專利名稱：采用交叉連接的發(fā)射器和接收器電路的雙頻帶移動臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線電話，更具體地說涉及能夠在蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中工作的雙頻帶無線電話或移動臺。
現(xiàn)在對所謂雙工模式終端或臺的需求與日聚增。在美國，目前至少有一個系統(tǒng)支持雙工模式操作，即數(shù)字TDMA和模擬FM(IS-136)。隨著GSM、PCS和DECT系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用，需要有支持兩種操作模式如GSM和PCS，或GSM和DECT的移動臺。目前正開發(fā)第三代移動通信系統(tǒng)，如UMTS(ETSI中)或FPLMTS(CCIR中)，這些系統(tǒng)非常相似，也需要某種雙工模式操作。
當討論雙工模式通信系統(tǒng)時，有幾種不同的方式來定義“雙工模式”。在這些模式之間可能進行切換的模式可以是模擬/數(shù)字，或低/高載波位率，或頻分/時分雙工(FDD/TDD)或簡單地從一個頻帶切換到另一頻帶。雙工模式移動臺也可以具有這些參數(shù)的各種組合(例如，模擬/數(shù)字和頻帶1/頻帶2)。在本專利申請中，最感興趣的參數(shù)是雙工模式和/或頻帶變化。
在許多移動臺中，用一些分立的半導(dǎo)體器件構(gòu)成發(fā)射器和接收器的射頻(RF)電路。然而，當需要多頻帶時，移動電話制造商遇到的問題是要將電子元件、特別是射頻電路裝進常規(guī)的小體積的包或盒子中。為了避免手持移動臺的體積增加，最好采用一些集成元件。
采用集成的RF電路是節(jié)省空間的一種常用的技術(shù)，同時可以減小手持移動臺的體積和降低功耗。然而，當將相同的集成電路用于模擬和數(shù)字模式傳輸時，由于集成電路中的串擾，便產(chǎn)生了問題。當采用多頻帶結(jié)構(gòu)時，這種串擾問題是很復(fù)雜的。雖然以上主要討論了集成電路中的串擾問題，但是在采用厚膜或薄膜混合RF電路中也會存在相同的問題。
感興趣的頻帶可以分得很開(例如800MHz和1900MHz)，也可以靠得很近，甚至重疊。此外，在感興趣的頻帶中，或?qū)τ谟糜诔Ｒ?guī)的AMPS的雙工模式而言，在兩種不同的頻率上同時進行發(fā)射和接收。這是最麻煩的情況，因為發(fā)射器和接收器電路之間的串擾將會使移動臺的話音和信令的質(zhì)量下降。
因此，本發(fā)明的第一個目的是提供一種改進的雙頻帶無線電話，它采用集成電路來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的雙頻帶移動臺，它通過集成電路采用交叉連接的發(fā)射和接收信號通路。
根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)成的移動臺解決了上述的和其它的問題，達到了本發(fā)明的目的。
一種多工模式無線電話，包括至少一個天線，用于在至少兩個頻帶內(nèi)發(fā)射和接收RF信號。該無線電話還包括第一接收器，其輸入端與天線耦連，用于放大和下變頻第一頻帶中的RF信號和第二接收器，其輸入端與天線耦連，用于放大和下變頻第二頻帶中的RF信號。該無線電話還包括第一發(fā)射器，其輸出端與天線耦連，用于放大和上變頻第一頻帶中的RF信號和第二發(fā)射器，其輸出端與天線耦連，用于放大和上變頻第二頻帶中的RF信號。
根據(jù)本發(fā)明，第一接收器和第二發(fā)射器置于第一電路包內(nèi)(即交叉連接)，第二接收器和第一發(fā)射器置于第二電路包內(nèi)，也是交叉連接。第一和第二電路包可以是集成電路，也可以是混合電路。
在本發(fā)明的最佳實施例中，無線電話還包括用于第一頻帶的第一本機振蕩器，用于第二頻帶的第二本機振蕩器，以及切換裝置，該裝置可以將或者第一本機振蕩器的輸出，或者將第二本機振蕩器的輸出切換到第一和第二電路包。
該無線電話還包括第一雙工器，用于將第一接收器和第一發(fā)射器與天線耦連，以及第二雙工器，用于將第二接收器和第二發(fā)射器與天線耦連。
本發(fā)明還提供了開關(guān)，用于將工作電源有選擇地提供給第一接收機和第二接收器中的僅一個，還用于將工作電源有選擇地提供給第一發(fā)射器和第二發(fā)射器中的僅一個。
通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明所作的詳細描述，本發(fā)明的上述特征和其它特征都將變得很清楚，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的移動臺的框圖2是圖1所示的移動臺的立體圖，該圖還表示蜂窩式通信系統(tǒng)，移動臺通過無線RF鏈路與蜂窩式通信系統(tǒng)雙向耦連；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)射器和接收器電路的示意圖。
下面參照圖1和圖2，描述適用于本發(fā)明的無線用戶終端或移動臺10，例如雙工模式蜂窩式無線電話或個人通信器材，但又不限于此。雙工模式移動臺10包括天線12，用于向基地臺30發(fā)射信號和從基地臺30接收信號。基地臺30是蜂窩式網(wǎng)絡(luò)的一部分，蜂窩式網(wǎng)絡(luò)由包括移動交換中心(MSC)34的BMI32組成。當移動臺10在網(wǎng)絡(luò)中注冊時，MSC 34實現(xiàn)與陸上通信線中繼線的連接。雙工模式移動臺10利用例如不同的調(diào)制類型(例如π/4-DQPSK和FM)和不同的頻帶(例如800MHz AMPS或TDMA和1900 PCS)能夠建立無線通信。數(shù)字TDMA、數(shù)字CDMA、混合TDMA/CDMA和雙工模擬FM移動臺都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
移動臺10可以包括雙工模式調(diào)制器(MOD)14a、發(fā)射器14、接收器16和解調(diào)器(DEMOD)16a。控制器18分別向發(fā)射器14和接收器16提供信號，以及從發(fā)射器14和接收器16接收信號。這些信號包括根據(jù)可應(yīng)用蜂窩系統(tǒng)的播送界面標準的信令信息以及用戶語音和/或用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
用戶接口包括常規(guī)的耳機或揚聲器17，常規(guī)的話筒19，顯示器20，和用戶輸入裝置，一般是鍵盤，這些都與控制器18相連。鍵盤22包括用于操作移動臺10的常規(guī)的數(shù)字鍵(0-9)和有關(guān)的鍵(#，*)22a，以及其它的鍵22b。這些其它的鍵22b可以包括例如發(fā)送鍵，各種菜單滾動和軟鍵，以及PWR鍵。
移動臺10還包括各種存儲器，集中地用存儲器24表示，其中存儲在移動臺操作期間控制器18使用的許多內(nèi)容等。例如，存儲器24存儲各種蜂窩式系統(tǒng)參數(shù)值和數(shù)字分配模塊(NAM)?？刂瓶刂破?8操作的操作程序也存儲在存儲器24中(一般在ROM器件中)。存儲器24還可以存儲包括用戶消息的數(shù)據(jù)，這是在向用戶顯示消息之前從BMI 32接收的。移動臺10還包括電池26，該電池向操作移動臺所需的各種電路提供電能。
應(yīng)理解的是，移動臺10可以是車載的和手持的裝置。還應(yīng)理解的是，移動臺10能夠在一個或多個播送界面標準下操作，如調(diào)制類型和存取類型。例如，移動臺可以在包括IS-91、IS-136、GSM、DECT、PCS、UMTS、FPLMTS和IS-95的許多標準的任何標準下操作。根據(jù)本發(fā)明，移動臺也可以用于窄頻帶的AMPS(NAMPS)和TACS。本發(fā)明不限于任何一種具體類型的移動臺或播送接口標準。
現(xiàn)在參照圖3更詳細地描述圖1所示的發(fā)射器14和接收器16的電路。
圖3表示移動臺10的雙頻帶發(fā)射器/接收器(收發(fā)器)部分。雖然以下描述的是兩個頻帶，但是本發(fā)明的原理可用于三個或三個以上的頻帶。天線12接收頻帶1的信號。天線12具有兩個天線12a和12b，當收發(fā)器的頻帶改變時，可以由開關(guān)13來切換這兩個頻帶。也可以采用單個的寬頻帶天線，從而取消開關(guān)13。接受的頻帶1的信號經(jīng)過頻帶1雙工器15a，到達頻帶1低噪聲放大器(LNA)30。LNA 30的輸出提供給低通濾波器32，然后到達RF下變頻混頻器34。經(jīng)緩沖器36向混頻器34饋送第一本振(LO1)信號。緩沖器36的輸入來自LO切換裝置38?；祛l器34的輸出是第一中頻(IF)信號，該信號被送至IF緩沖器40，IF緩沖器40的輸出提供給IF低通濾波器42。混頻器34將接收的頻帶1的信號進行下變頻到第一IF，它等于頻帶1和LO1之間的差頻。除了采用第二本振(LO2)頻率外，第二頻帶2接收電路30a、32a、34a、36a和40a獨立地操作。
應(yīng)注意的是，第一頻帶1和第二頻帶2的接收電路分開置于集成電路包29a和29b中。
根據(jù)本發(fā)明，頻帶1發(fā)射器上變頻混頻器44位于集成電路包29b中，該電路包包括頻帶2接收電路。以類似的方式，頻帶2發(fā)射器上變頻混頻器44a位于集成電路包29a中，該電路包包括頻帶1接收電路。這樣，頻帶1和頻帶2的電路被認為是“交叉連接”的，從而消除了雙工操作期間發(fā)射和接收電路之間的信號串擾。這就是說，頻帶1下變頻混頻器34和頻帶1上變頻混頻器44以及它們相關(guān)的放大器位于相同的集成電路包中，那么在雙工操作期間(即同時采用接收器和發(fā)射器電路期間)，這些電路之間將存在不希望的信號串擾。相同的情況也適用于頻帶2電路。通過采用如圖3的交叉連接，本發(fā)明解決了這些問題。
下面繼續(xù)討論傳輸器電路，頻帶1的發(fā)射通路包括LO1緩沖器46，它將經(jīng)緩沖的LO1注入信號送至上變頻混頻器44。代表語音、數(shù)據(jù)和/或信令信息的從圖1的框14a得到的調(diào)制輸入信號(MOD)被送至上變頻混頻器44的第二輸入端。上變頻混頻器44的輸出被送至緩沖放大器48，該放大器的輸出端與集成電路29b的輸出端相連。接下來，經(jīng)緩沖的頻帶1的信號被送至頻帶1的功率放大器部分，功率放大器部分包括低通濾波器50、緩沖放大器52、可變增益放大器(VGA)54和功率放大器56和58。功率放大器的輸出是頻帶1的放射頻率fTX1，它被送至頻帶1雙工器15a，并送至合適的天線12a和12b。除了采用LO2作為上變頻混頻器44a和采用頻帶2雙工器15b以外，頻帶2發(fā)射器電路的構(gòu)成是相同的。
如圖3所示，電源開關(guān)電路60a和60b有選擇地向置于集成電路29a和29b中的頻帶1和頻帶2電路提供工作電源，本實施例假定為接收和發(fā)射部分提供單獨的電源端子。這樣，移動臺10對當前不使用的頻帶的發(fā)射器和接收器電路斷電。
雖然結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)理解，對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說，可作各種修改。例如如上所述，本發(fā)明用于能夠在兩個或多個頻帶下操作的多工模式設(shè)備。此外，本發(fā)明不限于用于收發(fā)器集成電路，還可以用于混合電路包，例如其中分開的集成電路芯片被安裝在絕緣基板上，并用厚膜或薄膜導(dǎo)體互連。在本發(fā)明的其它實施例中，可以采用多于或少于以上數(shù)目的電路元件，并可采用不同的類型。例如，電路包的外面可以提供LO緩中放大器36和46。此外，雖然上面描述了手持或車載移動臺，但是應(yīng)理解，本發(fā)明還可以用于裝入其它設(shè)備中的雙工模式無線電話裝置，例如無線調(diào)制解調(diào)器和傳真機，以及PCMCIA模塊和用于數(shù)字處理器的類似設(shè)備。
應(yīng)理解的是，雖然結(jié)合兩個獨立的本振信號(LO1和LO2)描述了本發(fā)明，但是采用可以用兩個頻帶的單個本機振蕩器也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
采用直接變頻或直接調(diào)制技術(shù)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，例如，在發(fā)射前RF載波直接與音頻或信令信息混頻，從而省去了發(fā)射器通路中的上變頻混頻器。在這樣的系統(tǒng)中，也可以省去下變頻混頻器，這樣使第一IF基本與接收的IF相同。
雖然以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可作各種形式和細節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種多工模式無線電話，包括至少一個天線，用于在至少兩個頻帶內(nèi)發(fā)射和接收RF信號；第一接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大和下變頻第一頻帶中的RF信號；第二接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大和下變頻第二頻帶中的RF信號；第一發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于放大和上變頻第一頻帶中的RF信號；第二發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于放大和上變頻第二頻帶中的RF信號；其中所述第一接收器和所述第二發(fā)射器置于第一電路包內(nèi)，所述第二接收器和所述第一發(fā)射器置于第二電路包內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1的多工模式無線電話，其中所述第一和第二電路包是集成電路包。
3.如權(quán)利要求1的多工模式無線電話，其中所述第一和第二電路包是采用至少一種厚膜或薄膜互連的混合電路包。
4.如權(quán)利要求1的多工模式無線電話，進一步包括用于第一頻帶的第一本機振蕩器；用于第二頻帶的第二本機振蕩器；以及切換裝置，該裝置可以將或者第一本機振蕩器的輸出，或者將第二本機振蕩器的輸出切換到第一和第二電路包。
5.如權(quán)利要求1的多工模式無線電話，進一步包括第一雙工器，用于將所述第一接收器和所述第一發(fā)射器與所述至少一個天線耦連；以及第二雙工器，用于將所述第二接收器和所述第二發(fā)射器與所述至少一個天線耦連。
6.如權(quán)利要求1的多工模式無線電話，進一步包括第一開關(guān)裝置，用于將工作電源有選擇地提供給所述第一接收器和所述第二接收器中的僅一個；以及第二開關(guān)裝置，用于將工作電源有選擇地提供給所述第一發(fā)射器和所述第二發(fā)射器中的僅一個。
7.一種雙工模式移動臺，包括至少一個天線，用于在至少兩個頻帶內(nèi)發(fā)射和接收RF信號；用于第一頻帶(頻帶1)的第一本機振蕩器(LO1)；用于第二頻帶(頻帶2)的第二本機振蕩器(LO2)；第一接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大和下變頻第一頻帶中的RF信號，使之被變頻到頻帶1的第一中頻(IF1)，第一接收器可切換地與(LO1)的輸出端相連，以便輸出IF1，使之成為頻帶1的頻率與(LO1)的頻率之間的差頻；第二接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大和下變頻第二頻帶中的RF信號，使之被變頻到頻帶2的第一中頻(IF2)，第二接收器可切換地與(LO2)的輸出端相連，以便輸出IF2，使之成為頻帶2的頻率與(LO2)的頻率之間的差頻；第一發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于上變頻和放大第一頻帶中的RF信號，使之被變頻到頻帶1的發(fā)射頻率(fTX1)，第一發(fā)射器可切換地與(LO1)的輸出端相連，以便輸出(fTX1)，使之位于(LO1)的頻率的中心；以及第二發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于上變頻和放大第二頻帶中的RF信號，使之被變頻到頻帶2的發(fā)射頻率(fTX2)，第二發(fā)射器可切換地與(LO2)的輸出端相連，以便輸出(fTX2)，使之位于(LO2)的頻率的中心；其中所述第一接收器和所述第二發(fā)射器置于第一集成電路內(nèi)，所述第二接收器和所述第一發(fā)射器置于第二集成電路內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7的雙工模式移動臺，進一步包括第一雙工器，用于將所述第一接收器和所述第一發(fā)射器與所述至少一個天線耦連；以及第二雙工器，用于將所述第二接收器和所述第二發(fā)射器與所述至少一個天線耦連。
9.如權(quán)利要求7的雙工模式移動臺，進一步包括第一開關(guān)裝置，用于將工作電源有選擇地提供給所述第一接收器和所述第二接收器中的僅一個；以及第二開關(guān)裝置，用于將工作電源有選擇地提供給所述第一發(fā)射器和所述第二發(fā)射器中的僅一個。
10.一種雙工模式移動臺，包括至少一個天線，用于在至少兩個頻帶內(nèi)發(fā)射和接收RF信號；第一接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大第一頻帶中的RF信號，并輸出頻帶1的第一中頻(IF1)；第二接收器，其輸入端與所述至少一個天線耦連，用于放大第二頻帶中的RF信號，并輸出頻帶2的第一中頻(IF2)；第一發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于放大RF信號，并輸出頻帶1的發(fā)射頻率(fTX1)；以及第二發(fā)射器，其輸出端與所述至少一個天線耦連，用于放大RF信號，并輸出頻帶2的發(fā)射頻率(fTX2)；其中所述第一接收器和所述第二發(fā)射器的至少一部分置于第一集成電路內(nèi)，所述第二接收器和所述第一發(fā)射器的至少一部分置于第二集成電路內(nèi)。
全文摘要
一種多工模式無線電話,包括至少一個天線,用于在至少兩個頻帶內(nèi)發(fā)射和接收RF信號。該無線電話還包括第一接收器,其輸入端與天線耦連,用于放大和下變頻第一頻帶中的RF信號和第二接收器,其輸入端與天線耦連,用于放大和下變頻第二頻帶中的RF信號。該無線電話還包括第一發(fā)射器,其輸出端與天線耦連,用于放大和上變頻第一頻帶中的RF信號和第二發(fā)射器,其輸出端與天線耦連,用于放大和上變頻第二頻帶中的RF信號。
文檔編號H04B1/40GK1179071SQ97117369
公開日1998年4月15日 申請日期1997年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月6日
發(fā)明者J·波爾丁 申請人:諾基亞流動電話有限公司