TWI654849B - 載波聚合電路 - Google Patents
載波聚合電路Info
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Abstract
載波聚合電路包含訊號輸入端、訊號輸出端、第一濾波器、第一輸出轉換電路、第二濾波器及第二輸出轉換電路。訊號輸入端接收射頻訊號，射頻訊號包含具有第一載波頻率的第一載波及具有第二載波頻率的第二載波。第一濾波器及第二濾波器分別耦接於訊號輸入端及訊號輸出端之間，並可分別濾除第一載波頻率及第二載波頻率以外之其他頻率訊號。第一輸出轉換電路耦接於第一濾波器及訊號輸出端之間，且其輸出阻抗對應於第二載波頻率等效上為開路。第二輸出轉換電路耦接於第二濾波器及訊號輸出端之間，且其輸出阻抗對應於第一載波頻率等效上為開路。
Description
本發明係有關於一種載波聚合電路，特別是一種能夠讓相異頻率之載波共用相同放大器的載波聚合電路。
隨著使用者對於網路資源的需求日益增加，進階長期演進技術(Long Term Evolution Advanced，LTE-Advanced)也提出了載波聚合(Carrier Aggregation，CA)的技術以因應日漸不足的網路頻寬。載波聚合主要是透過將多個分散頻段的頻寬加以整合，使得資料傳輸更有效率，進而提升網路通訊的速度。
在先前技術的載波聚合電路中，為了能夠取出所需頻段的訊號，常會透過對應頻段的濾波器來取出對應頻段的訊號。此外，由於不同濾波器路徑的阻抗不同，為避免各個路徑的負載效應互相干擾而產生雜訊，載波聚合電路會透過不同的放大器來放大不同頻段的訊號。然而，如此一來，載波聚合電路在設計上及使用上都會受到相當的限制。舉例來說，若欲使通訊裝置能夠支援不同頻段的載波聚合時，就必須更換舊有的載波聚合電路，並根據新的要求重新設計載波聚合電路。此外，由於目前各國開放的通訊頻段有所差異，因此前述載波聚合電路在設計及製造上所面臨的挑戰也就難以迴避。
本發明之一實施例提供一種載波聚合電路，載波聚合電路包含訊號輸入端、訊號輸出端、第一濾波器、第一輸出轉換電路、第二濾波器及第二輸出轉換電路。
訊號輸入端接收射頻訊號，射頻訊號包含第一載波及第二載波，第一載波具有第一載波頻率，第二載波具有第二載波頻率。
第一濾波器耦接於訊號輸入端及訊號輸出端之間，第一濾波器濾除第一載波頻率以外之其他頻率訊號，且第一濾波器具有輸入端及輸出端。第一輸出轉換電路耦接於第一濾波器之輸出端及訊號輸出端之間，第一輸出轉換電路之輸出阻抗對應於第二載波頻率等效上為開路。
第二濾波器耦接於訊號輸入端及訊號輸出端之間，第二濾波器濾除第二載波頻率以外之其他頻率訊號，且第二濾波器具有輸入端及輸出端。第二輸出轉換電路耦接於第二濾波器之輸出端及訊號輸出端之間，第二輸出轉換電路之輸出阻抗對應於第一載波頻率等效上為開路。
100、200、300、400、500、600‧‧‧載波聚合電路
1101、2101、3101‧‧‧第一輸出轉換電路
1102、2102、3102‧‧‧第二輸出轉換電路
3103‧‧‧第三輸出轉換電路
B1‧‧‧第一濾波器
B2‧‧‧第二濾波器
B3‧‧‧第三濾波器
IN‧‧‧訊號輸入端
OUT‧‧‧訊號輸出端
SIGRF‧‧‧射頻訊號
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CW3‧‧‧第三載波
1101N1、1102N1、3101N1、3101N2、3102N1、3102N2、3103N1、3103N2‧‧‧輸出阻抗轉換單元
1101M、1102M、3101M、3102M、3103M‧‧‧匹配輸出轉換單元
LN、LMO、LMO1、LMO2、LMI‧‧‧電感
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VSS‧‧‧參考電壓
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2201M、2202M‧‧‧匹配輸入轉換單元
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SWO‧‧‧第二切換電路
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5201M、5202M、5203M‧‧‧匹配輸入轉換單元
第1圖為本發明一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第2至4圖為第1圖之匹配輸出轉換單元的示意圖。
第5圖為本發明另一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第6圖為本發明另一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第7圖為本發明另一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第8圖為本發明另一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第9圖為本發明另一實施例之載波聚合電路的示意圖。
第1圖為本發明一實施例之載波聚合(Carrier Aggregation，CA)電路100的示意圖。載波聚合電路100包含訊號輸入端IN、訊號輸出端OUT、第一濾波器B1、第二濾波器B2、第一輸出轉換電路1101及第二輸出轉換電路1102。
在第1圖的實施例中，載波聚合電路100可應用於行動通訊的接收端，因此訊號輸入端IN會接收射頻訊號SIGRF，而射頻訊號SIGRF可包含第一載波CW1及第二載波CW2，第一載波CW1具有第一載波頻率，第二載波CW2具有第二載波頻率。
第一濾波器B1可耦接於訊號輸入端IN及訊號輸出端OUT之間，並可濾除第一載波頻率以外的其他頻率訊號。換言之，透過第一濾波器B1，便可取得射頻訊號SIGRF中的第一載波CW1，並將射頻訊號SIGRF中的其他載波濾除。
相似地，第二濾波器B2可耦接於訊號輸入端IN及訊號輸出端OUT之間，並可濾除第二載波頻率以外的其他頻率訊號。也就是說，透過第二濾波器B2，便可取得射頻訊號SIGRF中的第二載波CW2，並將射頻訊號SIGRF中的其他載波濾除。在本發明的部分實施例中，第一濾波器B1及第二濾波器B2可例如以表面聲波濾波器(Surface Acoustic Wave Filter，SAW filter)來實作。
第一輸出轉換電路1101耦接於第一濾波器B1的輸出端及訊號輸出端OUT之間。為了避免第二載波頻率經由訊號輸出端OUT自第一濾波器B1的輸出端灌入，產生負載效應降低訊號品質，載波聚合電路100可以透過第一輸出轉換電路1101來調整輸出阻抗，進而避免負載效應。換言之，載波聚合電路100可以根據第一濾波器B1的輸出反射係數(S22)來設計第一輸出轉換電路1101，使得第一輸出轉換電路1101對應於第二載波頻率的輸出阻抗在等效上為開路，如此一來，就能夠減少具有第二載波頻率的第二載波CW2回灌至第一濾波器B1的情況。
相似地，第二輸出轉換電路1102可耦接於第二濾波器B2之輸出端及訊號輸出端OUT之間，且第二輸出轉換電路1102的輸出阻抗對應於第一載波頻率等效上為開路。也就是說，第一載波CW1在經過第一濾波器B1之後，將難以經由訊號輸出端OUT回傳至第二濾波器B2，因此可以減少負載效應，提升訊號品質。
此外，前述「等效上為開路」所指的並不限於完全的開路，而亦包含相對開路的情況。舉例來說，若對應於第二載波頻率的匹配阻抗為50歐姆，則當第一輸出轉換電路1101對應於第二載波頻率的輸出阻抗甚大於50歐姆，例如為250歐姆時，即可視為等效上的開路。
再者，為確保第一載波CW1能夠順利通過第一濾波器B1並輸出至訊號輸出端OUT，第一輸出轉換電路1101的輸入阻抗也可設計成與第一載波CW1的頻率相匹配。同理，第二輸出轉換電路1102的輸入阻抗也可與第二載波CW2的頻率相匹配。
由於載波聚合電路100可以透過第一輸出轉換電路1101及第二輸出轉換電路1102來減少負載效應，因此在第1圖的實施例中，訊號輸出端OUT可耦接於放大器LNA，亦即經過第一濾波器B1及第二濾波器B2的第一載波CW1及第二載波CW2可由相同的放大器LNA進行放大處理。如此一來，就能夠減少放大器的數量並減少面積，同時也使得載波聚合電路100在使用上及設計上更具有彈性。
在第1圖中，第一輸出轉換電路1101可包含輸出阻抗轉換單元1101N1，輸出阻抗轉換單元1101N1可調整第一輸出轉換電路1101對應於第二載波頻率之輸出阻抗，使得第一輸出轉換電路1101對應於第二載波頻率的整體輸出阻抗等效為開路。同理，第二輸出轉換電路1102亦可包含輸出阻抗轉換單元1102N1，輸出阻抗轉換單元1102N1可調整第二輸出轉換電路1102對應於第一載
波頻率之輸出阻抗，使得第二輸出轉換電路1102對應於第一載波頻率的整體輸出阻抗等效為開路。
以第一輸出阻抗轉換單元1101N1為例，在第1圖中，第一輸出阻抗轉換單元1101N1可為並聯諧振電路(parallel resonator)，亦即，第一輸出阻抗轉換單元1101N1可包含彼此並聯的電感LN及電容CN。然而本發明並不限定以並聯諧振電路來實作第一輸出阻抗轉換單元1101N1，在本發明的部分實施例中，當第一濾波器B1本身的阻抗條件許可時，也可利用傳輸線能夠偏轉阻抗相位的特性來實作第一輸出阻抗轉換單元1101N1。
此外，第一輸出轉換電路1101還可包含匹配輸出轉換單元1101M。匹配輸出轉換單元1101M可以使第一輸出轉換電路1101的阻抗與第一載波頻率相匹配。同理，第二輸出轉換電路1102還可包含匹配輸出轉換單元1102M。匹配輸出轉換單元1102M可以使第二輸出轉換電路1102的阻抗與第二載波頻率相匹配。
以匹配輸出轉換單元1101M為例，在第1圖中，匹配輸出轉換單元1101M可包含電感LMO、電容CMO1及電容CMO2，電感LMO可耦接於第一濾波器B1之輸出端及訊號輸出端OUT之間。電容CMO1可耦接於電感LMO之第一端及參考電位VSS之間，而電容CMO2可耦接於電感LMO之第二端及參考電位VSS之間。透過選擇適當的電容值及電感值，就能夠將匹配輸出轉換單元1101M設計為具有所需的阻抗，並確保第一輸出轉換電路1101的阻抗能夠與第一載波CW1相匹配，以使第一載波CW1能夠順利輸出至訊號輸出端OUT。
在本發明的部分實施例中，由於第一濾波器B1及第一載波頻率的條件可能不同，設計者也可能以其他電路來實作匹配輸出轉換單元1101M。第2至4圖為本發明的其他實施例之匹配輸出轉換單元1101M的示意圖。
在第2圖中，匹配輸出轉換單元1101M可包含電感LMO，且電感LMO
可耦接於第一濾波器B1之輸出端及訊號輸出端OUT之間，而無須另外設置電容。
在第3圖中，匹配輸出轉換單元1101M可包含電感LMO，且電感LMO具有第一端及第二端，電感LMO的第一端耦接於第一濾波器B1之輸出端及訊號輸出端OUT之間，而電感LMO的第二端可耦接至參考電位VSS。
在第4圖中，匹配輸出轉換單元1101M可包含電容CMO、電感LMO1及LMO2。電容CMO可耦接於第一濾波器B1之輸出端及訊號輸出端OUT之間，第一電感LMO1可耦接於電容CMO之第一端及參考電位VSS之間，而電感LMO2可耦接於電容CMO之第二端及參考電位VSS之間。
此外，在本發明的部分實施例中，在阻抗已經接近匹配的情況下，匹配輸出轉換單元1101M亦可為短路路徑。
在第1圖的實施例中，匹配輸出轉換單元1101M是耦接於第一濾波器B1之輸出端，而輸出阻抗轉換單元1101N1則是耦接於匹配輸出轉換單元1101M及訊號輸出端OUT之間。然而本發明並不以此排列順序為限，在本發明的其他實施例中，輸出阻抗轉換單元1101N1亦可耦接於第一濾波器B1之輸出端，而匹配輸出轉換單元1101M則可耦接於輸出阻抗轉換單元1101N1及訊號輸出端OUT之間。
此外，雖然在第1圖的實施例中，匹配輸出轉換單元1101M是設置在第一濾波器B1之輸出端及訊號輸出端OUT之間，然而在本發明的其他實施例中，亦可將匹配輸出轉換單元1101M設置於第一濾波器B1及訊號輸入端IN之間。第5圖為本發明另一實施例之載波聚合電路200的示意圖。
載波聚合電路200與載波聚合電路100的差別在於，載波聚合電路200的第一輸出轉換電路2101及第二輸出轉換電路2102中並未另外包含匹配輸出轉換單元，然而載波聚合電路200還包含匹配輸入轉換單元2201M及匹配輸入轉換單元2202M。匹配輸入轉換單元2201M可耦接於訊號輸入端IN及第一濾波器B1
之間，並可使第一濾波器B1以及第一輸出轉換電路2101所形成之輸入阻抗與第一載波頻率相匹配。匹配輸入轉換單元2202M可耦接於訊號輸入端IN及第二濾波器B2之間，並可使第二濾波器B2以及第二輸出轉換電路2102所形成之輸入阻抗與第二載波頻率相匹配。此外，匹配輸入轉換單元2201M及2202M的實作方式可與匹配輸出轉換單元1101M相似，因此可參考前述第1至4圖的相關說明，在此不另贅述。
第6圖為本發明一實施例之載波聚合電路300的示意圖。載波聚合電路300與載波聚合電路100具有相似的原理及架構，然而載波聚合電路300可支援三個載波的聚合訊號。換言之，載波聚合電路300所接收到的射頻訊號SIGRF還可包含具有第三載波頻率的第三載波CW3。此外，載波聚合電路300還包含第三濾波器B3及第三輸出轉換電路3103。
第三濾波器B3耦接於訊號輸入端IN及訊號輸出端OUT之間，並可濾除第三載波頻率以外之其他頻率訊號。也就是說，透過第三濾波器B3，便可將射頻訊號SIGRF中的第三載波CW3取出，並濾除第一載波CW1及第二載波CW2。
第三輸出轉換電路3103耦接於第三濾波器B3之輸出端及訊號輸出端OUT之間。第三輸出轉換電路3103對應於第一載波頻率之輸出阻抗等效上為開路，且第三輸出轉換電路3103對應於第二載波頻率之輸出阻抗等效上為開路。換言之，載波聚合電路300可以透過第三輸出轉換電路3103來調整輸出阻抗以減少第一載波CW1及第二載波CW2自訊號輸出端OUT回灌至第三濾波器B3的情況，因此可以避免負載效應影響訊號品質。此外，第三輸出轉換電路3103的輸入阻抗也可設計成與第三載波頻率相匹配，以利於第三載波CW3輸出至訊號輸出端OUT。
舉例來說，第三輸出轉換電路3103可包含輸出阻抗轉換單元3103N1、3103N2及匹配輸入轉換單元3103M。輸出阻抗轉換單元3103N1可調整
第三輸出轉換電路3103對應於第一載波頻率之輸出阻抗，使得第三輸出轉換電路3103對應於第一載波頻率的整體輸出阻抗等效為開路。輸出阻抗轉換單元3103N2可調整第三輸出轉換電路3103對應於第二載波頻率之輸出阻抗，使得第三輸出轉換電路3103對應於第二載波頻率的整體輸出阻抗等效為開路。匹配輸入轉換單元3103M則可使第三輸出轉換電路3103的阻抗與第三載波頻率相匹配。
同理，在第6圖的實施例中，第一輸出轉換電路3101對應於第三載波頻率的輸出阻抗等效上為開路，而第二輸出轉換電路3102對應於第三載波頻率的輸出阻抗等效上亦為開路。如此一來，就能夠避免第三載波CW3自訊號輸出端OUT回灌至第一濾波器B1及第二濾波器B2的情況，因此可以避免負載效應影響訊號品質。
舉例來說，第一輸出轉換電路3101可包含輸出阻抗轉換單元3101N1、3101N2以使第一輸出轉換電路3101對應於第二載波頻率及第三載波頻率在等效上皆為開路，並可包含匹配輸入轉換單元3101M以使第一輸出轉換電路3101的阻抗與第一載波頻率相匹配。第二輸出轉換電路3102則可包含輸出阻抗轉換單元3102N1、3102N2以使第二輸出轉換電路3102對應於第一載波頻率及第三載波頻率在等效上皆為開路，並可包含匹配輸入轉換單元3102M以使第二輸出轉換電路3102的阻抗與第二載波頻率相匹配。
在本發明的部分實施例中，輸出阻抗轉換單元3101N1、3101N2、3102N1、3102N2、3103N1、3103N2及匹配輸入轉換單元3101M、3102M及3103M可參考前述輸出阻抗轉換單元1101N1及匹配輸出轉換單元1101M的電路來實作，並根據其所對應之濾波器及載波頻率的特性，選擇適當的電容值及電感值。
在本發明的部分實施例中，由於載波聚合電路300可透過第一輸出轉換電路3101、第二輸出轉換電路3102及第三輸出轉換電路3103來調整對應於各個載波的阻抗，因此在實際操作時，載波聚合電路300不僅能夠支援聚合三個載
波CW1、CW2及CW3的射頻訊號，也可以支援僅聚合三個載波CW1、CW2及CW3中任兩個載波的射頻訊號。然而在部分實施例中，載波聚合電路300還可包含切換電路，以進一步避免多餘的訊號路徑對其他載波產生影響。
第7圖為本發明一實施例之載波聚合電路400的示意圖。載波聚合電路400與載波聚合電路300的結構及原理相似，兩者主要的差別在於載波聚合電路400還包含第一切換電路SWI。
第一切換電路SWI可選擇性地耦接訊號輸入端IN與第一濾波器B1、訊號輸入端IN與第二濾波器B2、及訊號輸入端IN與第三濾波器B3三者之中的至少兩者。
換言之，載波聚合電路400可以透過第一切換電路SWI來選擇載波聚合的模式，例如當射頻訊號SIGRF包含了三個載波CW1、CW2及CW3，則第一切換電路SWI便可同時導通訊號輸入端IN與第一濾波器B1、訊號輸入端IN與第二濾波器B2及訊號輸入端IN與第三濾波器B3之間的電性連接，而若射頻訊號SIGRF僅包含了兩個載波CW2及CW3，則第一切換電路SWI便可導通訊號輸入端IN與第二濾波器B2及訊號輸入端IN與第三濾波器B3之間的電性連接。
如此一來，在設計載波聚合電路400時，便能夠在線路布局(layout)階段預留空間以容納支援三個載波聚合的線路，之後再根據實際的需求來選擇適當的元件，而無須針對不同的需求重新設計線路，因此在設計上能夠更具有彈性。
第8圖為本發明一實施例之載波聚合電路500的示意圖。載波聚合電路500與載波聚合電路300具有相似的結構及原理，兩者主要的差別在於載波聚合電路500還可包含第一輸入轉換電路5201、第二輸入轉換電路5202及第三輸入轉換電路5203。
第一輸入轉換電路5201耦接於第一濾波器B1之輸入端及訊號輸入端
IN之間，第一輸入轉換電路5201對應於第二載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且第一輸入轉換電路5201對應於第三載波頻率之輸入阻抗等效上為開路。
第二輸入轉換電路5202可耦接於第二濾波器B2之輸入端及訊號輸入端IN之間，第二輸入轉換電路5202對應於第一載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且第二輸入轉換電路5202對應於第三載波頻率之輸入阻抗等效上為開路。
第三輸入轉換電路5203可耦接於第三濾波器B3之輸入端及訊號輸入端IN之間，第三輸入轉換電路5203對應於第一載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且第三輸入轉換電路5203對應於第二載波頻率之輸入阻抗等效上為開路。
第一輸入轉換電路5201、第二輸入轉換電路5202及第三輸入轉換電路5203可根據相似的原理來實作。以第一輸入轉換電路5201為例，在第8圖中，第一輸入轉換電路5201可包含輸入阻抗轉換單元5201N1、5201N2及匹配輸入轉換單元5201M。
第一輸入阻抗轉換單元5201N1可調整第一輸入轉換電路5201對應於第二載波頻率之輸入阻抗，第二輸入阻抗轉換單元5201N2可調整第一輸入轉換電路5201對應於第三載波頻率之輸入阻抗，而匹配輸入轉換單元5201M可使第一輸入轉換電路5201與第一載波頻率相匹配。
輸入阻抗轉換單元5201N1及5201N2可與輸出阻抗轉換單元1101N1相似，換言之，輸入阻抗轉換單元5201N1及5201N2可由並聯諧振電路，亦即並聯的電容及電感來實作。此外，在阻抗特性許可的情況下，輸入阻抗轉換單元5201N1及5201N2也可利用傳輸線偏轉阻抗相位的特性來實作。
在第8圖中，匹配輸入轉換單元5201M與匹配輸出轉換單元1101M可以相似的方式實作，亦即匹配輸入轉換單元5201M可包含電感LMI、電容CMI1及CMI2。電感LMI耦接於第一濾波器B1之輸入端及訊號輸入端IN之間。電容CMI1可耦接於電感LMI之第一端及參考電位VSS之間，而電容CMI2可耦接於電
感LMI之第二端及參考電位VSS之間。
在本發明的部分實施例中，匹配輸入轉換單元5201M也可參考第2至4圖中的匹配輸出轉換單元1101M來實作，並改以耦接於第一濾波器B1之輸入端及輸入訊號端IN之間，且在阻抗特性許可的情況下，亦可以短路路徑來實作。
此外，在第8圖中，輸入阻抗轉換單元5201N1及輸入阻抗轉換單元5201N2可耦接於訊號輸入端IN，而匹配輸入轉換單元5201M則耦接於輸入阻抗轉換單元5201N2及第一濾波器B1之輸入端之間。然而本發明並不以此順序為限，在本發明的其他實施例中，匹配輸入轉換單元5201M、輸入阻抗轉換單元5201N1及輸入阻抗轉換單元5201N2也可以其他任意的順序耦接於第一濾波器B1之輸入端及訊號輸入端IN之間。
由於載波聚合電路500除了具有輸出轉換電路3101、3102及3103，還包含了輸入轉換電路5201、5202及5203，因此相較於載波聚合電路300，能夠更進一步地減少負載效應，提升訊號輸出的品質。
第9圖為本發明一實施例之載波聚合電路600的示意圖。載波聚合電路600與載波聚合電路500具有相似的結構及操作原理，兩者主要的差別在於載波聚合電路600還可包含第一切換電路SWI及第二切換電路SWO。
第一切換電路SWI可選擇性地耦接訊號輸入端IN與第一輸入轉換電路5201、訊號輸入端IN與第二輸入轉換電路5202、及訊號輸入端IN與第三輸入轉換電路5203三者之中的至少兩者。
第二切換電路SWO可選擇性地耦接訊號輸出端OUT與第一輸出轉換電路3101、訊號輸出端OUT與第二輸出轉換電路3102及訊號輸出端OUT與第三輸出轉換電路3103三者中的至少兩者。
換言之，載波聚合電路600可以透過第一切換電路SWI及第二切換電路SWO來選擇載波聚合的模式，例如當射頻訊號SIGRF包含了三個載波CW1、
CW2及CW3，則第一切換電路SWI便可同時導通訊號輸入端IN與第一濾波器B1、訊號輸入端IN與第二濾波器B2及訊號輸入端IN與第三濾波器B3之間的電性連接，而第二切換電路SWO則可同時導通訊號輸出端OUT與第一濾波器B1、訊號輸出端OUT與第二濾波器B2及訊號輸出端OUT與第三濾波器B3之間的電性連接。又例如射頻訊號SIGRF僅包含了兩個載波CW2及CW3，則第一切換電路SWI便可導通訊號輸入端IN與第二濾波器B2及訊號輸入端IN與第三濾波器B3之間的電性連接，而第二切換電路SWO則可同時導通訊號輸出端OUT與第二濾波器B2及訊號輸出端OUT與第三濾波器B3之間的電性連接。
如此一來，在設計載波聚合電路600時，便能夠在線路布局(layout)階段預留空間以容納支援三個載波聚合的線路，之後再根據實際的需求來選擇適當的元件，而無須針對不同的需求重新設計線路，因此在設計上能夠更具有彈性。
在第9圖的實施例中，載波聚合電路600雖可利用兩個切換電路SWI及SWO來切換所支援的載波模式，以增加在設計線路布局的彈性，然而在本發明的部分實施例中，根據系統的需求，載波聚合電路600也可省略第一切換電路SWI或第二切換電路SWO，而僅利用單一個切換電路來切換模式。
綜上所述，本發明之實施例所提供的載波聚合電路可以利用輸出轉換電路及輸入轉換電路來降低負載效應，使得相異頻段的載波能夠共用相同的放大器路徑與放大器，如此一來，就能夠減少放大器的數量並減少面積與硬體需求，也增加設計上的彈性。此外，透過切換電路，設計者還可以在線路布局階段預留空間以容納所需支援的載波線路，之後再根據實際的需求來選擇適當的元件，而無須針對不同的需求重新設計線路，因此在設計上能夠更具有彈性。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Claims (21)
- 一種載波聚合(Carrier Aggregation，CA)電路，包含：一訊號輸入端，用以接收一射頻訊號，該射頻訊號包含一第一載波及一第二載波，該第一載波具有一第一載波頻率，該第二載波具有一第二載波頻率；一訊號輸出端；一第一濾波器，耦接於該訊號輸入端及該訊號輸出端之間，用以濾除該第一載波頻率以外之其他頻率訊號，且具有一輸入端及一輸出端；一第一輸出轉換電路，耦接於該第一濾波器之該輸出端及該訊號輸出端之間，該第一輸出轉換電路之輸出阻抗對應於該第二載波頻率等效上為開路；一第二濾波器，耦接於該訊號輸入端及該訊號輸出端之間，用以濾除該第二載波頻率以外之其他頻率訊號，且具有一輸入端及一輸出端；及一第二輸出轉換電路，耦接於該第二濾波器之該輸出端及該訊號輸出端之間，該第二輸出轉換電路之輸出阻抗對應於該第一載波頻率等效上為開路。
- 如請求項1所述之載波聚合電路，更包含：一第一匹配輸入轉換單元，耦接於該訊號輸入端及該第一濾波器之間，用以使該第一濾波器以及該第一輸出轉換電路所形成之輸入阻抗與該第一載波頻率相匹配；及一第二匹配輸入轉換單元，耦接於該訊號輸入端及該第二濾波器之間，用以使該第二濾波器以及該第二輸出轉換電路所形成之輸入阻抗與該第二載波頻率相匹配。
- 如請求項1所述之載波聚合電路，其中該第一輸出轉換電路之輸入阻抗與該第一載波頻率相匹配，以及該第二輸出轉換電路之輸入阻抗與該第二載波頻率相匹配。
- 如請求項3所述之載波聚合電路，其中該第一輸出轉換電路包含一第一輸出阻抗轉換單元，用以調整該第一輸出轉換電路對應於該第二載波頻率之該輸出阻抗。
- 如請求項4所述之載波聚合電路，其中該第一輸出阻抗轉換單元係為一並聯諧振電路(parallel resonator)，包含彼此並聯之一電感及一電容。
- 如請求項4所述之載波聚合電路，其中該第一輸出轉換電路另包含一匹配輸出轉換單元，用以使該第一輸出轉換電路與該第一載波頻率相匹配。
- 如請求項6所述之載波聚合電路，其中：該第一輸出阻抗轉換單元耦接於該第一濾波器之該輸出端；及該匹配輸出轉換單元耦接於該第一輸出阻抗轉換單元及該訊號輸出端之間。
- 如請求項6所述之載波聚合電路，其中：該匹配輸出轉換單元耦接於該第一濾波器之該輸出端；及該第一輸出阻抗轉換單元耦接於該匹配輸出轉換單元及該訊號輸出端之間。
- 如請求項1所述之載波聚合電路，其中該射頻訊號另包含一第三載波，該第三載波具有一第三載波頻率，及該載波聚合電路另包含：一第三濾波器，耦接於該訊號輸入端及該訊號輸出端之間，用以濾除該第三載波頻率以外之其他頻率訊號，具有一輸入端及一輸出端；及一第三輸出轉換電路，耦接於該第三濾波器之該輸出端及該訊號輸出端之間，該第三輸出轉換電路對應於該第一載波頻率之輸出阻抗等效上為開路，且該第三輸出轉換電路對應於該第二載波頻率之輸出阻抗等效上為開路；其中：該第一輸出轉換電路對應於該第三載波頻率之輸出阻抗等效上為開路；及該第二輸出轉換電路對應於該第三載波頻率之輸出阻抗等效上為開路。
- 如請求項9所述之載波聚合電路，其中該第三輸出轉換電路之輸入阻抗與該第三載波頻率相匹配。
- 如請求項9所述之載波聚合電路，另包含：一第一切換電路，耦接於該訊號輸入端、該第一濾波器之該輸入端、該第二濾波器之該輸入端及該第三濾波器之該輸入端，用以選擇性地耦接該訊號輸入端與該第一濾波器、該訊號輸入端與該第二濾波器、及該訊號輸入端與該第三濾波器三者之中的至少兩者。
- 如請求項9所述之載波聚合電路，其中該載波聚合電路另包含：一第一輸入轉換電路，耦接於該第一濾波器之該輸入端及該訊號輸入端之間，該第一輸入轉換電路對應於該第二載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且該第一輸入轉換電路對應於該第三載波頻率之輸入阻抗等效上為開路；一第二輸入轉換電路，耦接於該第二濾波器之該輸入端及該訊號輸入端之間，該第二輸入轉換電路對應於該第一載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且該第二輸入轉換電路對應於該第三載波頻率之輸入阻抗等效上為開路；及一第三輸入轉換電路，耦接於該第三濾波器之該輸入端及該訊號輸入端之間，該第三輸入轉換電路對應於該第一載波頻率之輸入阻抗等效上為開路，且該第三輸入轉換電路對應於該第二載波頻率之輸入阻抗等效上為開路。
- 如請求項12所述之載波聚合電路，另包含：一第一切換電路，耦接於該訊號輸入端、該第一輸入轉換電路、該第二輸入轉換電路及該第三輸入轉換電路，用以選擇性地耦接該訊號輸入端與該第一輸入轉換電路、該訊號輸入端與該第二輸入轉換電路、及該訊號輸入端與該第三輸入轉換電路三者之中的至少兩者。
- 如請求項12或13所述之載波聚合電路，其中該第一輸入轉換電路包含：一第一輸入阻抗轉換單元，用以調整該第一輸入轉換電路對應於該第二載波頻率之該輸入阻抗；一第二輸入阻抗轉換單元，用以調整該第一輸入轉換電路對應於該第三載波頻率之該輸入阻抗；及一匹配輸入轉換單元，用以使該第一輸入轉換電路與該第一載波頻率相匹配。
- 如請求項14所述之載波聚合電路，其中該第一輸入阻抗轉換單元係為一並聯諧振電路，包含彼此並聯之一電容及一電感。
- 如請求項14所述之載波聚合電路，其中：該匹配輸入轉換單元、該第一輸入阻抗轉換單元及該第二輸入阻抗轉換單元係耦接於該第一濾波器之該輸入端及該訊號輸入端之間。
- 如請求項9至13任一項所述之載波聚合電路，另包含：一第二切換電路，耦接於該訊號輸出端、該第一輸出轉換電路、該第二輸出轉換電路及該第三輸出轉換電路，用以選擇性地耦接該訊號輸出端與該第一輸出轉換電路、該訊號輸出端與該第二輸出轉換電路及該訊號輸出端與該第三輸出轉換電路三者中的至少兩者。
- 如請求項17所述之載波聚合電路，其中該第一輸出轉換電路包含：一第一輸出阻抗轉換單元，用以調整該第一輸出轉換電路對應於該第二載波頻率之該輸出阻抗；一第二輸出阻抗轉換單元，用以調整該第一輸出轉換電路對應於該第三載波頻率之該輸出阻抗；及一匹配輸出轉換單元，用以使該第一輸出轉換電路與該第一載波頻率相匹配。
- 如請求項18所述之載波聚合電路，其中該第一輸出阻抗轉換單元係為一並聯諧振電路(parallel resonator)，及該第二輸出阻抗轉換單元係為一並聯諧振電路。
- 如請求項18所述之載波聚合電路，其中：該匹配輸出轉換單元、該第一輸出阻抗轉換單元及該第二輸出阻抗轉換單元係耦接於該第一濾波器之該輸出端及該訊號輸出端之間。
- 如請求項1至13任一項所述之載波聚合電路，其中該訊號輸出端係耦接於一放大器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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