專利名稱：用于多頻段移動(dòng)終端的通用射頻前端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及移動(dòng)終端的RF(射頻)前端，更具體地說涉及多頻段移動(dòng)終端的RF前端。
背景技術(shù)：
目前移動(dòng)電話結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的趨勢(shì)基于多頻段和多模式操作。這些趨勢(shì)會(huì)影響移動(dòng)電話結(jié)構(gòu)的所有功能塊，包括RF前端。同時(shí)，移動(dòng)電話正朝元件高度集成的方向發(fā)展，以減少制造成本及移動(dòng)電話的尺寸。在一個(gè)移動(dòng)電話中實(shí)現(xiàn)對(duì)幾個(gè)不同頻段的支持導(dǎo)致許多技術(shù)難題。通常，RF前端體系結(jié)構(gòu)和與前端相連的集成電路是針對(duì)某個(gè)頻段專門設(shè)計(jì)的。集成電路通常是RF-ASIC(專用集成電路)，它包括一個(gè)或多個(gè)混頻器，用于將接收的RF信號(hào)下變頻到中頻(IF)，或者將IF信號(hào)上變頻到RF頻率以便發(fā)送。前端通常包括一個(gè)天線、一個(gè)或多個(gè)Rx濾波器和用于模式選擇的天線切換模塊，如

圖1所示。增強(qiáng)接收信號(hào)所必需的低噪聲放大器(LNA)是分立元件或集成到RF-ASIC中的元件。天線和LNA之間的Rx濾波器也是分立元件，或者它們包含在天線切換模塊中。對(duì)于某些頻段組合，將Rx濾波器集成到天線切換模塊(ASM)中雖然可行但很昂貴。這種集成將控制電流限制到約10mA(毫安培)，因此，ASM中的插入損耗相對(duì)較高。對(duì)于其他頻段組合，ASM中的濾波器和切換開關(guān)不具有足夠的隔離度，尤其是在Tx和Rx頻段重疊時(shí)。例如，在可在PCS 1900和DCS 1800兩個(gè)頻段下工作的移動(dòng)電話中，PCS 1900 Tx頻率(1850-1910MHz)和DCS 1800 Rx頻率(1805-1880MHz)在1850-1880MHz的頻率范圍上重疊。在例如圖1所示的前端設(shè)計(jì)中，PCS 1900 Tx和DCS 1800 Rx元件之間的隔離度僅僅約為20至30dB，連接RF-ASIC中的1800MHz Rx放大器和ASM中的帶通濾波器的連接線上的泄漏功率接近0到+10dB。頻段重疊導(dǎo)致該頻段組合很困難。類似地，WCDMA Tx頻率和PCS 1900 Rx頻率重疊。因此，Tx信號(hào)的相當(dāng)多的一部分直接泄漏到Rx LNA的輸入。如果LNA設(shè)置在RF-ASIC中，出現(xiàn)在RF-ASIC連接線或輸入上的信號(hào)可能因串?dāng)_而泄漏到ASIC的其他部分。例如，泄漏功率可導(dǎo)致Tx中出現(xiàn)不能容忍的大的相位誤差。此問題的一個(gè)解決方案是在出問題的Rx路徑的Rx線路上添加二極管或三極管，以增加隔離，但這會(huì)導(dǎo)致成本、電流消耗以及硬件面積增加。
此外，當(dāng)頻段組合涉及時(shí)分多址標(biāo)準(zhǔn)(如GSM)和頻分或碼分多址標(biāo)準(zhǔn)(如其中Rx和Tx同時(shí)工作的CDMA)時(shí)，前端需要雙工濾波器。這種雙工濾波器的規(guī)格非常嚴(yán)格。這種雙工濾波器可以用陶瓷濾波器、基于SAW(聲表面)或BAW(集總聲波)的濾波器來實(shí)現(xiàn)。陶瓷濾波器尺寸較大，而基于SAW或BAW的濾波器很昂貴。因此，將類GSM標(biāo)準(zhǔn)和類CDMA標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合仍然是一個(gè)難題。
希望并且有利的是提供一種配合多頻段移動(dòng)電話中的射頻專用集成電路(RF-ASIC)使用的通用射頻前端。這種前端用于避免上述與目前的前端設(shè)計(jì)方法相關(guān)的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種通用RF前端體系結(jié)構(gòu)，該前端體系結(jié)構(gòu)使得針對(duì)不同的頻段組合對(duì)RF-ASIC(專用集成電路)進(jìn)行重用更容易。本發(fā)明的另一目的是提供一種在發(fā)射頻段和接收頻段重疊時(shí)提高天線系統(tǒng)中的隔離度的方法和前端裝置。本發(fā)明的另一目的是減少制作RF前端組件和大型RF-ASIC的成本。這些目的可以采用一種面向功能的制造方法來實(shí)現(xiàn)，在所述方法中，濾波器、放大器以及可能的混頻器分別由其他的信號(hào)處理元件來制作。在根據(jù)本發(fā)明的模塊化方法中，前端模塊中的電子元件，例如需要苛刻的硅雙極型工藝的低噪聲放大器是分別由RF-ASIC中的那些可以利用最優(yōu)工藝以實(shí)現(xiàn)所需功能的部件來制作的。當(dāng)發(fā)射頻段和接收頻段重疊時(shí)，本發(fā)明采用分別連接到接收器和發(fā)送器的接收天線和發(fā)射天線，而不采用帶有雙工器的天線切換模塊，從而提高了所述天線系統(tǒng)中的隔離度。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種配合多頻段移動(dòng)終端中的射頻信號(hào)處理器(200)使用的射頻前端(100)，所述移動(dòng)終端可以在包括第一頻段和不同的第二頻段的多個(gè)頻段中工作，所述前端適于通過連接裝置(150)向信號(hào)處理器傳送信號(hào)或從其接收信號(hào)。所述移動(dòng)終端的特征在于天線系統(tǒng)(10)；第一接收器(522)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第一頻段中的第一信號(hào)；第二接收器(523)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第二頻段中的第二信號(hào)；第一發(fā)送器(531)，用以將處于所述第一頻段中的第三信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送；以及第二發(fā)送器(532)，用以將處于所述第二頻段中的第四信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送。所述射頻前端的特征在于所述天線系統(tǒng)包括第一接收天線(12a，12b)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一接收器(522)以允許所述第一接收器接收所述第一信號(hào)；第二接收天線(12c，12d)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二接收器(523)以允許所述第二接收器接收所述第二信號(hào)；第一發(fā)射天線(12g)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)以發(fā)送所述第三信號(hào)；第二發(fā)射天線(12h)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)以發(fā)送所述第四信號(hào)。所述前端的特征還在于第一頻率濾波器(322)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第二頻率濾波器(323)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)和所述第二接收天線(12c，12d)，用以對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第三頻率濾波器(324)，其以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)和所述第一發(fā)射天線(12g)，用以對(duì)所述第三信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及第四頻率濾波器(325)，其以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)和所述第二發(fā)射天線(12h)，用以對(duì)所述第四信號(hào)進(jìn)行頻率濾波。
有利的是，所述前端的特征還在于第一下變頻單元(553，554)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)，用于將所述第一信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第一信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器；以及第二下變頻單元(555，556)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)，用于將所述第二信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第二信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
所述頻率濾波器最好是集總聲濾波器。
所述第一和第二頻率濾波器最好是均衡濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，所述多個(gè)頻段還包括第三頻段，并且所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；以及第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述前端的特征還在于所述天線系統(tǒng)包括第三接收天線(12e，12f)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三接收器(521)以允許所述第三接收器接收所述第五信號(hào)；以及第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)；以及其特征還在于第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第三接收天線(12e，12f)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)以發(fā)送所述第六信號(hào)。所述第六頻率濾波器可由混頻器或上變頻單元(210n)饋送信號(hào)。
或者，在所述多個(gè)頻段還包括第三頻段時(shí)，所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述前端的特征還在于所述第一接收天線(12a，12b)還可以在所述第三頻段中工作；所述天線系統(tǒng)還包括第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)，其特征還在于第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)，用以對(duì)所述第六信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及移相器(14)，其有效地連接在所述第一頻率濾波器(322)和所述第五濾波器(321)之間，用以匹配所述第一和第五頻率濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種提高配合多頻段移動(dòng)終端中的射頻信號(hào)處理器(200)使用的射頻前端(100)的使用靈活性的方法，所述移動(dòng)終端可以在包括第一頻段和不同的第二頻段的多個(gè)頻段中工作，所述前端適于通過連接裝置(150)將信號(hào)傳送到所述信號(hào)處理器或從其接收信號(hào)，其中，所述移動(dòng)終端包括天線系統(tǒng)(10)；第一接收器(522)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第一頻段中的第一信號(hào)；第二接收器(523)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第二頻段中的第二信號(hào)；第一發(fā)送器(531)，用以將處于所述第一頻段中的第三信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送；以及第二發(fā)送器(532)，用以將處于所述第二頻段中的第四信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送。所述方法的特征在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第一接收天線(12a，12b)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一接收器(522)以允許所述第一接收器接收所述第一信號(hào)；以及設(shè)置第一頻率濾波器(322)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第二接收天線(12c，12d)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二接收器(523)以允許所述第二接收器接收所述第二信號(hào)；以及設(shè)置第二頻率濾波器(323)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)和所述第二接收天線(12c，12d)，用以對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第一發(fā)射天線(12g)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)以發(fā)送所述第三信號(hào)；以及設(shè)置第三頻率濾波器(324)，其以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)和所述第一發(fā)射天線(12g)，用以對(duì)所述第三信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第二發(fā)射天線(12h)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)以發(fā)送所述第四信號(hào)，以及設(shè)置第四頻率濾波器(325)，其以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)和所述第二發(fā)射天線(12h)，用以對(duì)所述第四信號(hào)進(jìn)行頻率濾波。
有利的是，所述方法的特征還在于設(shè)置第一下變頻單元(553，554)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)，用于將所述第一信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第一信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
有利的是，所述方法的特征還在于設(shè)置第二下變頻單元(555，556)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)，用于將所述第二信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第二信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
最好是在所述多個(gè)頻段還包括第三頻段時(shí)，所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述方法的特征還在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第三接收天線(12e，12f)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三接收器(521)以允許所述第三接收器接收所述第五信號(hào)；以及設(shè)置第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第三接收天線(12e，12f)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及設(shè)置第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)；以及設(shè)置第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)以發(fā)送所述第六信號(hào)。
或者，在所述多個(gè)頻段還包括第三頻段時(shí)，所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；以及第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述方法的特征還在于所述第一接收天線(12a，12b)還可在所述第三頻段中工作；以及所述天線系統(tǒng)還包括第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)，所述方法的特征還在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置如下部件第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)，用以對(duì)所述第六信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及移相器(14)，其有效地連接在所述第一頻率濾波器(322)和所述第五濾波器(321)之間，用以匹配所述第一和第五頻率濾波器。
通過結(jié)合附圖2至6閱讀本說明書可清楚本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)述圖1是說明用于三頻段移動(dòng)電話中的現(xiàn)有技術(shù)前端的框圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的RF前端與RF-ASIC之間關(guān)系的框圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的RF前端的基本構(gòu)件的框圖；圖4a是說明用于三頻段移動(dòng)電話中的RF前端的示范性體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖4b是說明包括多個(gè)下變頻單元的RF前端的另一體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖4c是說明同時(shí)包括Rx和Tx濾波器的RF前端中的子模塊的框圖；圖4d是說明RF ASIC和RF前端中的組件之間的連接的框圖；圖5是說明用于多頻段移動(dòng)電話中的前端體系結(jié)構(gòu)的框圖，其中，所述頻段之一是CDMA；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的示范性RF前端模塊的框圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式本發(fā)明的目的是提供一種既通用又靈活的RF前端體系結(jié)構(gòu)，這種RF前端體系結(jié)構(gòu)使得在不同的頻段組合中重用RF-ASIC更容易。為了實(shí)現(xiàn)此目的，希望且有利的是，RF前端模塊包括移動(dòng)終端多頻段要求所必需的濾波器和放大器。這種RF前端模塊中的濾波器和放大器物理上與RF-ASIC分離。如圖2所示，多頻段移動(dòng)電話(未顯示)所用的收發(fā)系統(tǒng)1包括RF前端模塊100，此模塊根據(jù)移動(dòng)電話的多頻段要求通過連接器150與RF-ASIC 200互連。RF-ASIC 200最好包括多個(gè)作為該ASIC的第一功能部件的混頻器2101、2102、...、210n，以按需執(zhí)行上變頻或下變頻操作。為了達(dá)到說明目的，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的通用RF前端100包括三個(gè)功能塊天線塊10、濾波器塊30和放大器塊50。這些功能塊中的每個(gè)功能塊均可視為具有一個(gè)Rx部分和一個(gè)Tx部分。如圖3所示，放大器塊50的Rx部分包括多個(gè)低噪聲放大器(LNA)52。因此，在RF前端模塊的Rx部分中實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)混頻器，以作為包含LNA 52的芯片的一部分，這是可能的。在這種情況下，RF-ASIC的第一功能塊可包含一個(gè)或多個(gè)用于經(jīng)下變頻的信號(hào)的放大器。
一般而言，天線塊10包括多個(gè)天線12a、12b、...，以滿足多頻段應(yīng)用的頻率要求。濾波器塊30最好包括多個(gè)帶通濾波器321、322、...，用于頻率濾波和頻率選擇。有利的是，Rx部分中的濾波器最好是均衡輸入、均衡輸出的濾波器?；蛘撸琑x部分中的一個(gè)或多個(gè)濾波器是單端濾波器。最好采用集總聲波(BAW)濾波器，因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)越的功率處理能力。具體地說，薄膜集總聲諧振器(FBAR)較不容易發(fā)生靜電放電(ESD)。放大器塊50在Rx部分中包括多個(gè)低噪聲(LNA)521、522、...，而在Tx部分中則包括多個(gè)功率放大器(PA)531、532、...。一個(gè)或多個(gè)可選的濾波器341、342可包含在Tx部分中。如果特定標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)要求需要這種濾波器，則采用這些可選的濾波器。此外，必要時(shí)還可以在RF前端100上實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)90°移相器，如圖4a和4b所示。
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的用于RF前端100的示范性體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)是為滿足工作在GSM 900、PCS 1900和DCS 1800頻率中的三頻段移動(dòng)電話的要求而設(shè)計(jì)的。如圖4a所示，濾波器321和322以及LNA 521、522用于PCS_Rx(1930-1990MHz)和DCS_Rx(1805-1880MHz)；濾波器323以及LNA 523用于GSM_Rx(925-960MHz)；濾波器324和PA 531用于PCS_Tx(1850-1910MHz)和DCS_Tx(1710-1785MHz)；以及濾波器325和PA 532用于GSM_Tx(880-915MHz)。Tx放大器通常為功率放大器(PA)。因?yàn)橛糜赑CS 1900 Rx和DCS 1800 Rx的頻率間隔很近，因此最好將兩個(gè)Rx天線12a、12b用于經(jīng)90°移相器14將接收信號(hào)傳送到兩個(gè)均衡濾波器321、322的四個(gè)輸入端。因?yàn)镻CS Rx和DCS Rx的頻率間隔很近，所以可能對(duì)這兩個(gè)頻段只使用一個(gè)公共(差分或單端)天線。于是需要90°移相器來使兩個(gè)Rx濾波器與天線端口相匹配。
在圖4a中，因?yàn)闉V波器323是均衡濾波器，所以將其連接到兩個(gè)天線12c、12d以從其接收信號(hào)。濾波器324、325是單端的。它們分別連接到兩個(gè)天線12g、12h。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，有利地將Rx部分的濾波器321、322、323和LNA 521、522、523組合到子模塊40中。最好也將移相器40設(shè)置在子模塊40中。這里，采用獨(dú)立的Tx和Rx天線使得可以與Rx天線的全方向性無關(guān)的方式來優(yōu)化Tx部分的SAR(特殊吸收率)值。而且，Tx和Rx天線的阻抗級(jí)可以不同于常規(guī)的50歐姆。例如，Rx天線12a、12b、12c、12d的阻抗級(jí)可以是100歐姆。Rx天線12a、12b、12c、12d最好是差分天線，這使得濾波器321、322、323可以為全差分的。一般而言，全差分的濾波器表現(xiàn)出更好的性能，例如比單端濾波器具有更好的隔離度。此外，因?yàn)榭梢酝ㄟ^濾波器/天線組合實(shí)現(xiàn)Tx和Rx隔離，所以就沒有必要使用天線切換模塊(如圖1所示)。因此，Tx和Rx路徑中的損耗可大大減少，并且還可以減少電流消耗和所需的面積。
因?yàn)榈湫偷腖NA可以采用與用在Rx部分中進(jìn)行下變頻的混頻器同樣的技術(shù)來制造，所以希望且有利的是在RF前端模塊中的Rx部分中還包括一個(gè)或多個(gè)混頻器或下變頻功能。如圖4b所示，多個(gè)混頻器551、552、553、...設(shè)置在子模塊40中，以便與LNA 521、522、523一起制造。
如果濾波器324、325和濾波器321、322、323是用同樣的工藝如BAW制造的，則如圖4c所示，子模塊40最好還在Tx部分中包括濾波器324、325。此外，可以將塊30中的元件和塊50中的元件組合成一個(gè)單元42。這樣，單元42可用連接器150電連接到RF-ASIC，并用另一連接器152單獨(dú)連接到天線塊10，如圖4d所示。而且，獨(dú)立的天線12e、12f可如圖5所示與濾波器321一起使用。在那種情況下，就不需要移相器14。
圖5是可用于多頻段移動(dòng)電話的另一示范性RF前端體系結(jié)構(gòu)，其中所述多頻段之一是WCDMA(Rx的2110-2170MHz)；Tx的1902-1980MHz)。如圖5所示，濾波器321和LNA 521用于WCDMA_Rx，而濾波器324和PA 531用于WCDMA_Tx。因?yàn)門x和Rx頻率中的差異，濾波器321、324起類似典型天線切換模塊中雙工器(參見圖1)的作用。類似于4b，可將一個(gè)或多個(gè)混頻器包含在子模塊40中以便與LNA 521、522、523一起制造。
通過將濾波器和放大器組合成一個(gè)子模塊，如圖4a、4b和圖5所示的子模塊40，就有可能在一個(gè)芯片中使用裸片(bare die)濾波器(例如BAW濾波器)，而在另一芯片中使用例如硅雙極型工藝制作LNA。包含LNA的芯片和包含裸片濾波器的芯片可以是附加到有機(jī)層壓模塊板的倒裝片。這種制造工藝會(huì)得到高度低、尺寸小以及低成本的電路元件。圖6是一個(gè)示例性子模塊40。如圖所示，BAW濾波器以裸片濾波器的形式制作在芯片1上，而LNA及相關(guān)元件采用硅雙極型工藝制作在芯片2上。通過將LNA設(shè)置在RF前端100而非RF-ASIC 200(圖2)中，就可以大大減輕或基本上消除與某些頻段相關(guān)的串?dāng)_問題。一般而言，LNA的制造要求是苛刻的(混頻器的制造要求也苛刻，但程度稍輕)，而其他信號(hào)處理部件的制造要求就不太苛刻。這意味著，為大型RF-ASIC選擇的工藝可加以優(yōu)化以用于不太苛刻的功能，從而節(jié)省成本。出于類似的原因，包含LNA(以及可能的混頻器或下變頻元件)的芯片也將較為便宜，因?yàn)樗恍璨捎秒p極型工藝而Bi-CMOS工藝來針對(duì)相應(yīng)的功能加以優(yōu)化。此外，如果LNA以及可能還有混頻器位于ASIC外，則僅將制造ASIC時(shí)通常需要的昂貴的Bi-CMOS工藝用于制造完成其余信號(hào)處理的部分。這對(duì)于制作前端模塊將是有利的，前端模塊通常包含與其他信號(hào)處理元件分開的濾波器、LNA(可能還有混頻器)。這種面向功能的制造方法可導(dǎo)致性能提高且單片集成單元電路中的部件數(shù)量增加，而同時(shí)不會(huì)過度地使元件尺寸增加。
如圖4a、4b和圖5所示的RF前端100已用于說明可以如何將濾波器和LNA安排到一個(gè)用于多頻段移動(dòng)電話的模塊中。然而，該RF前端的體系結(jié)構(gòu)不限于三個(gè)頻段。移動(dòng)電話中的頻段數(shù)可以多于或少于三個(gè)。不過，這種通用前端體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)不會(huì)因移動(dòng)電話中的頻段數(shù)不同于三而有所減弱。而且，Rx部分中的濾波器總是帶通濾波器。在Tx部分中，PA輸入側(cè)的濾波器通常為帶通濾波器，用于在放大之前濾去噪聲。PA輸出側(cè)的濾波器在某些情況下可以只是用于清除諧波的低通濾波器(如900MHz GSM Tx)。
因此，雖然已參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，可以不脫離本發(fā)明范圍在形式和細(xì)節(jié)上作出前述以及其他各種變更、省略和修改。
權(quán)利要求
1.一種配合多頻段移動(dòng)終端中的射頻信號(hào)處理器(200)使用的射頻前端(100)，所述移動(dòng)終端可以在包括第一頻段和不同的第二頻段的多個(gè)頻段中工作，所述前端適于通過連接裝置(150)將信號(hào)傳送到所述信號(hào)處理器或從其接收信號(hào)，其中，所述移動(dòng)終端包括天線系統(tǒng)(10)；第一接收器(522)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第一頻段中的第一信號(hào)；第二接收器(523)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第二頻段中的第二信號(hào)；第一發(fā)送器(531)，用以將處于所述第一頻段中的第三信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送；以及第二發(fā)送器(532)，用以將處于所述第二頻段中的第四信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述前端的特征在于所述天線系統(tǒng)包括第一接收天線(12a，12b)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一接收器(522)以允許所述第一接收器接收所述第一信號(hào)；第二接收天線(12c，12d)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二接收器(523)以允許所述第二接收器接收所述第二信號(hào)；第一發(fā)射天線(12g)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)以發(fā)送所述第三信號(hào)；以及第二發(fā)射天線(12h)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)以發(fā)送所述第四信號(hào)，所述前端的特征還在于第一頻率濾波器(322)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第二頻率濾波器(323)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)和所述第二接收天線(12c，12d)，用以對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第三頻率濾波器(324)，其以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)和所述第一發(fā)射天線，用以對(duì)所述第三信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及第四頻率濾波器(325)，其以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)和所述第二發(fā)射天線(12h)，用以對(duì)所述第四信號(hào)進(jìn)行頻率濾波。
2.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征還在于第一下變頻單元(553，554)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)，用于將所述第一信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第一信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征還在于第二下變頻單元(555，556)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)，用于將所述第二信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第二信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征在于所述第一和第二頻率濾波器是集總聲濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征在于所述第三和第四頻率濾波器是集總聲濾波器。
6.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征在于所述第一頻率濾波器是均衡濾波器。
7.如權(quán)利要求6所述的前端，其特征在于所述第二頻率濾波器是均衡濾波器。
8.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征在于，所述多個(gè)頻段還包括第三頻段，并且其中所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述前端的特征還在于所述天線系統(tǒng)還包括第三接收天線(12e，12f)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三接收器(521)以允許所述第三接收器接收所述第五信號(hào)；以及第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)；以及其特征還在于第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第三接收天線(12e，12f)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)以發(fā)送所述第六信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的前端，其特征在于所述第六頻率濾波器(326)由上變頻單元(210n)饋送信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的前端，其特征在于，所述多個(gè)頻段還包括第三頻段，并且其中所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述前端的特征還在于所述第一接收天線(12a，12b)還可以在所述第三頻段中工作；以及所述天線系統(tǒng)還包括第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)，其特征還在于第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)，用以對(duì)所述第六信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及移相器(14)，其有效地連接在所述第一頻率濾波器(322)和所述第五濾波器(321)之間，用以匹配所述第一和第五頻率濾波器。
11.一種提高配合多頻段移動(dòng)終端中的射頻信號(hào)處理器(200)使用的射頻前端(100)的使用靈活性的方法，所述移動(dòng)終端可以在包括第一頻段和不同的第二頻段的多個(gè)頻段中工作，所述前端適于通過連接裝置(150)將信號(hào)傳送到所述信號(hào)處理器或從其接收信號(hào)，其中，所述移動(dòng)終端包括天線系統(tǒng)(10)；第一接收器(522)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第一頻段中的第一信號(hào)；第二接收器(523)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第二頻段中的第二信號(hào)；第一發(fā)送器(531)，用以將處于所述第一頻段中的第三信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送；以及第二發(fā)送器(532)，用以將處于所述第二頻段中的第四信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述方法的特征在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第一接收天線(12a，12b)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一接收器(522)以允許所述第一接收器接收所述第一信號(hào)；以及設(shè)置第一頻率濾波器(322)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第二接收天線(12c，12d)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二接收器(523)以允許所述第二接收器接收所述第二信號(hào)；以及設(shè)置第二頻率濾波器(323)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)和所述第二接收天線(12c，12d)，用以對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第一發(fā)射天線(12g)，其可在所述第一頻段中工作，并以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)以發(fā)送所述第三信號(hào)；以及設(shè)置第三頻率濾波器(324)，其以有效方式連接到所述第一發(fā)送器(531)和所述第一發(fā)射天線(12g)，用以對(duì)所述第三信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第二發(fā)射天線(12h)，其可在所述第二頻段中工作，并以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)以發(fā)送所述第四信號(hào)；以及設(shè)置第四頻率濾波器(325)，其以有效方式連接到所述第二發(fā)送器(532)和所述第二發(fā)射天線(12h)，用以對(duì)所述第四信號(hào)進(jìn)行頻率濾波。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征還在于設(shè)置第一下變頻單元(553，554)，其以有效方式連接到所述第一接收器(522)，用于將所述第一信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第一信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征還在于設(shè)置第二下變頻單元(555，556)，其以有效方式連接到所述第二接收器(523)，用于將所述第二信號(hào)下變頻以把所述經(jīng)下變頻的第二信號(hào)提供給所述信號(hào)處理器。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第一和第二頻率濾波器是均衡濾波器。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述多個(gè)頻段還包括第三頻段，并且其中所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述方法的特征還在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置第三接收天線(12e，12f)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三接收器(521)以允許所述第三接收器接收所述第五信號(hào)；以及設(shè)置第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第三接收天線(12e，12f)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及設(shè)置第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)；以及設(shè)置第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)以發(fā)送所述第六信號(hào)。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述多個(gè)頻段還包括第三頻段，并且其中所述移動(dòng)終端還包括第三接收器(521)，用以從所述天線系統(tǒng)接收處于所述第三頻段中的第五信號(hào)；第三發(fā)送器(533)，用以將處于所述第三頻段中的第六信號(hào)提供給所述天線系統(tǒng)以便發(fā)送，所述方法的特征還在于所述第一接收天線(12a，12b)還可以在所述第三頻段中工作；以及所述天線系統(tǒng)還包括第三發(fā)射天線(12i)，其可在所述第三頻段中工作，并以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)以發(fā)送所述第六信號(hào)，所述方法的特征還在于在所述天線系統(tǒng)中設(shè)置如下部件第五頻率濾波器(321)，其以有效方式連接到所述第三接收器(521)和所述第一接收天線(12a，12b)，用以對(duì)所述第五信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；第六頻率濾波器(326)，其以有效方式連接到所述第三發(fā)送器(533)和所述第三接收天線(12i)，用以對(duì)所述第六信號(hào)進(jìn)行頻率濾波；以及移相器(14)，其有效地連接在所述第一頻率濾波器(322)和所述第五濾波器(321)之間，用以匹配所述第一和第五頻率濾波器。
全文摘要
一種用于多頻段移動(dòng)電話的RF前端體系結(jié)構(gòu)(圖1)的面向功能的制造方法。移動(dòng)電話前端中的電子元件如需要苛刻的硅雙極型工藝的低噪聲放大器是分別由那些在RF－ASIC中的需要不太苛刻但更昂貴的Bi－CMOS工藝的元件來制造的。當(dāng)發(fā)射頻段和接收頻段重疊時(shí)，采用獨(dú)立的接收天線和發(fā)射天線，而不采用帶有雙工器的天線切換開關(guān)模塊，該雙工器連接到分設(shè)的用于頻段選擇的帶通濾波器。采用了差分Rx天線，從而可使整個(gè)Rx鏈為差分的。此外，可以實(shí)現(xiàn)不同的Tx輸出阻抗和Rx輸入阻抗。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1647401SQ03807913
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
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