CN215120767U - 应用于载波聚合的三路天线复用器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的应用于载波聚合的三路天线复用器，天线复用器包括相互连接的第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器；天线复用器还包括天线端口匹配电路；天线端口匹配电路用于，三个滤波器的合路和天线端口匹配；天线复用器一端连接有基带数据处理中心，另一端连接有天线；基带数据处理中心用于存储数据和信号的编码与解码并控制信号的发射与接收，天线用于把电信号转化成电磁波信号发射到空间中，并接收来自空间中的微弱电磁波信号；基带数据处理中心发出的射频信号经天线复用器处理后，处理后的信号从天线发出；Band_A、Band_B、Band_C的频段设置用于减少信号串扰，提高隔离度。

Description

应用于载波聚合的三路天线复用器

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，具体来说是一种应用于载波聚合的三路天线复用器。

背景技术

射频干扰一直是无线通信的天敌，它要求设计师采取凌厉手段以束其就范。随着每台设备内所支持频段的日益增多，当今的无线设备必须要同时防范来自其它设备及自身的干扰信号。

一款高端智能手机必须要对多达15个频段的2G、3G和4G无线接入方式的发送和接收路径进行滤波，同时要滤波的还包括：Wi-Fi、蓝牙和GPS接收器的接收路径。必须对各接收路径的信号进行隔离。还必须要对出处杂多、难以尽举的其它外部信号进行抑制。要做到这点，一款多频段智能手机需要八或九个滤波器和八个双工器。如果没有声滤波技术，这将难以实现。

随着新5G频段和要求(如4x4多路输入/多路输出、通用陆地无线电接入和新无线电之间的双连接)的加入和新兴标准的出现，5G手机的射频复杂性急剧增加。同时，5G手机还必须继续支持4G手机所有现有的和重新分配的低、中、高频段频率以及其他要求，如GPSLevel 5(L5)、GPS/GNSS、2.4GHz和5至7GHz Wi-Fi(Wi-Fi 6E)。

增加手机内天线数量面临的挑战，首先是金属框架和更小的边框、玻璃背面以及无边框或环绕屏幕限制了天线的可用面积。其次为了吸引消费者而增加手机的功能，减少了可分配给RFFE和天线的空间。这些功能包括更长的续航时间、更好的摄像效果、运动感测、指纹和人脸识别。这些功能的增加导致手机至少需要安装大型电池、更多摄像头等部件，从而减少了可分配给天线的空间。

同时新兴的折叠智能手机设计减少了天线的可用面积，因为无法将天线置于铰链区域。

而可穿戴设备作为一个日益被普及的产品，由于超小形尺寸赋予天线的空间极其有限。

实用新型内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种应用于载波聚合的三路天线复用器，解决了增加手机内天线数量面临的挑战的问题。

本实用新型提供的应用于载波聚合的三路天线复用器，所述天线复用器包括相互连接的第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器；

所述天线复用器还包括天线端口匹配电路；

所述第一滤波器用于，过滤Band_A射频信号；

所述第二滤波器用于，过滤Band_B射频信号；

所述第三滤波器用于，过滤Band_C射频信号；

所述天线端口匹配电路用于，三个滤波器的合路和天线端口匹配；

所述天线复用器一端连接有基带数据处理中心，另一端连接有天线；

所述基带数据处理中心用于存储数据和信号的编码与解码并控制信号的发射与接收，所述天线用于把电信号转化成电磁波信号发射到空间中，并接收来自空间中的微弱电磁波信号；

所述基带数据处理中心发出的射频信号经天线复用器处理后，处理后的信号从天线发出；

所述Band_A、Band_B、Band_C的频段设置有一定间距，用于减少信号串扰，提高隔离度。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第一滤波器、所述第二滤波器和所述第三滤波器相互电连接。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第一滤波器设置为体声波滤波器、薄膜体声波谐振滤波器中的任一种。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第一滤波器在高频链路中设置为体声波滤波器。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第一滤波器一端与芯片引脚pad_5相连，用于过滤所述基带数据处理中心出来的射频信号Band_A；所述第一滤波器另一端与天线端口匹配电路相连,通过芯片引脚pad_8连接天线，将处理后的信号发送出去。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第二滤波器在低频链路中设置为声表面波滤波器。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第二滤波器一端与芯片引脚pad_6相连，所述第二滤波器另一端与所述天线端口匹配电路相连，对通过所述天线接收到的Band_B频段进行滤波，通过芯片引脚pad_6把信号送到所述基带数据处理中心。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第三滤波器在低频链路中设置为声表面波滤波器。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述第三滤波器一端与芯片引脚pad_7相连；所述第三滤波器另一端与所述天线端口匹配电路相连，对通过所述天线接收到的Band_C频段进行滤波，通过芯片引脚pad_7把信号送到所述基带数据处理中心。

本实用新型的一个技术方案，进一步设置为，所述天线口匹配电路用于三个滤波器的合路和天线端口匹配，通过移相器、阻抗线、电容器或电感器的串并联组合匹配实现。

本实用新型的有益效果至少为：

(1)本实用新型通过SIP工艺将多个RF滤波器组合在一起组成天线复用器，以支持不同的无线电技术(蜂窝网、Wi-Fi、GPS、UWB)，从而增加能够共享单个天线的频段数量。手机可更有效地利用现有的天线面积，同时增加对新频段的支持，且不会对现有外形尺寸或功能产生任何影响。多路复用器将多个频段聚合到单个天线路径中可实现载波聚合(CA)，满足5G移动互联网的发展，解决各种各样的手机和平板对网速和流量的需求。

(2)本实用新型通过SIP系统封装技术在一颗芯片内集成3颗不同频段且高度集成的表面声波(SAW)滤波器和体声波(BAW)滤波器die组成天线复用器。复用器将多个频段聚合到单个天线路径中可实现载波聚合(CA)，满足5G移动互联网的发展，解决各种各样的手机和平板对网速和流量的需求，同时增加能够共享单个天线的频段数量，有效的减少天线数量以及缩减天线所占空间。

附图说明

图1为本实用新型的基于BAW和SAW应用于载波聚合的三路天线复用器设计的应用电路；

图2为本实用新型的基于BAW和SAW应用于载波聚合的三路天线复用器设计的内部电路。

示意图中的标号说明：

1、基带数据处理中心；2、天线复用器；3、天线；5、Band_A；6、Band_B；7、Band_C；8、天线端口；9、天线端口匹配电路；11、第一滤波器；12、第二滤波器；13、第三滤波器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

SIP封装(System In a Package系统级封装)是将多种功能晶圆，包括处理器、存储器等功能晶圆根据应用场景、封装基板层数等因素，集成在一个封装内，从而实现一个基本完整功能的封装方案。

实施例

结合图1和图2所示，本实用新型提供的应用于载波聚合的三路天线复用器2，天线复用器2包括相互连接的第一滤波器11、第二滤波器12、第三滤波器13；天线复用器2还包括天线端口匹配电路9；第一滤波器11用于，过滤Band_A 5射频信号；第二滤波器12用于，过滤Band_B 6射频信号；第三滤波器13用于，过滤Band_C 7射频信号；天线端口匹配电路9用于三个滤波器的合路和天线端口8匹配，通过移相器、阻抗线、电容器或电感器的串并联组合匹配实现。特别地，天线端口8尽量匹配到50Ω，降低天线反射系数，提高天线效率。

天线复用器2一端连接有基带数据处理中心1，另一端连接有天线3；基带数据处理中心1用于存储数据和信号的编码与解码并控制信号的发射与接收，天线3用于把电信号转化成电磁波信号发射到空间中，并接收来自空间中的微弱电磁波信号。

基带数据处理中心1发出的射频信号经天线复用器2处理后，处理后的信号从天线3发出；Band_A 5、Band_B 6、Band_C 7的频段设置有一定间距。

优选地，第一滤波器11、第二滤波器12、第三滤波器13，分别过滤Band_A 5、Band_B6、Band_C 7三个频段的选择组合很重要，例如Band_B 6可以为Band_A 5的2或3次谐波频段，或Band_A 5、Band_B 6、Band_C 7频段间相隔比较远，可以减少信号串扰，提高隔离度。

其中，第一滤波器11、第二滤波器12和第三滤波器13相互电连接。此处的连接具体为，通过天线端口匹配电路9即移相器、阻抗线、电容器或电感器的串并联实现三个滤波器的合路和天线端口8匹配连接。

具体地，第一滤波器11即Band_A 5频段TX滤波器，滤波器被配置为过滤Band_A 5射频信号，第一滤波器11设置为体声波滤波器、薄膜体声波谐振滤波器中的任一种。第一滤波器11在高频链路中设置为体声波滤波器。体声波滤波器即BAW滤波器(谐振器品质因数Q值高达5000)，具有低插损、高带外抑制、高隔离度和高功率容量(>30dBm)等优良特性，适用于高频链路。

具体地，第一滤波器11一端与芯片引脚pad_5相连，用于过滤基带数据处理中心1出来的射频信号Band_A 5；第一滤波器11另一端与天线端口匹配电路9相连,通过芯片引脚pad_8连接天线3，将处理后的信号发送出去。

此外，第二滤波器12在低频(<2GHz)链路中设置为声表面波滤波器，SAW滤波器工艺现在已经很成熟，RX链路对功率要求不高，且成本较低。第二滤波器12即Band_B 6频段RX滤波器，滤波器被配置为过滤Band_B 6射频信号。

进一步地，第二滤波器12一端与芯片引脚pad_6相连，第二滤波器12另一端与天线端口匹配电路9相连，对通过天线3接收到的Band_B 6频段进行滤波，通过芯片引脚pad_6把信号送到基带数据处理中心1。

同样地，第三滤波器13即Band_C 7频段RX滤波器，滤波器被配置为过滤Band_C 7射频信号。第三滤波器13在低频(<2GHz)链路中设置为声表面波滤波器。第三滤波器13一端与芯片引脚pad_7相连；第三滤波器13另一端与天线端口匹配电路9相连，对通过天线3接收到的Band_C 7频段进行滤波，通过芯片引脚pad_7把信号送到基带数据处理中心1。

详细地，天线端口匹配电路9用于三个滤波器的合路和天线端口8匹配，通过移相器、阻抗线、电容器或电感器的串并联组合匹配实现。天线端口8尽量匹配到50Ω，降低天线反射系数，提高天线效率，使天线3可以共用一个三路复用器，能够支持连续或非连续的带内CA操作和/或MIMO操作，无需任何硬件或实现更改。

本实用新型与传统方法相比的有益效果是：基于高度集成的表面声波(SAW)滤波器和体声波(BAW)滤波器，通过SIP系统封装技术在一颗芯片内集成3个不同频段的滤波器组成天线复用器2，多路复用器将多个频段聚合到单个天线路径中可实现载波聚合(CA)，满足5G移动互联网的发展，解决各种各样的手机和平板对网速和流量的需求，同时增加能够共享单个天线3的频段数量，有效的减少天线3数量以及缩减天线3所占空间。

变形例

本实用新型中可以按照实际性能需求组合频段和选用合适滤波器。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述天线复用器包括相互连接的第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器；

所述天线复用器还包括天线端口匹配电路；

所述第一滤波器用于，过滤Band_A射频信号；

所述第二滤波器用于，过滤Band_B射频信号；

所述第三滤波器用于，过滤Band_C射频信号；

所述天线端口匹配电路用于三个滤波器的合路和天线端口匹配；

所述天线复用器一端连接有基带数据处理中心，另一端连接有天线；

所述基带数据处理中心用于存储数据和信号的编码与解码并控制信号的发射与接收，所述天线用于把电信号转化成电磁波信号发射到空间中，并接收来自空间中的微弱电磁波信号；

所述基带数据处理中心发出的射频信号经天线复用器处理后，处理后的信号从天线发出；

所述Band_A、Band_B、Band_C的频段设置有一定间距，用于减少信号串扰，提高隔离度。

2.根据权利要求1所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第一滤波器、所述第二滤波器和所述第三滤波器相互电连接。

3.根据权利要求1所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第一滤波器设置为体声波滤波器、薄膜体声波谐振滤波器中的任一种。

4.根据权利要求3所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第一滤波器在高频链路中设置为体声波滤波器。

5.根据权利要求3所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第一滤波器一端与芯片引脚pad_5相连，用于过滤所述基带数据处理中心出来的射频信号Band_A；所述第一滤波器另一端与天线端口匹配电路相连,通过芯片引脚pad_8连接天线，将处理后的信号发送出去。

6.根据权利要求1所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第二滤波器在低频链路中设置为声表面波滤波器。

7.根据权利要求6所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第二滤波器一端与芯片引脚pad_6相连，所述第二滤波器另一端与所述天线端口匹配电路相连，对通过所述天线接收到的Band_B频段进行滤波，通过芯片引脚pad_6把信号送到所述基带数据处理中心。

8.根据权利要求1所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第三滤波器在低频链路中设置为声表面波滤波器。

9.根据权利要求8所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述第三滤波器一端与芯片引脚pad_7相连；所述第三滤波器另一端与所述天线端口匹配电路相连，对通过所述天线接收到的Band_C频段进行滤波，通过芯片引脚pad_7把信号送到所述基带数据处理中心。

10.根据权利要求3、6或8所述的应用于载波聚合的三路天线复用器，其特征在于，所述天线口匹配电路用于三个滤波器的合路和天线端口匹配，通过移相器、阻抗线、电容器或电感器的组合匹配实现。

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