CN105375968A - 使用3g/4g线性路径组合进行2g放大的电路和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及使用3G/4G线性路径组合来进行2G放大的电路和方法。在一些实施例中，一种前端结构可包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路。所述前端结构还可包括：分离器，其配置为接收2G信号并且将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；以及组合器，其配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的2G信号组合到公共输出路径中。所述前端结构还可包括阻抗变换器，其沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。

Description

使用3G/4G线性路径组合进行2G放大的电路和方法
相关申请的交叉引用
本申请主张2014年8月17日提交的题为“CIRCUITSANDMETHODSFOR2GAMPLIFICATIONUSING3G/4GLINEARPATHCOMBINATION”的美国临时申请No.62/038,322和2014年8月17日提交的题为“POWERAMPLIFIERINTERFACECOMPATIBLEWITHINPUTSSEPARATEDBYMODEORFREQUENCY”的美国临时申请No.62/038,323的优先权,其每个的公开内容通过在此引用而整体明确合并于此。
技术领域
本申请涉及使用3G/4G路径组合的2G放大。
背景技术
许多无线装置配置为支持当前的通信标准以及一个或更多较老的标准。例如，许多3G/4G装置配置为支持2G蜂窝标准。
发明内容
根据一些实施方式，本申请涉及一种前端结构，其包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路。所述前端结构还包括：分离器，其配置为接收2G信号和将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；以及组合器，其配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的2G信号组合到公共输出路径中。所述前端结构还包括阻抗变换器，其沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。
在一些实施例中，所述分离器可包括在公共输入和所述第一放大路径之间的第一开关以及在所述公共输入和所述第二放大路径之间的第二开关。当2G信号被接收并且被分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中时，所述第一开关和所述第二开关中的每个可接通。
在一些实施例中，所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个都可包括功率放大器PA。所述移相电路可在所述PA的输入侧。所述移相电路可包括电感器和将所述电感器的每端耦合到地的电容器。
在一些实施例中，所述第一和第二放大路径中的每个可包括输出匹配网络OMN。在一些实施例中，两个OMN都可实施为集成无源器件IPD。在一些实施例中，每个OMN可包括电感器和将所述电感器的输出侧耦合到地的电容器。
在一些实施例中，所述组合器可以是在所述第一放大路径和所述第二放大路径的PA的输出侧的频带选择开关的一部分。所述频带选择开关可包括连接到所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个的刀。连接到对应的放大路径的刀可以是用于3G/4G操作的已有刀。所述频带选择开关还可包括连接到所述阻抗变换器的掷。所述频带选择开关可配置为将与对应的放大路径相关联的每个刀连接到与所述阻抗变换器相关联的掷。
在一些实施例中，所述阻抗变换器可包括串联连接的第一电感器和第二电感器、将所述第一电感器和所述第二电感器之间的节点耦合到地的第一电容器、以及将所述第二电感器的输出侧耦合到地的第二电容器。
在一些实施例中，所述第一放大路径和所述第二放大路径可分别配置为放大低频带(LB)和甚低频带(VLB)3G/4G信号。所述2G信号可具有例如在820MHz和920MHz之间范围的频率。所述2G信号可包括例如在GSM850频带或EGSM900频带中的信号。
在一些教导中，本申请涉及一种放大2G信号的方法。该方法包括将所述2G信号分离以产生进入第一放大路径和第二放大路径中的每一个的分离信号，所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每一个都配置为放大3G/4G信号。该方法还包括在所述第一放大路径中对所述分离信号进行相移，以及在所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个中放大所述分离信号。该方法还包括组合来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的信号以产生组合信号，以及为所述组合信号提供所需的阻抗变换。
在一些实施例中，放大步骤可包括向所述第一放大路径和所述第二放大路径每个中的功率放大器(PA)提供电源电压。在一些实施例中，该方法还可包括调节所述电源电压以增大放大了的2G信号的饱和功率电平(Psat)。调节步骤可包括增大所述电源电压。
在一些实施方式中，本申请涉及一种前端模块(FEM)，其包括配置为容纳多个部件的封装衬底、以及安装在所述封装衬底上的功率放大器(PA)晶片。所述PA晶片包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路。所述FEM还包括：分离器，其配置为接收2G信号并且将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；以及频带选择开关，其配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的2G信号组合到公共输出路径中。所述FEM还包括阻抗变换器，其沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。
在一些实施例中，所述FEM的PA晶片可以基本上没有用于放大2G信号的2G放大路径。在一些实施例中，所述FEM可以基本上没有用于与2G放大路径相关联的2G匹配网络。
根据一些教导，本申请涉及一种无线装置，其包括配置为产生射频(RF)信号的收发机、以及与所述收发机通信的前端结构。所述前端结构配置为处理3G/4G信号，并且包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路。所述前端结构还包括：分离器，其配置为接收2G信号并且将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；以及组合器，所述组合器配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的2G信号组合到公共输出路径中。所述前端结构还包括阻抗变换器，所述阻抗变换器沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。所述无线装置还包括与所述前端结构通信的天线，所述天线配置为实行放大的2G信号的发送。
在一些实施例中，所述无线装置可以是蜂窝电话。在一些实施例中，所述蜂窝电话可以是具有2G能力的3G/4G装置。在一些实施例中，所述蜂窝电话能够操作在GSM850频带或EGSM900频带中。
为了概述本申请，这里已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应理解，根据本发明的任何具体实施例不一定要实现所有这些优点。因而，可以按照实现或优化如在这里教导的一个优点或一组优点的方式来实施或实现本发明，而不需要实现如在这里可以教导或建议的其它优点。
附图说明
图1示出能容纳一个或多个2G放大路径的3G/4G前端结构。
图2示出能利用作为3G/4G结构的部分的部件的2G路径的示例。
图3示出能用在图2的示例中的组合器的示例。
图4示出能利用作为3G/4G结构的部分的部件的2G路径的另一示例。
图5A示出图4的3G/4G结构的更具体示例。
图5B示出图5A的示例的替代设计。
图6示出能实施为图5A和5B的示例中的阻抗变换器(impedancetransformer)的示例电路。
图7A和7B示出使用图5A、5B和6的阻抗变换器能获得或预期的性能的示例。
图8示出对于一配置的图2的示例，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。
图9示出对于另一配置的图2的示例，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。
图10示出对于又一配置的图2的示例，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。
图11示出对于一配置的图5A的示例，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。
图12示出对于另一配置的图5A的示例，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。
图13示出能实施来在3G/4G功率放大器(PA)引擎(engine)中处理2G信号的过程。
图14示出在一些实施例中，这里描述的3G/4G结构的一些或全部可实施为封装模块。
图15示出具有这里描述的一个或更多有利特征的示例无线装置。
具体实施方式
这里提供的标题(如果有的话)仅为了便利，而并不一定要影响要求保护的发明的范围或含义。
多模多频(MMMB)蜂窝装置的前端中对诸如GMSK/8PSK发送射频(RF)路径的2G配置的支持传统上需要专用功率放大器(PA)RF块来满足效率和目标输出功率要求。低频带(LB)2G(例如低频带GSM850和EGSM900)尤其困难，因为它一般在蜂窝天线处需要33dBm输出功率，而普通的线性3G/4G功率放大器(PA)的峰值功率可能更接近于27dBm。还应注意，诸如有源晶片面积、输出匹配和连通性之类的设计因素可对这样的前端的面积和/或成本有实质性影响。
在一些应用中，2G支持可通过使用专用2GPA和射频(RF)路径来实现，对成本和/或尺寸有一定的影响。例如，与2GPA晶体管相关联的总体尺寸可能是3GPA晶体管的尺寸的两倍以上。
在另一些应用中，可以利用对3G/4G线性路径的电路尺寸调整的使用。然而，这种技术一般涉及对有损耗的DC-DC转换器电源电压和/或负载阻抗切换(switching)的调整，这会导致差的DC功耗性能，并且对3G/4G线性路径的效率和/或线性度有负面影响。
图1示出在一些实施方式中，本申请涉及一种3G/4G前端结构100，其能容纳一个或多个2G放大路径104。这样的结构可包括多个3G/4G放大路径102来提供例如MMMB功能。
在一些实施例中，如这里描述的那样，图1的(多个)2G放大路径104可配置为利用针对3G/4G性能(例如线性度和效率)而设计、优化和适当地确定尺寸的已有3G/4G线性发送路径和PA级。这里更详细地描述这样的2G放大路径的各种非限制性示例。
图2示出能利用作为3G/4G结构100的部分的部件的2G路径104的示例。在图2的示例中，包括PA116(PA1)和输出匹配网络118(OMN1)的第一路径是3G/4G路径。类似地，包括PA122(PA2)和输出匹配网络124(OMN2)的第二路径是3G/4G路径。在这里的各种示例中，这样的第一和第二3G/4G路径在低频带(LB)和极低频带(VLB)路径的示例上下文中进行描述。然而应理解，本申请的一个或多个特征还可以用与其它频率带相关联的路径来实施。
在图2的示例中，2G路径104可包括配置为接收2G信号(例如低频带GSM850或EGSM900)的输入110。这样的信号可通过分离器112分配到与PA1相关联的第一路径和与PA2相关联的第二路径中。第一路径示为包括在PA1之前的移相电路114和在PA1之后的输出匹配网络OMN1。第二路径示为包括在PA2之后的输出匹配网络OMN2。这两个路径示为通过威尔金森组合器(Wilkinsoncombiner)120而组合以产生输出128，输出128用于放大了的2G信号。
图3示出图2的威尔金森组合器120的示例。第一和第二节点130、132可分别连接到图2的OMN1和OMN2的输出。这样的两个节点(130、132)示为通过电阻器R1电阻性耦接。第一节点130示为通过电容器C1耦合到地，第二节点132示为通过电容器C2耦合到地。彼此串联并且一起与R1并联的电感器L1和L2示为耦接第一和第二节点130、132，使得输出128位于在L1和L2之间的节点处。输出节点128示为通过电容器C3耦合到地。
注意，在图2的示例中，分离器(splitter)112(例如一个或多个开关)可配置为使得给定的2G信号仅被路由到第一路径，仅被路由到第二路径，或者被路由到第一和第二路径两者。利用这些路由选项，并且在第一和第二路径是3G/4GLB和VLB路径的示例上下文中，表1列出了当2G信号(824MHz或915MHz)被放大时，图2和3的配置能获得或预期的饱和功率电平(Psat)性能的示例。
表1
下面的论述可参照表1进行。归因于更低的负载线，在仿真平台(simulationbench)中“仅VLB”的情况表现出比“仅LB”的情况更高的Psat。无损威尔金森组合器(图3中的120)用理想电阻器、电感器和电容器(R1＝100欧姆，C1＝C2＝2.6pF，L1＝L2＝13nH，C3＝5.1pF)来模拟。相应地，在一些实施例中，利用威尔金森组合器的前述设计可包括至少四个SMT部件、具有高额定功率的电阻器、以及两个额外开关臂(例如用于分离传入的2G信号)。
图4示出能利用作为3G/4G结构100的部分的部件的2G路径104的示例。在图4的示例中，可以在已有的PA后频带选择开关上实施额外的共享掷(throw)以允许两个低频带3G/4G放大器同时连接到所述PA后频带选择开关的公共输出刀(pole)。从这样的输出刀，可以提供阻抗变换网络来最优地组合两个PA的输出，由此达到通常与2G低频带相关联的更大的输出功率规格。此外，PA后频带选择开关可以将前述组合器网络与其它3G/4G优化的PA和相关路径有效地隔离开；因此，对各种3G/4G操作的性能没有影响或者影响很小。
参照图4的示例，包括PA156(PA1)和输出匹配网络158(OMN1)的第一路径是3G/4G路径。类似地，包括PA162(PA2)和输出匹配网络164(OMN2)的第二路径是3G/4G路径。在这里的各种示例中，这样的第一和第二3G/4G路径在低频带(LB)和极低频带(VLB)路径的示例上下文中进行描述。然而应理解，本申请的一个或多个特征也可以用与其它频率带相关联的路径来实施。
在图4的示例中，2G路径104可包括配置为接收2G信号(例如低频带GSM850或EGSM900)的输入150。这样的信号可以通过分离器152而被分配到与PA1相关联的第一路径和与PA2相关联的第二路径中。第一路径示为包括在PA1之前的移相电路154和在PA1之后的输出匹配网络OMN1。第二路径示为包括在PA2之后的输出匹配网络OMN2。这两个路径示为通过组合器160而组合，组合路径示为包括配置为产生输出168的阻抗变换器166，输出168用于放大了的2G信号。
图5A示出图4的3G/4G结构100的更具体示例。在图5A中，图4的分离器152、移相电路154、OMN156和164、以及组合器160大体上用相同的附图标记指示。
图5A示出在一些实施例中，分离器152可包括连接到公共输入150的第一和第二开关S1和S2。第一开关S1示为与移相电路154和第一PA156(PA1)串联。第二开关S2示为与第二PA162(PA2)串联。因此，第一和第二开关S1、S2的操作可以将进入的2G信号路由到仅第一PA(PA1)(例如S1接通，S2断开)、仅第二PA(例如S1断开，S2接通)、或者第一和第二PA(PA1和PA2)二者(例如S1接通，S2接通)。在图5A所示的示例中，S1和S2二者都接通；因此，进入的2G信号被路由到第一和第二PA(PA1和PA2)二者。
图5A示出在一些实施例中，移相电路154可包括电感器L1，L1的每端通过电容器(C1或C1’)耦合到地。在第一和第二PA(PA1和PA2)是LB和VLBPA，2G信号是低频带信号(例如824MHz或915MHz)的上下文中，L1、C1和C1’的示例值可以如下：L1＝7.9nH，C1＝C1’＝2.1pF。这样的移相电路154的示例配置可以为低频带2G信号提供大约60度的相移。应理解，移相电路154可以配置为提供不同的相移量，和/或适应不同频率的信号。
图5A示出在一些实施例中，第一和第二PA(PA1和PA2)中的每个可包括一个或多个级。例如，每个PA可包括驱动器级和输出级。在这样的配置中，图5A中的每个PA可被提供有用于驱动器级的电源电压VCC1和用于输出级的电源电压VCC2。
图5A示出在一些实施例中，OMN158/164二者都可实施为集成无源器件(IPD)192。这样的IPD也可以包括用于其它3G/4GPA的匹配网络。
图5A示出在一些实施例中，移相电路154、PA(PA1、PA2)以及具有OMN158和164的IPD192可以在功能上视为PA块190。这样的功能块可以实施成一个或多个晶片(die)。例如，IPD192和具有PA的晶片可以堆叠以减小横向覆盖尺寸。在另一示例中，图5A的IPD192和频带选择开关194可以堆叠。可以看出，可以实施多种不同的配置。
图5A示出在一些实施例中，图4的组合器160可以实施在频带选择开关194中。例如，第一和第二路径的OMN158、164的输出示为连接到它们相应的刀，这些刀可以已经存在于用于3G/4G操作的频带选择开关194中，也可以没有已经存在于用于3G/4G操作的频带选择开关194中。频带选择开关194的各个掷示为连接到它们相应的双工器198。可以在频带选择开关194中提供额外的掷196，这样的掷可以连接到这里描述的阻抗变换器166。因此，频带选择开关194可以操作来形成第一OMN158的输出和掷196之间以及第二OMN164的输出和掷196之间的连接，由此提供包括阻抗变换器166和输出168的组合路径。
在图5A的示例中，双工器198示为包括例如频带B8、B26、B20、B17、B27、B13、B28、B12和B28B/B29之类的信道。将理解，可以通过频带选择开关194实施和切换更多或更少数量的频带，和/或其它频带。
图5B示出图5A的示例的替代设计。更特别地，图5B的示例示为包括与图5A的组合器不同的组合器160。为了说明，图5B的分离器152、PA块190和双工器198可类似于图5A中的那些。
在图5B的示例中，类似于图5A的示例，用于第一和第二路径的OMN158、164的输出示为连接到它们相应的刀，这些刀可以已经存在于用于3G/4G操作的频带选择开关194中，也可以没有已经存在于用于3G/4G操作的频带选择开关194中。然而，在图5B的频带选择开关194中，有两个掷193a、193b，其可以连接到这样的两个刀。掷193a示为连接到第一匹配网络195a的输入，掷193b示为连接到第二匹配网络195b的输入。第一和第二匹配网络195a、195b的输出示为连接到公共节点197。因此，图5B的示例中的组合器可包括在OMN158、164和公共节点197之间的前述路径。
在图5B中，阻抗变换器166示为实施在公共节点197和输出168之间。这样的阻抗变换器可以与图5A的示例25欧姆至50欧姆变换器相同，也可以不同。
图6示出可实施为图5A和5B的阻抗变换器166的示例电路。这样的电路可包括串联连接在图5A的频带选择开关194的公共掷196和输出168之间以及在图5B的公共节点197和输出168之间的电感器L4和L5。阻抗变换器电路166示为还包括将L4和L5之间的节点耦合到地的电容器C4和将输出节点128耦合到地的电容器C5。
在图5A中，阻抗变换器166示为提供25欧姆(公共节点(196)侧)至50欧姆(输出(168)侧)的变换。在这样的示例上下文中，图6中的L4、L5、C4和C5的值可以如下。在理想情况下，L4可大约为3.74nH，L5可以为大约7.91nH，C4可以为大约6.33pF，C5可以为大约2.99pF。当实施成Q因子为约40的SMT电感器和电容器时，L4可以为大约3.6nH，L5可以为大约7.7nH，C4可以为大约6.2pF，C5可以为大约3pF。这样的阻抗变换器166的示例配置可以增强如这里描述的那样处理的低频段2G信号的输出功率。应理解，阻抗变换器166可以配置为提供不同的变换，和/或适应不同频率的信号。
应理解，图4-6的阻抗变换器166可以利用多种其它技术来实施，包括例如传输线、集总(lumped)元件无功(reactive)变换、以及基于耦合线圈的变换器，耦合线圈可以有各种缠绕关系以实现不同的阻抗变换。两个PA路径之间所需的或期望的相位和幅值关系可以通过例如在一个或另一个的输入处应用相移和幅值调节来实现，或者通过相对于另一个的各个级的组合来实现，以避免输出损耗。在一些应用中，也可以在(各个)PA的输出侧实施相位和幅值调节网络，会有一些损耗的代价。
图7A和7B示出利用前述SMT实施方式(例如，Q＝40)，使用图5A、5B和6的阻抗变换器166能获得或预期的性能示例。图7A示出作为频率的函数的S11参数(反射系数)曲线图，展示了宽带属性。图7B示出作为频率的函数的插入损耗曲线图，展示了约0.3dB的合理插入损耗。
图8-12示出对于这里描述的各种示例配置，作为输出功率的函数的功率放大增益曲线图。更特别地，图8是针对图2的示例，仅有VLB路径，在OMN(124)之后；图9是针对图2的示例，仅有LB路径(没有相移)，在OMN(118)之后；图10是针对图2的示例，有VLB和LB(290度相移)，在威尔金森组合器(120)之后；图11是针对图5A的示例，有VLB和LB(60度相移)，在阻抗变换器(166)之后(有0.3dB损耗)，VCC(例如图5A的VCC2)为3.4V；图12是针对图5A的示例，有VLB和LB(60度相移)，在阻抗变换器(166)(有0.3dB的损耗)之后，VCC增大到3.8V。从这些曲线图可以获得饱和功率电平(Psat)。表2包括对于图8-12所示的曲线图，这样的Psat值的概览。应注意，表2的前四行与表1相同。还应注意，为了说明，图5A的示例配置在第一和第二路径(与PA1和PA2相关联)二者都起作用时，在这里有时也称为负载共享配置。
表2
基于表2的性能概览可以看出，图5A的负载共享配置提供与图2的无损威尔金森组合器示例所提供的性能水平类似的良好性能。与其中很可能需要多个SMT部件和高额定功率电阻器(以及额外空间以容纳这些部件)的图2的威尔金森组合器示例相比，图5A的负载共享配置可以用少得多的额外部件来实施。因此，图5A的负载共享配置可以提供节省成本和空间的优点。
应注意，本申请的一个或多个特征可以通过已有路径的有效组合而有利地允许消除一个或多个专用2G功率放大器和相关的RF路径等等。如这里描述的那样，这样的已有路径可以维持它们原本所设计的在3G/4G模式时的最佳性能。
还应注意，虽然这里在3G/4GPA、路径等的上下文中描述了各种示例，但是应理解，这些PA、路径等可配置为用于3G操作、用于4G操作、或其任何组合。还应理解，本申请的一个或多个特征也可以应用到过去使用的、当前使用的、将要定义且将来要使用的其它世代的蜂窝标准或其任何组合所涉及的配置。
还应注意，在参照图12和表2描述的示例中可以看出，电源VCC的改变可影响2G信号的放大性能。在一些情况中，这样的对VCC的调节可能会负面影响3G/4G效率/线性度性能。即使在这样的情形中，对性能的折衷可以是可接受的，尤其是当考虑到这里描述的对2G信号的处理可对3G/4G路径的面积和成本有最小影响的时候。
还应注意，虽然这里在3G/4G结构的两个并行放大路径的上下文中描述了各种示例，但是本申请的一个或多个特征也可以实施在其它应用中。例如，用于线性化的多PA组合法，诸如施加不同相位调节和幅值平衡以获得回退(backed-off)效率优势的多尔蒂技术，可利用本申请的一个或多个特征。
还应注意，虽然在两个放大路径的上下文中描述了各种示例，但是本申请的一个或多个特征也可以实施在涉及超过两个放大路径的系统中。例如，本申请的一个或多个特征可用来将功率组合优势扩展到利用三个或更多PA路径的组合PA的大得多的功率电平。
图13示出可实施来在3G/4GPA引擎中处理2G信号的过程300。在框302中，2G信号可被提供到3G/4G功率放大器(PA)的输入处。在框304中，2G信号可分离到第一和第二路径中。在框306中，可以在第一路径中将相移引入到2G信号中。在框308中，第一和第二路径的每个中的2G信号可被放大。在框310中，各个放大了的2G信号可以被阻抗匹配。在框312中，来自第一和第二路径的放大了的2G信号可被组合。在框314中，可对组合了的2G信号执行阻抗变换。在框316中，阻抗变换了的2G信号可被路由到天线以供发送。
在一些实施例中，这里描述的与利用3G/4G路径组合进行2G放大相关联的一个或多个特征可实施在接口与按模式或频率分开的多个输入兼容的PA系统中。关于这样的PA系统的额外细节描述于2014年8月17日提交的题为“POWERAMPLIFIERINTERFACECOMPATIBLEWITHINPUTSSEPARATEDBYMODEORFREQUENCY”的美国临时申请No.62/038,323以及其对应的题为“POWERAMPLIFIERINTERFACECOMPATIBLEWITHINPUTSSEPARATEDBYMODEORFREQUENCY”的美国申请中，其每个通过引用整体明确合并于此并且将视为本申请的说明书的一部分。
图14示出在一些实施例中，这里描述的3G/4G结构的全部或一些可实施为封装模块。例如，前端模块(FEM)350可包括配置为容纳多个部件的封装衬底352。这样的模块包括例如具有实行3G/4GMMMB操作的多个放大路径的PA晶片354。在2GPA传统上实施在这样的晶片上的情形中，通过利用这里描述的技术中的一种或多种，可以消除这样的2GPA中的一些或全部，并且可以实现2G功能。因此，这样的PA晶片的尺寸和成本可减小。在2GPA传统上实施在单独晶片上的情形中，出于类似原因，可以减小这样的晶片的尺寸，或者消除这样的晶片。因此，可减小模块尺寸和成本。还应注意，也可以减少或消除传统上安装在封装衬底352上以实行2G阻抗匹配和/或滤波功能的一个或多个部件，由此减小模块尺寸和成本。
示例FEM350示为还包括频带选择开关358。如这里描述的那样，这样的开关可配置为向路由到两个或更多放大路径的2G信号提供组合功能。
示例FEM350示为还包括阻抗变换器360。如这里描述的那样，这样的变换器可配置为改善输出功率以用于通过3G/4G引擎处理的2G信号的发送。
示例FEM350示为还包括滤波器和双工器的组件(assembly)362。这样的滤波器和双工器为3G/4G信号以及通过3G/4G引擎被处理的2G信号提供滤波和双工功能。
示例FEM350示为还包括天线开关364。这样的开关可配置为路由各种3G/4G信号以及正被发送的2G信号。
在一些实施方式中，具有这里描述的一个或多个特征的器件和/或电路可被包括在诸如无线装置之类的RF装置中。这样的器件和/或电路可以以这里描述的模块形式或者以其某种组合的形式直接实施在无线装置中。在一些实施例中，这样的无线装置可包括例如蜂窝电话、智能电话、具有或没有电话功能的手持式无线装置、无线平板等。
图15示出具有这里描述的一个或多个有利特征的示例无线装置400。在具有这里描述的一个或多个特征的模块的上下文中，这样的模块可由虚线框350一般性地表示，并且可实施为诸如包括双工器的前端模块(FEMiD)之类的前端模块(FEM)。
各个PA370可以从收发机410接收其相应的RF信号，收发机410可配置和操作为产生待放大和发送的RF信号，以及处理所接收的信号。收发机410示为与基带子系统408相互配合，基带子系统408配置为提供适于用户的数据和/或语音信号与适于收发机410的RF信号之间的转换。收发机410还示为连接到功率管理部件406，功率管理部件406配置为管理用于无线装置的操作的功率。这样的功率管理还可以控制基带子系统408和模块350的操作。
基带子系统408示为连接到用户接口402以实行提供给和接收自用户的语音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统408还能连接到存储器404，存储器404配置为储存数据和/或指令以实行无线装置的操作，和/或提供对用户信息的储存。
在示例无线装置400中，各个PA370的输出示为被匹配(经由相应的匹配电路372)和通过频带选择开关358、它们相应的双工器362和天线开关364路由到天线416。在一些实施例中，每个双工器362可允许利用公共天线(例如416)同时执行发送和接收操作。在图15中，所接收的信号示为被路由到“Rx”路径(未示出)，“Rx”路径可包括例如低噪声放大器。
在示例无线装置400中，一个或多个移相电路154可实施在各个PA370的输入处以实行这里描述的对2G信号的处理。此外，频带选择开关358可配置为向这里描述的两个或更多放大路径提供组合功能。此外，阻抗变换器166可实施在从频带选择开关358起的组合路径处以实行这里描述的对2G信号的处理。在一些实施例中，这样的阻抗变换器可直接路由到天线开关364从而允许通过天线416进行发送。
许多其它无线装置配置可利用这里描述的一个或多个特征。例如，无线装置不必是多频装置。在另一示例中，无线装置可包括附加天线，诸如分集天线，以及附加连接特征，诸如Wi-Fi、蓝牙和GPS。
除非上下文清楚地另外要求，否则贯穿说明书和权利要求书，与排它性或穷尽性的意义相反，应按照包括性的意义，也就是说，按照“包括但不限于”的意义来理解措辞“包括”、“包含”等。这里一般使用的措辞“耦接”指的是两个或更多元件可以直接连接或借助于一个或多个居间元件来连接。另外，当在本申请中使用时，措辞“这里”、“上面”、“下面”和相似含义的措辞应指的是作为整体的本申请，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许时，上面的描述中使用单数或复数的措辞也可以分别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时的措辞“或”，该措辞涵盖下面的对其的解释中的全部：列表中的任何项目、列表中的所有项目、以及列表中的项目的任何组合。
上面对本发明的实施例的详细描述不意欲是穷尽性的或是将本发明限制到上面公开的精确形式。尽管上面出于说明的目的而描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如本领域技术人员将认识到的那样，在本发明的范围内的各种等效修改是可行的。例如，尽管按照给定顺序呈现了过程或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的过程，或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些过程或块可以被删除、移动、添加、减去、组合和/或修改。可以按照各种不同的方式来实现这些过程或块中的每一个。同样地，尽管有时将过程或块示出为串行地执行，但是相反地，这些过程或块也可以并行地执行，或者可以在不同时间进行执行。
可以将在这里提供的本发明的教导应用于其他系统，而不必是上述的系统。可以对上述各个实施例的元素和动作进行组合，以提供进一步的实施例。
尽管已经描述了本发明的一些实施例，但是已经仅仅借助于示例呈现了这些实施例，并且所述实施例不意欲限制本公开的范围。其实，可以按照多种其他形式来实施在这里描述的新颖方法和系统；此外，可以做出在这里描述的方法和系统的形式上的各种省略、替换和改变，而没有脱离本公开的精神。附图和它们的等效物旨在涵盖将落入本公开的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (24)

1.一种前端结构，包括：
第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路；
分离器，配置为接收2G信号和将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；
组合器，配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大了的2G信号组合到公共输出路径中；以及
阻抗变换器，沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。
2.如权利要求1所述的前端结构，其中所述分离器包括在公共输入和所述第一放大路径之间的第一开关以及在所述公共输入和所述第二放大路径之间的第二开关。
3.如权利要求2所述的前端结构，其中当2G信号被接收并且被分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中时，所述第一开关和所述第二开关中的每个都接通。
4.如权利要求1所述的前端结构，其中所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个都包括功率放大器PA。
5.如权利要求4所述的前端结构，其中所述移相电路在所述PA的输入侧。
6.如权利要求5所述的前端结构，其中所述移相电路包括电感器和将所述电感器的每端耦合到地的电容器。
7.如权利要求4所述的前端结构，其中所述第一和第二放大路径中的每个包括输出匹配网络OMN。
8.如权利要求7所述的前端结构，其中每个OMN包括电感器和将所述电感器的输出侧耦合到地的电容器。
9.如权利要求4所述的前端结构，其中所述组合器是在所述第一放大路径和所述第二放大路径的PA的输出侧的频带选择开关的一部分。
10.如权利要求9所述的前端结构，其中所述频带选择开关包括连接到所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个的刀。
11.如权利要求10所述的前端结构，其中连接到对应的放大路径的刀是用于3G/4G操作的已有刀。
12.如权利要求10所述的前端结构，其中所述频带选择开关还包括连接到所述阻抗变换器的掷。
13.如权利要求12所述的前端结构，其中所述频带选择开关配置为将与对应的放大路径相关联的每个刀连接到与所述阻抗变换器相关联的掷。
14.如权利要求1所述的前端结构，其中所述阻抗变换器包括串联连接的第一电感器和第二电感器、将所述第一电感器和所述第二电感器之间的节点耦合到地的第一电容器、以及将所述第二电感器的输出侧耦合到地的第二电容器。
15.如权利要求1所述的前端结构，其中所述第一放大路径和所述第二放大路径分别配置为放大低频带LB和甚低频带VLB3G/4G信号。
16.一种放大2G信号的方法，所述方法包括：
将所述2G信号分离以产生进入第一放大路径和第二放大路径中的每一个的分离信号，所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每一个都配置为放大3G/4G信号；
在所述第一放大路径中对所述分离信号进行相移；
在所述第一放大路径和所述第二放大路径中的每个中放大所述分离信号；
组合来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的信号以产生组合信号；以及
为所述组合信号提供所需的阻抗变换。
17.如权利要求16所述的方法，其中放大步骤包括向所述第一放大路径和所述第二放大路径每个中的功率放大器PA提供电源电压。
18.如权利要求17所述的方法，还包括调节所述电源电压以增大所述放大了的2G信号的饱和功率电平Psat。
19.一种前端模块FEM，包括：
封装衬底，配置为容纳多个部件；
功率放大器PA晶片，安装在所述封装衬底上，所述PA晶片包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路；
分离器，配置为接收2G信号并且将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中；
频带选择开关，配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大了的2G信号组合到公共输出路径中；以及
阻抗变换器，沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗。
20.如权利要求19所述的FEM，其中所述FEM的PA晶片基本没有用于放大2G信号的2G放大路径。
21.一种无线装置，包括：
收发机，配置为产生射频RF信号；
与所述收发机通信的前端结构，所述前端结构配置为处理3G/4G信号，所述前端结构包括第一放大路径和第二放大路径，其每个配置为放大3G/4G信号，所述第一放大路径包括移相电路，所述前端结构还包括分离器，所述分离器配置为接收2G信号并且将所述2G信号分离到所述第一放大路径和所述第二放大路径中，所述前端结构还包括组合器，所述组合器配置为把来自所述第一放大路径和所述第二放大路径的放大的2G信号组合到公共输出路径中，所述前端结构还包括阻抗变换器，所述阻抗变换器沿所述公共输出路径实施从而为组合的2G信号提供所需阻抗；以及
与所述前端结构通信的天线，所述天线配置为实行放大的2G信号的发送。
22.如权利要求21所述的无线装置，其中所述无线装置是蜂窝电话。
23.如权利要求22所述的无线装置，其中所述蜂窝电话是具有2G能力的3G/4G装置。
24.如权利要求23所述的无线装置，其中所述蜂窝电话能够操作在GSM850频带或EGSM900频带中。
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