TW200824308A - Re-configurable impedance matching and harmonic filter system - Google Patents

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200824308 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於通信設備，且更特定言之係關於收 發器及發射器中之功率放大器調整機楱。 【先前技術】 具有（例如）全球行動通信系統（GSM)調變之許多蜂巢式 電話使用兩個頻帶：824 MHz至915 MHz及1710 MHz至 191 〇 MHz。為使用兩個頻帶，蜂巢式電話在典型射頻前端 模組中包括多個功率放大器（PA)調整機構。在GSM蜂巢式 電話中’通常存在兩個PA調整機構：一用於低頻帶信號 (例如，824兆赫（MHz)至915 MHz)之調整機構，及一用於 高頻帶信號（例如，1710 MHz至1910 MHz)之調整機構。 由於每一信號頻帶所需之阻抗匹配網路與諧波過濾系統 之間的顯著差異，針對低頻帶信號及高頻帶信號進行分離 調整較為理想。換言之，低頻帶信號之PA輸出阻抗匹配網 路在將尚頻帶PA匹配至天線交換器阻抗時不能很好地工 作。若典型的單一PA調整機構用於兩個頻帶，則最佳化低 頻信號帶匹配網路將對於高頻信號帶操作造成顯著不匹配 且因此造成過高插入損耗。此外，因為低頻帶諧波過濾將 幾乎完全濾除高頻帶發射信號，所以低頻帶信號之諧波過 濾電路對於高頻帶信號並不理想。因此，當前蜂巢式電話 具有使用兩個或兩個以上PA調整機構之系統，其增加蜂巢 式電話之成本及尺寸。 口此，為要供使得能夠將兩個或兩個以上頻帶組合於 120451.doc 200824308 單-PA調整機構中之方法及裝置。另外，需要使用此等裝 置及方法來減少通信設備之總產品尺寸及成本。此外，其 他理想特徵及特性將結合伴隨圖式及本發明之此背景而自 本發明之隨後詳細#述及附加中請專利圍變得顯而易 見。 【發明内容】 根據-實施例種用於匹配功率放大器調整機構與天

線之間的信號阻抗之裝置包含可變匹配電路及可變譜波過 濾'器。該可變匹配電路包括第一輸入端、第一輸出端及至 少-第-可變電容性元件，$中該第一輸入端經配置以自 -功率放大器接收信號，且其巾該可變匹配電路經配置以 選擇性啟用該第一可變電容性元件以產生阻抗匹配信號。 該可變譜波過濾'器包括第二輸人端、第二輸出端及至少一 第二可變電容性元件，其中該第二輸入端耦合至該第一輸 出端且經配置以接收阻抗匹配信號，且其中該可變諧波過 濾器經配置以選擇性啟用該第二可變電容性元件以濾出阻 抗匹配信號之不理想諧波，且該第二輸出端經配置_合 至天線。如本文中所揭示’該等實施例亦包括—種用於匹 配功率放大器調整機構與天線之間的信號阻抗之系統及一

種將具有不同特性之複數個通信信號自單_功率放大器調 整機構發射至天線的方法。 。V 【實施方式】 以下詳細描述在性質上僅為鳍日日沾认〇 2 貝丄偟為況明性的且並非意欲限制可 能實施例之範疇或應用。此外，卄立 卜並不思欲雙到前述[發明 120451.doc 200824308 所屬之技術領域]、[先前技術卜[發明内容]或以下[實施方 式]中存在的任何明確或暗示之理論之限制。 在本文中可根據功能及/或邏輯區塊網路及各種處理步 驟來描述各種實施例。應瞭解，此等區塊網路可藉由經配 置以執行指定功能之任何數目之硬體、軟體及/或韌體網 路來實現。出於簡要之目的，關於半導體處理、封裝之習 知技術及系統及半導體設備在本文中並不詳盡地描述。 如以上所論述’習知通信設備（例如，蜂巢式電話）在若 干態樣中並不令人滿意。舉例而言，參考圖1，先前技術 收發器100包括一發射器，其具有一用於發射低頻信號（例 如，具有824 MHz至915 MHz之頻率之信號）之低頻功率放 大器（PA)調整機構110及一用於發射高頻信號（例如，具有 1710 MHz至1910 MHz之頻率之信號）之高頻pa調整機構 150 ° 低頻PA調整機構110包括耦合於各種系統組件（例如，驅 動器120、PA 130及低頻帶過濾器140，其每一者在以下論 述）之間的多個低頻帶匹配電路（例如，低頻帶匹配電路 112、低頻帶匹配電路114及低頻帶匹配電路116)。在圖1 中所展示之實例中，低頻帶匹配電路112耦合至信號產生 器（未圖示）及驅動器120之輸入端，且經配置以自信號產生 器接收低頻信號105。低頻帶匹配電路114耦合至驅動器 120之輸出端且耦合至PA 130之輸入端，且低頻帶匹配電 路116耦合至PA 130的輸出端且耦合至低頻帶過濾器140之 輸入端。 120451.doc 200824308

類似地，高頻PA調整機構150亦包括耦合於各種系統組 件（例如，驅動器17 0、P A 18 0及高頻帶過濾器19 0，其每 一者在以下論述）之間的多個高頻帶匹配電路（例如，高頻 帶匹配電路162、高頻帶匹配電路164及高頻帶匹配電路 166)。如圖1中所說明，高頻帶匹配電路162耦合至信號產 生器及驅動器170之輸入端，且經配置以自信號產生器接 收高頻信號155。高頻帶匹配電路164耦合至驅動器170之 輸出端且耦合至PA 180之輸入端，且高頻帶匹配電路ι66 耦合至PA 180的輸出端且耦合至高頻帶過濾器190之輸入 端。 另外，收發器100包括稱合至天線194之交換器192，其 中天線194通常包括用於發射信號之阻抗要求。此外，交 換器19 2經配置以在低頻PA調整機構11 〇、高頻pa調整機 構150與接收器196之間切換。 在操作中，當收發器100自（例如）電信基地台（未圖示）接 收#號（未圖示）時’信號載波指導收發器1⑽在發射輸出信 號時使用哪一頻寬（亦即’ 824 MHz至915 MHz還是171〇 MHz至1910 MHz)。一旦收發器1〇〇接收到此指令，則收發 器100視將使用低頻信號105還是高頻信號155而使用交換 器192來適當選擇低頻PA調整機構11〇或高頻？八調整機構 150 〇 圖2為說明具有一發射器之收發器2〇〇之一實施例的圖， 該發射器包括用以發射具有複數個頻帶中之頻率的信號 2〇5之單一低/高頻PA調整機構21〇。根據一實施例，低 120451.doc -10- 200824308 頻PA調整機構210包括耦合至各種系統組件（例如，驅動器 220、PA 230及低/高頻帶過濾器24〇，其每一者在以下論 述）之複數個匹配電路（例如，匹配電路212、匹配電路214 及匹配電路216)。在圖2中所說明之實施例中，匹配電路 212搞合至驅動器220之輸入端，匹配電路214耦合至驅動 器220的輸出端且耦合至PA 230之輸入端，且匹配電路216 • 耦合至PA 230之輸出端且耦合至低/高頻帶過濾器240的輸 入端，其中驅動器220及PA 230可分別為此項技術中已知 _ 或未來開發之能夠放大具有低或高頻率之通信信號的任何 驅動器或PA。此外，驅動器22〇及PA 230各經合適配置以 將k號205放大至任何所要位準。此外，驅動器22Q及pA 230各經合適配置以在足夠大之頻寬操作以大體上包括由 收發器200發射之複數個頻寬中之每一者中的所有頻率。 在一實施例中’匹配電路212、214及216各為可經可變 配置以匹配收發器200中的各別系統組件之輸入端與輸出 ⑩ &之間的彳§號2 〇 5之阻抗。根據一實施例，匹配電路212、 214及216各可經配置以可變地匹配其分別耗合於其間的系 統組件之阻抗，使得低/高頻PA調整機構21〇能發射具有在 • 一個以上頻帶中的頻率之信號。在一實施例中，由低/高 • 頻PA調整機構210發射之信號205包括低頻帶（例如，824 MHz至915 MHz)中之頻率及高頻帶（例如，m〇 ^^^冗至 1910 MHz)中的信號。另外，低/高頻PA調整機構21〇可經 配置使得低/高頻PA調整機構210能夠匹配用於具有#個頻 帶中之頻率之信號的系統組件之間的阻抗，其中W為大於 120451.doc 200824308 零之整數。 根據另一實施例，匹配電路212、214及216可經可變地 配置以致能低/高頻PA調整機構210之合適阻抗匹配，使得 可發射具有複數個調變類型之信號205。舉例而言，低/高 頻PA調整機構210可經配置用於以GSM、GSM演進的增強 資料速率（Enhanced Data rates for GSM Evolution，EDGE) 或分碼多向近接（CDMA)調變而操作。 在又一實施例中，匹配電路212、214及216可經可變配 置以致能低/南P A调整機構210之合適阻抗匹配，以用於發 射具有複數個RF功率位準之信號205。舉例而言，低/高頻 PA調整機構210可經配置以發射具有在約1毫瓦至約3瓦特 之範圍中之功率的信號205。 值得注意的是，儘管匹配電路212及214在以上描述為可 經可變配置，但一實施例涵蓋：僅匹配電路216為可變匹 配電路，而匹配電路212或匹配電路214皆非可變匹配電 路。在另一實施例中，匹配電路216及匹配電路214為可變 匹配電路’而匹配電路212非可變匹配電路。在又一實施 例中，匹配電路216及匹配電路212為可變匹配電路，而匹 配電路214非可變匹配電路。因此，當匹配電路212及/或 214非可變匹配電路時，此等電路不包括可變電容性元 件。 低/高頻帶過濾器240可經配置以允許所要頻率通過其 中。根據一實施例，低/高頻帶過濾器240為一可配置帶通 過濾器，其能夠允許複數個頻帶及調變類型中之信發 120451.doc 12· 200824308 通過其中。在一實施例中，低/高頻帶過濾器24〇可經配置 以視收發器200以哪一頻率發射信號而允許具有低頻帶中 之頻率之彳s號205或具有高頻帶中的頻率之信號2〇5通過低/ 高頻帶過濾器240。 根據一實施例，低/高頻帶過濾器24〇可經配置以允許具 有（例如）824 MHz 至 915 MHz 及 1710 MHz 至 1910 MHz 之頻 率之化號205通過其中。舉例而言，信號2〇5為低頻率信 號，則低/高頻帶過濾器240#濾出具有824 MHz至915 MHz之基頻之諧波信號。類似地，當信號2〇5為高頻率信 號時’低/尚頻帶過濾器240將濾出具有171〇 MHz至1910 MHz之基頻之諧波信號。因此，低/高pA調整機構2丨〇能夠 調諧匹配（經由可變匹配電路212、214及216)複數個系統組 件且调谐過濾、（經由低/高頻帶過渡器240)具有多個頻帶中 之頻率、多個調變類型及/或多個功率位準之信號2〇5。 在另一實施例中，低/高頻帶過濾器240可經配置以允許 複數個信號調變類型通過。在一實施例中，低/高頻帶過 濾器240可經配置以允許具有GSM、EDGE、或CDMA調變 之信號通過。 收發器200亦包括交換器292以在低/高PA調整機構21〇與 接收器296之間切換，其中交換器292可為此項技術中已知 或未來開發之任何交換器且接收器296可為此項技術中已 知或未來開發之任何接收器。另外，儘管將接收器296說 明為僅具有一接收路徑，但接收器296可包括任何數目之 接收路徑以接收具有複數個頻帶中之頻率的信號。 120451.doc -13· 200824308 此外，交換器292耦合至天線294，其中天線294可為此 項技術中已知或未來開發之任何天線。根據一實施例，天 線294包括約50 Ω之阻抗要求。然而，天線294可要求任何 量之阻抗。 因此，低/高頻率PA調整機構210之各種系統組件可各自 個別地及/或共同地經配置以將PA調整機構21〇之總阻抗匹 配至天線294所要求的阻抗。此外，在完成阻抗要求時， 可變匹配電路212、214及216中之每一者可經配置以將信 號205之阻抗匹配至其分別麵合於其間用於低頻信號及高 頻信號之系統組件的輸入端及輸出端。 在操作中，低/高頻PA調整機構21 〇能夠發射具有不同頻 率及/或調變及/或RF功率位準之信號2〇5。因此，低/高頻 PA調整機構210能夠發射具有相同頻帶（例如，824 MHz至 915 MHz或1710 MHZ至1910 MHz)中頻率，但具有不同調 變類型（例如，GSM與EDGE、GSM與CDMA或EDGE與 CDMA)及不同RF功率（例如，1瓦特與3瓦特、〇·5瓦特與工 毫瓦’專專）之彳g號205，具有相同信號調變類型（例如， CDMA)，但具有不同頻帶中之頻率及不同RF功率之信號 205 ;具有相同RF功率，但具有不同頻帶中之頻率且具有 不同調變類型之信號205 ·，具有相同頻帶中之頻率且具有 相同調變類型，但具有不同RF功率之信號2〇5 ;具有相同 頻帶中之頻率且具有相同RF功率，但具有不同調變類型之 信號205 ;具有相同調變類型及相同rf功率，但具有不同 頻帶中之頻率之信號205 ;及具有不同頻帶中之頻率，具 I20451.doc -14- 200824308 有不同調變類型及不同RF功率之信號205。換言之，低/高 頻PA調整機構210能發射具有複數個頻帶中之頻率、調變 類型及RF功率位準之任何組合之信號205。 值得注意的是，儘管低/高PA調整機構210描述為在收發 器200内，但低/高PA調整機構210亦可形成發射器之一部 分。因此’本揭示案不限於收發器，而且亦可包括能發射 信號之任何設備。 圖3為可變匹配電路216之一實施例之示意圖。在所說明 之實施例中，可變匹配電路216包括一可變電容性元件 2160、可變電容性元件2161、電容性元件2162、電容性元 件2163、電感性元件2164及電感性元件2165。 可變電容性元件2160及2161每一者可為能針對給定電位 可變地儲存電荷之任何設備。另外，電容性元件216〇及 2161每一者可為此項技術中已知或未來開發之任何可變電 容器或可變電容性元件。根據一實施例，可變電容性元件 2160及2161每一者為微機電系統（MEMS)電容性元件。在 另一實施例中，電容性元件2160及2161為可變電容性元 件。在又一實施例中，可變電容性元件216〇及2161每一者 為具有分離直流及射頻端子之MEMS可變電容性元件。在 又一實施例中，可變電容性元件2160及2161每一者為具有 分離直流及射頻端子之可調MEMS可變電容性元件。在又 一實施例中，可變電容性元件2160及2161每一者為具有分 離DC及RF端子之二元mEmS可變電容性元件。 根據一實施例，電容性元件2160及2161每一者為在約 120451.doc • 15 - 200824308 0.5皮法拉（pF)至約30 pF之範圍中且能接通/斷開之電容性 元件。在各種實施例中，將分離DC端子包括於電容性元 件2160及2161中使得可變匹配電路216能夠實現合適重配 置而不在DC與RF信號之間引入耦合。 根據一實施例，電容性元件2162及2163每一者為在約 〇·5 pF至約30 pF之範圍中之電容性元件。因此，電容性元 件2162及2163可為此項技術中已知或未來開發之任何電容 性元件。類似地，根據另一實施例，電感性元件2164及 2165每一者為在約〇·2毫微亨（nH)至約10 nH之範圍中之電 感性元件。同樣，電感性元件2164及2165可為此項技術中 已知或未來開發之任何電感性元件。 在圖3中所說明之實施例中，可變電容性元件216〇與電 容性元件2162並聯地耦合，且可變電容性元件216〇及電容 性元件2162經由節點2166耦合至電感性元件2164。另外， 電感性元件2165耦合至節點2166且經由節點2167轉合至可 變電容性元件2161及電容性元件2163，其中可變電容性元 件2161及電容性元件2163彼此並聯地耦合。值得注意的 是，將可變匹配電路216說明為具有兩個可變電容性元 件、兩個電容性元件及兩個電感性元件，然而，各種實施 例涵蓋使用任何數目的可變電容性元件、電容性元件及電 感性元件以實現PA 230輸出端匹配針對不同頻帶中之操作 的重配置。 在操作中，當收發器200在發射低頻信號時，控制器（未 圖示）接通可變電容性元件2160及2161以將可變匹配電路 120451.doc -16- 200824308 216適當地匹配至PA 230及低/高頻帶過濾、器240°此外’當 收發器200在發射高頻信號時，控制器斷開可變電容性元 件2160及2161以將可變匹配電路216適當地匹配至PA 230 及低/高頻帶過濾器240。因此，可變匹配電路216能針對 至少兩個頻帶，及/或至少兩個信號調變類型，及/或至少 兩個功率位準而進行阻抗匹配。 值得注意的是，儘管以上論述已參考可變匹配電路216 來描述，但可變匹配電路212及214可經配置而以類似於可 變匹配電路216之方式操作以匹配其分別耦合於其間的系 統組件。 圖4為低/高頻帶過濾器240之一實施例之示意圖。在圖4 中所說明之實施例中，低/高頻帶過濾器240為一可變諧波 過濾器，其包括四個可變電容性元件2400至2403、四個電 容性元件2404至2407及兩個電感性元件2408至2409。 可變電容性元件2400至2403每一者可為能針對給定電位 可變地儲存電荷之任何設備。另外，電容性元件2400至 2403每一者可為此項技術中已知或未來開發之任何可變電 容器或可變電容性元件。根據一實施例，可變電容性元件 2400至2403每一者為MEMS可變電容性元件。在又一實施 例中，可變電容性元件2400至2403每一者為具有分離直流 及射頻端子之MEMS可變電容性元件。在又一實施例中， 可變電容性元件2400至2403每一者為具有分離直流及射頻 端子之可調MEMS可變電容性元件。在又一實施例中，可 變電容性元件2400至2403每一者為具有分離DC及RF端子 120451.doc -17- 200824308 之二元MEMS可變電容性元件。 根據一實施例，電容性元件2400至2403每一者為在約 0.5 pF至約30 pF之範圍中且能接通/斷開之電容性元件。 在各種實施例中，將分離DC端子包括於電容性元件2400 至2403中使得低/高頻帶過濾器240能夠適當地切換狀態而 * 不引入DC與RF信號之間的耦合。 * 電容性元件2404至2407可為此項技術中已知或未來開發 之任何電容器或電容性元件。根據一實施例，電容性元件 * 2404至2407每一者為在約0.2 pF至約10 pF之範圍中之電容 性元件。類似地，電感性元件2408及2409可為此項技術中 已知或未來開發之任何電感器或電感性元件。根據一實施 例，電感性元件2408及2409每一者為在約1.0 nH至約10 ηΗ之範圍中之電感性元件。 在圖4中所說明之實施例中，可變電容性元件2400與電 容性元件2404及電感性元件2408並聯地耦合。另外，可變 電容性元件2401與電容性元件2405並聯地耦合，且可變電 容性元件2401及電容性元件2405經由節點2410耦合至可變 電容性元件2400、電容性元件2404及電感性元件2408。此 ^ 外，可變電容性元件2402與電容性元件2406及電感性元件 . 2409並聯地耦合，且經由節點2410耦合至可變電容性元件 2401及電容性元件2405。此外，可變電容性元件2403與電 容性元件2407並聯地耦合，且經由節點2411耦合至可變電 容性元件2402、電容性元件2406及電感性元件2409。 值得注意的是，將低/高頻帶過濾器240說明為具有四個 120451.doc -18- 200824308 可變電容性兀件、四個電容性元件及兩個電感性元件，然 而，各種實施例涵蓋使用任何數目之可變電容性元件、電 容性元件及電感性元件以濾出具有非吾人所欲之頻率的信 號（亦即，具有所要所發射頻帶以外之頻率之信號）。 在操作中，控制器（未圖示）斷開可變電容性元件24〇〇至 2403以濾出高頻帶基頻信號之諳波。此外，控制器接通可 變電容性元件2400至2403以濾出低頻帶基頻信號之諧波。 因此，低/高頻帶過濾器240能允許具有一個以上頻帶中之 頻率之信號通過其中。 圖5為用以發射具有不同於單一功率放大器調整機構(例 如，低/高頻PA調整機構21〇)之特性之複數個通信信號的 方法500之貝加例之流程圖。在一實施例中，方法5〇〇藉 由低/高頻PA調整機構210將包括第一頻率、第一調變類型 及第一RF功率位準之特性之第一信號發射至外部設備（例 如，電信基地台）而起始（步驟51〇)。此外，方法5〇〇包括低/ 冋頻P A凋整機構21〇將包括第二頻率、第二調變類型及第 一 RF功率位準之特性之第二信號發射至外部設備，其中第 一信號的至少一特性不同於第二信號之特性（步驟52〇)。 在貝施例中，方法500包括低/高頻pA調整機構21〇發 射具有相同頻帶（例如，824 ΜΗ@915 ΜΗζ、ΐ7ι〇 mhz至 1910 MHz及類似頻帶）中之頻率，但具有不同調變類型（例 GSM EDGE、CDMA或類似調變類型）及不同RF功率 準（例如，1笔瓦至3瓦特）之第一信號及第二信號（步驟 530)在另一實施例中，方法5〇〇包括低/高頻PA調整機構 120451.doc -19- 200824308 210發射具有相同信號調變類型（例如，cdMA)，但具有不 同頻帶中之頻率且具有不同RF功率位準之第一信號及第二

信號（步驟540)。在又一實施例中，方法5〇〇包括低/高頻pA 調整機構210發射具有相同RF#率位準，但具有不同頻帶 中之頻率且具有不同調變類型之第一信號及第二信號（步 驟550)〇 在一實施例中，方法500包括低/高頻PA調整機構21〇發 射具有相同頻帶中之頻率且具有相同調變類型，但具有不 同RF功率位準之第一信號及第二信號（步驟56〇)。在另一 實施例中，方法500包括低/高頻pA調整機構21〇發射具有 相同頻帶中之頻率且具有相同RF功率位準，但具有不同調 變類型之第一信號及第二信號（步驟57〇)。在又一實施例 中，方法500包括低/高頻PA調整機構21〇發射具有相同調 變類型及相同RF功率位準，但具有不同頻帶中之頻率之第 一信號及第二信號（步驟580)。在又一實施例中，方法5〇〇 包括低/高頻PA調整機構210發射具有不同頻帶中之頻率， 具有不同調變類型，且具有不同RF#率位準之第一信號及 第二信號（步驟590)。 總而言之，各種實施例包括一種用以匹配功率放大器調 整機構與天線之間的信號阻抗之裝置。在一實施例中，該 裝置包含：一包含一第一輸入端、一第一輸出端及至少一 第一可變電容性元件之可變匹配電路，其中該第一輸入端 經配置以自一功率放大器接收信號，該可變匹配電路經配 置以選擇性啟用該第一可變電容性元件以產生阻抗匹配信 120451.doc •20- 200824308 號，及一包含一第二輸入端、一第二輸出端及至少一第二 可變電容性it件之可變譜波過據器，纟中該第二輸入端耗 合至該第一輸出端且經配置以接收該等阻抗匹配信號，該 可變諧波過濾器經配置以選擇性啟用該第二可變電容性元 件以濾出該等阻抗匹配信號之不理想諧波以產生經過濾之 阻抗匹配信號，且該第二輸出端經配置以耦合至該天線。

在另一實施例中，該可變匹配電路經配置以選擇性啟用 該第-可變電容性元件，且該可變譜波過據器經配置以選 擇性啟用該第二可變電容性元件，使得該等經過滤之阻抗

匹配信號包括複數個不同賴帶φ夕相、安 ^ # , 夂秋个U 5貝妒τ之頻率、複數個不同調變 類型及複數個不同RF功率位準中之至少一者。在又一實施 例中，該可變匹配電路經配置以選擇性啟用該第一可變電 谷性70件，且該可變譜波過濾、器經配置以選擇性啟用該第 一可變電容性兀件’使得該等經過濾之阻抗匹配信號包括 複數個不同頻帶中之頻率中之至少一者， 帶在824 MHz至915 MHz之範圍中 且其中一第一頻 且一第二頻帶在1710 MHz至1910 MHz的範圍中。 一可變電容性元件及/或第二可變電 直流（DC)端子及與該dc端子分離之 在一實施例中，第 容性元件包含至少一 至少-射頻（RF)端子。在另—實施例中，帛—可變電容性 一件及/或第—可變電谷性元件為微機電系統電容 H兀件。在又一實施例中，第一可變電容性元件及/或第 二可變電容性元件為可調MEMS電容性元件。在又一實施 例中，第-可變電容性元件及/或第二可變電容性元:為 120451.doc -21- 200824308 二元MEMS電容性元件。 各種其他實施例包括一種用以匹配功率放大器調整機構 與天線之間的信號阻抗之系統。在一實施例中，該系統包 含：一包含一第一輸入端、一第一輸出端及至少一第一電 容性元件之第一匹配電路，其中該輸入端經配置以耦合至 • 一信號產生器且自該信號產生器接收一信號，該第一匹配 - 電路經配置以阻抗匹配該信號以產生一第一阻抗匹配信 號，包含一第二輸入端及一第二輸出端之驅動器，其中 _ 1¾第二輸人端耗合至該第—輸出端且經配置以接收該第一 阻抗匹配信號，該驅動器經配置以放大該第一阻抗匹配信 號以產生一第一經放大之阻抗匹配信號；一包含一第三輸 入端、一第三輸出端及至少一第二電容性元件之第二匹配 電路其中該第二輸入端耦合至該第二輸出端且經配置以 接收該第一經放大之阻抗匹配信號，該第二匹配電路經配 置以阻抗匹配該第一經放大之阻抗匹配信號以產生一第二 • ㈣匹配信號；—包括—第四輸人端及-第四輸出端之功 率放大器，其中該第四輸入端耦合至該第三輸出端且經配 置以接/收該第二阻抗匹配信號，該功率放大器經配置以放 ^ 阻抗匹配乜號以產生一第二經放大之阻抗匹配信 ' 包^ 一第五輸入端、一第五輸出端及至少一第一可 $電容，元件之可變匹配電路’其中該第五輸人端經配置 、# 輪出、接收#號’該可變匹配電路經配置以選 擇性啟用該第_可變電容性元件以產生一第三阻抗匹 號.及_ 口 JU’ 匕含一第六輸入端、一第六輸出端及至少一第二 120451.doc -22- 200824308 可變電容性元件之可變諧波過據器，#中該第六輸入端輕 合至該第五輸出端且經配置以接收該第三阻抗匹配信號， 該可變諳波過濾器經配置以選擇性啟用該第二可變電容性 元件以濾出該第三阻抗匹配信號之不理想諧波以產生一經 過濾之第三阻抗匹配信號，且該第六輸出端經配置以耦合 至該天線。 在另一實施例中，該可變匹配電路經配置以選擇性啟用 忒第一可變電容性凡件，且該可變諧波過濾器經配置以選 擇性啟用該第二可變電容性元件，使得該經過濾之第三阻 抗匹配信號包括複數個不同頻帶中之頻率、複數個不同調 變類型及複數個不同RF功率位準中之至少一者。在又一實 施例中，該可變匹配電路經配置以選擇性啟用該第一可變 電谷性7L件且該可變諧波過濾器經配置以選擇性啟用該第 二可變電容性元件，使得該經過濾之第三阻抗匹配信號包 括複數個不同頻帶中之頻率中之至少一者，且其中一第一 頻帶在824 MHz至915 MHz之範圍中，且一第二頻帶在 1710 MHz至1910 MHz的範圍中。 在一實施例中，第一可變電容性元件及/或第二可變電 容性元件包含至少一直流（DC)端子及與該DC端子分離之 至少射頻（RF)端子。在另一實施例中，第一可變電容性 一牛及/或第一了變電容性元件為微機電系統（Mems)電容 性元件。在又一實施例中，第一可變電容性元件及/或第 二可變電容性it件為可靠職電容性元件。在又一實施 幻中第可變電谷性元件及/或第二可變電容性元件為 120451.doc •23- 200824308 二元MEMS電容性元件。 在另一實施例中，第一匹配 上办 電路、驅動器、第二匹配雪 路、功率放大器、可變匹配# σ 包路及可變諧波過滹考來Λ 單一調整機構。在又一實 y 和舟隹入属轭例中，第一匹配雷致或一 a人 至少一第三可變電容性元件 ，、、、^έ 實施例中，第二匹配電路為路在又― 7C#^t-^T^nr* "^3至夕一弟四可變電容性 兀仟t弟二可變匹配電路。 此外，各種其他實施例包 ^ A一 括一種將具有不同於單一功率 放大盗調整機構之特性之複 力羊 冰产总> 逋h偵唬發射至天線的方 ^在-以例中，該方法包含將包括一第一頻率、—第 -调變類型及一第一射頻(RF)功率位準之特 ::…設備’及將包括-第二頻率、-第二調變類Ξ 2 RF功率位準的特性之第二信號發射至外部設備， 其中弟-信號之至少-特性不同於第二信號之至少 性。在另一實施例中，筮_ 弟 4號之至少兩個特性不同於第 二信號之至少兩個特性。， 本#么丨士 … 1在又一實施例中，第一信號之特 陳中之母-特性不同於第二信號的特性中之每一特性。 雖然在前述詳細描述中已提供至少一實施例，但應瞭 解’存在多種變化。亦應瞭解，該或該等實施例僅為實 例’且亚非意欲以任何方式限制範.、適用性或配置。相 反，則述詳細描述將給熟習此項技術者提供 實施本發明之 =施例之便捷途徑，應理解，在不脫離如在附加巾請專利 辄圍及其法律等效物中提出的範轉之情形下，可對實施例 中所描述之7L件的X力能及排列作出各種改變。 120451.doc •24- 200824308 【圖式簡單說明】 圖1為具有雙功率放大器（PA)調整機構之先前技術收發 器之圖； 圖2為匕括早PA調整機構之收發器之^一實施例的圖； 圖3為包括於圖2之單一 PA調整機構中之可變匹配電路的 ^ 一實施例之示意圖； • 圖4為包括於圖2之單一 P A調整機構中之可變過濾器的一 實施例之示意圖；且 ^ 圖5為一使用單一PA調整機構發射複數個信號之方法之 一實施例的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 收發器 105 低頻信號 110 低頻功率放大器（PA)調整機構 112 低頻帶匹配電路 114 低頻帶匹配電路 116 低頻帶匹配電路 120 驅動器 130 PA 140 低頻帶過濾器 150 高頻PA調整機構 155 高頻信號 162 高頻帶匹配電路 164 高頻帶匹配電路 120451.doc •25- 200824308 166 南頻帶匹配電路 170 驅動器 180 PA 190 高頻帶過濾器 192 交換器 * 194 天線 , 196 接收器 200 收發器 Φ 205 信號 210 低/高頻PA調整機構 212 匹配電路 214 匹配電路 216 匹配電路 220 驅動器 230 PA 240 低/高頻帶過濾器 ^ 292 交換器 294 天線 - 296 接收器 2160 可變電容性元件 2161 可變電容性元件 2162 電容性元件 2163 電容性元件 2164 電感性元件 120451.doc -26- 200824308 2165 2166 2167 2400 2401 V 2402 • 2403 2404 ⑩ 2405 2406 2407 2408 2409 2410 2411 電感性元件 節點 節點 可變電容性元件 可變電容性元件 可變電容性元件 可變電容性元件 電容性元件 電容性元件 電容性元件 電容性元件 電感性元件 電感性元件 節點 節點 120451.doc -27-

Claims (1)

1. 200824308 十、申請專利範圍： 1. 一種用於匹配一功率放大器調整機構與一天線之間的信 號阻抗之裝置，其包含： 一可變匹配電路，其具有一第一輸入端、一第一輸出 端及至少一第一可變電容性元件，其中該第一輸入端經 配置以自一功率放大器接收信號，該可變匹配電路經配 置以選擇性啟用該第一可變電容性元件以產生阻抗匹配 信號；及

   一可變諧波過濾器，其具有一第二輸入端、一第二輸 出2及至少一第二可變電容性元件，其中該第二輸入端 耦合至該第一輸出端且經配置以接收該等阻抗匹配信 號，該可變諧波過濾器經配置以選擇性啟用該第二可變 電容性元件以濾出該等阻抗匹配信號之不理想諧波，且 該第二輸出端經配置以耦合至該天線。 2·如明求項1之裝置，其中該第一可變電容性元件及該第 二可變電容性元件中之至少一者包含·· 至少一直流（DC)端子；及 與該DC端子分離之至少一射頻（RF)端子。 3·如請求項1之裝置，其中該可變匹配電路經配置以選擇 性啟用該第一可變電容性元件，且該可變諧波過濾器經 配置以選擇性啟用該第二可變電純元件，使得該經過 濾之阻抗匹配信號包括複數個不同頻帶中之頻率、複數 個不同調變類型及複數個不同RF功率位準中之至少一 者0 120451.doc 200824308 4·如明求項3之裝置，其中該可變匹配電路經配置以選擇 性啟用該第—可變電容性元件，且該可變諸波過濾器經 配置以選擇性啟用該第二可變電容性元件，使得該經過 濾之阻抗匹配信號包括複數個不同頻帶中之頻率中之至 ^ 者’且其中一第一頻帶在824 MHz至915 MHz的範 園申 ，〇 /rM 一弟二頻帶在1710 MHz至1910 MHz之範圍 中。 5·如凊求項1之裝置，其中該第一可變電容性元件及該第 一可變電容性元件中之至少一者為一微機電系統 (MEMS)電容性元件。 如明求項5之裝置，其中該第一可變電容性元件及該第 一可變電容性元件中之至少一者為一可調MEMS電容性 件。 7.如請求項6之裝置，其中該第一可變電容性元件及該第 一 了變電谷性元件中之至少一者為一二元MEMS電容性 元件。 8· —種用於匹配一功率放大器調整機構與一天線之間的信 號阻抗之系統，其包含： 弟一匹配電路，其包含一第一輸入端、一第一輸出 端及至少一第一電容性元件，其中該輸入端經配置以耦 合至一信號產生器且自該信號產生器接收一信號，該第 一匹配電路經配置以阻抗匹配該信號以產生一第一阻抗 匹配信號； 一驅動器，其包含一第二輸入端及一第二輸出端，其 120451.doc -2- 200824308 中該第二輸入端耦合至該第一輸出端且經配置以接收該 第一阻抗匹配信號，該驅動器經配置以放大該第一阻抗 匹配指號以產生一第一經放大之阻抗匹配信號； 一第二匹配電路，其包含一第三輸入端、一第三輸出 端及至少一第二電容性元件，其中該第三輸入端耦合至 该第二輸出端且經配置以接收該第一經放大之阻抗匹配 信號，該第二匹配電路經配置以阻抗匹配該第一經放大 之阻抗匹配信號以產生一第二阻抗匹配信號； 一功率放大器，其包括一第四輸入端及一第四輸出 端，其中該第四輸入端耦合至該第三輸出端且經配置以 接收該第二阻抗匹配信號，該功率放大器經配置以放大 u亥第一阻抗匹配#號以產生一第二經放大之阻抗匹配信 號； 一可變匹配電路，其包含一第五輸入端、一第五輸出 端及至少-第1變電容性元件，其中該第五輸入端經 配置以自該第四輸出端接收信號，該可變匹配電路經配 置以選擇性啟用該第一可變電容性元件以產生一第三阻 抗匹配信號；及 一可變諧波過濾器，其包含一第六輸入端、一第六輸 出端及至少一第二可變電容性元件，其中該第六輸入端 耦合至該第五輸出端且經配置以接收該第三阻抗匹配信 唬，該可變諧波過濾器經配置以選擇性啟用該第二可變 電谷性7L件以濾出該第三阻抗匹配信號之不理想諧波以 產生-經過紅第三阻抗匹配信號，且該第六輸出端經 120451.doc 200824308 配置以耦合至該天線。 9. 如請求項8之系統’#中該第一可變電容性元件及該第 二可變電容性元件中之至少一者包含： 至少一直流（DC)端子；及 與該DC端子分離之至少一射頻（RF)端子。 10. 如請求項8之系、统’其中該可變匹配電路經配置以選擇 性啟用該第-可變電容性元件，且該可變諧波過滤器經

   配置=選擇性啟用該第：可變電容性㈣，使得該經過 濾之第三阻抗匹配信號包括複數個不同頻帶中之頻率、 複數個T同調變類型及複數個不同RF功率位帛中之至少 一者0 11. 如明求項10之系、、统，其中該可變匹配電路經配置以選擇 性啟用該第-可變電容性元件，且該可變譜波過據器經 配置：選擇性啟用該第二可變電容性元件，使得該經過 慮之第_阻抗匹信號包括複數個不同頻帶中之頻率中 者，且其中一第一頻帶在824 MHz至915 MHz 、矿圍中且一第一頻帶在1710 MHz至1910 MHz之範 12·如請求項8之系統，盆φ诗 /、宁該第一可變電容性元件及該第 二可變電容性元件 之至 一者為一微機電系統 (MEMS)電容性元件。 13 ·如請求項12之系鲚，兮筮 _ ▲ 予、、死该弟一可變電容性元件及該第二可 變電容性元件中之至少_ ^ 者為一可調MEMS電容性元 件0 120451.doc 200824308 14.如請求項13之系統，其中該第一可變電容性元件及該第 二可變電容性元件中之至少一者為一二元MEMS電容性 元件。 15·如請求項8之系統，其中該第一匹配電路、該驅動器、 該第二匹配電路、該功率放大器、該可變匹配電路及該 可變諧波過濾器形成一單一調整機構。 16·如請求項8之系統，其中該第一匹配電路為一包含至少 一第三可變電容性元件之第二可變匹配電路。 17·如請求項16之系統’其中該第二匹配電路為一包含至少 一第四可變電容性元件之第三可變匹配電路。 將一包括一第二頻 18.種將具有不同於一單一功率放大器調整機構之特性之 複數個通信信號發射至-天線之方法，該方法包含： 將-包括-第-頻率、一第一調變類型及 ㈣功率位準之特性之第一信號發射至外部 射頻 分交 _ 0Π X-fL 八 第二調變類型及一第二RF $ ⑩ 帛位準之特性之第二信號發射至該外部設U二 -信號的至少-特性不同於該第二信 二^ 如請求㈣之方法，其中該第 . 同於該第二信號的至少兩個特性。 兩個特性: • 1如請求項18之方法，其中該第—信號之今耸姓 一特性不同於該第_ 〜Μ專特性中的4 弟一㈣之該等特性中之每-特性。 12D45I.doc