TW202220378A - 具有相互耦合之電感器的可調諧濾波器 - Google Patents

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Abstract

本發明之態樣係關於一種具有可調諧拒斥之可調諧濾波器。該可調諧濾波器包含相互耦合之電感器及電連接至該等相互耦合之電感器中之至少一者之一可調諧阻抗電路。該可調諧阻抗電路經組態以藉由改變一開關之一狀態來調整該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少兩個陷波。該可調諧濾波器可對一射頻信號進行濾波。本發明亦揭示相關方法、射頻系統、射頻模組及無線通信裝置。

Description

具有相互耦合之電感器的可調諧濾波器
本發明之實施例係關於經配置以對諸如射頻信號之信號進行濾波之濾波器。
射頻(RF)通信系統可用於傳輸及/或接收廣泛頻率範圍之信號。例如，一RF通信系統可用於無線地傳遞從約30 kHz至約300 GHz之一頻率範圍內(諸如針對頻率範圍1 (FR1)中之第五代(5G)蜂巢式通信之約410百萬赫(MHz)至7.125 吉赫(GHz)之範圍內)之RF信號。
RF通信系統可包含(但不限於)行動電話、平板電腦、基地台、網路存取點、用戶端設備(CPE)、膝上型電腦及穿戴式電子器件。
在特定應用中，RF通信系統可並行處理複數個RF信號。在此等RF通信系統中，具有強諧波拒斥之濾波器可係所要的。具有強諧波拒斥之濾波器在各種應用中係所要的。
技術方案中描述之創新各具有若干態樣，其等之單一者不僅僅負責其預期屬性。在不限制技術方案之範疇的情況下，現將簡要描述本發明之一些顯著特徵。
本發明之一個態樣係一種具有可調諧拒斥之可調諧濾波器。該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器以及電連接至該第一電感器之一可調諧阻抗電路。該可調諧阻抗電路包含一開關，且經組態以藉由改變該開關之一狀態來調整該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少兩個陷波。該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號濾波。
該開關可經配置以將一電容器之一端選擇性地電耦合至該第一電感器。該可調諧阻抗電路可包含一第二開關，其經配置以將一第二電容器之一端選擇性地電耦合至該第一電感器。
改變該開關之該狀態可在特定應用中調整該頻率回應中之至少三個陷波之位置。
該可調諧濾波器之一頻率回應中之一陷波之位置可至少基於該可調諧阻抗電路之一狀態及該第一電感器與該第二電感器之相互耦合。
該可調諧阻抗電路可包含一可調諧電容電路。該可調諧電容電路可在該第一電感器與該第二電感器之間的一節點處提供一分路電容。替代地，該可調諧電容電路可與該第一電感器並聯。該可調諧電容電路亦可與該第二電感器串聯。該可調諧濾波器可進一步包含與該第二電感器並聯之一第二可調諧電容電路。
該第一電感器可與該第二電感器串聯，一第一電容可與該第一電感器並聯，且一第二電容可與該第二電感器並聯。該可調諧濾波器可進一步包含耦合於該第一電感器與該第二電感器之間的一分路電容器。該可調諧阻抗電路可經組態以提供該第一電容。
該第一電感器可為一串聯電感器，且該第二電感器可為一分路電感器。該可調諧阻抗電路可包含與該第一電感器並聯之一可調諧電容電路。該可調諧濾波器可進一步包含與該第一電感器串聯之一電感器電容器電路。該電感器電容器電路可包含一第三電感器，且該第三電感器可與該第一電感器或該第二電感器之至少一者相互耦合。
該至少兩個陷波可提供諧波拒斥。
本發明之另一態樣係一種對射頻信號濾波之方法。該方法包含：用在一第一狀態中之一可調諧濾波器對一第一射頻信號濾波；在對該第一射頻信號進行該濾波之後，將該可調諧濾波器之一可調諧阻抗電路之一開關之一狀態從該第一狀態改變為一第二狀態，以調整對應於諧波之該可調諧濾波器之一頻率回應之至少兩個陷波之位置，該可調諧濾波器包含相互耦合之電感器及該可調諧阻抗電路，該可調諧阻抗電路電連接至該等相互耦合之電感器；以及當該可調諧濾波器處於該第二狀態中時，用該可調諧濾波器對一第二射頻信號濾波。
改變該開關之該狀態可在特定應用中調整可調諧濾波器之該頻率回應之至少三個陷波。
本發明之另一態樣係一種無線通信裝置，其包含一可調諧濾波器及一天線，該天線經組態以傳輸由該可調諧濾波器濾波之一射頻信號。該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器以及電連接至該第一電感器之一可調諧阻抗電路。該可調諧阻抗電路包含一開關，且經組態以藉由改變該開關之一狀態來調整該可調諧濾波器之一頻域中之至少兩個陷波；及
該無線通信裝置可包含一天線開關，且該可調諧濾波器可耦合於該天線開關與該天線之間。
該無線通信裝置可包含一功率放大器及一頻帶選擇開關，且該可調諧濾波器可耦合於該功率放大器與該頻帶選擇開關之間。
本發明之另一態樣係一種具有諧波拒斥之可調諧濾波器。該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器以及電連接至該第一電感器之一可調諧電容電路。該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
Figure 02_image001
個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，其中N為大於1之一正整數。該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號進行濾波。
該N個開關可經組態為可調諧，以針對至少
Figure 02_image003
個諧波提供該調諧濾波器之諧波拒斥。
該可調諧電容電路可與該第一電感器並聯。該可調諧濾波器可進一步包含與該第二電感器並聯之一電容以及該第一與該第二電感器之間的一分路電容，其中該第一電感器與該第二電感器串聯。
改變複數個開關之一第一開關之一狀態可改變該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少兩個陷波之位置。改變該複數個開關之一第一開關之一狀態可改變該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少三個陷波之位置。
該第二電感器可為一分路電感器。該可調諧電容電路可與該第一電感器並聯。該可調諧濾波器可進一步包含與該第二電感器串聯之一分路電容器，該分路電容器藉由該第二電感器電連接至該第一電感器。
該
Figure 02_image001
個諧波可包含至少一個二次諧波及至少一個三次諧波。該
Figure 02_image001
個諧波可包含與一第五代新無線電操作頻帶相關聯之至少一個諧波。該
Figure 02_image001
個諧波可包含與一第五代新無線電操作頻帶相關聯之至少一個諧波及與一第四代長期演進操作頻帶相關聯之至少一個諧波。
本發明之另一態樣係一種無線通信裝置，其包含含有一可調諧濾波器之一射頻前端及與該射頻前端通信之一天線。該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器以及電連接至該第一電感器之一可調諧電容電路。該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
Figure 02_image005
個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，其中N為大於1之一正整數。該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號濾波。
該天線可經配置以傳輸由該可調諧濾波器濾波之一射頻信號。N可至少為4。
該射頻前端可包含一天線開關，且該可調諧濾波器可耦合於該天線開關與該天線之間。
該射頻前端可包含一功率放大器及一頻帶選擇開關，且該可調諧濾波器可耦合於該功率放大器與該頻帶選擇開關之間。
該無線通信裝置可經組態以實施雙連接性，且該可調諧濾波器可經組態以針對該雙連接性提供拒斥。該無線通信裝置可經組態以實施載波聚合，且該可調諧濾波器經組態以針對該等載波聚合提供拒斥。
本發明之另一態樣係一種射頻系統，其包含一天線開關、一天線埠及耦合於該天線開關與該天線埠之間的一信號路徑中之一可調諧濾波器。該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器以及電連接至該第一電感器之一可調諧電容電路。該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
Figure 02_image005
個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，其中N為大於1之一正整數。該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號濾波。
出於總結本發明之目的，已在本文中描述本發明之特定態樣、優點及新穎特徵。應理解，可不必根據任何特定實施例達成所有此等優點。因此，可以達成或最佳化如在本文中教示之一個優點或優點群組而不必達成如可在本文中教示或建議之其他優點之一方式體現或實行創新。
相關申請案之交叉參考
在與本申請案一起申請之申請資料表中識別其國外或國內優先權要求之任何及所有申請案根據37 C.F.R. § 1.57以引用的方式併入本文中。本申請案主張2020年6月30日申請且標題為「TUNABLE FILTER WITH MUTUALLY COUPLED INDUCTORS」之美國臨時申請案第63/046,184號及2020年8月27日申請且標題為「TUNABLE FILTER WITH MUTUALLY COUPLED INDUCTORS」之美國臨時申請案第63/071,261號之優先權之權利，該等案之各者之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。
特定實施例之以下描述呈現特定實施例之各種描述。然而，本文描述之創新可以多種不同方式(例如，如由發明申請專利範圍定義且涵蓋)體現。在此描述中，參考圖式，其中相似元件符號可指示相同或功能上類似之元件。將理解，圖中繪示之元件不必按比例繪製。再者，將理解，某些實施例可包含多於一圖式中繪示之元件及/或一圖式中繪示之元件之一子集。此外，一些實施例可併入來自兩個或更多個圖式之特徵之任何適合組合。本文中提供之標題僅為方便起見且不旨在影響發明申請專利範圍之含義或範疇。
國際電信聯盟(ITU)係負責與資訊及通信技術相關之全球問題(包含無線電頻譜之共用全球使用)之聯合國(UN)之一專門機構。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)係世界各地的電信標準團體之間之一協作，諸如無線電工業及商業協會(ARIB)、電信技術委員會(TTC)、中國通信標準協會(CCSA)、電信行業解決方案聯盟(ATIS)、電信技術協會(TTA)、歐洲電信標準協會(ETSI)及印度電信標準發展協會(TSDSI)。
在ITU之範疇內工作，3GPP開發且維護各種行動通信技術之技術規範，包含(例如)第二代(2G)技術(例如，全球行動通信系統(GSM)及增強GSM演進資料速率(EDGE))、第三代(3G)技術(例如，通用行動電信系統(UMTS)及高速封包存取(HSPA))及第四代(4G)技術(例如，長期演進(LTE)及LTE-Advanced)。
由3GPP控制之技術規範可藉由規範版本而擴展及修訂，該等規範版本可跨多年且指定新特徵及演進之一廣度。
在一個實例中，3GPP在版本10中引入LTE之載波聚合(CA)。雖然最初引入兩個下行鏈路載波，但3GPP在版本14中擴展載波聚合以包含至多五個下行鏈路載波及至多三個上行鏈路載波。由3GPP版本提供之新特徵及演進之其他實例包含(但不限於)授權輔助存取(LAA)、增強型LAA (eLAA)、窄頻物聯網(NB-IOT)、車聯網(V2X)及高功率使用者設備(HPUE)。
3GPP在版本15中引入第五代(5G)技術之階段1且當前處於在版本16中開發5G技術之階段2之程序中。後續3GPP版本將進一步演進且擴展5G技術。5G技術在本文中亦被稱為5G新無線電(NR)。
5G NR支援或計劃支援各種特徵，諸如毫米波頻譜通信、波束成形能力、高頻譜效率波形、低延時通信、多無線電數字學及/或非正交多重存取(NOMA)。雖然此等RF功能性將靈活性提供給網路且增強使用者資料速率，但支援此等特徵可提出數個技術挑戰。
本文中之教示適用於廣泛多種通信系統，包含(但不限於)使用進階蜂巢式技術(諸如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro及/或5G NR)之通信系統。 諧波拒斥
憑藉第五代(5G)新無線電(NR)技術，諧波拒斥規格可愈加難以滿足。憑藉更多整合，可並行產生更多頻帶之信號。在各種應用中，可期望濾波器具有更多可調諧性以滿足各種5G NR諧波規格。此等應用之實例包含載波聚合應用、雙連接性應用、具有一5G NR FR1信號及一5G NR FR2信號之共存之應用、具有共存之其他應用等。
一些解決方案包含調諧諧波拒斥之開關。在此等解決方案中，一個開關可控制兩個諧波狀態，通常在兩個頻帶之間切換。憑藉此技術，N個開關可至多控制2 N個諧波狀態。當存在許多頻帶時，可使用相對較多數目個開關來實施所要諧波拒斥。相對較多數目個開關之實施成本較高。
本發明之態樣係關於包含相互耦合之電感器及一可調諧阻抗電路之濾波器。可調諧阻抗電路可包含開關，該等開關經配置以選擇性地電耦合各自電容器以調整由可調諧阻抗電路提供之電容。使用N個開關以及相互耦合之電感器，一濾波器可實現M x 2 N個諧波狀態，其中N為一正整數，且其中M為2或更大之一正整數，且M為各頻帶之受關注諧波之數目。在某些應用中，M可對應於比一可調諧濾波器中之電感器對之間的相互耦合之數目多1。
本文中揭示之濾波器有利地使用電感相互耦合來增加諧波可調諧狀態。與先前設計相比，本文中揭示之濾波器對於相同數目個可調諧諧波狀態可減少開關晶粒面積及/或成本。
本文中揭示之濾波器可對任何合適諧波濾波。例如，本文中揭示之濾波器可對以下諧波之一或多者濾波：二次諧波、三次諧波、四次諧波、五次諧波、六次諧波等。此等諧波可藉由根據本文中揭示之原理及優點之一濾波器並行拒斥。
雖然可參考諧波拒斥論述實施例，但本文中所揭示之濾波器之任何適當原理及優點可用於提供任何適當帶外拒斥及/或陷波濾波。 通信網路
圖1係一通信網路10之一個實例之一示意圖。通信網路10包含一巨型小區基地台1、一行動裝置2、一小型小區基地台3及一固定無線裝置4。
圖1之所繪示通信網路10使用各種技術(包含例如4G LTE、5G NR及無線區域網路(WLAN)，諸如Wi-Fi)支援通信。在通信網路10中，雙連接性可憑藉與行動裝置2之並行4G LTE及5G NR通信實施。儘管展示所支援通信技術之各種實例，然通信網路10可經調適以支援廣泛多種通信技術。
圖1中已描繪通信網路10之各種通信鏈路。通信鏈路可以廣泛多種方式(包含(例如)使用分頻雙工(FDD)及/或分時雙工(TDD))雙工。FDD係使用不同頻率以傳輸及接收信號之一種類型之射頻通信。FDD可提供數個優點，諸如高資料速率及低延時。相比之下，TDD係使用大約相同頻率以傳輸及接收信號且其中在時間上切換傳輸及接收通信之一種類型之射頻通信。TDD可提供數個優點，諸如頻譜之有效使用及輸送量在傳輸方向與接收方向之間之可變分配。
如圖1中展示，行動裝置2經由使用4G LTE及5G NR技術之一組合之一通信鏈路與巨型小區基地台1通信。行動裝置2亦與小型小區基地台3通信。在經繪示實例中，行動裝置2及小型小區基地台3經由使用5G NR、4G LTE及Wi-Fi技術之一通信鏈路通信。在某些實施方案中，使用增強型授權輔助存取(eLAA)以聚合一或多個經授權頻率載波(例如，經授權4G LTE及/或5G NR頻率)與一或多個未授權載波(例如，未授權Wi-Fi頻率)。
在某些實施方案中，行動裝置2經由在頻率範圍1 (FR1)內之一或多個頻帶及/或經由高於FR1之一或多個頻帶使用5G NR技術與巨型小區基地台2及小型小區基地台3通信。FR1內之一或多個頻帶可小於6 GHz。例如，無線通信可利用FR1、頻率範圍2 (FR2)或其等之一組合。在一項實施例中，行動裝置2支援一HPUE功率類別規範。
所繪示小型小區基地台3亦與一固定無線裝置4通信。小型小區基地台3可用於(例如)使用5G NR技術提供寬頻服務。在某些實施方案中，小型小區基地台3在30 GHz至300 GHz之頻率範圍中之一或多個毫米波頻帶內及/或在24 GHz至30 GHz之頻率範圍中之上釐米波頻帶內與固定無線裝置4通信。
在某些實施方案中，小型小區基地台3使用波束成形而與固定無線裝置4通信。例如，波束成形可用於聚焦信號強度以克服路徑損耗，諸如與在毫米波頻率內通信相關聯之高損耗。
圖1之通信網路10包含巨型小區基地台1及小型小區基地台3。在某些實施方案中，小型小區基地台3可以相對於巨型小區基地台1之相對較低功率、較短範圍及/或較少並行使用者操作。小型小區基地台3亦可被稱為一超微型小區、一微微型小區或一微型小區。
儘管通信網路10被繪示為包含兩個基地台，然通信網路10可經實施以包含更多或更少基地台及/或其他類型之基地台。如圖1中展示，基地台可使用無線通信彼此通信以提供一無線回程網路。另外或替代地，基地台可使用有線及/或光學鏈路彼此通信。
圖1之通信網路10被繪示為包含一個行動裝置及一個固定無線裝置。行動裝置2及固定無線裝置4繪示使用者裝置或使用者設備(UE)之兩個實例。儘管通信網路10被繪示為包含兩個使用者裝置，然通信網路10可用於與更多或更少使用者裝置及/或其他類型之使用者裝置通信。例如，使用者裝置可包含行動電話、平板電腦、膝上型電腦、IoT裝置、穿戴式電子器件及/或廣泛多種其他通信裝置。
通信網路10之使用者裝置可以廣泛多種方式共用可用網路資源(例如，可用頻譜)。
在一個實例中，使用分頻多重存取(FDMA)以將一頻帶劃分為多個頻率載波。另外，一或多個載波被分配給一特定使用者。FDMA之實例包含(但不限於)單載波FDMA (SC-FDMA)及正交FDMA (OFDMA)。OFDMA係將可用頻寬細分為多個相互正交窄頻帶副載波(其等可被單獨指派給不同使用者)之一多載波技術。
共用存取之其他實例包含(但不限於)：分時多重存取(TDMA)，其中將用於使用一頻率資源之特定時槽分配給一使用者；分碼多重存取(CDMA)，其中藉由將一獨有碼指派給各使用者裝置而在不同使用者之間共用一頻率資源；分空間多重存取(SDMA)，其中使用波束成形以藉由空間分割而提供共用存取；及非正交多重存取(NOMA)，其中使用功率域進行多重存取。例如，可使用NOMA以依相同頻率、時間及/或碼但使用不同功率位準伺服多個使用者裝置。
增強行動寬頻(eMBB)係指用於使LTE網路之系統容量增長之技術。例如，eMBB可係指針對每一使用者裝置具有至少10 Gbps之一峰值資料速率及100 Mbps之一最小值之通信。超可靠低延時通信(uRLLC)係指用於以非常低延時(例如，小於2毫秒)進行通信之技術。uRLLC可用於關鍵任務通信，諸如用於自主駕駛及/或遠端手術應用。大規模機器型通信(mMTC)係指與至日常物件之無線連接相關聯之低成本及低資料速率通信，諸如與物聯網(IoT)應用相關聯之通信。
圖1之通信網路10可用於支援廣泛多種先進通信特徵，包含(但不限於) eMBB、uRLLC及/或mMTC。
一通信鏈路(例如，在一基地台與一使用者裝置之間)之一峰值資料速率取決於各種因素。例如，峰值資料速率可受到通道頻寬、調變階數、分量載波數目及/或用於通信之天線數目之影響。
例如，在某些實施方案中，一通信鏈路之一資料速率可為約等於M*B*log 2(1+S/N)，其中M係通信通道之數目，B係通道頻寬，且S/N係信雜比(SNR)。
因此，可藉由以下各者增加一通信鏈路之資料速率：增加通信頻道之數目(例如，使用多個天線傳輸及接收)；使用更寬頻寬(例如，藉由聚合載波)；及/或改良SNR (例如，藉由增加傳輸功率及/或改良接收器靈敏度)。
5G NR通信系統可採用用於增強資料速率及/或通信效能之廣泛多種技術。 載波聚合
圖2A係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。載波聚合可用於藉由支援經由多個頻率載波之通信而加寬通信鏈路之頻寬，藉此藉由利用分段頻譜分配而增加使用者資料速率且增強網路容量。載波聚合可對諧波拒斥提出挑戰。可實施本文中所揭示之濾波器以在載波聚合應用中提供諧波拒斥。本文中揭示之射頻前端架構可在雙連接性應用中實施。
在所繪示實例中，通信鏈路經設置於一基地台21與一行動裝置22之間。如圖2A中展示，通信鏈路包含用於自基地台21至行動裝置22之RF通信之一下行鏈路通道及用於自行動裝置22至基地台21之RF通信之一上行鏈路通道。
儘管圖2A在FDD通信之內容脈絡中繪示載波聚合，然載波聚合亦可用於TDD通信。
在某些實施方案中，一通信鏈路可提供一下行鏈路通道及一上行鏈路通道之不對稱資料速率。例如，一通信鏈路可用於支援一相對高下行鏈路資料速率以實現多媒體內容至一行動裝置之高速串流，同時提供用於將資料自行動裝置上傳至雲端之一相對較慢資料速率。
在所繪示實例中，基地台21及行動裝置22經由載波聚合進行通信，該載波聚合可用於選擇性地增加通信鏈路之頻寬。載波聚合包含連續聚合，其中聚合相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可為不連續的，且可包含在一共同頻帶內或不同頻帶中之頻率上分離之載波。
在圖2A中展示之實例中，上行鏈路通道包含三個聚合分量載波f UL1、f UL2及f UL3。另外，下行鏈路通道包含五個聚合分量載波f DL1、f DL2、f DL3、f DL4及f DL5。儘管展示分量載波聚合之一個實例，然可針對上行鏈路及/或下行鏈路聚合更多或更少載波。再者，聚合載波之一數目可隨時間變化以達成所要上行鏈路及下行鏈路資料速率。
例如，相對於一特定行動裝置之上行鏈路及/或下行鏈路通信之聚合載波之數目可隨時間改變。例如，在裝置移動通過通信網路時及/或在網路使用隨時間改變時，聚合載波之數目可改變。
圖2B繪示用於圖2A之通信鏈路之上行鏈路載波聚合之各種實例。圖2B包含一第一載波聚合案例31、一第二載波聚合案例32及一第三載波聚合案例33，其等示意性地描繪三種類型之載波聚合。
載波聚合案例31至33繪示一第一分量載波f UL1、一第二分量載波f UL2及一第三分量載波f UL3之不同頻譜分配。儘管在聚合三個分量載波之內容脈絡中繪示圖2B，然載波聚合可用於聚合更多或更少載波。再者，儘管在上行鏈路之內容脈絡中繪示，然聚合案例亦適用於下行鏈路。
第一載波聚合案例31繪示頻帶內連續載波聚合，其中聚合在頻率上相鄰且在一共同頻帶中之分量載波。例如，第一載波聚合案例31描繪連續且定位於一第一頻帶BAND1內之分量載波f UL1、f UL2及f UL3之聚合。
繼續參考圖2B，第二載波聚合案例32繪示頻帶內非連續載波聚合，其中聚合在頻率上不相鄰且在一共同頻帶內之兩個或更多個分量載波。例如，第二載波聚合案例32描繪非連續但定位於一第一頻帶BAND1內之分量載波f UL1、f UL2及f UL3之聚合。
第三載波聚合案例33繪示頻帶間非連續載波聚合，其中聚合在頻率上不相鄰且在多個頻帶中之分量載波。例如，第三載波聚合案例33描繪一第一頻帶BAND1之分量載波f UL1及f UL2與一第二頻帶BAND2之分量載波f UL3之聚合。
圖2C繪示圖2A之通信鏈路之下行鏈路載波聚合之各種實例。該等實例描繪一第一分量載波f DL1、一第二分量載波f DL2、一第三分量載波f DL3、一第四分量載波f DL4及一第五分量載波f DL5之不同頻譜分配之各種載波聚合案例34至38。儘管在聚合五個分量載波之內容脈絡中繪示圖2C，然載波聚合可用於聚合更多或更少載波。再者，儘管在下行鏈路之內容脈絡中繪示，然聚合案例亦適用於上行鏈路。
第一載波聚合案例34描繪連續且定位於相同頻帶內之分量載波之聚合。另外，第二載波聚合案例35及第三載波聚合案例36繪示非連續但定位於相同頻帶內之兩個聚合實例。此外，第四載波聚合案例37及第五載波聚合案例38繪示兩個聚合實例，其中聚合在頻率上不相鄰且在多個頻帶中之分量載波。隨著聚合分量載波之數目增加，可能載波聚合案例之複雜性亦增加。
參考圖2A至圖2C，在載波聚合中使用之個別分量載波可具有各種頻率，包含(例如)在相同頻帶中或在多個頻帶中之頻率載波。另外，載波聚合適用於其中個別分量載波具有約相同頻寬之實施方案以及其中個別分量載波具有不同頻寬之實施方案。
某些通信網路將用於上行鏈路之一主要分量載波(PCC)或錨定載波及用於下行鏈路之一PCC分配給一特定使用者裝置。另外，當行動裝置使用用於上行鏈路或下行鏈路之一單一頻率載波通信時，使用者裝置使用PCC通信。為了增強用於上行鏈路通信之頻寬，上行鏈路PCC可與一或多個上行鏈路次要分量載波(SCC)聚合。另外，為了增強用於下行鏈路通信之頻寬，下行鏈路PCC可與一或多個下行鏈路SCC聚合。
在某些實施方案中，一通信網路針對各分量載波提供一網路小區。另外，一主要小區可使用一PCC操作，而一次要小區可使用一SCC操作。例如，歸因於載波之頻率及/或網路環境之差異，主要小區及次要小區可具有不同涵蓋區域。
授權輔助存取(LAA)係指下行鏈路載波聚合，其中與一行動通訊運營商相關聯之一授權頻率載波與未授權頻譜(諸如WiFi)中之一頻率載波聚合。LAA採用授權頻譜中之一下行鏈路PCC，該下行鏈路PCC攜載與通信鏈路相關聯之控制及發信資訊，而未授權頻譜在可用時經聚合用於更寬下行鏈路頻寬。LAA可搭配次要載波之動態調整進行操作以避免WiFi使用者及/或與WiFi使用者共存。增強型授權輔助存取(eLAA)係指LAA之一演進，其聚合授權及未授權頻譜用於下行鏈路及上行鏈路兩者。 雙連接性
隨著5G NR空中介面標準之引入，3GPP已容許5G及4G標準同時操作，以便促進過渡。此模式可稱為非獨立(NSA)操作或E-UTRAN新無線電雙連接性(EN-DC)且涉及同時傳輸及/或自一使用者設備(UE)接收之4G及5G載波兩者。EN-DC可對諧波拒斥提出挑戰。可實施本文中所揭示之濾波器以在雙連接性應用中提供諧波拒斥。本文中揭示之射頻前端架構可在雙連接性應用中實施。
在某些EN-DC應用中，雙連接性NSA涉及將5G系統覆疊於一現有4G核心網路上。對於此等應用中之雙連接性，基地台與UE之間的控制及同步可由4G網路執行，而5G網路係繫鏈至4G錨之一互補無線電存取網路。4G錨可憑藉5G資料/控制之覆疊連接至現有4G網路。
圖3係一實例雙連接性網路拓撲之一圖。此架構可利用LTE舊型覆蓋來確保服務交付之連續性及5G小區之逐步推出。一UE 30可同時傳輸雙上行鏈路LTE及NR載波。UE 30可傳輸一上行鏈路LTE載波Tx1至eNodeB (eNB) 31，同時傳輸一上行鏈路NR載波Tx2至gNodeB (gNB) 32以實施雙連接性。在圖3之實例網路拓撲中，上行鏈路載波Tx1、Tx2及/或下行鏈路載波Rx1、Rx2之任何合適組合可經由無線鏈路並行傳輸。eNB 31可提供與諸如一演進封包核心(EPC)之一核心網路之一連接。gNB 32可經由eNB 31與核心網路通信。控制平面資料可在UE 30與eNB 31之間無線傳遞。eNB 31亦可與gNB 32傳遞控制平面資料。
在圖3之實例雙連接性拓撲中，標準化頻帶及無線電存取技術(例如，FDD、TDD、SUL、SDL)之任何合適組合可無線傳輸且接收。此可提出與在UE 30中具有多個單獨無線電及頻帶作用相關之技術挑戰。對於一TDD LTE錨點，網路操作可為同步的，在此情況下，操作模式可約束為Tx1/Tx2及Rx1/Rx2，或異步的，其可涉及Tx1/Tx2、Tx1/Rx2、Rx1/Tx2、Rx1/Rx2。當LTE錨係一頻分雙工(FDD)載波時，TDD/FDD帶間操作可涉及同時Tx1/Rx1/Tx2及Tx1/Rx1/ Rx2。 具有諧波拒斥之可調諧濾波器
諧波拒斥可在多種可調諧濾波器中實施。將參考圖4至圖14論述可調諧濾波器之實例實施例。此等實例可調諧濾波器之特徵之任何適當組合可彼此一起實施。
在5G NR及其他應用中，諧波拒斥規格可較難滿足。為濾波器提供額外可調諧性可有助於滿足此等諧波拒斥規格。本文中揭示之實施例係關於具有至少一個可調諧阻抗電路及相互耦合之電感器以提供多種諧波之可調諧性之濾波器。具有相互耦合之電感器及擁有一或多個開關之至少一個可調諧阻抗電路之濾波器可在比不具有相互耦合電感器之類似濾波器更多之諧波處提供諧波拒斥。與不具有相互耦合電感器之先前設計相比，此可對相對於一可調諧阻抗電路中包含之開關數目更多之諧波提供可調諧性。在本文中揭示之濾波器之實施例中，與不具有相互耦合之類似濾波器相比，歸因於相互電感耦合，可在一濾波器中達成2或3倍之諧波狀態。本文中揭示之原理及優點可應用於相對於一可調諧阻抗電路中包含之開關數目更大倍數之諧波數目。本文中揭示之原理及優點不限於諧波拒斥，而亦可應用於任何其他適當之帶外拒斥及/或陷波濾波。
圖4係根據一實施例之一可調諧濾波器40之一示意圖。可調諧濾波器40經配置以對在一第一埠P 1與一第二埠P 2之間傳播之一射頻信號濾波。可調諧濾波器40可為一低通濾波器。如繪示，可調諧濾波器40包含一可調諧阻抗電路42、電感器及電容器。電感器之電感及電容器之電容可設定可調諧濾波器40之一頻率回應，包含通過之頻率以及在用於諧波拒斥之一頻率回應中存在陷波之位置。
可調諧濾波器40之電感器包含一第一電感器L 1及一第二電感器L 2。第一電感器L 1及第二電感器L 2彼此串聯。第一電感器L 1及第二電感器L 2彼此相互耦合。相互耦合亦可稱為磁耦合或相互電感耦合。第一電感器L 1及第二電感器L 2具有一耦合係數K。本文中揭示之可調諧濾波器40及/或一或多個其他可調諧濾波器之電感器可包含任何適當電感器，諸如一或多個表面安裝技術(SMT)電感器、一基板(例如，一層壓基板)上及/或嵌入其中之一或多個線圈、一或多個晶粒上電感器(例如，在與一可調諧阻抗電路中之一開關相同之晶粒上之一或多個電感器)、一或多個整合式被動裝置(IPD)電感器等或其等之任何適當組合。
可調諧濾波器40之電容器包含可調諧阻抗電路42之電容器C 11、C 12至C 1N及電容器C 2及C 3。本文中揭示之可調諧濾波器40及/或一或多個其他可調諧濾波器之電容器可包含任何適當電容器，諸如一或多個表面安裝技術(SMT)電容器、一或多個晶粒上電容器(例如，在與一可調諧阻抗電路中之一開關相同之晶粒上之一或多個電容器)、一或多個IPD電容器等或其等之任何適當組合。
在可調諧濾波器40中，可調諧阻抗電路42係一可調諧電容電路。可調諧阻抗電路42與可調諧濾波器40中之第一電感器L 1並聯。可調諧阻抗電路42與可調諧濾波器40中之第二電感器L 2並聯。可調諧阻抗電路42包含複數個電容器C 11、C 12、…、C 1N，其等各經配置與一各自開關S 11、S 12、…、S 1N串聯。各開關S 11、S 12、…、S 1N可將一各自電容器C 11、C 12、…、C 1N之一端選擇性地電耦合至第一電感器L 1。因此，各開關S 11、S 12、…、S 1N可將一各自電容器C 11、C 12、…、C 1N與第一電感器L 1選擇性地並聯電耦合。與第一電感器L 1並聯電耦合之(若干)電容器針對可調諧阻抗電路42之一特定狀態設定一有效電容。
雖然本文中揭示之實施例可包含可調諧電容電路，但本文中揭示之任何適當原理及優點可應用於可調諧阻抗電路。此等可調諧阻抗電路可包含可調諧電感電路。包含電感器及電容器之一濾波器之任何適當電感器可藉由一可調諧電感電路來實施，以調諧諧波拒斥。具有諧波拒斥之一些可調諧濾波器可包含一或多個可調諧電容電路及一或多個可調諧電感電路。
可調諧濾波器40經配置以提供諧波拒斥。可調諧濾波器40之一頻率回應中之諧波陷波之位置可基於可調諧阻抗電路42之一狀態來調諧。例如，閉合一開關S 11可將一電容器C 11與第一電感器L 1並聯耦合。此改變由可調諧阻抗電路42提供之有效電容及可調諧濾波器40之頻域中之陷波位置以用於諧波拒斥。憑藉相互耦合之電感器L 1及L 2，切換可調諧阻抗電路42之一開關可調整一頻率回應中比不具有相互耦合之電感器之一類似濾波器更多之陷波之位置。
所繪示之可調諧濾波器40包含一T網路。T網路包含：一第一並聯電感器電容器電路，其包含第一電感器L 1及可調諧阻抗電路42；一分路電容器C 3；及一第二並聯電感器電容器電路，其包含第二電感器L 2及電容器C 2。本文中揭示之任何適當原理及優點可應用於任何其他適當濾波器拓撲。
圖5係根據一實施例之一可調諧濾波器50之一示意圖。可調諧濾波器50與圖4之可調諧濾波器40類似，惟包含一額外並聯電感器電容器電路及一額外分路電容器除外。額外並聯電感器電容器電路包含一第三電感器L 3及一電容器C 4。額外分路電容器C 5耦合在額外電感器電容器電路與第一電感器L 1之間。如圖5中展示，第一電感器L 1與第二電感器L 2以及第三電感器L 3兩者相互耦合。第一電感器L 1及第二電感器L 2具有一耦合係數K 12。第一電感器L 1及第三電感器L 3具有一耦合係數K 31。改變可調諧濾波器50中之可調諧阻抗42之一開關之狀態可改變對應於具有可調諧濾波器50之相互電感耦合之可調諧濾波器50之一頻率回應中之諧波之三個陷波之位置。
圖6係根據一實施例之一可調諧濾波器60之一示意圖。可調諧濾波器60與圖5之可調諧濾波器50類似，惟各並聯電感器電容器電路包含一各自可調諧阻抗電路且電感器之各者彼此相互耦合除外。雖然圖6包含三個並聯電感器電容器電路，但可實施任何適當數目個電感器電容器電路。
如在圖6中繪示，可調諧阻抗電路42、52及62各配置成與一各自電感器L 1、L 2、L 3並聯。此等可調諧阻抗電路42、52及62可各調整與一各自電感器L 1、L 2、L 3並聯之一有效電容。
可調諧阻抗電路52與可調諧濾波器60中之第二電感器L 2並聯。可調諧阻抗電路52包含複數個電容器C 21、C 22、…、C 2N，其等各經配置與一各自開關S 21、S 22、…、S 2N串聯。各開關S 21、S 22、…、S 2N可將一各自電容器C 21、C 22、…、C 2N選擇性地電耦合至第二電感器L 2。因此，各開關S 21、S 22、…、S 2N可將一各自電容器C 21、C 22、…、C 2N與第二電感器L 2選擇性地並聯電耦合。
可調諧阻抗電路62與可調諧濾波器60中之第三電感器L 3並聯。可調諧阻抗電路62包含複數個電容器C 41、C 42、…、C 4N，其等各經配置與一各自開關S 41、S 42、…、S 4N串聯。各開關S 41、S 42、…、S 4N可將一各自電容器C 41、C 42、…、C 4N選擇性地電耦合至第三電感器L 3。因此，各開關S 41、S 42、…、S 4N可將一各自電容器C 41、C 42、…、C 4N與第三電感器L 3選擇性地並聯電耦合。
在可調諧濾波器60中，第一電感器L 1及第二電感器L 2具有一耦合係數K 12，第二電感器L 2及第三電感器L 3具有一耦合係數K 23，且第一電感器L 1及第三電感器L 3具有一耦合係數K 13。彼此相互耦合之電感器L 1及L 3提供相對於可調諧濾波器50之可調諧濾波器60中之額外相互耦合。
圖7係根據一實施例之一可調諧濾波器70之一示意圖。可調諧濾波器70類似於圖6之可調諧濾波器60，惟分路電容器C 3及C 5分別由可調諧阻抗電路72及74實施除外。圖7繪示本文中揭示之原理及優點應用於高階濾波器。
可調諧阻抗電路72包含複數個電容器C 31、C 32、…、C 3N，其等各經配置與一各自開關S 31、S 32、…、S 3N串聯。各開關S 31、S 32、…、S 3N可將一各自電容器C 31、C 32、…、C 3N選擇性地電耦合至第一電感器L 1與第一電感器L 2之間的一節點。因此，各開關S 31、S 32、…、S 3N可選擇性地分路電耦合一各自電容器C 31、C 32、…、C 3N。
可調諧阻抗電路74包含複數個電容器C 51、C 52、…、C 5N，其等各經配置與一各自開關S 51、S 52、…、S 5N串聯。各開關S 51、S 52、…、S 5N可將一各自電容器C 51、C 52、…、C 5N選擇性地電耦合至第二電感器L 2與第三電感器L 3之間的一節點。因此，各開關S 51、S 52、…、S 5N可在節點與接地之間選擇性地電耦合一各自電容器C 51、C 52、…、C 5N。
圖7繪示串聯及/或分路電容可藉由可調諧阻抗電路實施。在某些應用中，一濾波器之一或多個電容器可藉由一或多個可調諧電容電路實施，而濾波器之一或多個電容器可由不可調諧之一固定電容器實施。一可調諧濾波器之任何適當電容器可藉由根據本文中揭示之任何適當原理及優點之一可調諧電容電路實施。替代地或另外，一可調諧濾波器之任何適當電感器可藉由根據本文中揭示之任何適當原理及優點之一可調諧電感電路實施。用一可調諧阻抗電路調整電容及/或電感可調諧一可調諧濾波器之諧波拒斥。
在某些應用中，可包含與(若干)分路電容器串聯以形成一或多個諧波陷波器之(若干)電感器。此一分路電感器可與一或多個串聯電感器相互耦合。圖8A繪示與一分路電容器串聯配置之一分路電感器之一實例，其中分路電感器與串聯電感器相互耦合。
圖8A係根據一實施例之一可調諧濾波器80之一示意圖。可調諧濾波器80類似於圖4之可調諧濾波器40，惟包含與分路電容器C 3串聯之一分路電感器L S除外。分路電感器L S與第一電感器L 1及第二電感器L 2相互耦合。第一電感器L 1及分路電感器L S具有一耦合係數K 1S。第二電感器L 2及分路電感器L S具有一耦合係數K 2S。
圖8B係根據一實施例之一可調諧濾波器80’之一示意圖。可調諧濾波器80’類似於圖8A之可調諧濾波器80，惟不包含第二電感器L 2及第二電容器C 2除外。可調諧濾波器80’等效於可調諧濾波器80中之具有0之一阻抗之第二電感器L 2及具有0之一阻抗之第二電容器C 2。在可調諧濾波器80中，第二電感器L 2及第二電容器C 2各具有非零阻抗。
圖8C係圖8B之可調諧濾波器80’之一頻率回應之一圖表。圖表對應於包含具有四個開關S 11、S 12、S 13及S 14之一可調諧電容電路之可調諧濾波器80’，該等開關之各者與一各自電容器C 11、C 12、C 13及C 14串聯。作為一實例，具有圖8C中展示之頻率回應之可調諧濾波器80’可提供以下諧波拒斥：頻帶8二次諧波、頻帶8三次諧波、頻帶12三次諧波、頻帶13/頻帶14二次諧波、頻帶20/頻帶26三次諧波、頻帶28二次諧波、頻帶28三次諧波及頻帶71三次諧波。對應於圖8C中之頻率回應之可調諧濾波器80’經設計以在切換可調諧電容電路42之有效電容C1以用於覆蓋諧波規格時在相反方向上移動兩個陷波。
圖9係根據一實施例之一可調諧濾波器90之一示意圖。可調諧濾波器90類似於圖4之可調諧濾波器40，惟可調諧濾波器90具有一可調諧阻抗電路92而非可調諧阻抗電路42除外。可調諧阻抗電路92提供一有效電容C1。可調諧阻抗電路92可為經配置以調整與第一電感器L 1並聯之一電容之任何適當可調諧阻抗電路。作為一個實例，可調諧阻抗電路92可為可調諧阻抗電路42。作為另一實例，可調諧阻抗電路92可為包含基於一所施加之電壓改變電容之一變容器之一可調諧阻抗電路。將參考圖9論述實例技術解釋及實施例。
在不受理論約束的情況下，將論述可調諧濾波器90之一理論解釋。對於一帶內設計，
Figure 02_image007
係中心角頻率。忽略第一電容器
Figure 02_image009
及第二電容器
Figure 02_image011
之電容，對於可調諧濾波器90之兩個埠
Figure 02_image013
及
Figure 02_image015
假定，
Figure 02_image017
，且第一電感器L 1及第二電感器L 2之電感兩者皆等於L，則根據方程式1之第三電容器C 3之電容C 3對應於一同時共軛匹配。
Figure 02_image019
方程式1
諧波陷波
Figure 02_image021
可根據方程式2求出。
Figure 02_image023
方程式2
Figure 02_image025
Figure 02_image027
Figure 02_image029
藉由分別選擇第一及第二電感器L 1及L 2之一恰當耦合係數K，可調諧第一電容器
Figure 02_image009
之電容(及/或第二電容器
Figure 02_image011
及/或第三電容器
Figure 02_image031
)以將兩個諧波陷波調整至所要頻率。替代地或另外，可調諧第一電感器L 1之電感及/或第二電感器L 2之電感以將兩個諧波陷波調整至所要頻率。可調諧濾波器90之電感器電容器槽亦可經設計以在一些其他頻率下諧振，且因此陷波可在除基頻倍數以外之頻率。
吾人根據方程式3定義
Figure 02_image033
。
Figure 02_image035
方程式3 其中
Figure 02_image037
。
當
Figure 02_image039
時，兩個陷波無限分開。當
Figure 02_image041
時，兩個陷波重疊。函數
Figure 02_image043
係一單調遞增之平滑函數，具有相同域及範圍
Figure 02_image045
。
根據方程式
Figure 02_image047
，遵循：
Figure 02_image049
方程式4
假設吾人具有第二及第三電容器
Figure 02_image051
、
Figure 02_image052
之固定電容以及第一及第二電感器
Figure 02_image054
、
Figure 02_image056
之固定電感，則第一電容器
Figure 02_image009
之電容及第一與第二電感器
Figure 02_image054
、
Figure 02_image056
之間的相互耦合M保留為設計變量。當第一電容器之電容
Figure 02_image059
時，吾人根據方程式4具有
Figure 02_image061
。尋求
Figure 02_image063
之一解答，吾人具有：
Figure 02_image065
方程式5
此可重寫為：
Figure 02_image067
方程式6
假定對於一二階近似，
Figure 02_image069
，吾人具有如下方程式6之判別式：
Figure 02_image071
方程式7
此意謂藉由選擇恰當M，吾人可將
Figure 02_image073
設計為0至1之任一值。因此，陷波理論上可相對於彼此定位於頻域中之任何位置。
假定根據方程式3之
Figure 02_image075
係固定的，對於第二電容器
Figure 02_image011
之任何電容，可判定第一電容器
Figure 02_image009
之相互耦合M及電容。
根據方程式4，吾人有：
Figure 02_image078
方程式8
方程式8可重寫為：
Figure 02_image080
方程式9
若第一電容器
Figure 02_image009
之電容未知，則方程式9具有如下判別式(假設
Figure 02_image082
)：
Figure 02_image084
方程式10
只要選擇M使得
Figure 02_image086
，對於第一電容器
Figure 02_image009
之電容將存在2個(正)解以滿足指定
Figure 02_image075
。兩個解可自方程式11得到：
Figure 02_image088
方程式11
實際上，若第一電容器C 1之電容自
Figure 02_image090
改變至
Figure 02_image092
，吾人可預期
Figure 02_image094
保持相當恆定。此與下文描述之變異分析一致。
憑藉
Figure 02_image096
，可判定以下導數：
Figure 02_image098
因此，若
Figure 02_image100
，則藉由增加第一電容器
Figure 02_image009
之電容，兩個陷波將一起向下偏移。另外，在
Figure 02_image102
但接近於0之情況下，若吾人將第一電容器
Figure 02_image009
之電容從
Figure 02_image090
掃掠至
Figure 02_image092
，則吾人期望
Figure 02_image105
(或
Figure 02_image107
)改變極少。此外，若
Figure 02_image109
Figure 02_image111
，則增加
Figure 02_image009
應向下偏移
Figure 02_image113
，而
Figure 02_image115
可向上或向下偏移。兩個陷波在頻域中在相反方向上偏移之情況可在各種應用中實施，以用於提供帶外拒斥。
研究可調諧濾波器90之第一電感器L 1及第二電感器L 2之耦合係數。圖10係耦合係數對照第一電感器L 1與第二電感器L 2之間的距離之一圖表。可使用兩個相對緊密放置之SMT電感器來實現電感器之相互耦合。作為另一實例，電感器之相互耦合可憑藉一積層中或一晶粒上之兩個恰當對準之嵌入線圈來實現。圖10係可調諧濾波器90之第一電感器L 1及第二電感器L 2之一實施例之耦合係數之量值之一圖表，其中第一電感器L 1及第二電感器L 2各具有2.7奈亨利(nH)之一電感。圖10指示電感器之實體佈局影響相互耦合，且具體言之，電感器之間的距離可影響相互耦合。相互耦合之電感器之幾何形狀亦可影響相互耦合。
耦合係數通常亦取決於相互耦合之電感器之極性。藉由切換一個相互耦合之電感器之極性，可切換耦合係數之符號(例如，從正至負，或從負至正)。圖式中繪示之電感器之點表示此等電感器之極性。
現將論述圖9之可調諧濾波器90之一第一設計實例。在此實例中，藉由切換至可調諧阻抗電路92之兩個不同有效電容值，可調諧濾波器90具有兩個工作頻率(1 GHz及0.9 GHz)。各狀態具有2fo拒斥＞25分貝(dB)及3fo拒斥＞35 dB，其中2fo拒斥為二次諧波拒斥，且3fo拒斥為三次諧波拒斥。在此實例中，第一及第二電感器L 1及L 2假定具有一恆定品質因數(Q) 20。可調諧阻抗電路92係可調整的及/或可切換的，使得當以1 GHz操作時提供一第一有效電容
Figure 02_image117
，當以0.9 GHz操作時提供一第二有效電容
Figure 02_image119
。為了達成此等效能規格，可調諧濾波器90可包含具有以下表1中展示之值之組件。
   L1 C1A C1B L2 C2 C3 K
值 3 nH 1.31 pF 1.99 pF 3 nH 1.41 pF 1.87 pF -0.11
表1
圖11係展示根據第一設計實例設計之圖9之可調諧濾波器90之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。圖11中之一第一曲線展示以1 GHz操作之二次及三次諧波之陷波位置。圖11中之一第二曲線展示以0.9 GHz操作之二次及三次諧波之陷波位置。此等曲線展示可調諧濾波器90之一頻率回應中之兩個陷波之位置藉由針對兩個不同工作頻率改變可調諧阻抗電路92之有效電容而改變。因此，當可調諧阻抗電路92包含經配置以將一電容器之一端選擇性地電耦合至第一電感器L 1以改變可調諧阻抗電路92之狀態之一開關時，改變開關之狀態可改變可調諧濾波器90之頻率回應中之兩個陷波之位置。
現將論述圖9之可調諧濾波器90之一第二設計實例。在此實例中，藉由切換至可調諧阻抗電路92之三個不同有效電容值，可調諧濾波器90具有三個工作頻率(1 GHz、0.9 GHz及0.8 GHz)。各狀態具有2fo拒斥＞25 dB及3fo拒斥＞35 dB。在此實例中，電感器L 1及L 2假定具有一恆定Q 20。可調諧阻抗電路92係可調整的及/或可切換的，使得當以1 GHz操作時提供一第一有效電容
Figure 02_image121
，當以0.9 GHz操作時提供一第二有效電容
Figure 02_image123
，且當以0.8 GHz操作時提供一第三有效電容
Figure 02_image125
。為了達成此等效能規格，可調諧濾波器90可包含具有以下表2中展示之值之組件。
   L1 C1A C1B C1C L2 C2 C3 K
值 4 nH 0.90 pF 1.27 pF 2.10 pF 4 nH 1.26 pF 2.24 pF -0.084
表2
圖12係展示根據第二設計實例設計之圖9之可調諧濾波器90之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。圖12中之一第一曲線展示以1 GHz操作之二次及三次諧波之陷波位置。圖12中之一第二曲線展示以0.9 GHz操作之二次及三次諧波之陷波位置。圖12中之一第三曲線展示以0.8 GHz操作之二次及三次諧波之陷波位置。此等曲線展示可調諧濾波器90之一頻率回應中之兩個陷波之位置藉由針對三個不同工作頻率改變可調諧阻抗電路92之有效電容而改變。因此，當可調諧阻抗電路92包含經配置以將一電容器之一端選擇性地電耦合至第一電感器L 1以改變可調諧阻抗電路92之狀態之一開關時，改變開關之狀態可改變可調諧濾波器90之頻率回應中之兩個陷波之位置。
圖13係根據一實施例之一可調諧濾波器130之一示意圖。可調諧濾波器130類似於圖5之可調諧濾波器50，惟可調諧濾波器130具有一可調諧阻抗電路92而非可調諧阻抗電路42除外。
現將參考可調諧濾波器130論述一第三設計實例。在此實例中，藉由切換至可調諧阻抗電路92之兩個不同有效電容值，可調諧濾波器130具有兩個工作頻率(1 GHz及0.9 GHz)。各狀態具有2fo拒斥＞30 dB，3fo拒斥＞50 dB及4fo拒斥＞60 dB，其中2fo拒斥為二次諧波拒斥，3fo為三次諧波拒斥且4fo為四次諧波拒斥。在此實例中，電感器L 1及L 2假定具有一恆定Q 20。可調諧阻抗電路92係可調整的及/或可切換的，使得當以1 GHz操作時提供一第一有效電容
Figure 02_image127
，當以0.9 GHz操作時提供一第二有效電容
Figure 02_image129
。為了達成此等效能規格，可調諧濾波器130可包含具有以下表3A及表3B中展示之值之組件。
   L1 C1A C1B L2 C2 C3
值 7 nH 0.38 pF 0.71 pF 2.5 nH 0.84 pF 2.5 pF
表3A
   C4 C5 L3 K12 K31
值 1.81 pF 2.5 pF 2.5 nH ‑0.017 ‑0.086
表3B
圖14係展示根據第三設計實例設計之圖13之可調諧濾波器130之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。圖14中之一第一曲線展示以1 GHz操作之二次、三次及四次諧波之陷波位置。圖14中之一第二曲線展示以0.9 GHz操作之二次、三次及四次諧波之陷波位置。此等曲線展示可調諧濾波器130之一頻率回應中之三個陷波之位置藉由針對兩個不同工作頻率改變可調諧阻抗電路92之有效電容而改變。
揭示可用N個開關實現M x 2 N個諧波狀態之濾波器設計，其中M係二或更大之一整數。本文中揭示之濾波器設計使用電感相互耦合來增加諧波可調諧狀態。已描述M = 2(設計實例1及2)及M = 3(設計實例3)之實例設計。儘管本文中揭示之實施例可與低通濾波器相關，但本文中揭示之任何適當原理及優點可針對其他類型之濾波器實施，例如高通濾波器及/或帶通濾波器及/或帶拒濾波器。
本文中揭示之原理及優點可在各種濾波器中實施。例如，本文中揭示之濾波器可為或可包含在包含被動阻抗元件之非聲學濾波器中。作為另一實例，本文中揭示之濾波器可包含在一混合濾波器中，該混合濾波器在某些應用中包含電感及電容組件以及一或多個聲波諧振器。例如，電感及電容組件可設定此一混合濾波器之一通帶或阻帶，且一或多個聲波諧振器可針對混合濾波器達成一或多個相對尖銳之帶邊緣。 具有可調諧濾波器之射頻系統
本文中揭示之可調諧濾波器可包含在射頻系統中，諸如在一射頻前端中。根據本文中揭示之任何適當原理及優點之一可調諧濾波器可在一系統中之任何適當位置處實施，該系統可受益於由本文中揭示之濾波器提供之諧波拒斥。
圖15A係具有一可調諧濾波器152之一射頻系統150之一示意性方塊圖。如圖15A中展示，可調諧濾波器152耦合在一天線開關154與一天線155之間。可調諧濾波器152可根據本文中揭示之任何適當原理及優點來實施以針對在天線開關154與天線155之間傳播之射頻信號提供諧波拒斥。
圖15B係具有一可調諧濾波器157之一射頻系統156之一示意性方塊圖。如圖15B中展示，可調諧濾波器157耦合在一功率放大器158與一頻帶選擇開關159之間。頻帶選擇開關159可將功率放大器158之一輸出電連接至一特定操作頻帶之一射頻信號路徑。此一射頻信號路徑可包含具有對應於操作頻帶之一通帶之一帶通濾波器。頻帶選擇開關159係可將可調諧濾波器157選擇性地電連接至一選定射頻信號路徑之一多擲開關之一實例。可調諧濾波器157可根據本文中揭示之任何適當原理及優點來實施以針對在功率放大器158之一輸出與頻帶選擇開關159之間傳播之射頻信號提供諧波拒斥。 無線通信裝置
本文中揭示之可調諧濾波器可包含在無線通信裝置中，諸如行動裝置。可在任何適當無線通信裝置中實施根據本文中揭示之任何適當原理及優點之一或多個可調諧濾波器。將參考圖16論述此一無線通信裝置之一實例。
圖16係一行動裝置800之一項實施例之一示意圖。行動裝置800包含一基頻帶系統801、一收發器802、一前端系統803、天線804、一功率管理系統805、一記憶體806、一使用者介面807及一電池808。
行動裝置800可用於使用廣泛多種通信技術進行通信，包含(但不限於) 2G、3G、4G (包含LTE、進階LTE及進階LTE Pro)、5G NR、WLAN (例如，Wi-Fi)、WPAN (例如，藍芽及ZigBee)、WMAN (例如，WiMax)及/或GPS技術。
收發器802產生RF信號以供傳輸且處理從天線804接收之傳入RF信號。將理解，可藉由在圖16中共同地表示為收發器802之一或多個組件達成與RF信號之傳輸及接收相關聯之各種功能性。在一個實例中，可提供單獨組件(例如，單獨電路或晶粒)以處置某些類型之RF信號。
前端系統803有助於調節傳輸至天線804及/或從天線804接收之信號。在所繪示實施例中，前端系統803包含天線調諧電路810、功率放大器(PA) 811、低雜訊放大器(LNA) 812、濾波器813、開關814及信號分離/組合電路815。然而，其他實施方案係可行的。濾波器813可包含具有諧波拒斥之一或多個可調諧濾波器，該等可調諧濾波器包含本文中揭示之實施例之一或多個特徵。
例如，前端系統803可提供數種功能性，包含(但不限於)放大用於傳輸之信號、放大所接收信號、對信號進行濾波、在不同頻帶之間切換、在不同功率模式之間切換、在傳輸模式與接收模式之間切換、雙工化信號、多工化(例如，雙工或三工)信號或其等之某一組合。
在某些實施方案中，行動裝置800支援載波聚合，藉此提供靈活性以增加峰值資料速率。載波聚合可用於分頻雙工(FDD)及分時雙工(TDD)兩者，且可用於聚合複數個載波或通道。載波聚合包含連續聚合，其中聚合相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可為非連續的，且可包含在一共同頻帶內或不同頻帶內之頻率上分離之載波。
天線804可包含用於廣泛多種類型之通信之天線。例如，天線804可包含用於傳輸及/或接收與廣泛多種頻率及通信標準相關聯之信號之天線。
在某些實施方案中，天線804支援MIMO通信及/或切換分集通信。例如，MIMO通信使用多個天線以經由一單一射頻通道傳遞多個資料串流。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信受益於較高信雜比、改良之編碼及/或減少之信號干擾。切換分集係指其中選擇一特定天線以在一特定時間操作之通信。例如，可使用一開關以基於各種因素(諸如一經觀察位元錯誤率及/或一信號強度指示符)自一天線群組選擇一特定天線。
在某些實施方案中，行動裝置800可使用波束成形進行操作。例如，前端系統803可包含具有可控制增益之放大器及具有可控制相位以提供波束成形及用於使用天線804傳輸及/或接收信號之方向性之相移器。例如，在信號傳輸之內容脈絡中，提供至天線804之傳輸信號之振幅及相位經控制使得來自天線804之經輻射信號使用相長及相消干涉組合以產生在一給定方向上傳播之展現具有更大信號強度之波束式品質之一聚合傳輸信號。在信號接收之背景內容中，振幅及相位經控制使得當信號自一特定方向到達天線804時，接收更大信號能量。在某些實施方案中，天線804包含天線元件之一或多個陣列以增強波束成形。
基頻帶系統801經耦合至使用者介面807以促進各種使用者輸入及輸出(I/O) (諸如語音及資料)之處理。基頻帶系統801將傳輸信號之數位表示提供給收發器802，收發器802處理傳輸信號之數位表示以產生RF信號以供傳輸。基頻帶系統801亦處理由收發器802提供之經接收信號之數位表示。如圖16中展示，基頻帶系統801經耦合至記憶體806以促進行動裝置800之操作。
記憶體806可用於廣泛多種目的，諸如儲存資料及/或指令以促進行動裝置800之操作及/或提供使用者資訊之儲存。
功率管理系統805提供行動裝置800之數個功率管理功能。在某些實施方案中，功率管理系統805包含控制功率放大器811之供應電壓之一PA供應控制電路。例如，功率管理系統805可經組態以改變提供至功率放大器811之一或多者之(若干)供應電壓以改良效率，諸如功率附加效率(PAE)。
如圖16中展示，功率管理系統805從電池808接收一電池電壓。電池808可為用於行動裝置800中之任何適合電池，包含例如鋰離子電池。 應用、術語及結論
可結合行動裝置(諸如蜂巢式耳機)實施上文描述之任一實施例。實施例之原理及優點可用於可獲益於本文中描述之任一實施例之任何系統或設備(諸如任何上行鏈路無線通信裝置)。本文中之教示可適用於各種系統。雖然本發明包含實例實施例，但本文中描述之教示可應用至各種結構。可結合經組態以處理具有在自約30 kHz至300 GHz之一範圍中之一頻率(諸如在自約450 MHz至8.5 GHz之一頻率範圍中)之信號之RF電路實施本文中論述之任一原理及優點。本文中揭示之可調諧濾波器可對高達且包含毫米波頻率之頻率(例如，5G NR規範之FR2內之頻率)之RF信號進行濾波。
可在各種電子裝置中實施本發明之態樣。電子裝置之實例可包含(但不限於)消費型電子產品、消費型電子產品之部分，諸如經封裝射頻模組、射頻濾波器晶粒、上行鏈路無線通信裝置、無線通信基礎設施、電子測試設備等。電子裝置之實例可包含(但不限於)：一行動電話(諸如一智慧型電話)、一可穿戴運算裝置(諸如一智慧型手錶或一耳機)、一電話、一電視、一電腦監視器、一電腦、一數據機、一手持式電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一微波爐、一冰箱、一車載電子器件系統(諸如一汽車電子器件系統)、一機器人(諸如一工業機器人)、一物聯網裝置、一立體聲系統、一數位音樂播放器、一無線電、一相機(諸如一數位相機)、一可攜式記憶體晶片、一家用設備(諸如一洗衣器或一乾衣器)、一周邊裝置、一腕錶、一時鐘等。此外，電子裝置可包含未完成產品。
除非內容脈絡另有指示，否則貫穿描述及發明申請專利範圍，字詞「包括(comprise、comprising)」、「包含(include、including)」及類似物應解釋為一包含性意義而非一排他性或詳盡性意義；即，「包含但不限於」之意義。除非另外具體陳述或除非在如所使用之本背景內容內理解，否則本文中所使用之條件語言，尤其諸如「可」、「可以」、「可能」、「能夠」、「例如(e.g./for example)」、「諸如」及類似者通常旨在傳達某些實施例包含(而其他實施例不包含)某些特徵、元件及/或狀態。如本文中通常使用之字詞「耦合」係指可直接連接或經由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。同樣地，如本文中通常使用之字詞「連接」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。另外，字詞「本文」、「上文」、「下文」及具有類似意思之字詞當用於本申請案中時應係指本申請案整體且非本申請案之任何特定部分。在背景內容允許之情況下，使用單數或複數之上文實施方式中之字詞亦可分別包含複數或單數。
雖然已描述某些實施例，但此等實施例僅藉由實例呈現，且不旨在限制本發明之範疇。實際上，本文中描述之新穎濾波器、無線通信裝置、設備、方法、及系統可以各種其他形式體現。此外，可在不脫離本發明之精神之情況下在本文中描述之濾波器、無線通信裝置、設備、方法、及系統之形式中作出各種省略、替換及改變。例如，雖然按一給定配置呈現方塊，但替代實施例可用不同組件及/或電路拓撲執行類似功能，且可刪除、移動、添加、細分、組合及/或修改一些方塊。可以各種不同方式實施此等方塊之各者。在上文描述之各種實施例之元件及動作之任何適當組合可經組合以提供進一步實施例。隨附發明申請專利範圍及其等之等效物旨在涵蓋將屬於本發明之範疇及精神之此等形式或修改。
1:巨型小區基地台 2:行動裝置 3:小型小區基地台 4:固定無線裝置 10:通信網路 21:基地台 22:行動裝置 30:UE 31:第一載波聚合案例 32:第二載波聚合案例 33:第三載波聚合案例 34:第一載波聚合案例 35:第二載波聚合案例 36:第三載波聚合案例 37:第四載波聚合案例 38:第五載波聚合案例 40:可調諧濾波器 42:可調諧阻抗電路 50:可調諧濾波器 52:可調諧阻抗電路 60:可調諧濾波器 62:可調諧阻抗電路 70:可調諧濾波器 72:可調諧阻抗電路 74:可調諧阻抗電路 80:可調諧濾波器 80’:可調諧濾波器 90:可調諧濾波器 92:可調諧阻抗電路 130:可調諧濾波器 150:射頻系統 152:可調諧濾波器 154:天線開關 155:天線 156:射頻系統 157:可調諧濾波器 158:功率放大器 159:頻帶選擇開關 800:行動裝置 801:基頻帶系統 802:收發器 803:前端系統 804:天線 805:功率管理系統 806:記憶體 807:使用者介面 808:電池 810:天線調諧電路 811:功率放大器(PA) 812:低雜訊放大器(LNA) 813:濾波器 814:開關 815:信號分離/組合電路 C 2:電容器 C 3:電容器 C 4:電容器 C 5:電容器 C 11至C 1N:電容器 C 21至C 2N:電容器 C 31至C 3N:電容器 C 41至C 4N:電容器 C 51至C 5N:電容器 f DL1至f DL5:聚合分量載波 f UL1至f UL3:聚合分量載波 K:耦合係數 K 12:耦合係數 K 13:耦合係數 K 1S:耦合係數 K 23:耦合係數 K 2S:耦合係數 K 31:耦合係數 L 1:第一電感器 L 2:第二電感器 L 3:第三電感器 L S:分路電感器 P 1:第一埠 P 2:第二埠 S 11至S 1N:開關 S 21至S 2N:開關 S 31至S 3N:開關 S 41至S 4N:開關
現將藉由非限制性實例且參考附圖描述本發明之實施例。
圖1係一通信網路之一個實例之一示意圖。
圖2A係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。
圖2B繪示圖2A之通信鏈路之上行鏈路載波聚合之各種實例。
圖2C繪示圖2A之通信鏈路之下行鏈路載波聚合之各種實例。
圖3係一實例雙連接性網路拓撲之一圖。
圖4係根據一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖5係根據另一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖6係根據另一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖7係根據另一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖8A係根據另一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖8B係根據另一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖8C係圖8B之濾波器之一頻率回應之一圖表。
圖9係根據一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖10係耦合係數對照兩個相互耦合之電感器之間的距離之一圖表。
圖11係展示根據一第一設計實例之圖9之可調諧濾波器之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。
圖12係展示根據一第二設計實例之圖9之可調諧濾波器之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。
圖13係根據一實施例之一可調諧濾波器之一示意圖。
圖14係展示根據一第三設計實例之圖13之可調諧濾波器之諧波陷波之位置之一模擬之一圖表。
圖15A係根據一實施例之具有一可調諧濾波器之一射頻系統之一示意性方塊圖。
圖15B係根據另一實施例之具有一可調諧濾波器之一射頻系統之一示意性方塊圖。
圖16係一行動裝置之一項實施例之一示意圖。
40:可調諧濾波器
42:可調諧阻抗電路
C2:電容器
C3:電容器
C11至C1N:電容器
K:耦合係數
L1:第一電感器
L2:第二電感器
P1:第一埠
P2:第二埠
S11至S1N:開關

Claims (40)

  1. 一種具有可調諧拒斥之可調諧濾波器，該可調諧濾波器包括： 一第一電感器； 一第二電感器，其與該第一電感器相互耦合；及 一可調諧阻抗電路，其經電連接至該第一電感器，該可調諧阻抗電路包含一開關且經組態以藉由改變該開關之一狀態來調整該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少兩個陷波，且該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號進行濾波。
  2. 如請求項1之可調諧濾波器，其中該開關經配置以將一電容器之一端選擇性地電耦合至該第一電感器。
  3. 如請求項2之可調諧濾波器，其中該可調諧阻抗電路包含一第二開關，其經配置以將一第二電容器之一端選擇性地電耦合至該第一電感器。
  4. 如請求項1之可調諧濾波器，其中改變該開關之該狀態調整該可調諧濾波器之該頻率回應中之至少三個陷波之位置。
  5. 如請求項1之可調諧濾波器，其中該可調諧阻抗電路包含一可調諧電容電路。
  6. 如請求項5之可調諧濾波器，其中該可調諧電容電路與該第一電感器並聯。
  7. 如請求項6之可調諧濾波器，其中該第一電感器與該第二電感器串聯。
  8. 如請求項7之可調諧濾波器，其進一步包括與該第二電感器並聯之一第二可調諧電容電路。
  9. 如請求項5之可調諧濾波器，其中該可調諧電容電路經配置以在該第一電感器與該第二電感器之間的一節點處提供一分路電容。
  10. 如請求項1之可調諧濾波器，其中該第一電感器與該第二電感器串聯，一第一電容與該第一電感器並聯，且一第二電容與該第二電感器並聯。
  11. 如請求項10之可調諧濾波器，其進一步包括耦合於該第一電感器與該第二電感器之間的一分路電容器。
  12. 如請求項11之可調諧濾波器，其中該可調諧阻抗電路經組態以提供該第一電容。
  13. 如請求項1之可調諧濾波器，其中該第一電感器係一串聯電感器，且該第二電感器係一分路電感器。
  14. 如請求項13之可調諧濾波器，其中該可調諧阻抗電路包含與該第一電感器並聯之一可調諧電容電路。
  15. 如請求項14之可調諧濾波器，其進一步包括與該第一電感器串聯之一電感器電容器電路。
  16. 如請求項15之可調諧濾波器，其中該電感器電容器電路包含一第三電感器，且該第三電感器與該第一電感器或該第二電感器中之至少一者相互耦合。
  17. 如請求項1之可調諧濾波器，其中該至少兩個陷波提供諧波拒斥。
  18. 一種對射頻信號進行濾波之方法，該方法包括： 使用在一第一狀態中之一可調諧濾波器對一第一射頻信號進行濾波； 在對該第一射頻信號進行該濾波之後，將該可調諧濾波器之一可調諧阻抗電路之一開關之一狀態從該第一狀態改變為一第二狀態，以調整對應於諧波之該可調諧濾波器之一頻率回應之至少兩個陷波，該可調諧濾波器包含相互耦合之電感器及該可調諧阻抗電路，該可調諧阻抗電路電連接至該等相互耦合之電感器；及 當該可調諧濾波器處於該第二狀態中時，用該可調諧濾波器對一第二射頻信號進行濾波。
  19. 如請求項18之方法，其中改變該開關之該狀態調整該可調諧濾波器之該頻率回應之至少三個陷波。
  20. 一種無線通信裝置，其包括： 一可調諧濾波器，其包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器及電連接至該第一電感器之一可調諧阻抗電路，該可調諧阻抗電路包含一開關且經組態以藉由改變該開關之一狀態來調整該可調諧濾波器之一頻域中之至少兩個陷波；及 一天線，其經組態以傳輸由該可調諧濾波器濾波之一射頻信號。
  21. 一種具有諧波拒斥之可調諧濾波器，該可調諧濾波器包括： 一第一電感器； 一第二電感器，其與該第一電感器相互耦合；及 一可調諧電容電路，其電連接至該第一電感器，該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
    Figure 03_image131
    個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，N係大於1之一正整數，且該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號進行濾波。
  22. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該N個開關經組態以針對至少
    Figure 03_image133
    個諧波調整該可調諧濾波器之諧波拒斥。
  23. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該可調諧電容電路與該第一電感器並聯。
  24. 如請求項23之可調諧濾波器，其進一步包括與該第二電感器並聯之一電容以及該第一與該第二電感器之間的一分路電容，該第一電感器與該第二電感器串聯。
  25. 如請求項21之可調諧濾波器，其中改變該複數個開關之一第一開關之一狀態改變該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少兩個陷波之位置。
  26. 如請求項21之可調諧濾波器，其中改變該複數個開關之一第一開關之一狀態改變該可調諧濾波器之一頻率回應中之至少三個陷波之位置。
  27. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該第二電感器係一分路電感器。
  28. 如請求項27之可調諧濾波器，其中該可調諧電容電路與該第一電感器並聯。
  29. 如請求項28之可調諧濾波器，其進一步包括與該第二電感器串聯之一分路電容器，該分路電容器藉由該第二電感器電連接至該第一電感器。
  30. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該
    Figure 03_image135
    個諧波包含至少一個二次諧波及至少一個三次諧波。
  31. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該
    Figure 03_image135
    個諧波包含與一第五代新無線電操作頻帶相關聯之至少一個諧波。
  32. 如請求項21之可調諧濾波器，其中該
    Figure 03_image135
    個諧波包含與一第五代新無線電操作頻帶相關聯之至少一個諧波及與一第四代長期演進操作頻帶相關聯之至少一個諧波。
  33. 一種無線通信裝置，其包括： 一射頻前端，其包含一可調諧濾波器，該可調諧濾波器包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器及一可調諧電容電路，其電連接至該第一電感器，該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
    Figure 03_image135
    個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，N係大於1之一正整數，且該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號進行濾波；及 一天線，其與該射頻前端通信。
  34. 如請求項33之無線通信裝置，其中該天線經配置以傳輸由該可調諧濾波器濾波之一射頻信號。
  35. 如請求項33之無線通信裝置，其中該射頻前端包含一天線開關，該可調諧濾波器耦合在該天線開關與該天線之間。
  36. 如請求項33之無線通信裝置，其中該射頻前端包含一功率放大器及一頻帶選擇開關，該可調諧濾波器耦合於該功率放大器與該頻帶選擇開關之間。
  37. 如請求項33之無線通信裝置，其中該無線通信裝置經組態以實施雙連接性，該可調諧濾波器經組態以針對該雙連接性提供拒斥。
  38. 如請求項33之無線通信裝置，其中該無線通信裝置經組態以實施載波聚合，該可調諧濾波器經組態以針對該等載波聚合提供拒斥。
  39. 如請求項33之無線通信裝置，其中N至少為4。
  40. 一種射頻系統，其包括： 一天線開關； 一可調諧濾波器，其包含一第一電感器、與該第一電感器相互耦合之一第二電感器及電連接至該第一電感器之一可調諧電容電路，該可調諧電容電路包含N個開關，其等經組態以調整該可調諧電容電路之有效電容，以針對至少
    Figure 03_image135
    個諧波調諧該可調諧濾波器之諧波拒斥，N係大於1之一正整數，且該可調諧濾波器經配置以對一射頻信號進行濾波；及 一天線埠，該可調諧濾波器耦合在該天線開關與該天線埠之間的一信號路徑中。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2599986A (en) 2020-06-30 2022-04-20 Skyworks Solutions Inc Tunable filter with mutually coupled inductors
US12003263B2 (en) * 2020-08-31 2024-06-04 Skyworks Solutions, Inc. Radio frequency front end with tunable filters
GB2603998B (en) 2020-12-07 2023-04-26 Skyworks Solutions Inc Radio frequency front end module including common filter
CN116260417B (zh) * 2023-05-16 2023-07-11 成都频岢微电子有限公司 一种单谐振器滤波器、多谐振器滤波器和射频前端模组

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040183626A1 (en) 2003-02-05 2004-09-23 Qinghua Kang Electronically tunable block filter with tunable transmission zeros
US7400212B1 (en) 2005-06-07 2008-07-15 Vishinsky Adam S Self-tuned active bandpass filters
US8803615B2 (en) 2012-01-23 2014-08-12 Qualcomm Incorporated Impedance matching circuit with tunable notch filters for power amplifier
US9685928B2 (en) 2013-08-01 2017-06-20 Qorvo Us, Inc. Interference rejection RF filters
US9444417B2 (en) * 2013-03-15 2016-09-13 Qorvo Us, Inc. Weakly coupled RF network based power amplifier architecture
US9628045B2 (en) * 2013-08-01 2017-04-18 Qorvo Us, Inc. Cooperative tunable RF filters
US9484879B2 (en) 2013-06-06 2016-11-01 Qorvo Us, Inc. Nonlinear capacitance linearization
US9825656B2 (en) 2013-08-01 2017-11-21 Qorvo Us, Inc. Weakly coupled tunable RF transmitter architecture
US9871499B2 (en) * 2013-03-15 2018-01-16 Qorvo Us, Inc. Multi-band impedance tuners using weakly-coupled LC resonators
US9780756B2 (en) 2013-08-01 2017-10-03 Qorvo Us, Inc. Calibration for a tunable RF filter structure
DE102013213212A1 (de) 2013-07-05 2015-01-08 Fischer Rohrtechnik Gmbh Staubsauger-Saugrohr
US9859943B2 (en) 2013-09-26 2018-01-02 Qorvo Us, Inc. Tunable RF diplexer
US9172353B2 (en) * 2013-10-09 2015-10-27 Analog Devices, Inc. Programmable filter
DE102014102518B4 (de) * 2014-02-26 2022-04-28 Snaptrack, Inc. Package für ein abstimmbares Filter
US9735752B2 (en) * 2014-12-03 2017-08-15 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable filters
US9712195B2 (en) 2015-05-13 2017-07-18 Qualcomm Incorporated Radio frequency low noise amplifier with on-chip matching and built-in tunable filter
US9859867B2 (en) 2015-07-10 2018-01-02 Toshiba International Corporation Tunable LC filter
WO2017040221A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Skyworks Solutions, Inc Tunable notch filter
US9712197B2 (en) 2015-08-28 2017-07-18 Skyworks Solutions, Inc. Tunable notch filter and contour tuning circuit
US9966982B2 (en) 2015-09-02 2018-05-08 Skyworks Solutions, Inc. Contour tuning circuit
US10158030B2 (en) 2017-02-13 2018-12-18 Qualcomm Incorporated CMOS and bipolar device integration including a tunable capacitor
GB201705913D0 (en) * 2017-04-12 2017-05-24 Novelda As Filter
US10396748B2 (en) * 2017-10-11 2019-08-27 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Linear, low noise, high Q and widely tunable notch filter
CN111279612B (zh) 2017-10-24 2023-08-22 株式会社村田制作所 高频电路、多工器、高频前端电路以及通信装置
CN215871340U (zh) * 2017-11-30 2022-02-18 株式会社村田制作所 滤波器电路以及合分波器
US10742192B2 (en) 2018-02-21 2020-08-11 Qorvo Us, Inc. Tunable notch filter
US11196401B2 (en) * 2018-08-14 2021-12-07 Newport Fab, Llc Radio frequency (RF) module using a tunable RF filter with non-volatile RF switches
US10848126B2 (en) * 2018-10-30 2020-11-24 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Band pass filter having parallel connected notch filter circuits
US10658999B1 (en) * 2019-07-09 2020-05-19 Silicon Laboratories Inc. On-chip harmonic filtering for radio frequency (RF) communications
US20230083695A1 (en) 2020-02-17 2023-03-16 Stmicroelectronics International N.V. Integrated circuit comprising an adaptation and filtering network including a direct current power supply stage, and corresponding adaptation and filtering process
GB2599986A (en) 2020-06-30 2022-04-20 Skyworks Solutions Inc Tunable filter with mutually coupled inductors
US12003263B2 (en) 2020-08-31 2024-06-04 Skyworks Solutions, Inc. Radio frequency front end with tunable filters

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