可調(diào)諧多頻帶接收的制造方法
【專利摘要】公開了支持多個頻帶上的操作的可調(diào)諧多頻帶接收機。在示例性設計中，可調(diào)諧多頻帶接收機包括天線調(diào)諧網(wǎng)絡、可調(diào)諧陷波濾波器、以及至少一個低噪聲放大器（LNA）。天線調(diào)諧網(wǎng)絡將天線（例如，分集天線）調(diào)諧到多個接收頻帶中的一接收頻帶?？烧{(diào)諧陷波濾波器可調(diào)諧至多個發(fā)射頻帶中的一發(fā)射頻帶并衰減在該發(fā)射頻帶中的信號分量。該至少一個LNA當中的一個LNA放大來自可調(diào)諧陷波濾波器的輸出信號。該可調(diào)諧多頻帶接收機可進一步包括一個或多個附加的可調(diào)諧陷波濾波器，以進一步衰減在發(fā)射頻帶中的信號分量。
【專利說明】可調(diào)諧多頻帶接收機
[0001]背景
[0002]1.領域
[0003]本公開一般涉及電子器件，尤其涉及接收機。
[0004]I1.背景
[0005]無線通信設備(例如，蜂窩電話)可包括耦合至主天線以支持雙向通信的發(fā)射機和接收機。對于數(shù)據(jù)傳送，發(fā)射機可用數(shù)據(jù)來調(diào)制射頻(RF)載波信號以獲得經(jīng)調(diào)制信號，放大經(jīng)調(diào)制信號以獲得具有恰當信號電平的發(fā)射(TX)信號，并經(jīng)由主天線將該TX信號發(fā)射到基站。對于數(shù)據(jù)接收，接收機可經(jīng)由主天線獲得接收(RX)信號并且可調(diào)理和處理該RX信號以恢復由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0006]無線設備可包括耦合至分集/副天線的分集(DRX)接收機。分集接收機可經(jīng)由分集天線獲得副RX信號并且可調(diào)理和處理該副RX信號以恢復由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。分集接收機可幫助緩解多徑和衰落，并且還可幫助消除相同頻率上來自其它系統(tǒng)的干擾。分集接收機可通過提高下載速度和能力來改善最終用戶體驗并且還可提供其他優(yōu)勢。
[0007]無線設備可以能夠與不同的無線系統(tǒng)通信和/或可支持多個頻帶上的操作。這些能力可允許無線設備接收來自更多系統(tǒng)的通信服務并享受更大的覆蓋。無線設備可在接收機中具有用于該接收機所支持的所有頻帶和系統(tǒng)的數(shù)條接收路徑。每條接收路徑可包括一組電路塊，諸如RX濾波器、低噪聲放大器(LNA)等。每條接收路徑的電路塊可以是專門為該接收路徑所支持的一個或多個頻帶和/或一個或多個系統(tǒng)所設計的。無線設備可具有許多接收路徑和許多電路塊，以支持多個頻帶和/或多個系統(tǒng)。這許多接收路徑會增大無線設備的復雜性、尺寸、成本和功耗，所有這些可能都是不期望的。
[0008]附圖簡述
[0009]圖1示出無線設備與多個無線系統(tǒng)通信。
[0010]圖2示出關于每個天線具有多條接收路徑的無線設備。
[0011]圖3示出具有可調(diào)諧多頻帶接收機的無線設備。
[0012]圖4A和4B示出可調(diào)諧多頻帶接收機的兩種示例性設計。
[0013]圖5示出天線調(diào)諧網(wǎng)絡的示例性設計。
[0014]圖6A到6D示出可調(diào)諧陷波濾波器的4種示例性設計。
[0015]圖7A和7B分別示出圖6A和6B中的可調(diào)諧陷波濾波器的性能標繪。
[0016]圖8示出可調(diào)諧多頻帶接收機的示例性設計。
[0017]圖9A和9B示出MEMS可變電抗器的示例性設計。
[0018]圖10示出用于接收和處理RX信號的過程。
[0019]詳細描述
[0020]以下闡述的詳細描述旨在作為本公開的示例性設計的描述，而無意表示可在其中實踐本公開的僅有設計。術語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何設計不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他設計。本詳細描述包括具體細節(jié)以提供對本公開的示例性設計的透徹理解。對于本領域技術人員將明顯的是，沒有這些具體細節(jié)也可實踐本文描述的示例性設計。在一些實例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性設計的新穎性。
[0021]本文描述了可用于任何天線(例如，分集天線)的可調(diào)諧多頻帶接收機。這些接收機可用于各種電子設備，諸如無線通信設備、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、手持設備、無線調(diào)制解調(diào)器、智能電話、膝上型計算機、智能本、上網(wǎng)本、平板電腦、無繩電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、藍牙設備、消費者電子設備、廣播接收機等。為清楚起見，以下描述對無線通信設備使用可調(diào)諧多頻帶接收機。
[0022]圖1示出能夠與多個無線通信系統(tǒng)120和122通信的無線通信設備110。無線系統(tǒng)120可以是碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，其可實現(xiàn)寬帶CDMA (WCDMA)、cdma2000、或某種其他版本的CDMA。無線系統(tǒng)122可以是全球移動通信系統(tǒng)(GSM)系統(tǒng)、長期演進(LTE)系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)等。出于簡化起見，圖1示出了無線系統(tǒng)120包括一個基站130和一個移動交換中心(MSC)140，而系統(tǒng)122包括一個基站132和一個無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)。一般而言，每個系統(tǒng)可包括任何數(shù)目的基站以及任何網(wǎng)絡實體集合。
[0023]無線設備110也可被稱為用戶裝備(UE)、移動站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設備110可裝備有任何數(shù)目的天線。在示例性設計中，無線設備110包括兩個天線一主天線和分集/副天線。多個天線可被用于提供對抗有害路徑效應(諸如衰落、多徑、干擾等)的分集。多個天線還可被用于支持多輸入多輸出(MIMO)傳輸以改善數(shù)據(jù)率和/或獲得其他益處。無線設備110可以能夠與無線系統(tǒng)120和/或122通信。無線設備110還可以能夠接收來自廣播站(例如，廣播站134)的信號。無線設備110還可以能夠接收來自一個或多個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的衛(wèi)星(例如，衛(wèi)星150)的信號。
[0024]一般而言，無線設備110可支持與任何數(shù)目的無線系統(tǒng)的通信，這些無線系統(tǒng)可采用任何無線電技術，諸如WCDMA、cdma2000、GSM、LTE, GPS等。無線設備110還可支持任何數(shù)目的頻帶上的操作。
[0025]圖2示出關于每個天線具有多條接收路徑的無線設備I IOa的框圖。無線設備I IOa是圖1的無線設備110的示例性設計。無線設備IlOa包括耦合至主區(qū)段220的主天線210以及耦合至分集區(qū)段222的分集天線212。出于簡化起見，圖2示出了主區(qū)段220包括支持一個或多個頻帶上的數(shù)據(jù)傳送的發(fā)射(TX)模塊230、以及支持多個(K個)頻帶上的數(shù)據(jù)接收的接收(RX)模塊240，其中K可以是任何整數(shù)值。分集區(qū)段222包括支持多個(K個)頻帶上的數(shù)據(jù)接收的RX模塊250。一般而言，RX模塊240和250可支持相同的頻帶集合(如針對以下大部分描述所假設的)或不同的頻帶集合。
[0026]在主區(qū)段220內(nèi)，開關共用器(switchplexer) /雙工器224執(zhí)行切換和/或路由以⑴將TX模塊230或RX模塊240耦合至主天線210，以及(ii)在數(shù)據(jù)接收期間將RX模塊240內(nèi)的恰適接收路徑耦合至主天線210。開關共用器/雙工器224具有耦合至主天線210的天線端口、以及耦合至TX模塊230內(nèi)的發(fā)射路徑和RX模塊240內(nèi)的K條接收路徑的輸入/輸出(I/o)端口。開關共用器224在任何給定時刻將天線端口耦合至這些I/O端口之一 O
[0027]TX模塊230包括用于一條發(fā)射路徑的TX濾波器232和功率放大器(PA) 234。來自RF后端270的輸出RF信號由TX濾波器232濾波并由功率放大器234放大以獲得TX信號，該TX信號被路由通過開關共用器/雙工器224并經(jīng)由主天線210被發(fā)射。TX模塊230還可包括一條或多條附加的發(fā)射路徑。
[0028]RX模塊240包括K條接收路徑，它們可支持不同的頻帶和/或不同的無線系統(tǒng)。例如，可為每一個感興趣的頻帶使用一條接收路徑。每條接收路徑包括耦合至LNA244的RX濾波器242。K條接收路徑的RX濾波器242a到242k可針對不同頻帶對其RX信號進行濾波并將經(jīng)濾波信號分別提供給LNA244a到244k。LNA244a到244k可放大其經(jīng)濾波信號并提供輸入RF信號給RF后端270。開關共用器/雙工器224選擇主區(qū)段220的工作頻帶并將來自主天線210的RX信號耦合至所選頻帶的接收路徑。
[0029]在分集區(qū)段222內(nèi)，開關共用器226具有耦合至分集天線212的天線端口、以及耦合至RX模塊250內(nèi)的K條接收路徑的K個I/O端口。這K條接收路徑可支持不同的頻帶和/或不同的無線系統(tǒng)。每條接收路徑包括耦合至LNA254的RX濾波器252。這K條接收路徑的RX濾波器252a到252k可針對不同頻帶對其RX信號進行濾波并將經(jīng)濾波信號分別提供給LNA254a到254k。LNA254a到254k可放大其經(jīng)濾波信號并提供輸入RF信號給RF后端270。開關共用器226選擇分集區(qū)段222的工作頻帶并將來自分集天線212的RX信號耦合至所選頻帶的接收路徑。
[0030]RF后端270可包括各種電路塊，諸如下變頻器、上變頻器、放大器、濾波器、緩沖器等。RF后端270可對來自任何LNA的輸入RF信號進行下變頻、放大和濾波并將輸入基帶信號提供給數(shù)據(jù)處理器280。RF后端270還可對輸出基帶信號進行放大、濾波和上變頻并將輸出RF信號提供給濾波器232。模塊230、240和250以及RF后端270中的全部或一部分可實現(xiàn)在一個或多個模擬集成電路(1C)、RF IC (RFIC)、混合信號IC等之上。
[0031]數(shù)據(jù)處理器280可為無線設備I IOa執(zhí)行各種功能，例如處理正被傳送和接收的數(shù)據(jù)。存儲器282可存儲供數(shù)據(jù)處理器280用的程序代碼和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器280可實現(xiàn)在一個或多個專用集成電路(ASIC)和/或其他IC上。
[0032]無線設備IlOa在任何給定時刻可在特定頻帶上操作。對于頻分雙工(FDD)，該特定頻帶可包括發(fā)射頻帶和接收頻帶。無線設備IlOa可同時在發(fā)射頻帶上傳送TX信號并在接收頻帶上接收期望信號。
[0033]在無線設備I IOa處，來自主區(qū)段220中的TX模塊230的TX信號的一部分可能耦合至主區(qū)段220內(nèi)的RX模塊240并且還耦合至分集區(qū)段222中的RX模塊250。該耦合可能經(jīng)由天線210及212和/或路由跡線產(chǎn)生。從開關共用器/雙工器224到每個RX濾波器242的RX信號可包括接收頻帶中的期望信號以及發(fā)射頻帶中的漏泄TX信號。類似地，從開關共用器226到每個RX濾波器252的RX信號可包括接收頻帶中的期望信號以及發(fā)射頻帶中的漏泄TX信號。TX信號可能具有大振幅(例如，對于CDMA為+23dBm或?qū)τ贕SM為+33dBm)，尤其是當無線設備位于遠離基站之處時。于是，即使該耦合可能是相對較小的，但由于TX信號的振幅很大，漏泄TX信號相對于期望信號而言可能仍是較大的。每條接收路徑的RX濾波器242或252可使接收頻帶中的期望信號通過并使發(fā)射頻帶中的漏泄TX信號衰減，以使得盡量少的漏泄TX信號通行至該接收路徑中的LNA244或254，并且可獲得良好的性能。
[0034]一般而言，接收機可包括用于任何數(shù)目的頻帶和任何數(shù)目的無線系統(tǒng)的任何數(shù)目的RX濾波器。RX濾波器也可被稱為前端RF濾波器，并且通?？梢允歉咂焚|(zhì)因數(shù)(Q)濾波器。例如，RX濾波器可用表面聲波(SAW)濾波器、體聲波(BAW)濾波器、或薄膜體聲波諧振器(FBAR)濾波器來實現(xiàn)，它們通常不能集成在IC芯片上?？蔀槊恳粋€頻帶使用一個RX濾波器和一個LNA，并且該RX濾波器和LNA可以是專門為該頻帶所設計的。接收機可包括用于所有受支持頻帶的許多RX濾波器和許多LNA。例如，接收機可包括5個SAW濾波器和5個LNA以支持5個頻帶。使用多個RX濾波器和多個LNA以支持多個頻帶會增加無線設備IlOa的成本、電路板面積、以及布線復雜度。
[0035]在一方面，可調(diào)諧多頻帶接收機可被用于支持多個頻帶而無需每個頻帶有個體的RX濾波器?？烧{(diào)諧多頻帶接收機可包括單條用于多個頻帶的接收路徑并且可提供各種優(yōu)點，諸如較小的尺寸、較低的成本、較好的可靠性等。
[0036]圖3示出了具有可調(diào)諧多頻帶接收機的無線設備IlOb的框圖。無線設備IlOb是圖1中的無線設備110的另一示例性設計。無線設備IlOb包括耦合至主區(qū)段320的主天線310以及耦合至分集區(qū)段322的分集天線312。主區(qū)段320包括支持一個或多個頻帶上的數(shù)據(jù)傳送的TX模塊330、以及支持多個頻帶上的數(shù)據(jù)接收的可調(diào)諧多頻帶接收機340。分集區(qū)段222包括支持多個頻帶上的數(shù)據(jù)接收的可調(diào)諧多頻帶接收機350。RF后端370可對來自可調(diào)諧多頻帶接收機340或350的輸入RF信號進行下變頻、放大和濾波并且可將輸入基帶信號提供給數(shù)據(jù)處理器380。RF后端370還可對輸出基帶信號進行放大、濾波和上變頻并且可將輸出RF信號提供給TX模塊330。TX模塊330、可調(diào)諧多頻帶接收機340和350、以及RF后端370中的全部或一部分可實現(xiàn)在一個或多個模擬1C、RFIC、混合信號IC等之上。數(shù)據(jù)處理器380可為無線設備IlOb執(zhí)行各種功能。存儲器382可存儲供數(shù)據(jù)處理器380用的程序代碼和數(shù)據(jù)。
[0037]圖3示出了其中可調(diào)諧多頻帶接收機被用于主天線310和分集天線312中的每一者的示例性設計。在另一示例性設計中，可調(diào)諧多頻帶接收機可被僅用于主天線310或僅用于分集天線312。一般而言，對于無線設備上可用的每個天線，可以使用可調(diào)諧多頻帶接收機或可以不使用可調(diào)諧多頻帶接收機?？蓪Σ粸橹褂每烧{(diào)諧多頻帶接收機的每個天線使用具有多條接收路徑的RX模塊(例如，圖2中的RX模塊240或250)。
[0038]圖4A示出了耦合至天線410的可調(diào)諧多頻帶接收機400的示例性設計的框圖?？烧{(diào)諧多頻帶接收機400可被用于圖3中的可調(diào)諧多頻帶接收機340，并且天線410可對應于主天線310。替換地或補充地，可調(diào)諧多頻帶接收機400可被用于圖3中的可調(diào)諧多頻帶接收機350，并且天線410可對應于分集天線312。
[0039]在圖4A中所示的示例性設計中，可調(diào)諧多頻帶接收機400包括串聯(lián)耦合的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420、可調(diào)諧陷波濾波器430以及LNA440。天線調(diào)諧網(wǎng)絡420可被直接耦合至天線410 (如圖4A中所示)或經(jīng)由一個或多個電路(諸如開關)間接地耦合至天線410。天線調(diào)諧網(wǎng)絡420、可調(diào)諧陷波濾波器430和LNA440可支持多個頻帶的操作。
[0040]圖4B示出了耦合至天線410的可調(diào)諧多頻帶接收機402的示例性設計的框圖?？烧{(diào)諧多頻帶接收機402可被用于圖3中的可調(diào)諧多頻帶接收機340，并且天線410可對應于主天線310。替換地或補充地，可調(diào)諧多頻帶接收機402可被用于圖3中的可調(diào)諧多頻帶接收機350，并且天線410可對應于分集天線312。
[0041]在圖4B中所示的示例性設計中，可調(diào)諧多頻帶接收機402包括串聯(lián)耦合的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420、可調(diào)諧陷波濾波器430、開關矩陣432、多個(K個)LNA440a到440k、以及開關矩陣442。天線調(diào)諧網(wǎng)絡420可被直接耦合至天線410 (如圖4B中所示)或經(jīng)由一個或多個電路(諸如開關)間接地耦合至天線410。K個LNA440a到440k的輸入可耦合至開關矩陣432并且其輸出可耦合至開關矩陣442。開關矩陣442的輸出可耦合至后續(xù)電路(例如，寬帶下變頻器)。
[0042]一般而言，可調(diào)諧多頻帶接收機可包括任何數(shù)目的LNA以支持任何數(shù)目的頻帶。每個LNA可支持單個頻帶或多個頻帶。LNA的數(shù)目可取決于每個LNA的帶寬以及所支持的頻帶。例如，可存在用于高頻帶的一個LNA以及用于低頻帶的另一個LNA。如果存在僅一個LNA (例如，如圖4A中所示)，則該LNA可被耦合至可調(diào)諧陷波濾波器430，并且開關矩陣可被省掉。若存在多個LNA (例如，如圖4B中所示)，則在任何給定時刻，可經(jīng)由開關矩陣432和442選擇一個LNA440。
[0043]天線410可以是電小天線或正常天線。若天線410是小天線，則天線410可因其小尺寸而具有窄頻帶。不管天線410的尺寸如何，天線調(diào)諧網(wǎng)絡420允許天線410在較寬頻率范圍上被調(diào)諧(例如，從440MHz到2.6GHz)。一旦天線410被調(diào)諧到特定頻帶,天線調(diào)諧網(wǎng)絡420還可提供選擇性?？烧{(diào)諧陷波濾波器430使接收頻帶中的期望信號分量通過并使發(fā)射頻帶中的漏泄TX信號分量衰減，以使得來自發(fā)射機的TX信號盡量少地被耦合至接收機400或402的接收路徑。在SiP (系統(tǒng)級封裝)設計中，可調(diào)諧陷波濾波器430也可用SAff濾波器代替。若接收機中存在為不同頻帶設計的多個LNA，則開關矩陣432可將來自可調(diào)諧陷波濾波器430的輸出信號耦合至所選LNA，并且開關矩陣442可將來自所選LNA的經(jīng)放大信號耦合至后續(xù)電路(例如，下變頻器)。
[0044]圖4A示出了具有一個天線調(diào)諧網(wǎng)絡、一個可調(diào)諧陷波濾波器和一個LNA的可調(diào)諧多頻帶接收機400的示例性設計。圖4B示出了具有一個天線調(diào)諧網(wǎng)絡、一個可調(diào)諧陷波濾波器和多個LNA的可調(diào)諧多頻帶接收機402的示例性設計。在另一示例性設計中，可調(diào)諧多頻帶接收機可包括天線調(diào)諧網(wǎng)絡、繼之以開關矩陣、繼之以多個可調(diào)諧陷波濾波器、繼之以多個LNA、并繼之以另一開關矩陣。每個LNA的輸入可耦合至相關聯(lián)可調(diào)諧陷波濾波器的輸出。每一對可調(diào)諧陷波濾波器和LNA可覆蓋一個或多個頻帶。開關矩陣可基于工作頻帶來選擇一對恰適的可調(diào)諧陷波濾波器和LNA。
[0045]一般而言，可調(diào)諧多頻帶接收機可包括任何數(shù)目的天線調(diào)諧網(wǎng)絡、任何數(shù)目的可調(diào)諧陷波濾波器、以及任何數(shù)目的LNA。這些電路可被安排成任何配置。在示例性設計中，天線調(diào)諧網(wǎng)絡、可調(diào)諧陷波濾波器、和LNA可被實現(xiàn)在全集成有源接收分集前端模塊中。該示例性設計可減少電路板級別的RF互連并且由于LNA集成還可減少來自天線的互連損耗效應。
[0046]可調(diào)諧多頻帶接收機還可用其他方式來實現(xiàn)。例如，可調(diào)諧陷波濾波器430可與天線調(diào)諧網(wǎng)絡420組合。作為另一示例，可調(diào)諧陷波濾波器430可位于LNA440之前或之后。可調(diào)諧多頻帶接收機還可包括圖4A或4B中未示出的不同的和/或附加的電路。例如，阻抗匹配電路可被耦合在圖4A中的可調(diào)諧陷波濾波器430與LNA440之間、或圖4B中的可調(diào)諧陷波濾波器430與開關矩陣432之間。
[0047]圖4A或4B中的電路可用各種方式來實現(xiàn)。以下描述天線調(diào)諧網(wǎng)絡420和可調(diào)諧陷波濾波器430的一些示例性設計。
[0048]圖5示出天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x的示意圖，其是圖4A和4B中的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420的示例性設計。天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x實現(xiàn)π形拓撲并且包括電感器510以及可變電容器512和514。電感器510耦合在天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x的輸入與輸出之間。電容器512耦合在天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x的輸入與電路接地之間。電容器514耦合在天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x的輸出與電路接地之間。電容器512和/或514可以變化以獲得針對天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x所耦合至的天線的期望調(diào)諧。
[0049]圖5示出了具有π形拓撲的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420χ的示例性設計。天線調(diào)諧網(wǎng)絡也可用其他方式來實現(xiàn)。例如，在一種不例性設計中，電容器512和514之一可以是固定電容器，并且電容器512和514中的另一者可以是可變電容器。在另一種不例性設計中，固定電容器和/或可變電容器可與電感器510并聯(lián)耦合。在又一種示例性設計中，多個π形網(wǎng)絡可以串聯(lián)耦合，并且每個η形網(wǎng)絡可如圖5中所示地實現(xiàn)。在其他示例性設計中，天線調(diào)諧網(wǎng)絡可以用以下關于可調(diào)諧陷波濾波器描述的任何示例性設計來實現(xiàn)。
[0050]圖6Α示出可調(diào)諧陷波濾波器430χ的示意圖，其是圖4Α和4Β中的可調(diào)諧陷波濾波器430的示例性設計。可調(diào)諧陷波濾波器430χ實現(xiàn)T形橋拓撲并且包括電感器610、可變電容器612和614、以及電阻器616。電感器610稱合在可調(diào)諧陷波濾波器430χ的輸入與輸出之間。電容器612耦合在可調(diào)諧陷波濾波器430χ的輸入與節(jié)點A之間。電容器614耦合在節(jié)點A與可調(diào)諧陷波濾波器430χ的輸出之間。電阻器616耦合在節(jié)點A與電路接地之間?？烧{(diào)諧陷波濾波器430χ可類似于分路線圈拓撲并且可通過電阻器調(diào)諧來提供高Q0相比于簡單陷波電路，可調(diào)諧陷波濾波器430χ在接收頻帶中可能具有更多插入損耗，但可通過調(diào)諧而在發(fā)射頻帶中具有更深陷波。
[0051]圖7Α示出圖6Α中的可調(diào)諧陷波濾波器430χ的性能標繪。在圖7Α中，橫軸標示可變電容器612和614的電容，而縱軸標示以分貝(dB)為單位的振幅/衰減。標繪710示出發(fā)射頻帶中的衰減。如圖7A中所示，用可調(diào)諧陷波濾波器430x可獲得發(fā)射頻帶中大于50dB的衰減。
[0052]圖6B示出可調(diào)諧陷波濾波器430y的示意圖，其是圖4A和4B中的可調(diào)諧陷波濾波器430的另一示例性設計?？烧{(diào)諧陷波濾波器430y實現(xiàn)串聯(lián)LC拓撲并且包括與可變電容器622并聯(lián)耦合的電感器620。電感器620和電容器622的一端耦合至可調(diào)諧陷波濾波器430y的輸入并且另一端耦合至可調(diào)諧陷波濾波器430y的輸出。對于串聯(lián)LC拓撲，電感器620可具有相對較小的值，其在2GHz可為1.5到2納亨(nH)，從而達成較低插入損耗。電容器622可具有相對較大的值，其在2GHz可為4到6皮法(pF)。電容器622的Q可對可調(diào)諧陷波濾波器430y的性能具有較大影響。
[0053]圖7B示出圖6B中的可調(diào)諧陷波濾波器430y的性能標繪。在圖7B中，橫軸標示可變電容器622的電容，而縱軸標示以dB為單位的振幅/衰減。標繪720示出可調(diào)諧陷波濾波器430y在接收頻帶中的插入損耗。標繪722示出發(fā)射頻帶中的衰減。如圖7B中所示,用可調(diào)諧陷波濾波器430y可獲得接收頻帶中小于幾dB的插入損耗以及發(fā)射頻帶中約23dB的衰減。
[0054]圖6C示出可調(diào)諧陷波濾波器430z的示意圖，其是圖4A和4B中的可調(diào)諧陷波濾波器430的又一示例性設計?？烧{(diào)諧陷波濾波器430z實現(xiàn)分路LC拓撲并且包括與可變電容器632串聯(lián)耦合的電感器630。電感器630的一端耦合至電路接地并且另一端耦合至電容器632的一端。電容器632的另一端稱合至可調(diào)諧陷波濾波器430z的輸入和輸出。對于分路LC拓撲，電感器630可具有相對較大的值，其在2GHz可為12到15nH，以達成較低插入損耗。電容器632可具有相對較小的值。
[0055]圖6D示出可調(diào)諧陷波濾波器430w的示意圖，其是圖4A和4B中的可調(diào)諧陷波濾波器430的再一不例性設計?？烧{(diào)諧陷波濾波器430w包括電感器640以及電容器642和644，它們以與圖5中的電感器510以及電容器512和514類似的方式耦合。電感器650和可變電容器652并聯(lián)耦合并且耦合在節(jié)點B與電路接地之間。電容器654耦合在節(jié)點B與可調(diào)諧陷波濾波器430w的輸入之間。電感器660和可變電容器662并聯(lián)耦合并且耦合在節(jié)點D與電路接地之間。電容器664耦合在節(jié)點D與可調(diào)諧陷波濾波器430w的輸出之間。
[0056]圖6A到6D示出了具有不同電路拓撲的可調(diào)諧陷波濾波器的4種示例性設計?？烧{(diào)諧陷波濾波器還可用其他方式來實現(xiàn)。在一種示例性設計中，可調(diào)諧陷波濾波器可用η形拓撲來實現(xiàn)，例如，如圖5中所示。在另一種示例性設計中，固定電容器和/或可變電容器可與圖6A中的電感器610并聯(lián)稱合。在另一種不例性設計中，圖6A中的電容器612和614之一可以是固定電容器,并且電容器612和614中的另一者可以是可變電容器。
[0057]出于清楚起見，圖4A和4B示出了天線調(diào)諧網(wǎng)絡420、可調(diào)諧陷波濾波器430和LNA440的相異塊。一般而言，天線調(diào)諧、陷波濾波、以及放大的功能可用執(zhí)行這些功能的一個或多個電路來實現(xiàn)。
[0058]圖8示出可調(diào)諧多頻帶接收機800的示例性設計的示意圖。接收機800包括串聯(lián)耦合的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x、可調(diào)諧陷波濾波器430x、以及LNA440X。天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x包括電感器510以及可變電容器512和514，它們?nèi)缫陨详P于圖5所描述地耦合?？烧{(diào)諧陷波濾波器430x包括電感器610、可變電容器612和614、以及電阻器616,它們?nèi)缫陨详P于圖6A所描述地f禹合。
[0059]在LNA440X內(nèi)，N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管810的柵極耦合至可調(diào)諧陷波濾波器430x的輸出，其源極耦合至電感器812的一端，并且其漏極耦合至節(jié)點E。電感器812的另一端耦合到電路接 地?？烧{(diào)諧陷波濾波器818實現(xiàn)T形橋拓撲并且耦合在節(jié)點E與節(jié)點F之間。可調(diào)諧陷波濾波器818包括電感器820、可變電容器822、固定電容器824、和電阻器826，它們以與圖6A中的電感器610、電容器612和614、以及電阻器616類似的方式耦合。
[0060]NMOS晶體管814的柵極接收偏置電壓(Vbias)，其源極耦合至節(jié)點F，并且其漏極耦合至節(jié)點G?？烧{(diào)諧陷波濾波器828實現(xiàn)串聯(lián)LC拓撲并且耦合在節(jié)點G與電源電壓(Vdd )之間?？烧{(diào)諧陷波濾波器828包括電感器830和可變電容器832，它們以與圖6B中的電感器620和電容器622類似的方式耦合?？烧{(diào)諧陷波濾波器838實現(xiàn)分路LC拓撲并且一端耦合至節(jié)點G且另一端提供輸出信號。可調(diào)諧陷波濾波器838包括電感器840和可變電容器842，它們串聯(lián)耦合并且耦合在可調(diào)諧陷波濾波器838的輸入與輸出之間。
[0061]圖8示出了用NMOS晶體管實現(xiàn)的LNA440X的示例性設計。LNA也可用其他類型的晶體管來實現(xiàn)，諸如P溝道MOS (PMOS )晶體管、雙極結(jié)型晶體管(BJT )等。
[0062]圖8示出了具有一個天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x和四個可調(diào)諧陷波濾波器430x、818、828和838的示例性設計。一般而言，可調(diào)諧多頻帶接收機可包括任何數(shù)目的天線調(diào)諧網(wǎng)絡和任何數(shù)目的可調(diào)諧陷波濾波器。較多天線調(diào)諧網(wǎng)絡和/或較多調(diào)諧元件可以(i)有可能以較高的插入損耗來支持較寬的帶寬，(?)使得能對天線進行更好的調(diào)諧以覆蓋更寬頻率范圍和/或提供更好的選擇性，以及(iii)允許對頻率響應進行更好的定形以提供更優(yōu)異的衰減。較多可調(diào)諧陷波濾波器可允許在更寬頻率范圍上對陷波進行更好的調(diào)諧和/或在陷波處提供更多衰減。每個天線調(diào)諧網(wǎng)絡可用任何電路拓撲來實現(xiàn)并且可包括任何數(shù)目的可調(diào)諧電路元件。類似地，每個可調(diào)諧陷波濾波器可用任何電路拓撲來實現(xiàn)并且可包括任何數(shù)目的可調(diào)諧電路元件。一個或多個天線調(diào)諧網(wǎng)絡以及一個或多個可調(diào)諧陷波濾波器可用各種方式來耦合，例如，如圖8中的天線調(diào)諧網(wǎng)絡420x和可調(diào)諧陷波濾波器430x所示地彼此直接耦合，或經(jīng)由有源電路(諸如晶體管)來間接耦合。
[0063]天線調(diào)諧網(wǎng)絡可包括一個或多個可變電容器，例如，如圖5中所示?？烧{(diào)諧陷波濾波器還可包括一個或多個可變電容器，例如，如圖6A到6D中所示?？勺冸娙萜骺捎酶鞣N方式來實現(xiàn)。在一種示例性設計中，可變電容器可用具有可用模擬控制電壓來改變的電容的連續(xù)可變電容器(或可變電抗器)來實現(xiàn)。在另一種示例性設計中，可變電容器可用具有可用數(shù)字控制信號以離散單位來改變的電容的數(shù)字可變電容器來實現(xiàn)。在又一種示例性設計中，可變電容器可用微機電系統(tǒng)(MEMS)器件來實現(xiàn)。
[0064]圖9A示出MEMS可變電抗器900的示例性設計的俯視圖。圖9B示出圖9A中的MEMS可變電抗器900的橫截面視圖。圖9B中的橫截面視圖是沿圖9A中的線A-A’獲取的。MEMS可變電抗器900可用于圖5到6D中的任何可變電容器。
[0065]如圖9A和9B中所示，MEMS可變電抗器900包括膜910，其經(jīng)由位于膜910兩端的錨922a和922b附連至基板920。膜910可用導電材料(例如，鋁)形成，并且也可被稱為機械膜、機械電極、上極板等?；?20可以是玻璃、硅、或某種其他材料。下拉電極930形成在基板920之上并且在膜910中心之下。絕緣層940可用電介質(zhì)或能提供電絕緣的某種其他非導電材料形成在電極930之上。膜910可與電極930分開一間隙950。
[0066]MEMS可變電抗器900如下操作。固定直流(DC)電壓可被施加于膜910。可變DC電壓可被施加于電極930。施加于電極930的可變DC電壓與施加于膜910的固定DC電壓之間的電壓差使膜910向下移動。較大的電壓差將使膜910向下移動更多，這將隨后導致MEMS可變電抗器900有較大的電容。對于較小的電壓差，將為相反情形。例如，膜910可被耦合至電路接地，并且可變DC電壓可被施加于電極930。在O伏被施加于電極930 (這將導致膜910歇止在其最遠離電極930的正常位置處)的情況下可獲得最小電容Cmin。在充分的電壓被施加于電極930 (這將導致膜910朝電極930移動并歇止在絕緣層940上)的情況下可獲得最大電容(:_。
[0067]圖9A和9B示出了可用于天線調(diào)諧網(wǎng)絡或可調(diào)諧陷波濾波器的MEMS可變電抗器的示例性設計。MEMS可變電抗器還可用其他方式來實現(xiàn)。
[0068]天線調(diào)諧網(wǎng)絡可用各種方式來調(diào)諧。在示例性設計中，天線調(diào)諧網(wǎng)絡可基于測量來調(diào)諧。例如，可針對天線調(diào)諧網(wǎng)絡的不同的可能設置來測量收到信號強度指示符(RSSI)。可選擇導致最大RSSI的設置。在另一示例性設計中，天線調(diào)諧網(wǎng)絡可基于查找表來調(diào)諧。天線調(diào)諧網(wǎng)絡的性能可例如在設計階段期間、在制造階段期間等針對不同的可能設置來表征。查找表可被定義以存儲關于每種操作情景(例如，針對每個感興趣頻率)對天線調(diào)諧網(wǎng)絡的最佳設置。此后，查找表可被訪問以確定對于特定操作情景要使用的設置。天線調(diào)諧網(wǎng)絡也可用其他方式來調(diào)諧。
[0069]可調(diào)諧陷波濾波器可用各種方式來調(diào)諧。在示例性設計中，可調(diào)諧陷波濾波器可基于測量來調(diào)諧。例如，可針對可調(diào)諧陷波濾波器不同的可能設置來(例如，在基帶處)測量漏泄TX信號。由于在進行陷波濾波的感興趣情景中，漏泄TX信號可能比期望信號大得多，因此RX信號的總收到功率可被測量并用作漏泄TX信號功率的估計。可選擇導致最小漏泄TX信號的設置。在另一示例性設計中，可調(diào)諧陷波濾波器可基于查找表來調(diào)諧?？烧{(diào)諧陷波濾波器的性能可例如在設計階段期間、在制造階段期間等針對不同的可能設置來表征。查找表可被定義以存儲關于每種操作情景(例如，針對每個感興趣頻率)對可調(diào)諧陷波濾波器的最佳設置。此后，查找表可被訪問以確定對于特定操作情景要使用的設置?？烧{(diào)諧陷波濾波器還可用其他方式來調(diào)諧。
[0070]可調(diào)諧多頻帶接收機可在特定頻帶上操作，該特定頻帶可與發(fā)射頻帶和接收頻帶相關聯(lián)?？烧{(diào)諧多頻帶接收機中的天線調(diào)諧網(wǎng)絡可將天線調(diào)諧至接收頻帶?？烧{(diào)諧陷波濾波器可被調(diào)諧至發(fā)射頻帶并且可衰減發(fā)射頻帶中的漏泄TX信號。
[0071]一般而言，可調(diào)諧多頻帶接收機可被設計成支持任何數(shù)目的頻帶和任何特定頻帶。例如，可調(diào)諧多頻帶接收機可被設計成支持表1中列出的一個或多個頻帶。每個頻帶可包括無線設備的發(fā)射頻帶(用于上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳送)和接收頻帶(用于下行鏈路上的數(shù)據(jù)接收)。對于每個頻帶，發(fā)射頻帶可與接收頻帶分開特定頻率偏移，該特定頻率偏移可取決于頻帶。例如，對于UMTS頻帶I,發(fā)射頻帶可比接收頻帶低190MHz。
[0072]表1
[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 天線調(diào)諧網(wǎng)絡，其配置成將天線調(diào)諧到多個接收頻帶中的一接收頻帶； 可調(diào)諧陷波濾波器，其操作地耦合至所述天線調(diào)諧網(wǎng)絡并且配置成衰減在發(fā)射頻帶中的信號分量；以及 至少一個低噪聲放大器(LNA)，其操作地耦合至所述可調(diào)諧陷波濾波器并且配置成放大來自所述可調(diào)諧陷波濾波器的輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述至少一個LNA包括支持所述多個接收頻帶的單個LNA。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述至少一個LNA包括用于高于預定頻率的高頻帶的第一 LNA以及用于低于所述預定頻率的低頻帶的第二 LNA。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述至少一個LNA包括多個LNA，每個LNA支持所述多個接收頻帶中的至少一者。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，進一步包括: 第一開關矩陣，其操作地耦合至所述可調(diào)諧陷波濾波器和所述多個LNA，并且配置成將來自所述可調(diào)諧陷波濾波器的所述輸出信號路由至所述多個LNA中的所選LNA ;以及 第二開關矩陣，其操作地耦合至所述多個LNA并且配置成提供來自所選LNA的經(jīng)放大信號。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述可調(diào)諧陷波濾波器能調(diào)諧至與所述多個接收頻帶相關聯(lián)的多個發(fā)射頻帶之一。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述天線調(diào)諧網(wǎng)絡包括: 電感器，其耦合在所述天線調(diào)諧網(wǎng)絡的輸入與輸出之間；以及 耦合至所述電感器的至少一個可變電容器，每個可變電容器被耦合至所述天線調(diào)諧網(wǎng)絡的所述輸入或所述輸出。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述可調(diào)諧陷波濾波器包括: 電感器，其耦合在所述可調(diào)諧陷波濾波器的輸入與輸出之間；以及 多個電容器，所述多個電容器被串聯(lián)耦合并且耦合在所述可調(diào)諧陷波濾波器的所述輸入與所述輸出之間，所述多個電容器包括至少一個可變電容器。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，所述多個電容器包括串聯(lián)耦合的兩個可變電容器，所述可調(diào)諧陷波濾波器進一步包括: 電阻器，其耦合至所述兩個可變電容器和電路接地。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述可調(diào)諧陷波濾波器包括: 電感器，其耦合至所述可調(diào)諧陷波濾波器的輸入和輸出；以及 可變電容器，其與所述電感器并聯(lián)耦合。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述可調(diào)諧陷波濾波器包括: 電感器和可變電容器，所述電感器和所述可變電容器被串聯(lián)耦合并且耦合至所述可調(diào)諧陷波濾波器的輸入和輸出。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括: 第二可調(diào)諧陷波濾波器，其操作地耦合至所述至少一個LNA并配置成進一步衰減在所述發(fā)射頻帶中的所述信號分量。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述可調(diào)諧陷波濾波器是用第一電路拓撲來實現(xiàn)的，并且其中所述第二可調(diào)諧陷波濾波器是用不同于所述第一電路拓撲的第二電路拓撲來實現(xiàn)的。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第二可調(diào)諧陷波濾波器是所述至少一個LNA當中的一 LNA的一部分。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，進一步包括: 至少一個附加的可調(diào)諧陷波濾波器，其配置成進一步衰減在所述發(fā)射頻帶中的所述信號分量。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括: 包括主天線和分集天線的多個天線，所述天線對應于所述分集天線。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置包括集成電路。
18.—種方法,包括: 用天線調(diào)諧網(wǎng)絡將天線調(diào)諧到多個接收頻帶中的一接收頻帶； 用可調(diào)諧陷波濾波器對來自所述天線調(diào)諧網(wǎng)絡的收到信號進行濾波以衰減在發(fā)射頻帶中的信號分量；以及 用低噪聲放大器(LNA)放大來自所述可調(diào)諧陷波濾波器的輸出信號。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進一步包括: 將所述可調(diào)諧陷波濾波器調(diào)諧至與所述多個接收頻帶相關聯(lián)的多個發(fā)射頻帶中的所述發(fā)射頻帶。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，所述至少一個LNA包括多個LNA，所述方法進一步包括: 經(jīng)由第一開關矩陣將來自所述可調(diào)諧陷波濾波器的所述輸出信號路由至所述多個LNA當中的所選LNA ;以及 經(jīng)由第二開關矩陣提供來自所選LNA的經(jīng)放大信號。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，進一步包括: 用至少一個附加的可調(diào)諧陷波濾波器來衰減在所述發(fā)射頻帶中的所述信號分量。
22.—種設備,包括: 用于將天線調(diào)諧到多個接收頻帶中的一接收頻帶的裝置； 濾波裝置，用于對來自所述用于調(diào)諧天線的裝置的收到信號進行濾波以衰減在發(fā)射頻帶中的信號分量；以及 放大裝置，用于放大來自所述濾波裝置的輸出信號。
23.如權(quán)利要求22所述的設備，進一步包括: 用于將所述濾波裝置調(diào)諧至與所述多個接收頻帶相關聯(lián)的多個發(fā)射頻帶中的所述發(fā)射頻帶的裝置。
24.如權(quán)利要求22所述的設備，進一步包括: 用于將來自所述可調(diào)諧陷波濾波器的所述輸出信號路由至多個放大裝置當中的所述放大裝置的裝置。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，進一步包括: 用于進一步衰減在所述發(fā)射頻帶中的所述信號分量的裝置。
【文檔編號】H04B1/52GK103563261SQ201280025695
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】G·S·薩霍塔, S·C·西卡雷利, S-J·樸, C·J·珀西克 申請人:高通股份有限公司