，其中图1的实施例的基本原理已被拓展以允许三个频带被选择性地连接至或者旁路至少一个频率选择性部件，诸如复用器。除了下面所描述的，图2的实施例的构造与图1的实施例相同。上面所描述的、对于图1能够被省略、在图2的实施例中也被描绘为存在的特征，在一些实施例中能够被省略。
第三SPS42被提供，其具有用于连接至针对第三频带分配的滤波的电极44，以及用于连接至天线开关的第一CP46。第二CP48被连接至第二SPS4的第二16或者与第二SPS4的第二16共享。因此，在这个配置中，第三频带能够经由第二CP48被选择性地连接至频率选择性部件，或经由第一CP46旁路该频率选择性部件。第一CP46能够被连接至第二SPS4的第一CP12或者与第二SPS4的第一CP12共享。
现在将描述与第三SPS42相关联、并且在图2中被描绘的附加的特征。这些附加的特征在一些实施例中能够被省略。
第三SPS能够被提供有用于连接至匹配部件的另外的CP50。还能够针对第三SPS42提供第三匹配开关52，允许匹配网络在第三频带的信号路径中被选择性地切换。第三匹配开关52是单极双掷开关，具有用于连接至匹配网络的一端的电极54，用于连接至天线开关的第一接触点56以及用于连接至匹配网络的另一端的第二CP58。第三匹配开关52的第二CP58能够被连接至第三SPS42的另外的CP50。
如在图2中所描绘的，虽然第三SPS42具有第三CP60，但是它没有被连接至第一和第二SPS2、4的第三CP18、20。这允许在开关布置中的设备之间的连接的简单的形貌。在其他的实施例中，例如使用分层的连接或者另一个连接方法的实施例中，第三SPS42的第三CP60能够被连接至第一和第二SPS的第三CP18、20。
图2A描绘了图2的开关布置的简化图示表示，其将被在另外的图中使用以图示示例，其中开关布置被更清晰地使用。本发明不限于上面所描述的两个频带或三个频带的开关布置。本发明的原理能够被扩展，以包括更多的频带，该扩展方式与图1的实施例如何被扩展到图2的实施例中三个频带的方式类似。例如，这可以提供CA漫游能力。
在期望使用载波聚合来合并一个或多个频带分配用于数据和/或语音的通信时，如上面所描述的开关布置能够是有用的。为了增加每用户的峰值数据速率和更好地使用可用的网络资源，已提出使用两个或多个载波（在下行链路方向或上行链路方向或二者中）和/或两个或多个频率或频带（也是在下行链路方向或上行链路方向或二者中）和/或两个或多个数据流（也是在下行链路方向或上行链路方向或二者中）。简单地说，通过在“载波聚合”中使用两个或多个载波，无线设备使用两个或多个网络载波无线地连接，以增加可用的峰值数据速率，以及通过复用载波来更好地使用可用的网络资源，以及通过联合的资源分配和在上行链路和/或下行链路载波中平衡负载来实现更大的频谱利用效率。一般，载波可以来自同一小区站或两个或多个小区站，例如，载波可以在不同的但是重叠的小区中，并且可以使用相同或不同的频率（例如，频率可以是带内CA，其中一个或多个频率位于频带分配内，或者可以是带间CA，其中频率分布在两个或多个频带分配中），长期演进（LTE）长期演进-高级，或/和多个HSPA载波，并且可以使用或者可以不使用MIMO（多输入并且多输出，即，在发送器和接收器处均使用多个天线以改善通信性能）。
针对多载波和/或多频带传输的这些提案在很多网络传输协议中有应用，包括尤其是无线网络传输协议。
作为特定的示例，3GPP使用HSPA，其指代高速下行链路分组接入（HSDPA）和高速上行链路分组接入（HSUPA）的组合。HSPA增加可用的数据速率，并且还提升UMTS网络中的容量，并且提供明显的延时降低。在3GPP版本8和版本9中，双小区HSDPA（DC-HSDPA）和双频带DC-HSDPA（DB-DC-HSDPA）特征被引入。这些特征均允许节点B通过在两个地理上重叠的小区中在两个不同的载波频率上同时操作HSPA来在下行链路方向中服务一个或多个用户，因此改善了在整个小区覆盖区域中的用户体验。虽然最初提出使用两个载波或小区和两个频率或频带，但是最近的提案将这个拓展到多于两个载波/小区和多于两个频率/频带（这在本文中将一般性地被分别称作多载波或多频带）。作为特定的示例，在3GPP中的最近的提案提供为这个目的的八个网络小区（称为8C HSDPA或8小区高速下行链路分组接入）的使用，其在理论上将提供最大336Mbps的物理层吞吐量或带宽。
随着3GPP版本的进展，另外的频带和频带的组合被定义。下面表1给出了二十九个频带的细节，它们能够被用于如3GPP版本11中的频分双工（FDD）。
表1-3GPP版本11中的FDD频带
从表1能够看出，每个频带一般要求频带特定的滤波（通常以双工器的形式），因为对于每个频带，频率、信道宽度和上行链路/下行链路距离是不同的。此外，提出在载波聚合中组合两个、三个或更多频带。载波聚合能够发生在频带之间（所谓的“带间”）以及在频带内部（所谓的“带内”）。在3GPP版本11中，下面的带间FDD载波聚合对被定义：B3/B7、B4/B17、B4/B13、B4/B12、B20/B7、B2/B17、B4/B5、B5/B12、B5/B17、B20/B3、B20/B8、B3/B5、B1/B7和B4/B7。对于每个版本，进一步的频带和频带的组合被定义。例如，3GPP版本12目前提出另外的三个FDD频带和另外八个带间CA组合。在后续的版本中预计将引入更多。很难设计能够在许多频带和频带组合上操作的前端。引入到信号路径中的每个部件还引入了插入损耗，其将降低设备的性能。随着频带和频带组合的个数增加，前端的设计变得越来越困难。
本发明的实施例的示例的开关布置允许对于载波聚合所需要的部件（诸如复用器，例如双工器，三工器和四工器，匹配，匹配单元/网络、天线双工器、具备天线阻抗调谐器能力的天线双工器、天线开关等）仅在需要时在信号路径中被选择性地开关。进一步的优势是，为了实现这个，针对每个频带被引入到信号路径中的开关的个数可以只有一个，其中仅对于需要匹配的某些情形才需要两个开关。这导致由开关布置引入的最小化的插入损耗，并且具有两个好处。首先，在用于载波聚合的部件在信号路径中被切换（因为在那种情况下除了用于载波聚合的部件的插入损耗，还有开关的插入损耗）时，它减少了最差情况的插入损耗和在部件之间的失配损耗。其次，在载波聚合不被需要（并且因此载波聚合部件不被需要）时，它最大化了增益，因为单个开关的插入损耗低于载波聚合部件的插入损耗。根据特定的实施和所选择的拓扑，附加的开关可以被实施以在需要时提供高阻抗状态或低阻抗状态。
本发明的开关布置还容易构造和扩展以根据需要提供针对多个频带的切换。现在将描述实施例，在该实施例中本发明的开关布置被用于创建多频带前端，其中天线能够在几个频带之间被共享。
图3描绘用于允许由多个频带选择性的共享天线70的装置。天线70能够被切换至多个频带中的单个频带，或者在载波聚合模式中由两个或多个频带分配同时共享。天线可以是宽带天线，或者天线70的带宽可以是可控制的，例如通过使用孔径调谐器。这可以允许一个或多个无线电使用情况、CA使用情况以及无线电使用情况的组合。它还可以允许处理干扰场景，干扰可以是设备内部的或者外部的，例如来自用于GPS或其他定位技术的频率的干扰。
天线70被连接至天线开关72，其允许天线70被连接至多个端子中的一个。出于清晰的目的，天线开关被描绘为具有天线能够被连接至的九个端子，以使得其中天线70能够被连接至频带特定的部件的各种方式能够被解释。在其他的实施例中，更多或更少的端子可以在天线开关上被提供，取决于期望它连接的频段。在一些实施例中还能够使用具有比需要被连接的更多的端子的天线开关，其中未使用的端子被编程为例如高阻抗状态、非连接状态或截止状态。
为了允许天线70在载波聚合模式中由两个或多个频带共享，复用器74具有被连接至天线开关的端子之一的公共端子76。在这个实施例中，复用器是频率选择性部件的示例，并且特定地是双工器。复用器74具有“高通分支”滤波端子78，其使具有频率高于截止频率的信号通过，以及“低通分支”滤波端子80，其使具有频率低于截止频率的信号通过。在高端子和低端子78、80之间的截止频率在1GHz和1.5GHz之间，虽然其他实施例能够使用适于被组合的频带/范围的其他数值。因此复用器允许两个或多个频带/范围被组合，并且使用频分复用共享天线70。一个频带低于截止频率，而另一个高于截止频率。
根据图1的实施例的开关布置82被提供，用于在高于1.5GHz的两个频带上的信号路径中旁路或切换高通端子78。被提供作为开关布置82的部分的第一SPS的电极84被连接至针对第一频带的频带特定的滤波，在这种情况下其包括复用器86。被提供作为开关布置82的部分的第二SPS的电极88被连接至针对第二频带的第二频带特定的滤波，在这种情况下其包括复用器90。针对第一SPS和第二SPS两者的第一共享或公共CP92被连接至复用器的高通端子78。第一SPS的第二接触点94被连接至天线开关72的端子。第二SPS的第二接触点96被连接至天线开关72的另一个端子。在其他的实施例中，第一和第二SPS的第二CP94、96能够被连接至天线开关72的同一个端子。开关布置82的剩余CP和电极没有被使用，并且可以被编程为高阻抗状态。在其他的实施例中，开关布置的没有使用的电极和CP被从构造中省略。
因此，开关布置82的连接导致到复用器74的高通端子78的单个连接，这是通过针对两个频带/范围的频带特定的滤波。这允许高通端子在第一频带（经由电极84）或第二频带（经由电极88）的信号路径中被连接。如果第一和第二频带被隔离使用，并且不是在载波聚合模式中，则能够通过旁路复用器将第二CP94或96连接至天线开关72而旁路复用器，。
根据图1的实施例的第二开关布置98被提供用于在低于1.5GHz的两个频带上的信号路径中旁路或切换低通端子80。该连接与第一开关布置82的那些连接呈镜像。也就是，被提供作为第二开关布置98的部分的第三SPS的电极100被连接至针对第三频带的频带特定的滤波，在这种情况下其包括双工器101。被提供作为第二开关布置98的部分的第四SPS的电极102被连接至针对第四频带的第四频带特定的滤波，在这种情况下其包括滤波器104。滤波器104被提供作为针对没有用于双工传输的频带的滤波的示例，例如3GPP频带29，其仅被提供在载波聚合中用于下行链路。其他的实施例可以提供针对FDD频带分配的双工器。针对第三SPS和第四SPS两者的第一共享或公共CP106被连接至复用器74的低通端子80。第三SPS的第二接触点108被连接至天线开关72的端子。第四SPS的第二接触点110被连接至天线开关72的另一个端子。在其他的实施例中，第三和第四SPS的第二CP94、96能够被连接至天线开关72的同一个端子。开关布置98的剩余CP和电极没有被使用，并且可以被编程为高阻抗状态。在其他的实施例中，开关布置的没有使用的电极和CP被从构造中省略。
进一步的频带特定的滤波能够被提供，其与没有在载波聚合中使用的频带相关联。进一步的频带特定的滤波能够在天线开关72中被提供，例如分别针对高频带滤波和低频带滤波的滤波112、114，用于与所谓的“2G”移动通信，诸如GSM一起使用。进一步的频带特定的滤波还能够在天线开关72的外部被提供，例如通过将DCS接收滤波器116和双工器120连接至天线开关的各自的端子。将没有用于载波聚合的频带直接地连接至天线开关以避免与开关布置82、98相关联的任何插入损耗能够是有利。然而，在一些实施例中，进一步的频带特定的滤波能够通过扩展开关布置82、98而被连接。这能够允许使用具有更少端子的天线开关，其有利于减少天线开关的成本和/或物理尺寸。
图3的装置能够与多种不同频带特定的部件相组合，以允许多个频带共享单个天线。通常来说，图3的装置允许使用开关布置82、98在载波聚合中将两个“高”频带中的一个与两个“低”频带中的一个相组合。此外，进一步的频带能够被提供用于在没有载波聚合时使用，这仅受限于天线开关72上的端子的个数。
在更特定的配置中，装置被配置为允许3GPP频带2、4、17和29的使用在载波聚合组合2+29、4+29、2+17和4+17中被组合。频带的这种组合对于例如北美网络运营商的使用能够是有用的。针对频带2的双工器被连接至第一SPS开关的电极84。针对频带4的双工器被连接至第二SPS开关的电极88。（频带2和4是“高”频带，其中频率高于1.5GHz）。针对频带17的双工器被连接至第三SPS开关的电极100。针对频带29的接收滤波器被连接至第四SPS开关的电极102。（频带17和29是“低”频带，其中频率低于1.5GHz）。除了被描绘为被连接至双工器120的端子，通过从具有双工器的天线开关中提供进一步的三个端子（没有被图示），能够针对频带1、3、5和7提供进一步的频带特定的滤波，在这个实施例中这些频带没有用于载波聚合中。如上面所描述的，DCS接收的和2G高频带和低频带通过其他的天线开关端子被提供。在一些实施例中，2G接收信号可以以类似于3G/HSPA/LTE DL信号的方式，经由向LNA提供期望的频率选择性滤波的双工器RX端口、下变频和进一步的处理而被传送。
在下面表2中总结了开关布置82、98和天线开关72的操作，该操作允许针对频带的组合2+29、4+29、2+17和4+17共享天线70，以及允许在不需要载波聚合时频带2、4、17和29隔离地使用天线。表2使用图3的参考标记，列出了天线开关和每个SPS开关在连接到信号路径中的接触点和端子方面的配置。来自天线开关的连接通过SPS开关的CP或者被连接至天线70的复用器的端子来指代。在频带没有被使用时，选择连接以针对该频带隔离频带特定的部件。这能够通过各种方式来实现，并且在连接描述中被指示为“I”。在一些实施例中，隔离通过将电极连接至没有连接至天线开关的CP来实现；在其他的实施例中，专用的“隔离”位置能够被提供，其中电极没有被连接至任何CP。
表2-针对图3中的频带组合的连接
操作模式 2 4 17 29 2+29 4+29 2+17 4+17
天线开关被连接至： 94 96 108 110 76 76 76 76
第一SPS开关电极84被连接至： 94 I I I 92 I 92 I
第二SPS开关电极88被连接至： I 96 I I I 92 I 92
第三SPS开关电极100被连接至： I I 108 I I I 106 106
第四SPS开关电极102被连接至： I I I 110 106 106 I I
如在图3中所描绘的，天线开关和开关布置被配置用于频带4+29载波聚合操作。信号路径被用粗线示出。在这个实施例中，频带2和17的隔离已通过将这些频带的频带特定的滤波连接至各自的CP来实现，该CP将把那个频带直接连接至天线开关72。由于该CP从天线开关断开，因此隔离了滤波。
在其他的实施例中，两个“低”频带和两个“高”频带的任何其他组合能够依赖于特定的需求被连接至开关布置的电极。例如，在由欧洲网络运营商使用的变化中，针对3GPP频带7的滤波能够被连接至第一SPS的电极84，针对3GPP频带3的滤波能够被连接至第二SPS的电极88，针对3GPP频带8的滤波能够被连接至第三SPS的电极100，以及针对3GPP频带20的滤波能够被连接至第四SPS的电极102。（在这种情况中，针对频带20的滤波将是双工器，而不是在图3中所描绘的单个滤波器。）然后这些频带能够被开关以在组合7+20、7+8、3+8和3+20中共享天线。
在其他的实施例中，能够在图1的开关布置和到天线开关的信号路径之间提供附加的滤波。例如，附加的滤波能够在复用器的较低频端子和第三和第四SPS的共享或公共CP106之间被提供。附加的滤波对于衰减用于定位接收器频带的谐波能够是有用的。例如，3GPP频带13和14可能和由GPS所使用的频率具有谐波关系。附加的滤波对于衰减可能在载波聚合中有影响的谐波也可能是有用的。例如，在3GPP频带4和17被操作于载波聚合中时，衰减频带17的第三谐波能够是有利的，否则频带17的第三谐波可能影响频带4的下行链路性能。
图4描绘了用于允许由多个频带选择性的共享天线70的装置，其使用图1的开关布置。天线70能够被切换至多个频带中的单个频带，或者在载波聚合模式中由两个频带同时共享。除了下面所描述的，这个实施例的构造与图3的实施例相同。
在这个实施例中，匹配部件被提供以允许在载波聚合中频率上接近（但是也可以具有更大的频率间隔）的两个频带的组合。特定地，匹配被提供以允许在载波聚合中两个“高”频带的组合。匹配是频率选择性部件的示例，在双工器不合适或者被优选地避免时（诸如在频段操作于其中单个截止频率不足以复用该频带的频率上时），频率选择性部件允许两个频带共享天线。例如，在一个频带的发送和/或接收频率是在用于载波聚合的其他频带的发送和接收频带之间或者与其重叠时，双工器是不合适的。
当频带在频率上接近时，为了好的性能设计具有足够陡峭的频率截止特征的频率选择性部件很难，因此插入损耗可能增加。使用载波聚合的能力能够补偿这个缺点。本发明的实施例的示例允许仅在需要时任何这种频率选择性部件才处于信号路径中，在那些频带没有在载波聚合模式中操作时避免相关联的插入损耗。
第一匹配115被提供用于第一频带以及第二匹配117被提供用于第二频带。第一匹配115和第二匹配117都具有被连接至其他的第一端，并且提供被连接至天线开关的公共端子。第一匹配115的第二端被连接至第一SPS开关的另外的接触点119。第二匹配117的第二端被连接至第二SPS开关的另外的接触点121。
在使用中，通过将第一SPS开关设置到另外的接触点119以及将第二SPS开关设置到另外的接触点121，第一频带和第二频带能够在载波聚合中被使用。然后天线开关被连接至端子123，第一和第二匹配115、117的公共端子被连接至该端子123。第三和第四开关被设置到隔离的位置。例如，如果第一频带是频带2并且第二频带是频带4（如上面对于图3的实施例所讨论的），在这个实施例中，3GPP频带2和4在载波聚合模式中操作是可能的。3GPP频带2和4的组合还展示了其中双工器不合适的情形。频带2的发送（上行链路）和接收（下行链路）频率（分别是1850-1910MHz和1930-1990MHz）在频带4的发送和接收频率（分别是1710-1755MHz和2110-2155MHz）之间。
此外，如上面对于图3的实施例所讨论的，3GPP频带2和4能够被隔离地使用或者与其他频带组合使用。该实施例允许更多的频带组合以简单的方式被提供。另一个优势是，由于附加的组合通过在第一和第二SPS开关上的另外的CP被提供，在第一和第二匹配115、117被从信号路径断开时，插入损耗是不变的。
在另一个实施例中，如上面参照图3所描述的，通过将频带3、7、8和20连接至开关布置，图4的装置可以被修改以允许由频带3+7、7+20、7+8、3+8和3+20共享天线。在那个配置中，匹配115、117能够被允许在载波聚合中复用频带3+7的双工器所替代，例如具有2.2GHz左右的高/低截止频率的双工器。这个实施例还能够通过包括针对频带7或者频带3和7的频率进行优化的第二天线而被修改，例如如下面参照图10和11所讨论的类似的方式。
在进一步的实施例中，频率选择性部件，诸如例如匹配或复用器，能够与在第二开关布置中的第三SPS的另外的CP和第四SPS的另外的CP相关联。
图5描绘了用于允许由多个频带对天线70选择性共享的装置，其使用图1的开关布置。天线70能够被切换至多个频带中的单个频带，或者由两个频带在载波聚合模式中同时共享。除了下面所描述的，这个实施例的构造与图3的实施例相同。
在这个实施例中，第二双工器122被提供作为频率选择性部件的示例。第二双工器122具有被连接至天线开关的公共端子124，第一滤波的端子126和第二滤波的端子128。在这个实施例中，双工器122具有大约1.6GHz的第二截止频率，但是其他的实施例可以根据所要求的特定的频带组合而使用其他的截止频率。在第一开关布置82中的第一SPS和第二SPS的第三公共或共享CP130被连接至第一滤波端子126。在第二开关布置中的第三SPS132的第三公共或共享CP132被连接至第二双工器的第二滤波端子128。
在这个实施例中，第四频带被提供具有频分双工器134，允许使用第四频带用于发送和接收数据。
提供第二双工器在针对第一、第二、第三和第四频带所选择的频率给了更多的自由度。特别是，没有必要将“高”频带分到一个开关布置而将“低”频带分到另一个开关布置，因为两个双工器能够具有不同的截止频率。如果两个双工器被使用，双工器的频率响应更少受到通带插入损耗的影响。
例如，在更特定的配置中，装置被配置为允许3GPP频带1、3、19和21的使用在载波聚合组合3+19、3+21、1+21和1+19被组合。针对频带1的双工器被连接至第一SPS开关的电极84。针对频带3的双工器被连接至第二SPS开关的电极88。针对频带21的双工器被连接至第三SPS开关的电极100。针对频带19的接收滤波器被连接至第四SPS开关的电极102。频带在两个开关布置之间被分布，以使得所有组合中的“高”侧在第一开关布置上，以及所有组合中的“低”侧在第二开关布置上。但是，不像图3的实施例，频带21的频率（1447.9-1462.9MHz和1495.9-1510.9MHz）高于1.5GHz，所以第一双工器的1.5GHz截止频率是不合适的。相反，第二双工器被提供有截止频率1600MHz，被用于在载波聚合模式中频带21的使用。在另一个实施例中，频带21可以在频率选择性部件的“高”侧被连接至开关布置。在一些实施例中，这能够允许CA，其中频带28被连接至“低”侧。
如图3的实施例，另外的频带特定的滤波能够被提供用于没有在载波聚合中被使用的频带。例如，针对频带6和28的滤波能够被提供直接地连接至天线开关的端子。类似地，如上面对于图3的实施例所描述的，DCS接收的和2G高频带和低频带通过其他天线开关端子被提供。根据所关心的布置的具体需求，可以包括其他滤波器。
图5描绘了开关布置和天线开关的配置，开关布置和天线开关用于允许在载波聚合模式中使用频带1和21。根据所需要的操作模式，实施例能够具有各种不同的配置。下面表3总结了开关布置82、98和天线开关72的配置，该配置用于允许针对频带的组合3+19、3+21、1+21和1+19共享天线70，以及允许频带1、3、19和21在不需要载波聚合时使用隔离的天线。表3使用图5的参考标记，列出了天线开关和每个SPS开关在被连接在信号路径中的接触点和端子方面的配置。来自天线开关的连接由SPS开关的CP或者被连接至天线70的复用器的端子来指代。在频带没有被使用时，选择连接以针对那个频带隔离频带特定的部件，这能够通过各种方式来实现，并且在连接描述中被指示为“I”。在一些实施例中，隔离是通过将电极连接至未连接至天线开关的CP来实现的，在其他的实施例中，能够提供专用的“隔离”位置，其中电极没有被连接至任何CP。
表3-针对图5中的频带组合的连接
因此，这个实施例展示了多于一个的复用器如何能够通过将它连接至在开关布置中的SPS的公共或共享的CP来提供。这能够允许频带的不同组合以简单的构造来实现。进一步的优点是两个复用器都能够通过单个开关被旁路，在复用器被从信号路径断开时最小化附加的插入损耗。
在进一步的实施例中，图3的装置能够被适配为通过将该双工器替换为具有近似1.6GHz的截止频率的双工器来允许频带1、3、19和21的组合。但是，在图5的实施例中性能能够被优化，其中具有不同截止频率的两个双工器被提供。
在图6中描绘了用于在频带之间共享天线的装置的进一步的实施例。除了下面所描述的，这个实施例的构造与图5的实施例相同。类似于图4的实施例，这个实施例增加了匹配以允许在载波聚合中频带的另外的组合。
具体地，第一匹配134和第二匹配136被提供作为频率选择性部件的示例，当在载波聚合中要被组合的频带具有基本上互相接近的频率时，该频率选择性部件能够被使用。在这种情形中，匹配能够提供比双工器更好的性能，虽然双工器和其他频率选择性部件能够在其他的实施例中被使用。第一匹配134具有被连接至第二匹配136的第一端以及天线开关的端子的第一端。第一匹配134的第二端被连接至第一开关布置的第一SPS的另外的CP119。第二匹配136的第二端被连接至第二开关布置的第二SPS的另外的CP121。
在这个实施例中，第一和第二匹配134、136具有被选择的相位偏移，以使得在1900MHz之上的频率被提供给（针对3GPP频带1）第一SPS的另外的CP118、119，以及在1900MHz之下的频率被提供给（针对3GPP频带3）第二SPS的另外的CP120、121。这里，在频带3的最高频率和频段1的最低频率之间的仅40MHz间隔使得使用匹配是个恰当的选择。
在图7中描绘了用于在频带之间共享天线的装置的进一步的实施例。除了下面所描述的，这个实施例的构造与图6的实施例相同。
在这个实施例中，天线开关138被使用，其能够将它的一个或多个端子同时连接至天线70。在天线开关能够将两个端子同时连接至天线时，频带能够通过将它们中的每个连接至与天线开关连接的端子之一而直接地共享天线70。但是，在那种情况下，要被组合的两个频带的频率的交互必须被考虑，并且可能需要附加的匹配。
至此，图7的实施例包括第三匹配140，用于和被连接至第三SPS的电极的频带一起使用，以及第四匹配142，用于和被连接至第四SPS的电极的频带一起使用，第三和第四匹配140、142被连接在电极和第二开关布置的各匹配开关的第一CP之间。一个匹配开关的第一CP与第三SPS的另外的CP144是公共的、被连接至第三SPS的另外的CP144、或者与其共享。一个匹配开关的第二CP与第三SPS的第一CP108是公共的、被连接至第三SPS的第一CP108、或者与其共享，该第三SPS的第一CP108被连接到天线开关138。另一匹配开关的第一CP与第四SPS的另外的CP146是公共的、被连接至第四SPS的另外的CP146、或者与其共享。另一匹配开关的第二CP与第四SPS的第一CP110是公共的、被连接至第四SPS的第一CP110、或者与其共享，该第四SPS的第一CP110被连接至天线开关138。
在这个实施例中，第三和第四匹配140、142允许频带19和21在载波聚合模式中被一起使用。这个模式在图7中用粗线描述。天线开关被配置为将天线连接至第三SPS的第一CP108和第四SPS的第二CP110两者。通过将一个匹配开关连接至CP108以及将第三SPS连接至另外的CP144，第三匹配140被接入信号路径中。通过将另一个匹配开关连接至CP110以及将第四SPS连接至另外的CP142，第四匹配142被接入信号路径中。
在使用中，这个实施例使得匹配被提供，其能够按照需要被接入信号路径中或从信号路径断开。在不被需要时，仅需要将单个开关将频带特定的滤波直接地连接至天线开关，最小化插入损耗。
另一个实施例在图8中被描绘，其允许天线70在载波聚合模式中由两个或多个频带共享。除了下面所描述的，这个实施例的构造与图5相同。如同图7的实施例，天线开关138能够将端子中的两个同时连接至天线70。此外，可切换的匹配148、150分别针对第一和第四频带被提供（3GPP频带1和19），通过使用天线开关将第一SPS的第一CP94连接至天线以及将第四SPS的第一CP110连接至天线，允许它们被组合用于载波聚合。此外匹配148、150被接入各自的信号路径中以允许这两个频带同时共享天线70。
因此这个实施例提供组合频带1和19的备选的方式，而不是如在图5的实施例中经由第一复用器74。不同的备选方案能够具有不同的实施和性能准则。例如，用于在备选方案之间进行选择的选择准则能够包括以下的一个或多个：插入损耗、集成尺寸、集成技术、隔离、线性、交调失真（MID）性能和谐波性能。
这个实施例的变形还允许通过上面参照图1所描述的开关布置被连接的频带和不通过开关布置被直接连接至天线开关的其他频段的组合。例如，天线开关能够被配置为将天线连接至在第二开关布置中的第三SPS的第一CP108，并且将天线同时连接至双工器120。在这个实施例中，双工器120具有针对3GPP频带28的滤波。匹配150接入针对频带19的信号路径中，并且然后允许频带28和频段19操作于载波聚合模式。
虽然在载波聚合中两个频带的组合已在上面被描述，将意识到本发明不限于两个频带的组合。在天线开关138能够将它的端子中的两个同时连接至天线时，进一步的实施例能够通过使用图1的开关布置以将连接与两个频带之间的一个端子共享来允许三个或多个频带的组合。
可以允许三个频带的同时使用的实施例能够包括下面特征中的一个或多个：
-能够同时组合两掷或多掷的天线开关，并且在其中的一个掷中用于载波聚合的一个或多个频带被传送
-天线复用器被提供具有传送至少两个频带的第一分支以及传送至少一个频带的第二分支
-具有天线阻抗调谐能力的天线复用器被使用，其中第一分支传送至少两个频带并且第二分支传送至少一个频带
-上面参照图6所描述的匹配网络134/136能够使它的公共点连接至复用器分支，而不是天线开关。第二分支能够传送至少一个频带。
图9描绘了如下实施例，其中天线70能够在载波聚合中的两个频带之间被共享。除了下面所描述的，这个实施例的构造和图4的实施例相同。
在这个实施例中，通过将第二开关布置98替换为如上面参照图2所描述的那样构造的第二开关布置152，三个频带能够被选择性地连接至双工器74的低频端子80。除了针对3GPP频带17和29的滤波，这允许针对3GPP频带5的滤波被连接至双工器74的低频端子。具体地，开关布置152包括第三、第四和第五SPS，其中电极154、156、158被分别连接至针对3GPP频带的17、5和29的频带特定的滤波。由第三、第四和第五SPS的全部共享的公共或共享的CP160被连接至双工器74的低频端子80。
第三SPS的第二CP161被直接地连接至天线开关。第二CP163被第四SPS和第五SPS二者所共享，并且还被连接至天线开关。因此，被连接至第三、第四和第五SPS的电极154、156、158的频带特定的滤波能够被直接地连接至天线开关，用于在不需要载波聚合的模式中使用。
以和第一和第二匹配115、117允许天线由在高频侧的两个频带所共享相同的方式，匹配还能够被提供以允许天线由在低频侧的两个频带所共享。第三匹配162和第四匹配164被提供。第三匹配162和第四匹配164的第一端被互相连接，并且连接至天线开关。第三匹配162的第二端被连接至在第二开关布置152中的第三SPS的另外的CP。第四匹配164的第二端被连接至在第二开关布置152中的第四SPS的另外的CP。
因此，在这个实施例中，使用如上面针对图4所描述的相似的原理，3GPP频带能够被组合为2+29、4+29、2+17、4+17、5+2、5+4和2+4。此外，频带5+17能够使用匹配162、164来组合。针对共享天线70的频带5+17的信号路径在图9中被描绘。在另一个实施例中，匹配能够在第四SPS的CP和第五SPS的CP之间被提供，以实现频带5+29的组合。
在其他的实施例中，频带的不同组合能够被提供。如参照图2所描述的开关布置还能够通过复用器的高频输出来提供。这将允许在载波聚合模式中六个不同的频带的组合，同时要求天线开关仅将它的端子之一连接至开关布置。
本发明的原理还能够被应用于具有多于一个天线的装置。例如，开关布置能够被提供以允许每个天线被共享。在另一个在图10中被描绘的实施例中，单独的天线被提供，在3GPP频带7隔离地操作时该单独的天线被使用。3GPP频带7使用中心为2.5GHz左右的频率。虽然这些频率能够被使用可接收所有3GPP频率的多用途天线可接受地接收，但是在通过提供专用的频带7天线（其被配置为使用2.5GHz左右的频率）来隔离的使用频带7时，性能能够被改善。
除了下面所描述的，图10的实施例的构造和图3的实施例相同。除了图3的实施例，图10的实施例包括第二复用器，具体地，复用器166和被优化用于2.5GHz左右的频率的第二天线168。这个实施例还被提供有针对被连接至第一和第二开关布置的不同频带的频带特定的滤波，具体地，针对3GPP频带7的滤波被连接至在第一开关布置中第一SPS的电极，针对3GPP频带3的滤波被连接至在第一开关布置中第二SPS的电极，针对3GPP频带8的滤波被连接至在第二开关布置中第三SPS的电极，针对3GPP频带20的滤波被连接至在第二开关布置中第四SPS的电极。
第二天线168被连接至第一开关布置中第一SPS的第一CP。因此，在期望隔离地使用3GPP频带7时，第一SPS能够被连接至它的第一CP以使用第二天线。因为第二天线能够针对3GPP频带7的频率被优化，这给出了改善的性能。
如在图10中所描绘的，这个实施例还包括双工器166，其能够在进一步的实施例中被省略。双工器166具有针对频带3和7被优化的截止频率，频带3和7将在载波聚合中共享天线70。双工器166具有被连接至天线开关的公共端子，被连接至第一开关布置中第一SPS的另外的CP的高滤波端子，以及被连接至第一开关布置中第二SPS的另外的CP的低滤波端子。
在使用中，图10的实施例允许3GPP频带7+20、7+8、3+8、3+20和7+3操作于载波聚合模式，并且共享第一天线70。在另一个实施例中，3GPP频带8+20也能够被组合。这能够通过以类似于上面针对频带3+7的组合所描述的方式提供进一步的双工器来实现。备选地，频带8+20能够通过以如下方式提供匹配而被组合，该方式类似于如上面参照图7所描述的、允许频带19+21被组合的匹配140、142的方式，或者类似于如上面参照图6所描述的、允许频带1+3被组合的匹配134、136的方式。
在这个实施例中，第二天线仅被用于隔离的频带7。其他的实施例可以具有不同的配置。例如，双工器166能够被连接至第二天线168。在第二天线能够被连接至多于一个的CP时，第二天线开关能够被提供来切换第二天线。如在图10的实施例中，将第二天线168仅连接至一个CP能够避免提供第二天线开关的成本和复杂度。
图11描绘进一步的实施例。除了下面所描述的，该实施例的构造与图10的实施例相同。在这个实施例中，第二天线170能够支持3GPP频带7和频段3。第二天线被连接至第一SPS和第二SPS的第三公共或共享的CP130，并且图10的双工器166被省略。
这个实施例允许第二天线用于频带3或频带7。它还允许频带3和7被用于CA中，而不要求在信号路径中附加的频率选择性部件，因为第一天线70能够被用于频带3和7中的一个，并且第二天线170能够被用于频带3和7中的另一个。例如，在3GPP频带3和7被组合时，开关布置能够被配置，以使得：
·主小区的频带3被导向第一天线70，并且辅小区的频带7被导向第二天线170（在图11中被描绘）；或者
·主小区的频带7被导向第一天线70，并且辅小区的频带3被导向第二天线170。
因此，这个实施例允许频带3和7和其他频带一起在CA中使用或者隔离地使用。在隔离地使用时，在路径中仅有一个开关。此外，针对频带3和频带7的组合，不需要附加的频率选择性部件（诸如匹配或双工器），减少了针对频带3和频带7的组合的插入损耗。这对于频带3可能尤其有利。3GPP频带3具有宽的带宽以及在发送和接收频率之间窄的间隔，因此相比于其他的3GPP频带，频带3双工器作为部件本身可能具有相对高的插入损耗。
在进一步的实施例（没有被示出）中，第一天线70可以具有天线阻抗调谐器。然后主载波信号经由天线阻抗调谐器被传送，这是有利的。因此，在这个实施例中，根据具体的无线电使用情况，第二天线170被用于第二载波。换句话说，选择频带3和7中的哪一个在哪个天线上被接收能够取决于哪个被看做主载波。在UL CA或多RAT使用情况中，如下频带分配被连接至第一天线70，在该频带分配中，操作频率需要天线阻抗调谐器或者将受益于天线阻抗调谐器。图12描绘了本发明的实施例，在该实施例中，四个开关布置被提供以允许3GPP频带1、2、3、4、5、8、13、17和19在载波聚合组合4+17、4+13、2+17、1+21、1+19、3+5、3+19和8+3中隔离地操作。这种组合允许装置在不同的地理区域中起作用，包括北美、欧洲和亚太。
通过如上面参照图1所描述的提供第一、第二、第三和第四开关布置，单个天线70能够由这些频带共享。天线开关的进一步输出能够被直接地连接至针对附加频带的频带特定的滤波，或者如同上面图3的实施例，被提供有针对DCS或2G高频带和低频带的集成的或外部的滤波。
在一些实施例中，分离的频带7天线和相关联的频带特定的滤波可以被提供（针对不需要具有频带7的载波聚合的情形）。
这个实施例展示本发明的原理能够如何被扩展以利用简单构造允许多个频带共享天线。在操作于单个频段模式时，与3GPP频带8相分离的所有频带能够如果针对载波聚合的频率选择性部件。此外，在频率选择性部件被旁通时，在开关布置中的单个开关出现在信号路径中，相比于直接连接至天线开关，仅提供了小的附加插入损耗。
上面参照图3-12所描述的实施例已在从天线起的方向将信号路径中的部件布置为：天线开关、频率选择性部件、开关布置和频带特定的滤波。本发明不限于部件的这个顺序。例如，频率选择性部件可以在天线和一个或多个天线开关之间被提供。
图13描绘了进一步的实施例，其中频率选择性部件在天线和天线开关之间被提供。除了下面所描述的，图13的构造和图9相同。在这个实施例中，图9中的单个天线开关和双工器74被双工器172来替换，双工器172被置于天线70和第一和第二天线开关174、176之间的信号中。在进一步的实施例中，双工器172可以是具有可调的角频率的可调谐双工器。
图13的实施例展示图1和图2的开关布置能够在许多配置中使用。例如，上面所讨论的所有实施例可以被适配为使频率选择性部件在信号路径中比任何天线开关更接近于天线。虽然这可以意味着频率选择性部件不能够被旁路，但是该开关布置允许广泛的连接配置。
图14描绘了进一步的实施例的简化表示，其中多于一组的频带特定的滤波针对相同的频带分配被提供。这允许根据操作模式选择频带特定的滤波。除了下面所描述的，图14的实施例的构造和图5的实施例相同。
这个实施例允许频带3+19、3+31、1+21、1+19、1+3DL、21+3DL和19+3DL的组合。“3DL”指代使用频带3的下行链路或接收部分，例如用于在和其他频带的CA中实现改善的下载性能或速度。针对3GPP频带3的频带特定的、双工滤波可能很难设计，因为上行链路和下行链路频率范围相对宽，并且它们之间的间隔较窄。因此，在信号路径中的其他部件被考虑之前，针对3GPP频带3的双工滤波就其本身可能具有相对高的插入损耗。如果3GPP频带3被要求仅在下行链路使用，那么不需要双工滤波器，由于频带特定的滤波引入的插入损耗能够被减少。
图14描绘了图2的开关布置176如何能够被用于双工器76和102的“高”侧以提供针对频带特定的滤波的附加连接。具有适合于DCSRX和3GPP频带3DL二者的频率响应的滤波被连接至SPS的电极178用于指向天线开关的选择性连接，被连接至双工器76或者102的端子或者被连接至匹配180。
匹配180和182提供网络，该网络允许针对DCS RX/3GPP频带3的频带特定的滤波和针对3GPP频带1的滤波共享天线70。这种配置在图14中被示出，其中针对3GPP频带1+3DL的信号路径用粗实线示出。
在另一个实施例中，进一步的匹配能够被提供以允许3GPP频带B21和B19被组合并且同时使用天线70。采用与连接至开关布置172的相同的形式，进一步的匹配能够被连接至针对3GPP频带21和19的开关布置，并且能够被提供来替代匹配180和182或者除匹配180和182之外被提供。
如上面涉及其他实施例所讨论的，频带的其他组合能够通过改变开关布置和天线开关的配置来共享天线。在进一步的实施例中，在图14中所描绘的一个或多个单元能够被省略，如果它们对于具体的应用中所使用的频带分配组合并不需要。例如，在一些实施例中，双工器102能够被省略。
如所描绘的，图14没有示出没有通过图1或图2的开关布置被连接的频带特定的滤波。例如如上面参照图5所描述的，这种频带特定的滤波能够在其他的实施例中被提供。进一步的实施例可以针对除3GPP频带3之外的频带分配提供多于一组的频带特定的滤波。
图15描绘了进一步的实施例的简化表示。除了下面所描述的，这个实施例的构造和图14相同。在这个实施例中，针对三组频带特定的滤波的、根据图2的开关布置176被用来允许新的频带组合共享天线170，而不是针对相同的频带组合提供多于一组的滤波。
如在图15中所描绘的，针对图14中的DCS和3GPP频带3的仅接收滤波被针对3GPP频带21的双工滤波替代，针对3GPP频带21的双工滤波被连接至开关布置176的第一SPS的电极178。因此，仅是针对3GPP频带19的滤波被连接至第二开关布置，并且双工器102被省略。匹配184和186具有被选择为允许3GPP频带1和21同时共享天线的特征，并且图15描绘了针对3GPP频带1和21的组合的信号路径。
使用双工器188，3GPP频带19+1、19+3和19+21的组合也是可能的。双工器188具有在3GPP频带19的最高频和3GPP频带21的最低频之间的在它的高通和低通频带之间的角频率，例如，它可能具有近似为1.3GHz的角频率。
在其他的实施例中，更低的开关布置能够用单个SPS来替换，该SPS使其电极连接至针对3GPP频带19的滤波，一个CP连接至双工器188的低通端子，以及一个CP连接至天线开关。
各种程度的集成能够被应用于图3至图15的实施例中。在一些实施例中，所有的部件能够被实施为分散的部件。在其他的实施例中，天线开关、开关布置和频率选择性部件能够被集成为单个封装。然后具有相同外部连接的另一个封装能够被提供，其不包括开关布置和频率选择性部件，允许不操作于载波聚合的设备以最小的生产变化来生产。
封装可以包含两个或多个开关布置、天线开关和专用开关作为集成的封装或电路。进一步的集成能够被应用。例如，模块可以包含一个或多个天线开关、天线双工器、天线阻抗调谐器功能、耦合器、具有天线阻抗调谐器功能的天线双工器、天线孔径调谐器、控制器、控制接口、功率接口、到测量接收器的耦合器接口、调节器、ESD保护、频率选择性滤波器、基本谐波滤波器双工器、双工器、三工器、四工器、开关装置、功率放大器、匹配、LNA、RFIC、调制解调器BB、应用处理器。集成可以通过2D、3D和/或模块层中结构的堆积来完成。
在一些实施例中，滤波器频率响应可以是根据无线电使用情况和干扰场景可控制的。这可以允许滤波器频率响应被设置为：
·对应于频带分配的带宽，
·比频带分配更宽的带宽，
·或者在频带分配内的载波或多个载波的带宽，或者
·比特定载波或多个载波的带宽更宽是为带宽
滤波器频率响应还可以以第一模式被改变为第一频带分配，并且以第二模式被改变为第二频带分配。频带分配可以是3GPP频带分配。因此使用具有能够被改变的频率响应的滤波器允许更少的滤波器被提供，因为单个滤波器能够被改变为具有比频带分配所需的更多的频率响应。
在其他的实施例中，集成能够被进一步扩展，例如包括频带特定的滤波，以及可能在同一个封装中的多模功率放大器（MMPA）。进一步，同一个封装还能够集成一个或多个分集天线相关的电路、备选的天线相关的电路、备选的RAT相关的电路、卫星定位电路、天线、MIMO天线、RFIC、调制解调器BB、模块上的调制解调器、一个或多个同一芯片上的调制解调器、RFIC、备选的RAT、定位接收器、应用处理器、EM、在同一屏蔽上的PM、接口。
如在图16中所描绘的，上面的实施例能够被用于用户设备或无线设备的无线电模块。在这种情况中，用户设备是以移动电话/智能电话201的形式。用户设备201包含必要的无线电模块202、（多个）处理器和存储器/（多个）存储器203、天线204等，以实现和网络的无线通信。使用中的用户设备201与无线电天线杆205与或者备选的通信对等物通信，诸如设备到设备通信。作为在UMTS（通用移动电信系统）的背景中的具体的示例，可以有结合一个或多个节点B（在很多方面，其能够被看作“基站”）进行操作的网络控制装置206（其可以由例如所谓的无线电网络控制器来构成）。作为另一个示例，LTE（长期演进）使用所谓的演进的节点B（eNB），其中RF收发器和资源管理/控制功能被组合到单个实体中。在本说明书中，术语“基站”被用于包括“传统的”基站、节点B、演进的节点B（eNB）或到网络的任何其他接入点，除非上下文另外要求。网络控制装置206（不管什么类型）可以具有它自己的（多个）处理器207和存储器/多个存储器208等。
更具体地，本发明的实施例能够被应用于无线电模块202，以使得天线204或者天线系统4能够由几个频段隔离地使用或者在用于载波聚合的频带和MIMO中组合使用。
上面的实施例可以被理解为本发明的说明性示例。本发明的进一步实施例被设想。上面所描述的原理能够被扩展到频带和频率选择性部件的许多不同的布置，并且不限于所描述的特定的组合。将理解，结合任何一个实施例所描述的任何特征可以被单独使用，或者结合所描述的其他特征结合使用，并且还可以和任何其他实施例的一个或多个特征或者任何其他实施例的任何组合来结合使用。此外，在不背离由所附的权利要求书限定的本发明的范围的情况下，上面没有描述的等价和修改也可以被采用。

Claims (21)

1.一种开关布置，所述开关布置包括：
第一单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第一频带的滤波，
第一接触点，以及
第二接触点；以及
第二单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第二频带的滤波，
第一接触点，以及
第二接触点；
其中所述第一单极开关的所述第一接触点被连接至所述第二单极开关的所述第一接触点，并被连接至频分复用器；且
所述第一单极开关的所述第二接触点被连接至所述第二单极开关的所述第二接触点，并被连接至另一频分复用器。
2.根据权利要求1所述的开关布置，其中：
所述第一单极开关具有第三接触点；且
所述第二单极开关具有第三接触点。
3.根据权利要求1所述的开关布置，其中所述第一单极开关具有另外的接触点，用于连接到针对所述第一频带的一频率选择性部件。
4.根据权利要求3所述的开关布置，其中所述第二单极开关具有另外的接触点，用于连接到针对所述第二频带的另一频率选择性部件。
5.根据权利要求3所述的开关布置，进一步包括匹配开关，用于在所述第一频带的信号路径中的匹配部件的选择性连接，其中所述匹配开关是单极开关，所述单极开关具有：
电极，用于连接至匹配网络的一端；
第一接触点，被连接至所述第一单极开关的所述另外的接触点，用于连接至所述匹配网络的另一端；以及
第二接触点。
6.根据权利要求5所述的开关布置，进一步包括第二匹配开关，用于在所述第二频带的信号路径中的匹配部件的选择性连接，其中所述第二匹配开关是单极开关，所述单极开关具有：
电极，用于连接至第二匹配网络的一端；
第一接触点，被连接至所述第二单极开关的所述另外的接触点，用于连接至所述第二匹配网络的另一端；以及
第二接触点。
7.根据权利要求1所述的开关布置，进一步包括第三单极开关，所述第三单极开关具有：
电极，用于连接至针对第三频带的滤波，
第一接触点，以及
第二接触点；
其中所述第三单极开关的所述第二接触点被连接至所述第一单极开关的所述第二接触点和所述第二单极开关的所述第二接触点。
8.一种用于针对载波聚合、多输入多输出MIMO和多个同时的无线电接入技术中的至少一个的天线的选择性共享的装置，所述装置包括：
天线开关，具有用于连接至天线的天线端子以及被选择性地连接至所述天线端子的多个可切换的端子；
频分复用器，具有公共端子和至少两个滤波端子，其中所述公共端子被连接至所述天线开关的可切换的端子；以及
开关布置，包括：
第一单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第一频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，
第二接触点，以及
第三接触点；以及
第二单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第二频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，
第二接触点，以及
第三接触点；
其中所述第一单极开关的所述第二接触点被连接至所述第二单极开关的所述第二接触点，并被连接至所述频分复用器的所述至少两个滤波端子中的一个滤波端子，且
所述第一单极开关的所述第三接触点被连接至所述第二单极开关的所述第三接触点，并被连接至另一频分复用器。
9.根据权利要求8所述的装置，进一步包括第二开关布置，所述第二开关布置包括：
第三单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第三频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，以及
第二接触点；以及
第四单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第四频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，以及
第二接触点，
其中所述第三单极开关的所述第二接触点被连接至所述第四单极开关的所述第二接触点，并被连接至所述频分复用器的所述至少两个滤波端子中的另一个滤波端子。
10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括频带特定的滤波，所述频带特定的滤波被连接至所述第一单极开关、所述第二单极开关、所述第三单极开关或所述第四单极开关的电极，其中所述频带特定的滤波经配置以具有能够被改变的频率响应。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述频分复用器是双工器或者三工器。
12.根据权利要求8所述的装置，其中所述另一频分复用器具有公共端子和至少两个滤波端子；所述另一频分复用器的所述公共端子被连接至所述天线开关的另一可切换的端子。
13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括第二开关布置，所述第二开关布置包括：
第三单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第三频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，以及
第二接触点，以及
第三接触点；以及
第四单极开关，具有：
电极，用于连接至针对第四频带的滤波，
第一接触点，被连接至所述天线开关的另一可切换的端子，以及
第二接触点，以及
第三接触点，其中
所述第三单极开关的所述第二接触点被连接至所述第四单极开关的所述第二接触点，并被连接至所述频分复用器的所述至少两个滤波端子中的另一个滤波端子；以及
所述第三单极开关的所述第三接触点被连接至所述第四单极开关的所述第三接触点，并被连接至所述另一频分复用器的所述至少两个滤波端子中的一个滤波端子。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述频分复用器是第一双工器，并且所述另一频分复用器是第二双工器。
15.根据权利要求8所述的装置，其中所述天线开关可操作用于将所述多个可切换的端子中的两个可切换的端子同时连接至所述天线端子。
16.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一单极开关具有另外的接触点，并且所述装置包括被连接至所述另外的接触点的频率选择性部件。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述频率选择性部件被布置为被选择性地接入包括所述第一单极开关的信号路径中或从包括所述第一单极开关的信号路径断开。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述开关布置包括匹配开关，所述匹配开关具有电极、第一接触点、以及第二接触点，所述第一接触点被连接至所述第一单极开关的所述另外的接触点，所述第二接触点被连接至所述第一单极开关的所述第一接触点，并且所述频率选择性部件被连接在所述匹配开关的所述电极和所述第一接触点之间。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述第二单极开关具有与所述第一单极开关的所述另外的接触点相分离的另外的接触点，并且另一个频率选择性部件被连接至所述第二单极开关的所述另外的接触点。
20.根据权利要求8所述的装置，其中所述天线开关包括被直接地连接至频带特定的滤波的至少一个可切换的端子。
21.根据权利要求8所述的装置，其中所述频分复用器是频率响应可调谐双工器或者频率响应可调谐三工器。
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