CN111869115B - 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置 - Google Patents

具备泄漏消除功能的双工滤波器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111869115B
CN111869115B CN201880091334.0A CN201880091334A CN111869115B CN 111869115 B CN111869115 B CN 111869115B CN 201880091334 A CN201880091334 A CN 201880091334A CN 111869115 B CN111869115 B CN 111869115B
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter
radio frequency
port
type
duplex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880091334.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111869115A (zh
Inventor
泰约·亨利·莱赫蒂宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202210408206.2A priority Critical patent/CN114826285A/zh
Publication of CN111869115A publication Critical patent/CN111869115A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111869115B publication Critical patent/CN111869115B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/0057—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0067—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with one or more circuit blocks in common for different bands
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

根据一方面，本发明提供了一种用于频分双工通信的双工滤波器装置(100)。所述双工滤波器装置(100)包括一种滤波装置，所述滤波装置包括连接第一射频端口(108)、第二射频端口(110)、第三射频端口(112)和第四射频端口(114)的第一类滤波器(102)、第二类滤波器(104)和第三类滤波器(106)。对所述滤波器(102、104、106)进行配置，使得一些滤波器用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号，而一些滤波器用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号。进一步，对所述第二类滤波器(104)和所述第三类滤波器(106)进行配置，使得所述第二类滤波器(104)的相位响应在所述第一频段和所述第二频段上与所述第三类滤波器(106)的相位响应大体相差180度。这样，能够在不使用导致发射机损耗和接收机损耗的额外巴伦的情况下实现双工滤波器装置。

Description

具备泄漏消除功能的双工滤波器装置
技术领域
本申请涉及双工滤波器领域。更具体地，本申请涉及一种具备泄漏消除功能的双工滤波器装置。
背景技术
收发机既包括发射机又包括接收机，常用于各种通信装置中。收发机可以全双工操作，即接收机和发射机同时操作，同时提供一些装置以防止发射机隐藏接收信号。实现这点的一种方法是为发送和接收分配不同的频率。因此，这种方法通常称为频分双工(frequency division duplex，FDD)。
由于不同国家支持不同的通信频段，所以无线设备需要支持的FDD频段数量庞大且增长迅速。离散双工滤波器组件支持数十个频段，由此产生的方案非常复杂且成本高。支持众多FDD频段的一个可能方案是使用集成在射频前端模组(front-end module，FEM)中的离散滤波器。此外，通常将离散滤波器组件集成在FEM中，这样一来，FEM就变得非常复杂且十分昂贵。
需要一种改进的双工滤波器方案，从而能够实现以下至少一种效果：支持多个频段、降低成本以及将带内损耗降到最低。
发明内容
本发明内容简单介绍了下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本发明的目的是提供一种用于频分双工通信的双工滤波器装置。所述双工滤波器装置包括一种滤波装置，所述滤波装置包括第一类滤波器、第二类滤波器和第三类滤波器。配置所述滤波器，使得一些滤波器用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号，而一些滤波器用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号。此外，配置所述第二类滤波器和所述第三类滤波器，使得所述第二类滤波器的相位响应在所述第一频段和所述第二频段上与所述第三类滤波器的相位响应大体相差180度。这样，能够在不使用导致发射机损耗和接收机损耗的额外巴伦的情况下实现双工滤波器装置。
这一目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的进一步实施例和示例在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据第一方面，提供了一种用于频分双工通信的双工滤波器装置。所述双工滤波器装置包括第一射频端口、用于连接到天线的第二射频端口、第三射频端口和用于连接到平衡电路的第四射频端口。所述双工滤波器装置还包括一种滤波装置，所述滤波装置包括第一类滤波器、第二类滤波器和第三类滤波器。所述第一类滤波器用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号；所述第一类滤波器中的第一滤波器连接在所述第一射频端口和所述第二射频端口之间，所述第一类滤波器中的第二滤波器连接在所述第三射频端口和所述第四射频端口之间。此外，所述第二类滤波器用于抑制所述第一频段的信号，通过所述第二频段的信号；所述第二类滤波器连接在所述第三射频端口和所述第二射频端口之间。所述第三类滤波器用于抑制所述第一频段的信号，通过所述第二频段的信号；所述第三类滤波器连接在所述第一射频端口和所述第四射频端口之间。此外，所述第二类滤波器的相位响应在所述第一频段和所述第二频段上与所述第三类滤波器的相位响应大体相差180度。这样，一种方案可以不包括额外的巴伦，从而降低了发射机损耗和接收机损耗。此外，所述方案能够实现支持多个频段的可调双工滤波器。所公开的双工滤波器装置还能够实现低成本滤波器或者实现在牺牲隔离度的同时使带内损耗降到最低的滤波器，然后通过所述装置提高隔离度。此外，在某些情况下，例如，在小小区基站中，与现有方案相比，可以使用所述双工滤波器装置提高收发隔离度。
在一种实现方式中，将变压器等效电路嵌入到所述第二和第三类滤波器中，因此变压器不会产生额外损耗。此外，由于所述等效电路中存在耦合，所以变压器损耗不依赖于变压器耦合系数。进一步地，变压器可以是松耦合的，从而最小化变压器寄生电容。尤其是在松耦合变压器中，初级回路和次级回路之间的电容可以忽略不计。这样，由于通过变压器的电容耦合泄漏在双工器中不会消除，所以提高了可实现的收发隔离度。此外，减少寄生电容量可以简化变压器的设计。进一步地，松耦合变压器可能比紧耦合变压器使用更厚、更宽的金属，从而降低损耗。
在所述第一方面的一种实现形式中，所述第一频段包括发射机频段，所述第二频段包括接收机频段；所述第一射频端口用于连接到发射机，所述第三射频端口用于连接到接收机。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述第一频段包括接收机频段，所述第二频段包括发射机频段；所述第一射频端口用于连接到接收机，所述第三射频端口用于连接到发射机。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述第一、第二和第三类滤波器中的至少一个滤波器包括可调电路元件，所述可调电路元件用于提供多个频段。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述第一、第二和第三类滤波器中的至少一个滤波器包括表面声波滤波器或体声波滤波器。通过使用所述包含表面声波滤波器或体声波滤波器要求的双工滤波器装置，要求更简单，从而制造成本更低、制造更简单和/或通带插入损耗更低。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述双工滤波器装置还包括多个复用器和多个滤波装置。每个滤波装置提供不同的频段；不同复用器与所述第一射频端口、所述第二射频端口、所述第三射频端口和第四射频端口中的每一个射频端口相关联。此外，通过所述多个复用器中的每个复用器，所述多个滤波装置中的每个滤波装置连接到一个射频端口。这样，能够使用集成无源电子组件(例如，电容器、电感器、变压器，而不是声学机电设备)实现所述双工滤波器装置，而且，所述滤波装置可以很容易地集成在单个芯片上，非常节省成本。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述第一类滤波器分别包括一组滤波器元件以及连接到每个滤波器元件的两个复用器，所述复用器用于一次选择一个滤波器元件，每个滤波器元件用于支持不同的频段。这样，实现了一种方案，所述第一类滤波器可以具有严格要求，而所述第二类和所述第三类滤波器可以具有简单要求，从而变为可调以支持多个频段。
在所述第一方面的另一实现形式中，所述第二类滤波器包括一组滤波器元件以及连接到每个滤波器元件的两个复用器，所述复用器用于一次选择一个滤波器元件，每个滤波器元件用于支持不同的频段；所述第三类滤波器包括一组滤波器元件以及连接到每个滤波器元件的两个复用器，所述复用器用于一次选择一个滤波器元件，每个滤波器元件用于支持不同的频段。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述复用器使用多个芯片实现。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述复用器集成在单个芯片上。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述滤波装置使用多个芯片实现。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述滤波装置在单个芯片上实现。
在所述第一方面的另一种实现形式中，所述双工滤波器装置还包括天线和平衡电路。所述天线连接到所述第二射频端口，所述平衡电路连接到所述第四射频端口。在所述第四射频端口侧看到的所述平衡电路的阻抗复制在所述第二射频端口侧看到的所述天线的阻抗。换句话说，所述第四射频端口侧的阻抗至少大体等于所述第二射频端口测的阻抗。
根据第二方面，提供了一种收发装置。所述收发装置包括发射机、接收机、天线、平衡电路和根据所述第一方面的上述进一步实现形式的双工滤波装置。所述发射机连接到所述第一射频端口和所述第三射频端口中的一个，所述接收机连接到所述第一射频端口和所述第三射频端口中的另一个。
根据第三方面，提供了一种无线设备。所述无线设备包括根据所述第一方面的双工滤波器装置或根据第二方面的收发装置。
附图说明
下文将参考所附附图更加详细地描述示例，其中：
图1A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工(frequency-divisionduplex，FDD)通信的双工滤波器装置的框图；
图1B示出了根据一个实施例的使用图1A中的双工滤波装置的收发装置的框图；
图1C示出了根据一个实施例的使用图1A中的双工滤波装置的收发装置的另一框图；
图2示出了图1B所示的收发装置的示例性实现方式；
图3A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置的框图；
图3B是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置的另一框图；
图4A是示意性示出了用于频分双工通信的双工滤波器装置的框图；
图4B示出了图4A中的双工滤波器装置的实现示例；
图4C示出了图4B所示的双工滤波器装置的又一实现示例；
图4D示出了图4B所示的双工滤波器装置的又一实现示例；
图5A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置的框图；
图5B示出了图5A所示的双工滤波器装置的示例性实现方式；
图6A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置的框图；
图6B是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置的框图。
在下文中，相同的参考符号是指相同或至少功能上等效的特征。
具体实施方式
以下结合附图进行描述，所述附图是描述的一部分，并通过举例说明的方式示出可以实施本发明的具体方面和示例。应理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其它方面，并且可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细描述并不构成任何限定，本发明的范围由所附权利要求书界定。此外，应理解，除非另外具体指出，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。
本方案的目的是提供改进的双工滤波器架构，从而能够获得以下至少一种效果：降低发射机损耗和接收机损耗、降低成本或大小，增加收发隔离度。
图1A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工(frequency-divisionduplex，FDD)通信的双工滤波器装置100的框图。双工滤波器装置100包括第一射频端口108、用于连接到天线的第二射频端口110、第三射频端口112和用于连接到平衡电路的第四射频端口114。双工滤波器装置100还包括滤波装置，该滤波装置包括第一类滤波器102、第二类滤波器104和第三类滤波器106。滤波器102、104、106连接第一射频端口102、第二射频端口110、第三射频端口112和第四射频端口114。
第一类滤波器102用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号。第一类滤波器102中的第一滤波器连接在第一射频端口108和第二射频端口110之间，第一类滤波器102中的第二滤波器连接在第三射频端口112和第四射频端口114之间。
第二类滤波器104用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号。第二类滤波器104连接在第三射频端口112和第二射频端口110之间。
第三类滤波器106用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号。第三类滤波器106连接在第一射频端口108和第四射频端口114之间。第二类滤波器104的相位响应在第一频段和第二频段上与第三类滤波器106的相位响应大体相差180度。术语“大体180度”可能表示，尽管期望相位差精确到180度，但可能难以实现。因此，应用中使用的术语“大体180度”旨在涵盖稍微偏离180度的各种值。在一个实施例中，术语“大体180度”可以指180度±20度，优选为180度±10度，甚至更优选为180度±5度。
第四射频端口114的阻抗配置为至少大体等于第二射频端口110在第一频段和第二频段下的阻抗。当第二类滤波器104的相位响应在第一频段和第二频段上与第三类滤波器106的相位响应大体相差180度时以及当第四射频端口114侧的阻抗等于第二射频端口110侧的阻抗时，第三射频端口112侧的发射机(TX)泄漏会消除。
在采用类似架构的现有方案中，已经使用巴伦(balun)作为连接到第一射频端口和第三射频端口的射频元件，即作为发射机(TX)和接收机(RX)。此外，在现有方案中，巴伦产生了损耗，但没有带来任何额外的功能或益处。此外，宽带巴伦需要建立在紧耦合变压器的基础之上，其中，初级回路和次级回路必须相互靠近，形成相当大的电容。通过上述电容耦合的发射机信号在双工器中不会消除，这限制了收发隔离度。
在图1A公开的方案中，可以将变压器等效电路嵌入在滤波器104和106的设计中。因为存在与变压器的反向连接，可以实现180度相移。此外，由于发射机信号消除使得收发隔离度得到提升，放宽了对滤波器Z1、Z2和Z3的要求。例如，可以使用非常简单的LC滤波器或低阶体声波(bulk acoustic wave，BAW)谐振滤波器或低成本表面声波(surfaceacoustic wave，SAW)滤波器，而不使用高成本的最新SAW/BAW滤波器。
此外，在所公开的双工滤波器装置100中，第一类滤波器(Z1)、第二类滤波器(Z2)和第三类滤波器(Z3)分别确定收发通带损耗。使用理想组件时，损耗可以为零，而使用实际组件时，损耗则非常小。进一步地，即使连接到第四射频端口114的平衡电路完全错误，Z2和Z3也会使到接收机的发射机泄漏衰减。因此，不存在断开发射机电路的风险。此外，由于Z1和Z2还会进行滤波，平衡电路需要与天线进行阻抗匹配，准确性大约只有20％。进一步地，由于存在Z2，只有一小部分TX泄漏到平衡电路。这表示平衡电路不需要容忍较大的发射功率。
此外，变压器可以进行松耦合，从而使变压器寄生电容降到最低。尤其是在松耦合变压器中，初级回路和次级回路之间的电容可以忽略不计。这样，由于通过变压器的电容耦合泄漏在双工器中不会消除，所以提高了可实现的收发隔离度。此外，减少寄生电容量可以简化变压器的设计。进一步地，相比紧耦合变压器，松耦合变压器使用的金属可能更厚、更宽，从而降低损耗。
在已知方案中，离散滤波器组件可以集成在射频前端模组(front-end module，FEM)中，这样一来，FEM就变得非常复杂且十分昂贵。例如，图1A所示的方案能够减少FEM内的高成本离散表面声波(surface acoustic wave，SAW)/体声波(bulk acoustic wave，BAW)双工滤波器组件的数量，或者能够使用低成本双工滤波器技术(例如，低成本SAW/BAW或集成无源器件(integrated passive device，IPD)滤波器)，或者实现可以用于支持多个频段的可调双工滤波器。
图1B示出了根据一个实施例的使用图1A中的双工滤波装置100的收发装置的框图。在图1B中，发射机116连接到第一射频端口108，接收机120连接到第三射频端口112，天线118连接到第二射频端口，平衡阻抗122连接到第四射频端口114。在第四射频端口114侧看到的平衡电路122的阻抗复制在第二射频端口110侧看到的天线118的阻抗。例如，上述复制可以指在第四射频端口114侧看到的平衡电路122的阻抗在第一频段和第二频段上与在第二射频端口110侧看到的天线118的阻抗大体相等。
绘图124和绘图130示出了，第一类滤波器102用于通过发射机频段的信号，抑制接收机频段的信号。类似地，绘图126和绘图128示出了，第一类滤波器104和第二类滤波器106用于通过接收机频段的信号，抑制发射机频段的信号。换句话说，Z1滤波器通过发射机频段，在接收机频段上形成高阻抗块。Z2和Z3滤波器通过接收机频段，在发射机频段上形成高阻抗块。
如上所述，由于存在平衡阻抗122，第四射频端口114侧的阻抗在第一频段和第二频段上大体等于第二射频端口110侧的阻抗。当第二类滤波器104的相位响应在第一频段和第二频段上与第三类滤波器106的相位响应大体相差180度时以及当第四射频端口114侧的阻抗等于第二射频端口110侧的阻抗时，第三射频端口112侧的发射机(TX)泄漏会消除。平衡阻抗122模仿在发射机频段和接收机频段上在第二射频端口110侧看到的天线阻抗。根据需要，平衡阻抗122等于天线阻抗，例如，准确性大于20％、10％或5％。
图1C示出了根据一个实施例的使用图1A中的双工滤波装置100的收发装置的另一框图。在图1B中，接收机120连接到第一射频端口108，发射机116连接到第三射频端口112，天线118连接到第二射频端口，平衡阻抗122连接到第四射频端口114。
绘图132和138绘图示出了，第一类滤波器102用于抑制发射机频段的信号，通过接收机频段的信号。类似地，绘图134和绘图136示出了，第一类滤波器104和第二类滤波器106用于通过发射机频段的信号，抑制接收机频段的信号。换句话说，Z1滤波器通过接收机频段，在发射机频段上形成高阻抗块。Z2和Z3滤波器通过发射机频段，在接收机频段上形成高阻块。
同样，第四射频端口114侧的阻抗配置为在第一频段和第二频段上大体等于第二射频端口110侧的阻抗。当第二类滤波器104的相位响应在第一频段和第二频段上与第三类滤波器106的相位响应大体相差180度时以及当第四射频端口114侧的阻抗等于第二射频端口110侧的阻抗时，第一射频端口108侧的发射机(TX)泄漏会消除。
图2示出了图1B所示的双工滤波装置的示例性实现方式。图2示出了各种组件的示例性值，例如，电阻、电容器和变压器。绘图200示出了从发射机到天线的增益以及从天线到接收机的增益。绘图204示出了频段7中从发射机到天线的增益以及从天线到接收机的增益。绘图206示出了频段7中从发射机到接收机的增益。本所示出的示例中，平衡电路阻抗为55欧姆，天线阻抗为50欧姆。这意味着平衡电路阻抗与理想值相差10％，但收发隔离度仍然超过40dB。
图3A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工(frequency-divisionduplex，FDD)通信的双工滤波器装置300的框图。图3A示出了使用表面声波滤波器或体声波滤波器302、304、306来实现第一类滤波器102、第二类滤波器104和第三类滤波器106的一个实施例。Z2和Z3相同，但Z3相比于Z2嵌入有180度相移。滤波器Z2和Z3在公共端口310与Z2的端口312和Z3的端口308之间嵌入巴伦功能，意味着滤波器之间存在180度相位差。
图3B是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置314的另一框图。图3B示出了使用表面声波滤波器或体声波滤波器302、304、306来实现第一类滤波器102、第二类滤波器104和第三类滤波器106的一个实施例。Z2和Z3相同，但Z3相比于Z2嵌入有180度相移。参考数字310同样表示Z2和Z3之间的公共端口。此外，图3B的实施例示出了，可以使用本身抑制不充分的低成本滤波器。通过使用这种滤波器，制造成本更低、制造更简单或通带插入损耗更低。滤波器Z2和Z3在公共端口310与端口308和312之间嵌入巴伦功能，意味着滤波器之间存在180度相位差。
图4A是示意性示出了用于频分双工通信的双工滤波器装置400的框图。图4A所示实施例与图1A所示实施例的区别在于，图4中的滤波器402、404、406可以包括可调元件。可调元件可以用于将双工滤波器装置400配置在不同频段下。可调元件可以包括可切换电容器、可变电容、二极管、可切换电感器等的可编程阵列中的至少一个，等等。
图4B示出了图4A中的双工滤波器装置400的实现示例。第一射频端口连接到发射机116，第二射频端口连接到天线118，第三射频端口连接到接收机120，第四射频端口连接到平衡阻抗122。滤波器402、404、406内的箭头指示可调元件。在本实施例中，可调元件可以包括电容器。
绘图408、绘图410和绘图412示出了当电容器的值是图4B所示的值时的增益示例。从绘图408中可以看出，在发射机频段B1 UL(1.92～1.98GHz)上，从第一射频端口到第二射频端口的损耗小于3dB；在接收机频段B1 DL(2.11～2.17GHz)上，从第二射频端口到第三射频端口的损耗小于3dB。滤波器404、406(Z2和Z3)与变压器的相反连接存在180度相位差。变压器是滤波器404、406(Z2和Z3)的一部分，耦合系数仅为0.45。松耦合变压器的等效电路可以嵌入为滤波器404、406(Z2和Z3)的一部分。在本实施例中，天线阻抗和平衡阻抗相等，所以，在这种最佳情况下，收发隔离度最理想。
图4C示出了图4A所示的双工滤波器装置400的又一实现示例。滤波器402A、404A、406A中的可调电容器可以通过电容器和开关实现。在图4C中，当开关处于断开状态时，双工滤波器装置支持长期演进(Long-Term Evolution，LTE)频段1。在另一实施例中，每个可切换电容器可以是小型可切换电容器组，以便支持两个以上频段。绘图414、绘图416和绘图418示出了与所示实现示例相关联的各种增益。此外，可以对双工滤波器进行微调等，以补偿器件变化。使用图4C所示的原理，可以通过可编程电容器支持多个FDD频段。
图4D所示实施例与图4C所示实施例相同，只是开关处于闭合状态。现在双工装置支持LTE频段2。绘图420、绘图422和绘图424示出了与所示实现示例相关联的各种增益。
图5A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置500的框图。双工滤波器装置500包括图1A所示的多个双工滤波器装置100。这些双工滤波器装置在本实施例中称为子装置520A、520B。
每个子装置520A、520B通过多个复用器512、514、516、518连接到第一射频端口108、用于连接到天线的第二射频端口110、第三射频端口112和用于连接到平衡电路的第四射频端口114。从图5A中可以看出，通过多个复用器512、514、516和518中的每个复用器，每个子装置520A、520B连接到一个射频端口。
通过复用器512连接到第一射频端口108，通过复用器514连接到第三射频端口112。类似地，通过复用器516连接到第二射频端口110，通过复用器518连接到第四射频端口114。子装置520A、520B还包括第一类滤波器502A、502B，第二类滤波器504A、504B以及第三类滤波器506A、506B。滤波器502A、502B、504A、504B、506A、506B连接第一射频端口108，第二射频端口508A、508B、第三射频端口112以及第四射频端口510A、510B。
第一类滤波器502A和502B用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号；第一类滤波器502A、502B中的第一滤波器连接在第一射频端口108和第二射频端口508A、508B之间，第一类滤波器502A、502B中的第二滤波器连接在第三射频端口112和第四射频端口510A、510B之间。
第二类滤波器504A和504B用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号；第二类滤波器504A、504B连接在第三射频端口112和第二射频端口508A、508B之间。
第三类滤波器506A、506B用于抑制第一频段的信号，通过第二频段的信号；第三类滤波器506A、506B连接在第一射频端口108和第四射频端口510A、510B之间。第二类滤波器504A、504B的相位响应在第一频段和第二频段上与第三类滤波器506A、506B的相位响应大体相差180度。术语“大体180度”可能表示，尽管期望相位差精确到180度，但可能难以实现。因此，应用中使用的术语“大体180度”旨在涵盖稍微偏离180度的各种值。在一个实施例中，术语“大体180度”可以指180度±20度，优选为180度±10度，甚至更优选为180度±5度。
通过复用器512、514、516、518，一次可以选择其中一个子装置520A、520B。在一个实施例中，每个频段可以设置一个不同的子装置。
在一个实施例中，子装置可以实现为分立组件，还可以集成在单个芯片上。由于滤波器以集成无源电气组件(电容器、电感器、变压器，而不是声学机电设备)为基础，因此滤波器可以很容易地集成在单个芯片上，非常节省成本。
在一个实施例中，复用器512、514、516、518可以与滤波器集成在同一芯片上。在另一个实施例中，复用器512、514、516、518可以位于一个或几个独立的芯片上。
尽管图5A仅示出了两个子装置520A、520B，但在其它实施例中，可以存在任意个子装置。
图5B示出了图5A所示的双工滤波器装置500的示例性实现方式。图5B示出了电阻、电容器和变压器等各种组件的示例性值。在图5B中，开关设置为支持LTE频段1，但是开关也可以设置为支持LTE频段7。
图6A是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置600的框图。图6A所示实施例与图4A所示实施例的区别在于，在图6A中，将图4A中的第一类滤波器402替换为包括一组滤波器元件604A和滤波器604B以及连接到每个滤波器元件604A和604B的两个复用器600和602的滤波器606A。复用器600和602用于一次选择一个滤波器元件604A和604B。
如图6A所示，滤波器元件604A、604B处于特定频段，滤波器404、406是可调滤波器。在一个实施例中，滤波器元件604A、604B可能具有更严格的要求，而滤波器404、406可以是低阶滤波器，从而能够使用可调元件来支持多个频段。
尽管图6A仅示出了两个滤波器元件604A、604B，但在其它实施例中，可以存在任意个滤波器元件。
图6B是示意性示出了根据一个实施例的用于频分双工通信的双工滤波器装置610的框图。图6B所示实施例与图4A所示实施例的区别在于，在图6B中，将图4A中的第二类滤波器402替换为包括一组滤波器元件616A、616B以及连接到每个滤波器元件616A、616B的两个复用器612、614的滤波器618。通过复用器612、614，一次可以选择一个滤波器元件616A、616B。可以配置每个滤波器元件616A、616B支持不同的频段。类似地，将图4A中的第三类滤波器404替换为包括一组滤波器元件624A、624B以及连接到每个滤波器元件624A、624B的两个复用器620、622的滤波器626。通过复用器620、622，一次可以选择一个滤波器元件624A、624B。可以配置每个滤波器元件624A、624B支持不同的频段。
如图6B所示，滤波器元件616A、616B处于特定频段，滤波器402是可调滤波器。在一个实施例中，可以将嵌入相移的SAW/BAW滤波器用作滤波器元件616A、616B、624A、624B。此时，滤波器402可以是可调滤波器，可以在没有变压器的情况下实现。
尽管图6B仅示出了两个组滤波器元件616A、616B和624A、624B，但在其它实施例中，可以存在任意个滤波器元件。
根据另一个实施例，移动电话、智能电话、计算机或移动设备等无线设备可以包括上述双工滤波装置或收发装置中的任一个。
此外，尽管上述示例和实施例可能已经通过长期演进(long-term Evolution，简称LTE)频段呈现，但LTE频段仅是示例性的，而且所公开的方案也可以适用于各种无线通信网络的频段。
虽然已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本发明主题，但应理解，权利要求书中定义的主题不必局限于上文描述的具体特征或动作。相反，上述具体特征和行为作为实现权利要求的示例公开，其它等效特征和动作旨在包含于权利要求的范围内。
应理解，上述益处和优点可以涉及一个示例或实施例，也可以涉及几个示例或实施例。这些示例或实施例不限于解决任何或所有所述问题的示例或实施例，也不限于具有任何或所有所述益处和优点的示例或实施例。还应理解，对“一”项的引用可以指其中一项或多项。
在不失去所寻求的效果的情况下，上述任何实施例的各方面均可以与所描述的任何其它实施例的各方面相结合以构成其它实施例。
本文使用的术语“包括”是指包括所识别的方块或元件，但是这些块或元件不包括排他列表，装置可以包含其它块或元件。
虽然本发明及其优点已经参考本发明的具体特征和实施例进行了详细描述，但显然可以在不脱离所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下对其进行各种改变、修改、替换、组合和更改。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本说明书范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。

Claims (15)

1.一种用于频分双工通信的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述双工滤波器装置(100)包括：
第一射频端口(108)，用于连接到发射机(116)；
第二射频端口(110)，用于连接到天线(118)；
第三射频端口(112)，用于连接到接收机(120)；
第四射频端口(114)，用于连接到平衡电路(122)；
滤波装置，包括第一类滤波器(102)、第二类滤波器(104)和第三类滤波器(106)，
其中，所述第一类滤波器(102)用于通过第一频段的信号，抑制第二频段的信号；所述第一类滤波器(102)中的第一滤波器连接在所述第一射频端口(108)和所述第二射频端口(110)之间，所述第一类滤波器(102)中的第二滤波器连接在所述第三射频端口(112)和所述第四射频端口(114)之间；
所述第二类滤波器(104)用于抑制所述第一频段的信号，通过所述第二频段的信号；所述第二类滤波器(104)连接在所述第三射频端口(112)和所述第二射频端口(110)之间；
所述第三类滤波器(106)用于抑制所述第一频段的信号，通过所述第二频段的信号；所述第三类滤波器(106)连接在所述第一射频端口(108)和所述第四射频端口(114)之间；
所述第二类滤波器(104)的相位响应在所述第一频段和所述第二频段上与所述第三类滤波器(106)的相位响应都大体相差180度。
2.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，
所述第一频段包括发射机频段，所述第二频段包括接收机频段；
所述第一射频端口(108)用于连接到发射机(116)，所述第三射频端口(112)用于连接到接收机(120)。
3.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，
所述第一频段包括接收机频段，所述第二频段包括发射机频段。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述第一、第二和第三类滤波器中的至少一个滤波器包括可调电路元件，所述可调电路元件用于提供多个频段。
5.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述第一、第二和第三类滤波器中的至少一个滤波器包括表面声波滤波器或体声波滤波器。
6.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述双工滤波器装置(100)
还包括：
多个复用器(512、514、516、518)；
多个滤波装置(520A、520B)，其中，每个滤波装置(100、520A、520B)提供不同的频段；不同复用器与所述第一射频端口(108)、所述第二射频端口(110)、所述第三射频端口(112)和所述第四射频端口(114)中的每一个射频端口相关联；通过所述多个复用器(512、514、516、518)中的每个复用器，所述多个滤波装置(520A、520B)中的每个滤波装置连接到一个射频端口。
7.根据权利要求6所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述第一类滤波器(606A、606B)分别包括一组滤波器元件(604A、604B)以及连接到每个滤波器元件(604A、604B)的两个复用器(600、602)，所述复用器(600、602)用于一次选择一个滤波器元件，每个滤波器元件(604A、604B)用于支持不同的频段。
8.根据权利要求6所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，
所述第二类滤波器(618)包括一组滤波器元件(616A、616B)以及连接到每个滤波器元件(616A、616B)的两个复用器(612、614)，所述复用器(612、614)用于一次选择一个滤波器元件(616A、616B)，每个滤波器元件(616A、616B)用于支持不同的频段；
所述第三类滤波器(626)包括一组滤波器元件(624A、624B)以及连接到每个滤波器元件(624A、624B)的两个复用器(620、622)，所述复用器(620、622)用于一次选择一个滤波器元件(624A、624B)，每个滤波器元件(624A、624B)用于支持不同的频段。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述复用器通过多个芯片实现。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述复用器集成在单个芯片上。
11.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述滤波装置通过多个芯片实现。
12.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述滤波装置在单个芯片上实现。
13.根据权利要求1所述的双工滤波器装置(100)，其特征在于，所述双工滤波器装置(100)
还包括：
天线(118)；
平衡电路(122)，
其中，所述天线(118)连接到所述第二射频端口(110)，所述平衡电路(122)连接到所述第四射频端口(114)；
在所述第四射频端口(114)侧看到的所述平衡电路(122)的阻抗复制在所述第二射频端口(110)侧看到的所述天线(118)的阻抗。
14.一种收发装置，其特征在于，所述收发装置包括：
发射机(116)；
接收机(120)；
天线(118)；
平衡电路(122)；
根据权利要求13所述的双工滤波器装置(100)，其中，所述发射机(116)连接到所述第一射频端口(108)和所述第三射频端口(112)中的一个，所述接收机(120)连接到所述第一射频端口(108)和所述第三射频端口(112)中的另一个。
15.一种无线设备，其特征在于，所述无线设备包括根据权利要求1至13中任一项所述的双工滤波器装置(100)或根据权利要求14所述的收发装置。
CN201880091334.0A 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置 Active CN111869115B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210408206.2A CN114826285A (zh) 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/058909 WO2019192728A1 (en) 2018-04-06 2018-04-06 A duplex filter arrangement with leakage cancellation

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210408206.2A Division CN114826285A (zh) 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111869115A CN111869115A (zh) 2020-10-30
CN111869115B true CN111869115B (zh) 2022-04-29

Family

ID=61965975

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880091334.0A Active CN111869115B (zh) 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置
CN202210408206.2A Pending CN114826285A (zh) 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210408206.2A Pending CN114826285A (zh) 2018-04-06 2018-04-06 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11418311B2 (zh)
EP (1) EP3776877B1 (zh)
CN (2) CN111869115B (zh)
WO (1) WO2019192728A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB202117221D0 (en) * 2021-11-29 2022-01-12 Forefront Rf Ltd Multiplexer transformer

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5835990A (en) 1995-06-16 1998-11-10 Northern Telecom Limited Longitudinally coupled double mode surface wave resonators
JP4244057B2 (ja) 2006-08-30 2009-03-25 富士通メディアデバイス株式会社 バランスフィルタおよび分波器
US7917096B2 (en) * 2007-03-30 2011-03-29 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Antenna interface circuits including multiple impedance matching networks that are respectively associated with multiple frequency bands and electronic devices incorporating the same
US9048805B2 (en) * 2011-10-04 2015-06-02 Rf Micro Devices, Inc. Tunable duplexer architecture
US9319208B2 (en) * 2012-01-10 2016-04-19 Rf Micro Devices, Inc. RF duplexing device
EP2672631B1 (en) * 2012-06-07 2014-12-24 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (publ) Duplexer-less transceiver and communication apparatus
WO2014139579A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Transmitter receiver leakage reduction in a full duplex system without the use of a duplexer
BR112015026916B1 (pt) * 2013-04-26 2022-07-05 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Arranjo de transceptor, dispositivo de comunicação, método para controlar um arranjo de transceptor, e, meio de armazenamento legível por computador
EP2992614B1 (en) * 2013-04-30 2017-03-29 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Transceiver arrangement, communication device, method and computer program
CN103607235B (zh) * 2013-08-27 2017-03-01 京信通信技术(广州)有限公司 天馈系统接入装置及天馈系统
EP3097645B1 (en) * 2014-01-21 2017-08-23 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Transceiver arrangement and communication device
US9036304B1 (en) * 2014-05-19 2015-05-19 HGST Netherlands B.V. System and methods utilizing dual read sensors
EP3213419B1 (en) 2014-10-29 2019-01-02 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Transceiver arrangement and communication device
CN105099586B (zh) * 2015-09-11 2017-11-21 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种基于腔体滤波的隔离器无源互调测试装置及方法
US10637776B2 (en) * 2016-08-30 2020-04-28 Sean Iwasaki Multi-functional circuity for communications networks and methods and devices utilizing same
CN106027075B (zh) * 2016-04-29 2018-06-19 北京邮电大学 一种共时双频接收系统
GB201616637D0 (en) * 2016-09-30 2016-11-16 Radio Design Limited Multiplexer apparatus and method of use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019192728A1 (en) 2019-10-10
CN111869115A (zh) 2020-10-30
EP3776877B1 (en) 2023-10-04
CN114826285A (zh) 2022-07-29
US11418311B2 (en) 2022-08-16
US20210075582A1 (en) 2021-03-11
EP3776877A1 (en) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9214920B2 (en) Antenna matching circuit
JP5982519B2 (ja) 回路配置
US10615949B2 (en) Hybrid-based cancellation in presence of antenna mismatch
US9871543B2 (en) Miniature acoustic resonator-based filters and duplexers with cancellation methodology
US9590794B2 (en) Enhancing isolation and impedance matching in hybrid-based cancellation networks and duplexers
US9190699B2 (en) Band switch with switchable notch for receive carrier aggregation
CN1945987B (zh) 用于连接天线的双工器
EP2870699B1 (en) Transceiver front-end
US10277259B2 (en) Front-end circuit for simultaneous transmission and reception operation
US20120112853A1 (en) Tunable filter, tunable duplexer and mobile communication terminal using the same
US9966927B2 (en) Radio frequency filtering circuitry
US9306535B2 (en) Integrated receive filter including matched balun
US10129008B2 (en) Module
US10804882B2 (en) Multiplexer, high-frequency front end circuit, and communication device
EP2870701B1 (en) Transceiver front-end
WO2014031369A1 (en) Tunable notch filtering in multi-transmit applications
WO2020008759A1 (ja) 高周波フィルタ、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置
KR100691134B1 (ko) 쿼드플렉서
CN111869115B (zh) 具备泄漏消除功能的双工滤波器装置
CN111541458B (zh) 射频多路复用器
EP2892151B1 (en) Filter device and duplexer
KR102432604B1 (ko) 멀티플렉서, 고주파 프런트엔드 회로 및 통신 장치
KR20080108546A (ko) 송수신기에서의 수신 방법, 수신기, 송수신기 및 집적 회로
US20200295733A1 (en) Microwave duplexer using coupled inductors to improve isolation
CN113889736A (zh) 威尔金森功率组合器、通信单元以及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant