CN114598336A - 包含公共滤波器的射频前端模块 - Google Patents

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Abstract

提供了射频前端模块。在一个方面中，前端系统包含：被配置为对发送射频信号进行放大的至少一个功率放大器、被配置为对接收射频信号进行接收的至少一个低噪声放大器、耦合到天线的输出节点。该前端系统还包含：至少一个开关，其被配置为选择性地在发送时段期间将输出节点耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将输出节点耦合到至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在功率放大器和至少一个开关之间；以及至少一个接收滤波器，耦合在低噪声放大器和至少一个开关之间。

Description

包含公共滤波器的射频前端模块
相关申请的交叉引用
根据37 CFR 1.57与本申请一起提交的申请数据表中标识了外国或国内优先权要求的任何和所有申请均通过引用并入本申请。
技术领域
本公开的方面涉及射频(RF)通信系统，并且具体涉及用于RF通信系统的前端模块。
背景技术
RF通信系统包含前端，其将一个或多个天线耦合到发送路径和接收路径，上述路径将RF信号通信传输到基带系统或从基带系统通信传输RF信号。在时分双工(TDD)通信期间，天线一次只能连接到发送路径和接收路径中的一个。前端还包含一个或多个滤波器，被配置为从RF信号中滤除不在给定通信频带内的频率。通常，可以在发送路径和接收路径之间共享滤波器。
发明内容
本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新方面，其中没有一个方面仅仅负责本文所公开的期望属性。
在一个方面中，提供了一种射频前端系统，包括：至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；输出节点，耦合到天线；至少一个开关，被配置为选择性地在发送时段期间将输出节点耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将输出节点耦合到至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在功率放大器和至少一个开关之间；至少一个接收滤波器，耦合在低噪声放大器和至少一个开关之间；以及公共滤波器，耦合在至少一个开关和输出节点之间。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含多个低噪声放大器。
前端系统还可以包括包含至少一个发送滤波器的第一复用器和包含至少一个接收滤波器的第二复用器，其中至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，并且至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
至少一个开关还可以被配置为将第一和第二复用器中的一个选择性地耦合到输出节点。
前端系统还可以包括包含至少一个发送滤波器的第一滤波器组和包含至少一个接收滤波器的第二滤波器组，其中至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，并且至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
至少一个开关还可以被配置为选择性地同时将其中一个发送滤波器和其中一个接收滤波器耦合到输出节点。
至少一个功率放大器可以包含第一和第二功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含第一和第二低噪声放大器，至少一个发送滤波器可以包含发送双工器，至少一个接收滤波器可以包含接收双工器，且至少一个开关包含第一开关和第二开关。
前端系统还可以包括发送补充滤波器和接收补充滤波器，至少一个开关可以包含连接在一起的第一开关和第二开关，并且第二开关可被配置为选择性地在发送时段期间将发送补充滤波器耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将接收补充滤波器耦合到至少一个低噪声放大器。
发送和接收补充滤波器可以包含分路滤波器。
发送和接收补充滤波器可以包含陷波滤波器。
在另一方面中，提供了一种移动设备，包括：天线，被配置为向基站发送射频信号；以及前端系统，耦合到天线并被配置为从天线发送和接收射频信号，前端系统包含：至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；至少一个开关，被配置为选择性地在发送时段期间将天线耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将天线耦合到至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在功率放大器和至少一个开关之间；至少一个接收滤波器，耦合在低噪声放大器和至少一个开关之间；以及公共滤波器，耦合在至少一个开关和输出节点之间。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
前端系统还可以包括包含至少一个发送滤波器的第一复用器和包含至少一个接收滤波器的第二复用器，至少一个发送滤波器可以包含多个发送滤波器，并且至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
至少一个开关还可以被配置为将第一和第二复用器中的一个选择性地耦合到输出节点。
前端系统还可以包括包含至少一个发送滤波器的第一滤波器组和包含至少一个接收滤波器的第二滤波器组，至少一个发送滤波器可以包含多个发送滤波器，并且至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
至少一个开关还可以被配置为选择性地同时将其中一个发送滤波器和其中一个接收滤波器耦合到输出节点。
至少一个功率放大器可以包含第一和第二功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含第一和第二低噪声放大器，至少一个发送滤波器可以包含发送双工器，至少一个接收滤波器可以包含接收双工器，至少一个开关可以包含第一开关和第二开关。
在又一方面中，提供了一种操作射频前端系统的方法，该方法包括：在发送时段期间经由至少一个开关将至少一个功率放大器耦合到天线，该开关经由至少一个发送滤波器耦合到至少一个功率放大器，并且该开关经由公共滤波器耦合到输出节点；以及在接收时段期间经由至少一个开关将至少一个低噪声放大器耦合到天线，该开关经由至少一个接收滤波器耦合到至少一个低噪声放大器。
公共滤波器还可以经由输出节点耦合到天线。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含多个低噪声放大器。
在又一方面中，提供了一种射频前端系统，包括：被配置为对发送射频信号进行放大的至少一个功率放大器和被配置为对接收射频信号进行接收的至少一个低噪声放大器；第一开关，被配置为选择性地在发送时段期间将耦合到天线的输出节点耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将输出节点耦合耦合到至少一个低噪声放大器；耦合在功率放大器和至少一个开关之间的至少一个发送滤波器和耦合在低噪声放大器和至少一个开关之间的至少一个接收滤波器；发送补充滤波器和接收补充滤波器；以及第二开关，被配置为选择性地在发送时段期间将发送补充滤波器耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将接收补充滤波器耦合到至少一个低噪声放大器。
第一开关和第二开关可以连接在一起。
前端系统还可以包括耦合在第一开关和输出节点之间的公共滤波器。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含多个低噪声放大器。
发送和接收补充滤波器可以包含分路滤波器。
分路滤波器可以被配置为抑制RF频谱的预定部分。
发送和接收补充滤波器可以包含陷波滤波器。
发送和接收补充滤波器在中心频率和频率响应方面可以与至少一个发送滤波器和至少一个接收滤波器完全不同。
第二开关还可以被配置为通过将第一和第二补充滤波器中的一个切入到至少一个功率放大器、至少一个低噪声放大器与输出节点之间的信号路径，来动态地重配置至少一个发送滤波器和至少一个接收滤波器。
在另一方面中，提供了一种移动设备，包括：天线，被配置为向基站发送射频信号；以及前端系统，耦合到天线并被配置为从天线发送和接收射频信号，前端系统包含：至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；第一开关，被配置为选择性地在发送时段期间将天线耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将天线耦合到至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在功率放大器和至少一个开关之间；至少一个接收滤波器，耦合在低噪声放大器和至少一个开关之间；发送补充滤波器；接收补充滤波器；以及第二开关，被配置为选择性地在发送时段期间将发送补充滤波器耦合到至少一个功率放大器，以及在接收时段期间将接收补充滤波器耦合到至少一个低噪声放大器。
第一开关和第二开关可以连接在一起。
前端系统还可以包含耦合在第一开关和输出节点之间的公共滤波器。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含多个低噪声放大器。
发送和接收补充滤波器可以包含分路滤波器。
分路滤波器可以被配置为抑制RF频谱的预定部分。
发送和接收补充滤波器可以包含陷波滤波器。
发送和接收补充滤波器在中心频率和频率响应方面可以与至少一个发送滤波器和至少一个接收滤波器完全不同。
在又一方面中，提供了一种操作射频前端系统的方法，该方法包括：在发送时段期间经由第一开关将至少一个功率放大器耦合到天线，第一开关经由至少一个发送滤波器耦合到至少一个功率放大器；在接收时段期间经由第一开关将至少一个低噪声放大器耦合到天线，第一开关经由至少一个接收滤波器耦合到至少一个低噪声放大器；在发送时段期间，经由第二开关将发送补充滤波器耦合到至少一个功率放大器；以及在接收时段期间经由第二开关将接收补充滤波器耦合到至少一个低噪声放大器。
公共滤波器可以耦合在第一开关和天线之间。
至少一个功率放大器可以包含多个功率放大器，并且至少一个低噪声放大器可以包含多个低噪声放大器。
附图说明
图1A是通信网络的一个示例的示意图。
图1B是经由蜂窝网络和WiFi网络进行通信的移动设备的一个示例的示意图。
图2是移动设备的一个实施例的示意图。
图3是根据一个实施例的功率放大器系统的示意图。
图4A是封装模块的一个实施例的示意图。
图4B是图4A的封装模块沿线4B-4B的横截面示意图。
图5是收发器/RF前端的一个实施例的示意图
图6A是根据本公开各方面可用于TDD的示例多频带RF前端。
图6B是根据本公开各方面可用于TDD的另一示例多频带RF前端。
图6C是根据本公开各方面可用于TDD的又一示例多频带RF前端。
图7A示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端的示例部分。
图7B示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端的另一示例部分。
图7C示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端的又一示例部分。
图7D示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端的再一示例部分。
图8示出了根据本公开各方面的用于三个频带的RF前端的示例部分。
图9A示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端的示例部分。
图9B示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端的另一示例部分，其中，为发送路径和接收路径提供了单独的滤波器。
图9C示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端的示例部分。
图10A示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端的示例部分。
图10B示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端的另一示例部分。
具体实施方式
以下某些实施例的详细描述呈现了特定实施例的各种描述。然而，本文描述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，如权利要求所定义和涵盖的。在本说明书中参考附图，其中相似的附图标记可指示相同或功能相似的元件。应理解，图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，某些实施例可以包含比附图中所示的更多的元件和/或附图中所示元件的子集。此外，一些实施例可以包含来自两个或多个附图的特征的任何适当组合。
国际电信联盟(ITU)是联合国(UN)的一个专门机构，负责有关信息和通信技术的全球问题，包含无线电频谱的全球共享使用。
第三代合作伙伴计划(3GPP)是世界各地电信标准组织之间的合作，诸如无线电工业与商业协会(ARIB)、电信技术委员会(TTC)、中国通信标准协会(CCSA)、电信行业解决方案联盟(ATIS)、电信技术协会(TTA)、欧洲电信标准协会(ETSI)和印度电信标准发展协会(TSDSI)。
3GPP在ITU的范围内工作，为各种移动通信技术开发和维护技术规范，例如包含：第二代(2G)技术(例如，全球移动通信系统(GSM)和增强型数据速率GSM演进(EDGE))、第三代(3G)技术(例如，通用移动通信系统(UMTS)和高速分组接入(HSPA))、以及第四代(4G)技术(例如，长期演进(LTE)和LTE高级)。
3GPP控制的技术规范可以通过规范版本进行扩展和修订，规范版本可以跨越多年并且指定新特征和演进的广度。
在一个示例中，3GPP在版本10中引入了用于LTE的载波聚合(CA)。尽管最初引入两个下行链路载波，但3GPP在版本14中扩展了载波聚合，以包含多达五个下行链路载波和多达三个上行链路载波。3GPP版本提供的新特征和演进的其他示例包含但不限于：许可辅助接入(LAA)、增强型LAA(eLAA)、窄带物联网(NB-IOT)、车联万物(V2X)和高功率用户设备(HPUE)。
3GPP在版本15中引入了第五代(5G)技术的阶段1，并计划在版本16中引入5G技术的阶段2(目标为2020年)。随后的3GPP版本将进一步演进和扩展5G技术。5G技术在本文中也称为5G新无线电(NR)。
5G NR支持或计划支持多种特征，诸如毫米波频谱上的通信、波束形成能力、高频谱效率波形、低等待时间(latency)通信、多无线电数字技术和/或非正交多址(NOMA)。尽管此类RF功能为网络提供了灵活性并提高了用户数据速率，但支持此类特征可能会带来许多技术挑战。
本文中的教导适用于多种通信系统，包含但不限于使用先进蜂窝技术的通信系统，诸如LTE高级、LTE高级Pro和/或5G-NR。
图1A是通信网络10的一个示例的示意图。通信网络10包含宏小区基站1、小小区基站3和用户设备(UE)的各种示例，包含第一移动设备2a、无线连接的汽车2b、笔记本电脑2c、固定无线设备2d、无线连接的火车2e、第二移动设备2f和第三移动设备2g。
尽管图1A中示出了基站和用户设备的具体示例，但是通信网络可以包含各种类型和/或数量的基站和用户设备。
例如，在所示的示例中，通信网络10包含宏小区基站1和小小区基站3。相对于宏小区基站1，小小区基站3可以以相对较低的功率、较短的范围和/或较少的并发用户操作。小小区基站3也可以被称为毫微微小区、微微小区或微小区。尽管通信网络10被示为包含两个基站，但是通信网络10可以被实现为包含更多或更少的基站和/或其他类型的基站。
尽管示出了用户设备的各种示例，但本文的教导适用于多种用户设备，包含但不限于移动电话、平板电脑、笔记本电脑、IoT设备、可穿戴电子设备、客户场所设备(CPE)、无线连接的车辆、无线中继和/或多种其他通信设备。此外，用户设备不仅包含在蜂窝网络中操作的当前可用的通信设备，而且还包含随后开发的通信设备，其将容易地通过本文所描述和要求保护的发明系统、过程、方法和设备来实现。
图1A所示的通信网络10支持使用各种蜂窝技术的通信，包含例如4GLTE和5G NR。在某些实现中，通信网络10还适于提供无线局域网(WLAN)，诸如WiFi。尽管已经提供了通信技术的各种示例，但是通信网络10可以适于支持多种通信技术。
图1A中描述了通信网络10的各种通信链路。通信链路可以以多种方式双工，包含例如使用频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)。FDD是一种射频通信，其使用不同的频率发送和接收信号。FDD可以提供许多优点，诸如高数据速率和低等待时间。相比之下，TDD是一种射频通信，其使用大约相同的频率来发送和接收信号，并在时间上对发送通信和接收通信进行切换。TDD可以提供许多优点，诸如有效地使用频谱和在发送方向和接收方向之间可变地分配吞吐量。
在某些实现中，用户设备可以使用4G LTE、5G NR和WiFi技术中的一种或多种与基站通信。在某些实现中，将增强许可辅助接入(eLAA)用于将一个或多个许可频率载波(例如，许可4G LTE和/或5G NR频率)与一个或多个未许可载波(例如，未许可WiFi频率)聚合。
如图1A所示，通信链路不仅包含UE和基站之间的通信链路，还包含UE到UE通信和基站到基站通信。例如，可以实现通信网络10以支持自前程和/或自回程(例如，在移动设备2g和移动设备2f之间)。
通信链路可以在多种频率上操作。在某些实现中，支持使用5G NR技术在小于6千兆赫(GHz)的一个或多个频带上和/或在大于6GHz的一个或多个频带上进行通信。例如，通信链路可以服务于频率范围1(FR1)、频率范围2(FR2)或其组合。在一个实施例中，一个或多个移动设备支持HPUE功率等级规范。
在某些实现中，基站和/或用户设备使用波束形成进行通信。例如，波束形成可用于聚焦信号强度以克服路径损耗，诸如与在高信号频率上通信相关联的高损耗。在某些实施例中，诸如一个或多个移动电话的用户设备在30GHz到300GHz范围内的毫米波频带上和/或在6GHz到30GHz范围内的较高厘米波频率上或者更具体地在24GHz到30GHz范围内，使用波束形成进行通信。
通信网络10的不同用户可以以多种方式共享可用网络资源，诸如可用频谱。
在一个示例中，将频分多址(FDMA)用于将频带划分为多个频率载波。另外，一个或多个载波被分配给特定用户。FDMA的示例包含但不限于单载波FDMA(SC-FDMA)和正交FDMA(OFDMA)。OFDMA是一种多载波技术，它将可用带宽细分为多个相互正交的窄带子载波，这些子载波可以分别被分派给不同的用户。
共享接入的其他示例包含但不限于，时分多址(TDMA)，其中为用户分配特定时隙以使用频率资源；码分多址(CDMA)，其中通过为每个用户分派唯一码以在不同用户之间共享频率资源；空分多址(SDMA)，其中波束形成被用于通过空分而提供共享接入；以及非正交多址(NOMA)，其中功率域被用于多址。例如，NOMA可被用于以相同的频率、时间和/或码但以不同功率级别来服务于多个用户。
增强移动宽带(eMBB)是指用于增加LTE网络系统容量的技术。例如，eMBB可以指每个用户的峰值数据速率至少为10Gbps，最小为100Mbps的通信。超可靠低等待时间通信(uRLLC)指的是具有极低等待时间(例如，小于2毫秒)的通信技术。uRLLC可用于任务关键型通信，诸如自主驾驶和/或远程手术应用。大规模机器类型通信(mMTC)是指与日常对象的无线连接相关联的低成本和低数据速率通信，诸如与物联网(IoT)应用相关联的通信。
图1A的通信网络10可用于支持多种高级通信特征，包含但不限于eMBB、uRLLC和/或mMTC。
图1B是经由蜂窝网络和WiFi网络进行通信的移动设备2a的一个示例的示意图。例如，如图1B所示，移动设备2a与蜂窝网络的基站1和WiFi网络的WiFi接入点3通信。图1B还描绘了与基站1通信的其他用户设备(UE)的示例，例如，无线连接的汽车2b和另一移动设备2c。此外，图1B还描绘了与WiFi接入点3通信的其他启用WiFi的设备的示例(例如笔记本电脑4)。
尽管示出了蜂窝UE和启用WiFi的设备的具体示例，但是多种类型的设备可以使用蜂窝和/或WiFi网络进行通信。此类设备的示例包含但不限于移动电话、平板电脑、笔记本电脑、物联网(IoT)设备、可穿戴电子设备、客户场所设备(CPE)、无线连接的车辆、无线中继和/或各种其他通信设备。
在某些实现中，诸如图1B的移动设备2a的UE被实现为支持使用多种技术的通信，包含但不限于2G、3G、4G(包含LTE、LTE高级和LTE高级Pro)、5G NR、WLAN(例如WiFi)、WPAN(例如蓝牙和ZigBee)、WMAN(例如WiMax)和/或GPS。在某些实现中，将增强许可辅助接入(eLAA)用于将一个或多个许可频率载波(例如，许可4G LTE和/或5G NR频率)与一个或多个未许可载波(例如，未许可WiFi频率)聚合。
此外，某些UE不仅可以与基站和接入点通信，还可以与其他UE通信。例如，无线连接的汽车2b可以使用车到车(V2V)和/或车联万物(V2X)通信与无线连接的行人2d、无线连接的停车灯2e和/或另一无线连接的汽车2f通信。
尽管已经描述了通信技术的各种示例，但是可以实现移动设备以支持广泛的通信。
各种通信链路如图1B所示。通信链路可以以多种方式双工，包含例如使用频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)。FDD是一种射频通信，其使用不同的频率发送和接收信号。FDD可以提供许多优点，诸如高数据速率和低等待时间。相比之下，TDD是一种射频通信，其使用大约相同的频率来发送和接收信号，并在时间上对发送通信和接收通信进行切换。TDD可以提供许多优点，诸如有效地使用频谱和在发送方向和接收方向之间可变地分配吞吐量。
所示通信网络的不同用户可以以多种方式共享可用网络资源，诸如可用频谱。在一个示例中，频分多址(FDMA)用于将频带划分为多个频率载波。另外，一个或多个载波被分配给特定用户。FDMA的示例包含但不限于单载波FDMA(SC-FDMA)和正交FDMA(OFDMA)。OFDM是一种多载波技术，它将可用带宽细分为多个相互正交的窄带子载波，这些子载波可以分别被分派给不同的用户。
共享接入的其他示例包含但不限于，时分多址(TDMA)，其中为用户分配特定时隙以使用频率资源；码分多址(CDMA)，其中通过为每个用户分派唯一码以在不同用户之间共享频率资源；空分多址(SDMA)，其中波束形成被用于通过空分来提供共享接入；以及非正交多址(NOMA)，其中功率域被用于多址。例如，NOMA可用于以相同的频率、时间和/或码但不同的功率级别来服务于多个用户。
某些RF通信系统包含用于在多个频带上使用不同无线网络和/或使用不同通信标准进行通信的多个收发器。尽管以这种方式实现RF通信系统可以扩展功能、增加带宽和/或增强灵活性，但是在RF通信系统内操作的这些收发器之间可能出现许多共存问题。
例如，RF通信系统可以包含：用于处理通过蜂窝网络而被通信传输的RF信号的蜂窝收发器；和用于处理通过WLAN网络(诸如WiFi网络)而被通信传输的RF信号的无线局域网(WLAN)收发器。例如，图1B的移动设备2a可用于使用蜂窝网络和WiFi网络进行通信。
尽管以这种方式实现RF通信系统可以提供许多益处，但是从干扰WiFi信号接收的蜂窝传输和/或从干扰蜂窝信号接收的WiFi传输中可以产生相互减敏(mutualdesensitization)效应。
在一个示例中，蜂窝频带7可引起关于2.4千兆赫(GHz)WiFi的相互减敏。例如，频带7具有FDD双工，并且对于下行链路在约2.62GHz到2.69GHz的频率范围内操作，对于上行链路在约2.50GHz到约2.57GHz的频率范围内操作，而2.4GHz WiFi具有TDD双工，并且在约2.40GHz到约2.50GHz的频率范围内操作。因此，蜂窝频带7和2.4GHz WiFi在频率上相邻，并且由于一个收发器/前端的高功率发送器而导致的RF信号泄漏会影响另一个收发器/前端的接收器性能，特别是在边界频率信道处。
在另一示例中，蜂窝频带40和2.4GHz WiFi可引起相互减敏。例如，频带40具有TDD双工并且在约2.30GHz到约2.40GHz的频率范围内操作，而2.4GHz WiFi具有TDD双工并且在约2.40GHz到约2.50GHz的频率范围内操作。因此，蜂窝频带40和2.4GHz WiFi在频率上相邻，并且引起许多共存问题，特别是在边界频率信道处。
减敏不仅可以由入侵者发送信号直接泄漏至受害者接收器引起，还可以由发送器中产生的谱再生分量(spectral regrowth component)引起。这种干扰可以在频率上与受害者接收信号相对接近和/或直接与其重叠。
图2是移动设备800的一个实施例的示意图。移动设备800包含基带系统801、收发器802、前端系统803、天线804、功率管理系统805、存储器806、用户接口807和电池808。
移动设备800可以使用多种通信技术进行通信，包含但不限于2G、3G、4G(包含LTE、LTE高级和LTE高级Pro)、5G-NR、WLAN(例如WiFi)、WPAN(例如蓝牙和ZigBee)、WMAN(例如WiMax)和/或GPS技术。
收发器802生成RF信号以进行发送，以及处理从天线804接收的传入RF信号。应当理解，与RF信号的发送和接收相关联的各种功能可以通过图2中集体表示为收发器802的一个或多个组件来实现。在一个示例中，可以提供单独的组件(例如，单独的电路或管芯)来处理特定类型的RF信号。
前端系统803帮助调节发送到天线804和/或从天线804接收的信号。在所示实施例中，前端系统803包含天线调谐电路810、功率放大器(PA)811、低噪声放大器(LNA)812、滤波器813、开关814和信号分割/组合电路815。然而，其他实现也是可能的。
例如，前端系统803可以提供许多功能，包含但不限于：放大用于发送的信号、放大接收到的信号、对信号进行滤波、在不同频带之间切换、在不同功率模式之间切换、在发送模式和接收模式之间切换、信号的双工、信号的复用(例如，双路复用或三路复用)或其某些组合。
在某些实现中，移动设备800支持载波聚合，从而提供增加峰值数据速率的灵活性。载波聚合可被用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者，并且可被用于聚合多个载波或信道。载波聚合包含连续聚合，其中相同操作频带内的连续载波被聚合。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包含在公共频带内或在不同频带中在频率上分离的载波。
天线804可以包含用于各种类型的通信的天线。例如，天线804可以包含用于发送和/或接收与各种频率和通信标准相关联的信号的天线。
在某些实现中，天线804支持MIMO通信和/或交换分集通信。例如，MIMO通信使用多个天线在单个射频信道上通信传输多个数据流。MIMO通信由于无线电环境的空间复用差异而受益于更高的信噪比、改进的编码和/或减少的信号干扰。交换分集是指在特定时间选择特定天线进行操作的通信。例如，可将开关用于基于各种因素(例如，观察到的误码率和/或信号强度指示符)从一组天线中选择特定天线。
在某些实现中，移动设备800可以使用波束形成进行操作。例如，前端系统803可以包含具有可控增益的放大器和具有可控相位的移相器，以提供用于使用天线804发送和/或接收信号的波束形成和方向性。例如，在信号发送的上下文中，对提供给天线804的发送信号的幅度和相位进行控制，使得来自天线804的辐射信号使用相长性干涉和相消性干涉进行组合，以生成在给定方向上传播的具有更大信号强度的呈现波束状质量的聚合发送信号。在信号接收的上下文中，对幅度和相位进行控制，使得当信号从特定方向到达天线804时，更多的信号能量被接收到。在某些实现中，天线804包含一个或多个天线元件阵列以增强波束形成。
基带系统801耦合到用户接口807以便利于诸如语音和数据的各种用户输入和输出(I/O)的处理。基带系统801向收发器802提供发送信号的数字表示，收发器802处理该数字表示以生成用于发送的RF信号。基带系统801还处理由收发器802提供的接收信号的数字表示。如图2所示，基带系统801耦合到移动设备800的存储器806，以便于移动设备800的操作。
存储器806可用于多种目的，诸如存储数据和/或指令以便利于移动设备800的操作和/或提供用户信息的存储。
功率管理系统805提供移动设备800的多个功率管理功能。在某些实施方式中，功率管理系统805包含PA电源控制电路，其控制功率放大器811的电源电压。例如，功率管理系统805可以被配置为改变提供给一个或多个功率放大器811的电源电压以改进效率，诸如功率附加效率(PAE)。
如图2所示，功率管理系统805从电池808接收电池电压。电池808可以是在移动设备800中使用的任何合适的电池，包含例如锂离子电池。
图3是根据一个实施例的功率放大器系统860的示意图。所示功率放大器系统860包含基带处理器841、发送器/观测接收器842、功率放大器(PA)843、定向耦合器844、前端电路845、天线846、PA偏置控制电路847和PA电源控制电路848。所示的发送器/观测接收器842包含I/Q调制器857、混频器858和模数转换器(ADC)859。在某些实施方式中，发送器/观测接收器842被合并到收发器中。
基带处理器841可用于生成同相(I)信号和正交相位(Q)信号，其可用于表示具有期望幅度、频率和相位的正弦波或信号。例如，I信号可用于表示正弦波的同相分量并且Q信号可用于表示正弦波的正交相位分量，其可以是正弦波的等效表示。在某些实现中，可以以数字格式将I和Q信号提供给I/Q调制器857。基带处理器841可以是被配置为处理基带信号的任何合适的处理器。例如，基带处理器841可以包含数字信号处理器、微处理器、可编程内核或其任何组合。此外，在一些实现中，功率放大器系统860中可以包含两个或更多个基带处理器841。
I/Q调制器857可被配置为从基带处理器841接收I和Q信号，并处理I和Q信号以生成RF信号。例如，I/Q调制器857可以包含被配置为将I和Q信号转换为模拟格式的数模转换器(DAC)、用于将I和Q信号上变频为RF的混频器、以及用于将经上变频的I和Q信号组合为适于由功率放大器843进行放大的RF信号的信号组合器。在某些实施方式中，I/Q调制器857可以包含一个或多个滤波器，被配置为对其中处理的信号的频率内容进行滤波。
功率放大器843可以从I/Q调制器857接收RF信号，并且在启用时可以经由前端电路845向天线846提供放大的RF信号。
前端电路845可以以多种方式实现。在一个示例中，前端电路845包含一个或多个开关、滤波器、双工器(diplexer)、复用器(multiplexer)和/或其他组件。在另一示例中，省略前端电路845，以利于功率放大器843直接向天线846提供放大的RF信号。
定向耦合器844感测功率放大器823的输出信号。另外，将来自定向耦合器844的感测输出信号提供给混频器858，混频器858将感测输出信号乘以受控频率的参考信号。混频器858通过使感测输出信号的频率内容降档(downshift)来产生降档信号。降档信号可以被提供给ADC 859，ADC 859可以将降档信号转换为适合由基带处理器841进行处理的数字格式。包含从功率放大器843的输出到基带处理器841的反馈路径可以提供许多优点。例如，以这种方式实现基带处理器841可以有助于提供功率控制、补偿发送器损伤和/或执行数字预失真(DPD)。尽管示出了功率放大器的感测路径的一个示例，但其他实现也是可能的。
PA电源控制电路848从基带处理器841接收功率控制信号，并控制功率放大器843的电源电压。在所示的配置中，PA电源控制电路848生成用于向功率放大器843的输入级供电的第一电源电压VCC1和用于向功率放大器843的输出级供电的第二电源电压VCC2。PA电源控制电路848可以控制第一电源电压VCC1和/或第二电源电压VCC2的电压电平，以增强功率放大器系统的PAE。
PA电源控制电路848可以采用各种功率管理技术来随时间改变一个或多个电源电压的电压电平，以改进功率放大器的功率附加效率(PAE)，从而降低功耗。
改进功率放大器的效率的一种技术是平均功率跟踪(APT)，其中使用DC-DC转换器基于功率放大器的平均输出功率，来生成用于功率放大器的电源电压。改进功率放大器的效率的另一种技术是包络跟踪(ET)，其中功率放大器的电源电压是相对于RF信号的包络而进行控制的。因此，当RF信号包络的电压电平增加时，功率放大器的电源电压的电压电平可以增加。同样，当RF信号包络的电压电平降低时，功率放大器的电源电压的电压电平可以降低以降低功耗。
在某些配置中，PA电源控制电路848是多模式电源控制电路，其可在包含APT模式和ET模式的多个电源控制模式下操作。例如，来自基带处理器841的功率控制信号可以指示PA电源控制电路848在特定电源控制模式下操作。
如图3所示，PA偏置控制电路847从基带处理器841接收偏置控制信号，并为功率放大器843生成偏置控制信号。在所示的配置中，偏置控制电路847为功率放大器843的输入级和功率放大器843的输出级两者生成偏置控制信号。然而，其他实现也是可能的。
图4A是封装模块900的一个实施例的示意图。图4B是图4A的封装模块900沿线4B-4B的横截面的示意图。
封装模块900包含射频组件901、半导体管芯902、表面安装器件903、键合线(wirebond)908、封装基板920和封装结构940。封装基板920包含由布置在其中的导体形成的焊盘906。此外，半导体管芯902包含管脚或焊盘904，并且键合线908已用于将管芯902的焊盘904连接到封装基板920的焊盘906。
半导体管芯902包含功率放大器945，其可根据本文公开的一个或多个特征来实现。
封装基板920可被配置为容纳多个组件，诸如射频组件901、半导体管芯902和表面安装器件903，其可包含例如表面安装电容器和/或电感器。在一个实现中，射频组件901包含集成无源器件(IPD)。
如图4B所示，封装模块900包含多个接触焊盘932，这些接触焊盘布置在封装模块900的一侧，与用于安装半导体管芯902的一侧相对。以这种方式配置封装模块900可以帮助将封装模块900连接到电路板，诸如移动设备的电话板。示例性接触焊盘932可被配置为向半导体管芯902和/或其他组件提供射频信号、偏置信号和/或功率(例如，电源电压和接地)。如图4B所示，穿过封装基板920的连接933可以便利于接触焊盘932和半导体管芯902之间的电气连接。连接933可以表示穿过封装基板920而形成的电路径，诸如与多层层压封装基板的通孔(via)和导体相关联的连接。
在一些实施例中，封装模块900还可以包含一个或多个封装结构，以例如提供保护和/或便利于处理。这种封装结构可以包含形成在封装基板920以及布置在其上的组件上方的二次成型(overmold)或封装结构940。
应当理解，尽管封装模块900是在基于键合线的电气连接的上下文中描述的，但是本公开的一个或多个特征也可以在其他封装配置中实现，包含例如倒装芯片配置。
图5是包含收发器/RF前端1603(或简称RF前端)的RF通信系统1620的一个实施例的示意图。具体地，RF通信系统包含基带调制解调器1602、RF前端1603、功率管理1604和多个天线1601a-1601n。
RF前端1603连接到基带调制解调器1602以发送基带信号到基带调制解调器1602或从基带调制解调器1602接收基带信号。从基带调制解调器1602接收的基带信号由RF前端处理后经由天线1601a-1601n无线地发送。类似地，经由天线1601a-1601n接收的RF信号在被提供给基带调制解调器1602之前由RF前端1603处理。
功率管理1604向基带调制解调器1602和RF前端1603中的每一个提供功率。为此，功率管理1604包含：配置为向基带调制解调器1602提供功率的功率管理单元(PMU)基带1611；和配置为向RF前端1603提供功率的PMU RF 1612。
RF前端1603包含复用/解复用(MUX/DEMUX)块1605、波束形成块1606、数据转换块1607、混频块1608、放大块1609和滤波/切换块1610。MUX/DEMUX块1605可以被配置为控制去往基带调制解调器1602的RF信号通过多个通信频带路径穿过RF前端1603的其余部分的流动，和/或控制来自基带调制解调器1602的RF信号通过多个通信频带路径穿过RF前端1603的其余部分的流动。波束形成块1606被配置为调整多个RF信号的增益和/或相位，以将波束定向到从天线1601a-1601n发送和接收的RF信号的期望方向上的聚焦信号强度。
数据转换块1607可以包含多个DAC，被配置为将从波束形成块1606接收的信号转换为模拟格式。数据转换块1607还可以包含多个ADC，被配置为将从混频块1608接收的模拟信号转换为数字格式。混频块1608可以包含多个本地振荡器(LO)，并且被配置为对从数据转换块1607接收的模拟信号进行上变频，并对从放大块1609接收的信号进行下变频。
放大块1609可以包含：被配置为放大从混频块接收的信号的多个PA；以及被配置为放大从滤波/切换块1610接收的信号的多个LNA。滤波/切换块1610包含：多个滤波器，被配置为滤除不构成相应通信频带的一部分的频率；以及多个开关，被配置为选择性地将天线1601a-1601n连接到通信频带中的一个或多个。
射频前端模块的实施例
如上所述，通信系统通常包含RF前端，其设计用于将基带模型连接到一个或多个天线并处理在其之间通信传输的RF信号。
在传统的用于手机的TDD RF前端(RFFE)中，可将公共滤波器用于发送路径和接收路径两者，以节省面积和成本。对于此类公共滤波器，可能存在相互冲突的设计目标，其包含：(a)在接收模式中对于相对靠近频带边缘的阻塞信号(blocker)(诸如3GPP范围3阻塞信号)具有足够高的抑制；以及(b)在发送模式中具有足够低的插入损耗以便具有带有高效率的模块。对于某些频带，当给定频带与另一频带相隔的相对靠近时，实现上述设计目标可能更困难。例如，在5G标准中，频带n79距离第一WiFi 5GHz信道的频带的高边缘仅125MHz远。另一个示例是，对于5G频带n77，强HB和WiFi2.4GHz阻塞信号位于距离n77频带的下边缘仅几百MHz远。
此外，5G NR有严格的监管要求，其中包含功率放大器表现出高的线性(例如，线性的阈值水平)的要求，以防止相邻的公共频带和军用频带中出现不想要的发射。为了节省紧凑型手机的面积，可以通过复用器将n77和n79频带路由到公共天线。n77和n79频带是5G NRTDD频带的两个示例，其中TX和RX共享了到RFFE模块的天线端口的公共路径。类似地，可以使用复用器，使得n79频带路径是在n79发送和n79接收之间被共享的。
在以下情况下，对于频带B41存在另一个具有挑战性的权衡：当与WiFi共存时，在TDD帧的接收时段期间在B41频带的下侧施加超过50dB的发送噪声抑制，而不影响滤波器插入损耗。
图6A是根据本公开各方面可用于TDD的示例多频带RF前端203。示例RF前端203可被配置为发送/接收N个频带：频带1、频带2、…、频带N。RF前端203包含多个功率放大器204A、204B、…、204N；多个低噪声放大器206A、206B、…、206N；多个发送/接收开关208A、208B、….、208N；以及包含多个滤波器210A、210B、….、210N的复用器210。
以频带1为例，RF前端203内的每个频带可以具有用于发送路径的专用功率放大器204A和用于接收路径的专用低噪声放大器206A。频带1的发送路径和接收路径经由相应的发送/接收开关208A而被组合。发送/接收开关208A-208N中的每一个连接到复用器210，以将频带1-频带N连接到输出节点，该输出节点要连接到一个或多个天线。滤波器210A-210N可以被实现为带通滤波器，被配置为使与相应频带1-频带N相关联的频率通过。
图6B是根据本公开各方面可用于TDD的另一个示例多频带RF前端203。具体地，图6B的RF前端203可以被配置为高性能TDD RF前端203。与图6A的示例类似，示例RF前端203可被配置为发送/接收N个频带：频带1、频带2、…、频带N。射频前端203包含多个功率放大器204A、204B、…、204N；多个低噪声放大器206A、206B、…、206N；第一滤波器组(bank)210，包含第一多个滤波器210A、210B、….、210N；第二滤波器组212，包含第二多个滤波器212A、212B、….、212N；以及单极N掷发送/接收开关214。
为了与图6A相比提供改进的性能，在图6B的实施例中有两组单独的滤波器，第一组滤波器210A-210N用于发送RF信号，第二组滤波器212A-212N用于接收RF信号。在RF前端203支持在成员频带(即频带1-频带N)之间同时发送和接收的实现方式中，发送路径和接收路径被连接到发送/接收开关214，该发送/接收开关214可被配置为将多个接收路径和发送路径同时连接到输出节点，该输出节点要连接到一个或多个天线。
图6C是根据本公开各方面可用于TDD的又一示例多频带RF前端203。具体地，图6B的RF前端203可以被配置为高性能TDD RF前端203的另一个示例。与图6B相比，图6C的实施例具有更低的插入损耗(因此具有更高的TX效率)，因为TDD开关具有更少的投掷(throw)次数。与图6B的示例类似，示例RF前端203可被配置为发送/接收N个频带：频带1、频带2、…、频带N。RF前端203包含多个功率放大器204A、204B、…、204N；多个低噪声放大器206A、206B、…、206N；包含第一多个滤波器210A、210B、….、210N的第一复用器；包含第二多个滤波器212A、212B、….、212N的第二复用器212；以及单极双掷发送/接收开关216。
在RF前端203不支持成员频带(即频带1-频带N)之间的同时接收和发送的实现方式中，发送/接收开关216连接到第一和第二复用器210和212中的每一者的公共节点，以便选择性地连接到输出节点。
图7A示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端310的示例部分。如图7A所示，RF前端310包含第一功率放大器402、第二功率放大器404、第一低噪声放大器406、第二低噪声放大器408、第一发送/接收开关410、第二发送/接收开关412和双工器414。
第一功率放大器402、第一低噪声放大器406和第一开关410可被配置为使用TDD发送和接收第一频带的RF信号，而第二功率放大器404、第二低噪声放大器408和第二开关412可以被配置为使用TDD发送和接收第二频带的RF信号。第一和第二发送/接收开关410和412可以被配置为使得第一和第二频带中的每一者处于发送模式或接收模式任一者。双工器414可以由一对带通滤波器形成，其分别在输出节点和相应的第一和第二发送/接收开关410和412之间使与第一和第二频带相对应的RF信号通过。
对于某些频带(例如，频带n77和n79)，本公开的方面涉及解决至少一些与靠近地间隔开的频带相关的上述挑战。例如，本公开的方面涉及解决以下冲突的设计目标：(a)在接收模式中对于相对靠近频带边缘的阻塞信号(诸如3GPP范围3阻塞信号)具有足够高的抑制；以及(b)在发送模式中具有足够低的插入损耗以便具有带有高效率的模块。由于在图7A的实施例中，公共滤波器被用于RX和TX两者，因此冲突的设计目标可以导致在抑制或插入损耗任一方面的妥协。
图7B示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端310的另一示例部分。在该实现中，RF前端310包含第一功率放大器402、第二功率放大器404、第一低噪声放大器406、第二低噪声放大器408、第一发送/接收开关410、第二发送/接收开关412、第一双工器416和第二双工器418。
在图7B示例中，不将公共双工器(例如，图7A的双工器414)用于TDD的接收模式和发送模式两者，而是包含单独的第一和第二双工器416和418，其可被配置为针对接收路径和发送路径解决不同的规范和/或设计约束集合。
例如，接收侧的第二双工器418被配置为对从输出节点接收的信号进行滤波，然后将滤波后的信号提供给低噪声放大器406和408。第二滤波器418可被配置为抑制接近频率(来自频带边缘)处的RF信号，以便抑制可产生不想要的带内互调失真(IMD)分量的阻塞信号。由于形成双工器418的接收滤波器的附加抑制特性，该双工器的插入损耗可以相比没有这些抑制的双工器而言是相对较高的。
与接收路径相比，发送侧的第一双工器416可以具有相对宽容的抑制规范和/或设计约束。因此，与接收侧的第二双工器418相比，发送侧的第一双工器416可以被配置为具有显著更低的插入损耗，从而改进RF前端310的系统效率。
此外，与图7A的实施例相比，图7B的实施例采用了不同于图7A的实施例的第一和第二发送/接收开关410和412的布置。即，在图7B的实现中，第一和第二发送/接收开关410和412位于第一和第二双工器416和418与输出节点之间，而在图7A的实现中，第一和第二发送/接收开关410和412位于双工器414与第一和第二功率放大器402和404以及第一和第二低噪声放大器406和408中的每一者之间。
图7B的配置可用于5G超高频(UHB)RF前端310。例如，第一和第二双工器416和418可以针对发送路径和接收路径而被分离，而不是如图7A所示的针对发送路径和接收路径使用单个双工器。
图7C示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端310的又一示例部分。在该实现中，RF前端310包含第一功率放大器402、第二功率放大器404、第一低噪声放大器406、第二低噪声放大器408、第一双工器416、第二双工器418和单极四掷(SP4T)开关420。
图7C的实现可用于不需要第一和第二频带的并发操作的情况。例如，当不需要第一和第二频带的并发操作时，可以使用SP4T开关420代替第一和第二发送/接收开关410和412。与图7B实施例相比，如图7C所示的SP4T开关420的使用可以降低插入损耗，从而改进接收模式和发送模式两者的性能。
图7D示出了根据本公开各方面的用于两个频带的RF前端310的又一示例部分。在该实现中，RF前端310包含第一功率放大器402、第二功率放大器404、第一低噪声放大器406、第二低噪声放大器408、第一双工器416、第二双工器418和双极四掷(2P4T)开关422。
图7D实现可用于实现第一和第二频带之间的异步操作，例如，通过用2P4T开关422替换SP4T开关420。在该实施例中，频带1(例如，n77)可以处于TX模式，同时频带2(如n79)可以处于RX模式。这种异步操作在当前和未来的许多5G网络中非常普遍。
图8示出了根据本公开各方面的用于三个频带的RF前端310的示例部分。在某些实现中，RF前端310可被配置为发送/接收用于两个中间频带(例如，频带B34和频带B39)和单个高频频带(例如，频带n41)的RF信号。
图8的RF前端310包含中频功率放大器502、高频功率放大器504、中频低噪声放大器506、高频低噪声放大器508、第一SPDT开关510、第二SPDT开关512、第一三工器514、第二三工器516和2P6T开关518。
对于某些频带组合，高频带可能与某些中间频带是不同步的。例如，频带n41的操作可能与中间频带锚(anchor)B34和B39是不同步的。然而，TDD帧的接收时段和发送时段之间的重叠是可能的，因此，2P6T开关518包含两个极以允许这种重叠。
为了实现中间频带和高频带之间的异步操作，可以分离发送路径上的第一个三工器514和接收侧的第二三工器516。然而，2P6T开关包含两个极，以用于实现同时进行接收和发送操作。
图9A示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端310的示例部分。如图9A所示，RF前端310包含功率放大器602、低噪声放大器604、发送/接收开关606和带通滤波器608。
图9B示出了用于单个频带的RF前端310的另一示例部分，其中根据本公开各方面，为发送路径和接收路径提供了单独的滤波器。如图9B所示，RF前端310包含功率放大器602、低噪声放大器604、发送滤波器610、接收滤波器612和开关614。与图9A相比，图9B的实现方式将滤波器分为发送滤波器610和接收滤波器612，而不是对发送路径和接收路径两者使用单个滤波器608。发送和接收滤波器610和612的这种分离实现了与上面结合图7B讨论的那些相同的改进(例如，接收路径上的增强阻塞、以及发送路径上的低插入损耗)。
在某些实施例中，可以使用结合图9B描述的布局，来实现给定RF通信系统的每个频带(例如，所有TDD LTE/NR频带)。
然而，也可以通过对用于某些频带的接收滤波器和发送滤波器的至少部分进行组合，来减小实现的尺寸和成本。图9C示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端310的示例部分。如图9A所示，RF前端310包含功率放大器602、低噪声放大器604、发送滤波器610、接收滤波器612、开关614和公共滤波器616。通过在开关614和输出节点之间的共享路径上包含公共滤波器616，该公共滤波器616的组件不需要在发送滤波器610和接收滤波器612中的每一个中重复，因此，与图9B的实现相比，可以减小RF前端310的总体尺寸。此外，通过具有单独的发送和接收滤波器610和612，在本实施例中还可以实现与单独的滤波器相关联的益处。
图10A示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端310的示例部分。图10A中所示的RF前端310包含功率放大器702、低噪声放大器704、发送滤波器706、接收滤波器708、第一开关710、第二开关712、第一补充滤波器714、第二补充滤波器716和公共滤波器718。
公共滤波器718在第一开关712和输出节点之间的共享路径上执行与图9C的公共滤波器616类似的功能。也就是说，公共滤波器718的组件不需要在发送滤波器796和接收滤波器708中的每一个中重复，因此，与图9B实现相比，RF前端310的总体尺寸可以减小。
在图9B和图9C的实施例中，开关614使RF前端310能够选择信号路径滤波中的动态变化(例如，选择发送路径上的发送滤波器610或接收路径上的接收滤波器612任一者)。与之相比，在图10A中，第一和第二开关710和712被连接(gang)在一起，以便通过将第一和第二补充滤波器714和716中的一个切入到信号路径，以更复杂的方式动态地重配置发送和接收滤波器。在图10A实施例中，第一和第二补充滤波器714和176可以实现为接地的分路(shunt)滤波器，以便抑制RF频谱的某些部分。第一和第二补充滤波器714和716被切入以形成发送路径和接收路径的一部分，并且不仅在中心频率上而且在频率响应上可以与发送和接收滤波器706和708完全不同。
图10B示出了根据本公开各方面的用于单个频带的RF前端310的另一示例部分。图10B中所示的RF前端310包含功率放大器702、低噪声放大器704、发送滤波器706、接收滤波器708、第一开关710、第二开关712、第一补充滤波器714、第二补充滤波器716和公共滤波器718。
在图10B实施例中，第一和第二补充滤波器714和716被切入，以形成发送路径和接收路径的一部分，并且可以被实现为分路陷波(notch)滤波器。
当图10B的RF前端310被实现用于频带B41时，第一补充滤波器714可以在发送时段内被切换到发送路径中，并且可以具有在WiFi 2.4GHz通信频率处的陷波，以确保进入WiFi的B41发射降低到阈值水平以下，从而确保B41频带发送器不会干扰共存的WiFi无线电。继续该频带B41实现方式，第二补充滤波器716可以在接收时段期间被切换到接收路径，并且可以具有在B39频带的频率处的陷波，以确保B39发送器被充分衰减，从而防止在B41低噪声放大器704中产生饱和或IMD。
结论
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应以包容的意义来解释，而不是以排他性或详尽的意义来解释；也就是说，在“包含但不限于”的意义上。“耦合”一词，如本文中通常使用的，是指可以直接连接或通过一个或多个中间元件连接的两个或多个元件。同样，本文中通常使用的“连接”一词指的是两个或多个元件，它们可以直接连接，也可以通过一个或多个中间元件连接。此外，在本申请中使用的词语“此处”、“上面”、“下面”和类似含义的词语应指本申请作为一个整体，而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，上述详细描述中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。“或”一词指两个或两个以上项目的列表，该词包括对该词的以下所有解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中项目的任何组合。
此外，本文使用的条件语言，诸如，除其他外，“可以”、“可能”、“会”、“能够”、“如”、“例如”、“诸如”等，除非另有明确说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，一般旨在传达某些实施例包含特定特征、元件和/或状态，而其他实施例不包含特定特征、元件和/或状态。因此，这样的条件语言通常并不意味着一个或多个实施例以任何方式需要特征、元件和/或状态，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或状态是否包含在任何特定实施例中或是否要在任何特定实施例中执行的逻辑。
上述对本公开实施例的详细描述并非旨在详尽无遗或将本公开限制在上述披露的精确形式。尽管上文出于说明目的描述了本公开的具体实施例和示例，但如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开的范围内可以进行各种等效修改。例如，尽管以给定顺序呈现了过程或块，但替代实施例可以执行具有不同顺序的步骤的例程，或者使用具有不同顺序的块的系统，并且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改一些过程或块。这些过程或块中的每一个可以以各种不同的方式实现。此外，虽然过程或块有时显示为串联执行，但这些过程或块可以并行执行，或者可以在不同的时间执行。
本文提供的本公开的教导可应用于其他系统，而不一定是上述系统。可以组合上述各种实施例的元件和动作以提供进一步的实施例。
虽然已经描述了本公开的某些实施例，但这些实施例仅作为示例呈现，并不旨在限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖方法和系统可以以多种其他形式体现；此外，在不背离本公开的精神的情况下，可以以本文所述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和更改。所附权利要求及其等价物旨在涵盖将落入本公开范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (40)

1.一种射频前端系统，包括：
至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；
至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；
输出节点，耦合到天线；
至少一个开关，被配置为选择性地在发送时段期间将所述输出节点耦合到所述至少一个功率放大器以及在接收时段期间将所述输出节点耦合到所述至少一个低噪声放大器；
至少一个发送滤波器，耦合在所述功率放大器和所述至少一个开关之间；
至少一个接收滤波器，耦合在所述低噪声放大器和所述至少一个开关之间；以及
公共滤波器，耦合在所述至少一个开关和所述输出节点之间。
2.根据权利要求1所述的前端系统，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
3.根据权利要求2所述的前端系统，还包括包含所述至少一个发送滤波器的第一复用器和包含所述至少一个接收滤波器的第二复用器，其中所述至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，且所述至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
4.根据权利要求3所述的前端系统，其中，所述至少一个开关还被配置为选择性地将所述第一复用器和所述第二复用器中的一个耦合到所述输出节点。
5.根据权利要求2所述的前端系统，还包括包含所述至少一个发送滤波器的第一滤波器组和包含所述至少一个接收滤波器的第二滤波器组，其中所述至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，且所述至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
6.根据权利要求5所述的前端系统，其中，所述至少一个开关还被配置为选择性地同时将其中一个发送滤波器和其中一个接收滤波器耦合到所述输出节点。
7.根据权利要求1所述的前端系统，其中，所述至少一个功率放大器包含第一功率放大器和第二功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述至少一个发送滤波器包含发送双工器，所述至少一个接收滤波器包含接收双工器，且所述至少一个开关包含第一开关和第二开关。
8.根据权利要求1所述的前端系统，还包括发送补充滤波器和接收补充滤波器，所述至少一个开关包含连接在一起的第一开关和第二开关，并且所述第二开关被配置为选择性地在所述发送时段期间将所述发送补充滤波器耦合到所述至少一个功率放大器以及在所述接收时段期间将所述接收补充滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器。
9.根据权利要求8所述的前端系统，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含分路滤波器。
10.根据权利要求8所述的前端系统，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含陷波滤波器。
11.一种移动设备，包括：
天线，被配置为向基站发送射频信号；以及
前端系统，耦合到所述天线并被配置为从所述天线发送以及接收射频信号，所述前端系统包含：至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；至少一个开关，被配置为选择性地在发送时段期间将所述天线耦合到所述至少一个功率放大器以及在接收时段期间将所述天线耦合到所述至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在所述功率放大器和所述至少一个开关之间；至少一个接收滤波器，耦合在所述低噪声放大器和所述至少一个开关之间；以及公共滤波器，耦合在所述至少一个开关和输出节点之间。
12.根据权利要求11所述的移动设备，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
13.根据权利要求12所述的移动设备，其中，所述前端系统还包含了包含所述至少一个发送滤波器的第一复用器和包含所述至少一个接收滤波器的第二复用器，其中所述至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，并且所述至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
14.根据权利要求13所述的移动设备，其中，所述至少一个开关还被配置为选择性地将所述第一复用器和所述第二复用器中的一个耦合到所述输出节点。
15.根据权利要求12所述的移动设备，其中，所述前端系统还包含了包含所述至少一个发送滤波器的第一滤波器组和包含所述至少一个接收滤波器的第二滤波器组，其中所述至少一个发送滤波器包含多个发送滤波器，并且所述至少一个接收滤波器包含多个接收滤波器。
16.根据权利要求15所述的移动设备，其中，所述至少一个开关还被配置为选择性地同时将其中一个发送滤波器和其中一个接收滤波器耦合到所述输出节点。
17.根据权利要求12所述的移动设备，其中，所述至少一个功率放大器包含第一功率放大器和第二功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述至少一个发送滤波器包含发送双工器，所述至少一个接收滤波器包含接收双工器，且所述至少一个开关包含第一开关和第二开关。
18.一种操作射频前端系统的方法，所述方法包括：
在发送时段期间，经由至少一个开关将至少一个功率放大器耦合到天线，所述开关经由至少一个发送滤波器耦合到所述至少一个功率放大器，并且所述开关经由公共滤波器耦合到输出节点；以及
在接收时段期间，经由所述至少一个开关将至少一个低噪声放大器耦合到所述天线，所述开关经由至少一个接收滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述公共滤波器还经由所述输出节点耦合到所述天线。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
21.一种射频前端系统，包括：
至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；以及至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；
第一开关，被配置为选择性地在发送时段期间将耦合到天线的输出节点耦合到所述至少一个功率放大器以及在接收时段期间将所述输出节点耦合到所述至少一个低噪声放大器；
至少一个发送滤波器，耦合在所述功率放大器和所述至少一个开关之间；以及至少一个接收滤波器，耦合在所述低噪声放大器和所述至少一个开关之间，
发送补充滤波器和接收补充滤波器；以及
第二开关，被配置为选择性地在所述发送时段期间将所述发送补充滤波器耦合到所述至少一个功率放大器以及在所述接收时段期间将所述接收补充滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器。
22.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述第一开关和所述第二开关连接在一起。
23.根据权利要求21所述的前端系统，还包括耦合在所述第一开关和所述输出节点之间的公共滤波器。
24.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
25.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含分路滤波器。
26.根据权利要求25所述的前端系统，其中，所述分路滤波器被配置为抑制RF频谱的预定部分。
27.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含陷波滤波器。
28.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器在中心频率和频率响应方面与所述至少一个发送滤波器和所述至少一个接收滤波器完全不同。
29.根据权利要求21所述的前端系统，其中，所述第二开关还被配置为通过将第一补充滤波器和第二补充滤波器中的一个切入到至少一个功率放大器、所述至少一个低噪声放大器与所述输出节点之间的信号路径，来动态地重配置所述至少一个发送滤波器和所述至少一个接收滤波器。
30.一种移动设备，包括：
天线，被配置为向基站发送射频信号；以及
前端系统，耦合到所述天线并被配置为从所述天线发送和接收射频信号，所述前端系统包含：至少一个功率放大器，被配置为对发送射频信号进行放大；至少一个低噪声放大器，被配置为对接收射频信号进行接收；第一开关，被配置为选择性地在发送时段期间将所述天线耦合到所述至少一个功率放大器以及在接收时段期间将所述天线耦合到所述至少一个低噪声放大器；至少一个发送滤波器，耦合在所述功率放大器和所述至少一个开关之间；至少一个接收滤波器，耦合在所述低噪声放大器和所述至少一个开关之间；发送补充滤波器；接收补充滤波器；以及第二开关，被配置为选择性地在所述发送时段期间将所述发送补充滤波器耦合到所述至少一个功率放大器以及在所述接收时段期间将所述接收补充滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器。
31.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述第一开关和所述第二开关连接在一起。
32.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述前端系统还包含耦合在所述第一开关和所述输出节点之间的公共滤波器。
33.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
34.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含分路滤波器。
35.根据权利要求34所述的移动设备，其中，所述分路滤波器被配置为抑制RF频谱的预定部分。
36.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器包含陷波滤波器。
37.根据权利要求30所述的移动设备，其中，所述发送补充滤波器和所述接收补充滤波器在中心频率和频率响应方面与所述至少一个发送滤波器和所述至少一个接收滤波器完全不同。
38.一种操作射频前端系统的方法，所述方法包括：
在发送时段期间，经由第一开关将至少一个功率放大器耦合到天线，所述第一开关经由至少一个发送滤波器耦合到所述至少一个功率放大器；
在接收时段期间，经由所述第一开关将至少一个低噪声放大器耦合到所述天线，所述第一开关经由至少一个接收滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器；
在所述发送时段期间，经由第二开关将发送补充滤波器耦合到所述至少一个功率放大器；以及
在所述接收时段期间，经由所述第二开关将接收补充滤波器耦合到所述至少一个低噪声放大器。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，公共滤波器被耦合在所述第一开关和所述天线之间。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述至少一个功率放大器包含多个功率放大器，且所述至少一个低噪声放大器包含多个低噪声放大器。
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