專利名稱：無線電話的天線切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及將射頻(RF)電路連接到一個或多個天線的方法和裝置，而且特別涉及單及雙波段無線電話——例如蜂窩電話——中使用的電路。
在雙波段移動電話中，天線的工作帶寬帶來一個困難的問題。例如，這樣的移動電話可能某段時間需要工作在800MHz波段(例如，模擬AMPS)，另一段時間則在1.9GHz波段(例如，數(shù)字PCN)。最好，兩個波段使用一個天線。但是，由于工作頻率的巨大差別，常規(guī)雙波段移動電話一般為每個波段提供單獨的接收機(jī)前端以及單獨的發(fā)射機(jī)功率放大器部分。


圖1說明雙波段移動電話的一個這樣的常規(guī)結(jié)構(gòu)。單個天線系統(tǒng)1連接到波段1接收機(jī)前端以及發(fā)射機(jī)功率放大器模塊2，而且也連接到波段2接收機(jī)前端和發(fā)射機(jī)功率放大器模塊3。模塊2和3都連接到另一個公共的包括接收機(jī)中頻電路、頻率綜合器、調(diào)制器、解調(diào)器等的模塊4。圖1中沒有表示的是移動電話的其余部分，例如鍵盤、顯示屏、用戶接口控制器等。
在一些雙波段電話中，例如包括數(shù)字TDMA部分、TDMA發(fā)射機(jī)和接收機(jī)部分的雙波段電話通過雙工濾波器5連接到天線1，如圖2中所示。在這種情況下，雙工濾波器5連接到接收機(jī)放大器6的輸入，放大器的輸出連接到帶通濾波器7和第一中頻混頻器8，同時也連接到發(fā)射機(jī)功率放大器9的輸出。
在通常情況下，所需的波段切換使用機(jī)械繼電器或開關(guān)10來實現(xiàn)，如圖3中所示。在圖3中，圖2所示的電路每個波段都有一個，波段2電路用撇號(’)表示。在任意給定時刻，開關(guān)10將波段1或波段2的收發(fā)機(jī)電路連接到天線1。
但是，這個方法至少有兩個顯著的缺點。第一，機(jī)械開關(guān)的使用有其缺點，需要切換時間長的大而笨重的器件。為了克服這個問題，機(jī)械開關(guān)可以用電開關(guān)代替，例如FET或PIN二極管。但是，電開關(guān)的使用具有將顯著的插入損耗引入射頻通道的缺點。電開關(guān)典型的插入損耗在0.5dB量級。這個插入損耗必須通過使用較高的發(fā)射機(jī)功率來補償，這樣做又增加了功率消耗并降低了移動電話的電池壽命。另外，如果在一個波段中的操作需要雙工模擬模式，天線切換電路必須體現(xiàn)高度的線性，以避免天線開關(guān)10內(nèi)發(fā)射機(jī)信號所產(chǎn)生的寄生響應(yīng)。而且，由于開關(guān)插入損耗也使接收機(jī)的噪聲因數(shù)降低，所以接收機(jī)靈敏度要受到損害。
圖3中所示方法的一個好處是它在波段濾波器(此時為雙工濾波器，或雙工器，5和5’)之間提供良好的隔離度，藉此使兩個波段上的性能最佳化。但是，高插入損耗以及所需的線性可能會影響這種設(shè)計的好處，而且使它的使用對很多應(yīng)用來說是不期望的。
也可以參考圖4，它說明了當(dāng)需要外部天線連接器1a時，雙波段移動電話中實現(xiàn)天線切換的常規(guī)方法。即，天線1可以是作為移動電話一部分提供的集成或主天線，也提供天線連接器1a使移動電話連接到第二、外部天線。除了圖3中所示的波段1和波段2收發(fā)機(jī)電路，第二天線開關(guān)11與波段開關(guān)10串聯(lián)，而且從移動電話控制器(未示出)提供了適當(dāng)?shù)奶炀€開關(guān)控制線控制天線開關(guān)10和11的狀態(tài)。假設(shè)第二開關(guān)11也是一個電開關(guān)，可以贊同的是總插入損耗可能比圖3的配置加倍。這至少又混合了上面針對圖3所描述的功率消耗和接收機(jī)靈敏度問題。
圖9說明了單波段數(shù)字(例如，TDMA)移動電話的常規(guī)天線/外部天線切換裝置。第一天線開關(guān)10用做接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的發(fā)送/接收開關(guān)，并連接到接收帶通濾波器5a以及發(fā)射帶通濾波器5b。第二天線開關(guān)11用于天線1和外部天線連接器1a之間的切換。正如圖4中的實施例，這種技術(shù)的顯著缺點是由于兩個串行連接天線開關(guān)10和11使插入損耗加倍。
本發(fā)明的第一目的是提供一個克服前述以及其它問題的改進(jìn)的移動電話。
本發(fā)明的另一個目的是提供將單波段和雙波段移動電話連接到兩個天線的電路實施例，并且避免由于使用兩個串聯(lián)電開關(guān)而帶來的插入損耗加倍。
本發(fā)明的另一個目的是提供將雙波段移動電話連接到兩個天線，而不需要雙工器的切換電路實施例。
通過根據(jù)本發(fā)明實施例的天線切換電路克服前述及其它問題并實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在本發(fā)明的第一實施例中，提供了用于一種包括工作在第一頻段的第一收發(fā)機(jī)和工作在第二頻段的第二收發(fā)機(jī)的無線電話的天線切換電路。無線電話還包括第一天線口和第二天線口。天線切換電路包括第一對傳輸線(L1和L4)，每個具有一個連接到第一收發(fā)機(jī)輸入/輸出口的第一節(jié)點。L1的第二節(jié)點可切換地連接到第一天線口，L4的第二節(jié)點可切換地連接到第二天線口。無線電話還包括第二對傳輸線(L2和L3)，每個具有一個連接到第二收發(fā)機(jī)輸入/輸出口的第一節(jié)點。L2的第二節(jié)點可切換地連接到第一天線口，L3的第二節(jié)點可切換地連接到第二天線口。實現(xiàn)這樣的切換，使得當(dāng)L1的第二節(jié)點連接到第一天線口時，L2和L4的第二節(jié)點都開路而且L3的第二節(jié)點連接到第二天線口。當(dāng)L2的第二節(jié)點連接到第一天線口時，L1和L3的第二節(jié)點都開路而且L4的第二節(jié)點連接到第二天線口。
傳輸線長度如下對于第一頻段L1＝L4＝λ/2；對于第二頻段L2＝L3＝λ/2。
第一頻段可包括大約800MHz的頻率，例如第一收發(fā)機(jī)可用于雙工FM模擬信號，第二頻段可包括大約1900MHz的頻率，而且可用于TDMA相位調(diào)制信號。
在本發(fā)明的另一個實施例中，第一對傳輸線(L1和L2)每個具有連接到第一天線口的第一節(jié)點，L1的第二節(jié)點可切換地連接到第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口，且L2的第二節(jié)點可切換地連接到第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出節(jié)點。第二對傳輸線(L3和L4)每個具有連接到第二天線口的第一節(jié)點，L3的第二節(jié)點可切換地連接到第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口，且L4的第二節(jié)點可切換地連接到第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出節(jié)點。在這個實施例中，當(dāng)L1的第二節(jié)點連接到第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口時，L2和L3的第二節(jié)點都開路而且L4的第二節(jié)點連接到第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口。當(dāng)L2的第二節(jié)點連接到第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口時，L1和L4的第二節(jié)點都開路而且L3的第二節(jié)點連接到第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口。
對于這個實施例，傳輸線的長度如下對于第一頻段L2＝L4＝λ/2；對于第二頻段L1＝L3＝λ/2，這樣開路的傳輸線對于使用中的頻段具有λ/2的長度。
仍然根據(jù)這個實施例，L1的第二節(jié)點以及L3的第二節(jié)點通過第一開關(guān)連接到第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口，而L2的第二節(jié)點以及L4的第二節(jié)點通過第二開關(guān)連接到第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口。在這種情況下，第一開關(guān)要選為對于第一頻段內(nèi)的頻率插入損耗最小，而第二開關(guān)則選為對于第二頻段內(nèi)的頻率插入損耗最小。
在本發(fā)明的又一個實施例中揭示了用于一種包括發(fā)射時工作在第一頻段的發(fā)射機(jī)以及接收時工作在第二頻段的接收機(jī)的無線電話中的天線切換電路。該無線電話還包括第一天線口和第二天線口。在這個實施例中天線切換電路包括每個具有第一節(jié)點和第二節(jié)點的一對傳輸線(L1和L2)。L2的第一節(jié)點連接到接收機(jī)的一個輸入口，L1的第一節(jié)點連接到發(fā)射機(jī)的一個輸出口。還包括的是第一開關(guān)，它具有將接收機(jī)的輸入口連接到第一天線口的第一切換狀態(tài)。第一開關(guān)還具有將發(fā)射機(jī)的輸出口通過L1的第二節(jié)點連接到第一天線口的第二切換狀態(tài)。在第一開關(guān)的第一切換狀態(tài)中，L1的第二節(jié)點是開路的。還包括的是與第一開關(guān)同相工作的第二開關(guān)，該開關(guān)具有將發(fā)射機(jī)的輸出口連接到第二天線口的第一切換狀態(tài)。第二開關(guān)還具有將接收機(jī)的輸入口通過L2的第二節(jié)點連接到第二天線口的第二切換狀態(tài)。在第二開關(guān)的第一切換狀態(tài)中L2的第二節(jié)點是開路的。在這個實施例中一個天線口和接收機(jī)輸入或發(fā)射機(jī)輸出之間只串聯(lián)一個開關(guān)。傳輸線的長度如下對于第一頻段(發(fā)射頻段)L1＝λ/2；對于第二頻段(接收頻段)L2＝λ/2。
也揭示一個雙波段電話的天線切換裝置，它去掉了對雙工器的要求，同時使得四個開關(guān)中的單個一個對于它們所要求的功能(發(fā)射或接收)以及頻段分別最佳化。
本發(fā)明上述以及其它特性在所保證的結(jié)合所附的圖閱讀時對發(fā)明的詳細(xì)描述中會變得更加明顯，其中圖1是說明常規(guī)雙波段移動電話一部分的框圖；圖2是通過雙工器連接到天線的常規(guī)接收機(jī)前端和發(fā)射機(jī)功率放大器的簡化示意圖；圖3是包括通過天線開關(guān)連接到天線的兩個接收機(jī)前端、發(fā)射機(jī)功率放大器、以及雙工器的常規(guī)雙波段移動電話一部分的簡化示意圖；圖4說明了將圖3的電路連接到兩個天線之一的常規(guī)裝置；圖5說明了通過使用帶兩條饋線的單、雙波段天線去掉圖4的天線開關(guān)的本發(fā)明的第一實施例；圖6說明了使用傳輸線的阻抗匹配長度將雙工器連接到兩個天線開關(guān)的本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例；圖7說明了也使用傳輸線的阻抗匹配長度的本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例；圖8說明了可用于圖6和7的實施例替代波段2(TDMA)雙工器的常規(guī)電路；圖9說明了單波段移動電話中連接到兩個天線之一的常規(guī)裝置；圖10說明單波段移動電話中連接到兩個天線之一的本發(fā)明優(yōu)選實施例，該實施例也使用傳輸線的阻抗匹配長度；圖11a和11b說明接收時隙和發(fā)射時隙分別使用集成天線的用于較低頻段的切換裝置；圖12a和12b說明接收時隙和發(fā)射時隙分別使用外部天線的用于較低頻段的切換裝置；圖13a和13b說明接收時隙和發(fā)射時隙分別使用集成天線的用于較高頻段的切換裝置；圖14a和14b說明接收時隙和發(fā)射時隙分別使用外部天線的用于較高頻段的切換裝置；圖5說明通過使用單、雙波段天線12去掉圖3中的天線開關(guān)的本發(fā)明第一實施例。在圖5的實施例中有兩條饋線，每個優(yōu)選地具有50歐姆阻抗。第一饋線12a將波段1(例如，800MHz模擬)雙工器5連接到雙波段天線12的第一單元12b。第二饋線12c將波段2(例如，1.9GHz TDMA)雙工器5’連接到雙波段天線12的第二單元12d。單元12b和12d對于各自波段中的操作是電優(yōu)化的，而且可以放置在一個公共的天線基座或內(nèi)核中并通過適當(dāng)?shù)慕^緣材料分開。天線單元12b和12d的實現(xiàn)使得它們之間的電氣隔離度足夠高，可以防止雙波段射頻部分的天線口之間的泄露(loading)。
這個實施例去除了由于使用波段或天線開關(guān)而產(chǎn)生的插入損耗，而且還去除了用較高的發(fā)射功率補償插入損耗的需要。此外，由于天線波段開關(guān)的實現(xiàn)沒有機(jī)械或電氣的延遲，很適合用于波段之間需要快速切換的應(yīng)用中。而且，不需要產(chǎn)生或?qū)胍粋€天線切換控制信號，因此不需要實現(xiàn)天線波段切換功能的附加的印刷電路板空間，而且因為沒有包括非線性器件也不會產(chǎn)生寄生響應(yīng)。而且電天線之間可以實現(xiàn)的高度隔離，使兩個波段上的天線電路中使用常規(guī)的雙工器或波段濾波器成為可能。而且，由于沒有開關(guān)插入損耗，不會降低接收機(jī)的噪聲因數(shù)，接收機(jī)的靈敏度得到了改善。
圖6說明了本發(fā)明目前優(yōu)選的一個實施例，它應(yīng)用傳輸線(L1-L4)的長度將雙工器5和5’連接到兩個天線開關(guān)14和16。圖6的實施例因此克服了與圖4所示的連接到兩個不同天線——例如集成天線1和外部天線連接器1a——的常規(guī)方法有關(guān)的問題。盡管圖6的實施例使用了兩個電開關(guān)14和16(或者如果希望的話，是機(jī)械開關(guān))，但是射頻信號通道中只有一個開關(guān)。正因為如此，插入損耗不會象圖4中的情況那樣加倍。天線1和連接到天線連接器1a的外部天線假設(shè)是兩波段的天線，每個具有單獨的饋線。如果需要的話，外部輔助放大器也可以連接到外部天線連接器1a。
當(dāng)天線1正在使用時，不用波段的電路總是連接到外部天線連接器1a。如果外部天線連接器1a正在使用，那么未使用波段的電路總是連接到天線1。優(yōu)選的兩個波段的天線阻抗是50歐姆。從雙工濾波器5和5’到天線開關(guān)14和16之間傳輸線L1-L4的長度如下L1＝L4＝λ/2，對于波段1的頻率；及L2＝L3＝λ/2，對于波段2的頻率。
例如，假設(shè)波段1的頻率是800MHz而波段2的頻率是1900MHz，那么L1和L4的長度可能大約是95mm，L2和L3的長度可能大約是45mm。在本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例中，L1-L4是放置在印刷電路板絕緣襯底上的電導(dǎo)線。電導(dǎo)線可以制造為彎曲線，而且它們的總長度可以通過使用集總阻抗元件來降低以實現(xiàn)等效相移。根據(jù)這些尺寸，傳輸線的開路端反映了雙工濾波器天線口P0和P1處的高阻抗。
如圖6所示，如果需要與天線1一起使用波段1電路，或者與外部天線連接器1a一起使用波段2電路，線L2和L4是開路的，通過開關(guān)14和16的信號通道對于波段1電路來說是到天線1(通過L1)，對于波段2電路來說是到外部天線連接器1a(通過L3)。如果反過來需要與外部天線連接器1a一起使用波段1電路，或與天線1一起使用波段2電路，那么天線開關(guān)控制線被激勵為將兩個開關(guān)14和16的可移動觸點放到較低的位置。在這種情況下，線L1和L3是開路的，而且通過開關(guān)14和16的信號通道對于波段2電路來說是到天線1(通過L2)，對于波段1電路來說是到外部天線連接器1a(通過L4)。
圖7說明了一個本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例，它也使用阻抗匹配長度的傳輸線(L1-L4)。但是，在圖7中開關(guān)14和16被移到放置在傳輸線長度和雙工器5和5’之間。此外，如所示，開關(guān)14和16的操作是不同相的。
在圖7的實施例中，天線口和開關(guān)之間傳輸線L1-L4的長度如下L2＝L4＝λ/2，對于波段1的頻率；及L1＝L3＝λ/2，對于波段2的頻率。
如圖7中所示，如果需要與天線1一起使用波段1電路，或者與外部天線連接器1a一起使用波段2電路，線路L2和L3是開路的，而且通過開關(guān)14和16的信號通道對于波段1電路來說是到天線1(通過L1)，對于波段2電路來說是到外部天線連接器1a(通過L4)。如果反過來需要與外部天線連接器1a一起使用波段1電路，或者與天線1一起使用波段2電路，那么天線開關(guān)控制線被激勵為將開關(guān)14的可移動觸點放到較低的位置并將開關(guān)16的可移動觸點放到較高位置。在這種情況下，線L1和L4是開路的，而且通過開關(guān)14和16的信號通道對于波段2電路來說是到天線1(通過L2)，對于波段1電路來說是到外部天線連接器1a(通過L3)。
應(yīng)該注意的是，在圖7的實施例中，開關(guān)14只需要傳送波段1信號的頻率，而開關(guān)16只需要傳送波段2信號的頻率。例如，在波段1頻率大約800MHz且波段2頻率大約1900MHz的地方，可以贊同的是將開關(guān)14和16分別對于它們各自的頻段最佳化。即，選擇一個單個開關(guān)在800MHz具有最小的插入損耗，在1900MHz可能呈較高的損耗。圖7的實施例通過分別規(guī)定兩個開關(guān)用于它們各自的頻段從而避免了這種潛在的問題。因此，在很多應(yīng)用中圖7的實施例比圖6的實施例更優(yōu)選。
目前優(yōu)選實施例不僅限于只應(yīng)用在FM/TDMA相位調(diào)制的(AMPS/TDMA)雙波段移動電話，而是也可以用于，例如，AMPS/CDMA移動電話，以及AMPS/NAMPS/CDMA移動電話。
此外，參考圖10，本發(fā)明的概念也用于單波段移動電話，例如某個時刻在一個頻率段中發(fā)送而另一個時刻在另一個頻率段接收的數(shù)字(例如，TDMA)移動電話。在圖10中與圖9的實施例相比只使用一個控制信號，而且傳輸線L1和L2的長度如圖連接。當(dāng)與集成天線1一起操作時，天線開關(guān)10和11同相操作，當(dāng)接收時將集成天線1通過開關(guān)10連接到接收機(jī)6(所示位置)，當(dāng)發(fā)送時通過開關(guān)10和L1將集成天線1連接到發(fā)射機(jī)9。接收時未使用的發(fā)射機(jī)通過開關(guān)11連接到外部天線耦合器1a，發(fā)送時未使用的接收機(jī)通過開關(guān)11和L2連接到外部天線耦合器1a。當(dāng)與外部天線一起操作時控制信號的極性反轉(zhuǎn)，使用中的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)被連接到外部天線耦合器1a，未使用的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)被連接到集成天線1。在任一種情況下，到激活天線的接收或發(fā)送通道中只有一個電開關(guān)，因此插入損耗大約是圖9實施例中插入損耗的一半。
圖10實施例中從濾波器5a和5b開始的傳輸線L1和L2的長度如下對于發(fā)送頻段，L1＝λ/2；及對于接收頻段，L2＝λ/2。
如圖8所示，例如，對于波段2是TDMA波段的情況，雙工器5’可以用TR開關(guān)18、接收濾波器20和發(fā)送濾波器22替代。TR開關(guān)18被TX/RX信號控制，將開關(guān)設(shè)置到將接收機(jī)前端或者發(fā)射機(jī)功率放大器輸出連接到節(jié)點P1。這樣的裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，而且可用于替代TDMA移動電話中的常規(guī)雙工濾波器。由于TDMA移動電話中對TX和RX波段濾波器的濾波要求不象模擬模式移動電話中那樣嚴(yán)格，于是用這種裝置可以實現(xiàn)足夠的性能標(biāo)準(zhǔn)。這個電路可以替代圖3、4、5、6及7中的雙工濾波器5’。如果波段1也僅為TDMA波段，則上述圖中的雙工濾波器5也可以用這個電路替代。
現(xiàn)在參考圖11a、11b、12a、12b、13a、13b、14a和14b，以便說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，基于TDMA的雙波段數(shù)字蜂窩電話的優(yōu)選天線切換電路。應(yīng)該注意的是同樣的概念也可用于單波段移動電話，盡管優(yōu)勢不是那么大。
在圖11-14中使用下面的術(shù)語LRx＝低波段接收機(jī)；LTx＝低波段發(fā)射機(jī)；HTX＝高波段接收機(jī)；HTX＝高波段發(fā)射機(jī)。
根據(jù)該發(fā)明的這個方面，存在四個(在單波段電話中兩個)固態(tài)射頻開關(guān)。開關(guān)的連接使得所選天線和發(fā)射機(jī)或接收機(jī)之間只有一個開關(guān)。該發(fā)明的這個實施例取消了雙工濾波器的使用，因此插入損耗很低。降低插入損耗可以在電池需要充電之前提供移動電話總通話時間的增加。
同步地控制開關(guān)以便在RX時隙只有接收機(jī)連接到所選天線，在TX時隙只有發(fā)射機(jī)連接到所選天線。當(dāng)不使用時(空閑)所有其它電路從天線斷開。
打開的開關(guān)是匹配的，使得從激活信道通道來看它們呈高阻。例如，可以在電路之間使用具有n*λ/2(λ＝該線中波長)長度的傳輸線(如微帶)來實現(xiàn)(見圖11a和11b)。如果開關(guān)之間的距離很短，例如，如果它們集成在同一個集成電路封裝中，傳輸線就可以去掉了。在這種情況下開關(guān)可以共享一些IC引腳。
該發(fā)明的這個實施例特別對較高波段頻率是較低波段頻率的倍數(shù)這樣的系統(tǒng)有用，例如GSM(900MHz)和PCN(1800MHz)。例如，PCN頻段大約是GSM頻段的兩倍，因此可以對PCN使用具有L＝2*λ/2長度的傳輸線，對GSM，L＝1*λ/2。
因為只有發(fā)射或接收的信號通過任意一個開關(guān)，開關(guān)可以優(yōu)化到最佳性能。例如，發(fā)送開關(guān)可以針對高功率操作而選擇，而接收開關(guān)可以從低噪聲及小尺寸來選擇。此外，由于高及低波段都具有與它們本身有關(guān)的非共享的開關(guān)，開關(guān)的插入損耗和帶寬可以最小化。
圖11-14說明，當(dāng)使用移動電話本身的(集成的)天線或外部天線接收或發(fā)送時，兩個波段所有可能的開關(guān)位置。在圖11a和11b中假設(shè)開關(guān)分開一定距離，這就需要對每個開關(guān)使用上述的傳輸線(標(biāo)為L1-L8)。在圖12-14中假設(shè)低波段開關(guān)彼此非?？拷?，而且高波段開關(guān)彼此也很靠近。在這種情況下，傳輸線L1和L2只處于低和高波段開關(guān)之間。移動電話中可能有兩個單獨的天線或一個組合的雙波段天線。
在圖11-14所示的切換裝置中保證當(dāng)使用外部天線時(例如當(dāng)使用汽車天線時)移動電話的集成天線被切斷，以便降低損耗以及不希望的輻射。此外，在接收過程中發(fā)射機(jī)從天線斯開以便降低插入損耗，而在發(fā)射過程中接收機(jī)從天線斷開以便降低插入損耗并為較簡單的輸入濾波裝置服務(wù)。此外，應(yīng)該注意圖11-14的實施例取消了對常規(guī)雙工濾波器的需要，也取消了任何串聯(lián)的開關(guān)及其固有的較高的插入損耗。該發(fā)明的這個實施例因此為數(shù)字雙波段電話提供低插入損耗和不太復(fù)雜的天線耦合裝置。如上面以及本發(fā)明的幾個其它實施例中所指出的，單個開關(guān)可以在它們各自的頻段內(nèi)為接收或發(fā)送而優(yōu)化。
當(dāng)該發(fā)明針對其優(yōu)選實施例特別地表示并描述時，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該理解可以在其中做形式和細(xì)節(jié)的改變，而不背離該發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.用于一種包括工作在第一頻段的第一收發(fā)機(jī)和工作在第二頻段的第二收發(fā)機(jī)的無線電話的天線切換電路，無線電話還包括第一天線口和第二天線口。所述天線切換電路包括第一對傳輸線(L1和L4)，每個具有一個連接到所述第一收發(fā)機(jī)輸入/輸出口的第一節(jié)點，L1的第二節(jié)點可切換地連接到所述第一天線口，且L4的第二節(jié)點可切換地連接到所述第二天線口；以及，第二對傳輸線(L2和L3)，每個具有一個連接到所述第二收發(fā)機(jī)輸入/輸出口的第一節(jié)點，L2的第二節(jié)點可切換地連接到所述第一天線口，且L3的第二節(jié)點可切換地連接到所述第二天線口；其中當(dāng)L1的第二節(jié)點連接到所述第一天線口時，L2和L4的第二節(jié)點都開路而且L3的第二節(jié)點連接到所述第二天線口；而且其特征在于當(dāng)L2的第二節(jié)點連接到所述第一天線口時，L1和L3的第二節(jié)點都開路而且L4的第二節(jié)點連接到所述第二天線口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，所述傳輸線的長度如下對于第一頻段L1＝L4＝λ/2；且對于第二頻段L2＝L3＝λ/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其特征在于，第一頻段包括大約800MHz的頻率，其中，第二頻段包括大約1900MHz的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，第一天線口連接到集成天線，而且其特征在于，所述第二天線口用于連接到外部天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)發(fā)送和接收雙工調(diào)頻(FM)射頻信號，所述第二收發(fā)機(jī)發(fā)送和接收時分、多址(TDMA)相位調(diào)制的射頻信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，所述第一和所述第二收發(fā)機(jī)的天線阻抗都是大約50歐姆。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到第一雙工器，其中，所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到第二雙工器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到一個雙工器，其中，所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到一個發(fā)送/接收開關(guān)。
9.用于一種包括工作在第一頻段的第一收發(fā)機(jī)和工作在第二頻段的第二收發(fā)機(jī)的無線電話的天線切換電路，無線電話還包括第一天線口和第二天線口。所述天線切換電路包括第一對傳輸線(L1和L2)每個具有連接到所述第一天線口的第一節(jié)點，L1的第二節(jié)點可切換地連接到所述第一收發(fā)機(jī)的輸入/輸出口，且L2的第二節(jié)點可切換地連接到所述第二收發(fā)機(jī)的輸入/輸出節(jié)點；以及第二對傳輸線(L3和L4)每個具有連接到所述第二天線口的第一節(jié)點，L3的第二節(jié)點可切換地連接到所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口，且L4的第二節(jié)點可切換地連接到所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出節(jié)點；其特征在于當(dāng)L1的第二節(jié)點連接到所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口時，L2和L3的第二節(jié)點都開路而且L4的第二節(jié)點連接到所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口；其中當(dāng)L2的第二節(jié)點連接到所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口時，L1和L4的第二節(jié)點都開路而且L3的第二節(jié)點連接到所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，所述傳輸線的長度如下對于第一頻段L2＝L4＝λ/2；而且對于第二頻段L1＝L3＝λ/2。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，第一頻段包括大約800MHz的頻率，其中，第二頻段包括大約1900MHz的頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，第一天線口連接到集成天線，其中，所述第二天線口用于連接到外部天線。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)發(fā)送和接收雙工調(diào)頻(FM)射頻信號，其中，所述第二收發(fā)機(jī)發(fā)送和接收時分、多址(TDMA)相位調(diào)制的射頻信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，所述第一和所述第二收發(fā)機(jī)的天線阻抗都是大約50歐姆。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到第一雙工器，其中，所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到第二雙工器。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到一個雙工器，其中，所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口連接到一個發(fā)送/接收開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的天線切換電路，其中，L1的所述第二節(jié)點以及L3的所述第二節(jié)點通過第一開關(guān)連接到所述第一收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口，其中，L2的所述第二節(jié)點以及L4的所述第二節(jié)點通過第二開關(guān)連接到所述第二收發(fā)機(jī)的所述輸入/輸出口，其中，所述第一開關(guān)要選為對于所述第一頻段內(nèi)的頻率插入損耗最小，其中，所述第二開關(guān)要選為對于所述第二頻段內(nèi)的頻率插入損耗最小。
18.用于一種包括發(fā)射時工作在第一頻段的發(fā)射機(jī)以及接收時工作在第二頻段的接收機(jī)的無線電話中的天線切換電路，該無線電話還包括第一天線口和第二天線口，所述天線切換電路包括每個具有第一節(jié)點和第二節(jié)點的一對傳輸線(L1和L2)，L2的第一節(jié)點連接到所述接收機(jī)的一個輸入口，而且L1的第一節(jié)點連接到所述發(fā)射機(jī)的一個輸出口；第一開關(guān)，具有將所述接收機(jī)的所述輸入口連接到第一天線口的第一切換狀態(tài)，第一開關(guān)還具有將所述發(fā)射機(jī)的所述輸出口通過L1的第二模式連接到第一天線口的第二切換狀態(tài)，其中，在第一開關(guān)的第一切換狀態(tài)中，L1的第二節(jié)點是開路的；以及與第一開關(guān)同相工作的第二開關(guān)，并具有將所述發(fā)射機(jī)的所述輸出口連接到第二天線口的第一切換狀態(tài)，所述第二開關(guān)還具有將所述接收機(jī)的所述輸入口通過L2的第二節(jié)點連接到第二天線口的第二切換狀態(tài)，其中，在第二開關(guān)的第一切換狀態(tài)中，L2的第二節(jié)點是開路的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的天線切換電路，其中，所述傳輸線長度如下對于第一頻段L1＝λ/2；而且對于第二頻段L2＝λ/2。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的天線切換電路，其特征在于，第一天線口連接到集成天線，其中，所述第二天線口用于連接到外部天線。
21.用于雙波段無線電話的天線切換電路，包括一個第一發(fā)射機(jī)和一個第一接收機(jī)，當(dāng)發(fā)送和接收時工作在第一頻段；一個第二發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)，當(dāng)發(fā)送和接收時工作在第二頻段；一個第一天線口；一個第二天線口；一對傳輸線(L1和L2)，每個具有第一節(jié)點和第二節(jié)點，其中，L1的所述第二節(jié)點連接到所述第一天線口而且L2的所述第二節(jié)點連接到所述第二天線口；第一開關(guān)，具有將所述第一接收機(jī)的輸入口連接到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，第一開關(guān)還具有將所述第一接收機(jī)的所述輸入口連接到L2的所述第一節(jié)點并通過L2到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；第二開關(guān)，具有將所述第一發(fā)射機(jī)的輸出口連接到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，第二開關(guān)還具有將所述第一發(fā)射機(jī)的所述輸出口連接到L2的所述第一節(jié)點并通過L2到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；第三開關(guān)，具有將所述第二接收機(jī)的輸入口連接到L1的所述第一節(jié)點并通過L1到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，所述第三開關(guān)還具有將所述第二接收機(jī)的所述輸入口連接到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；以及第四開關(guān)，具有將所述第二發(fā)射機(jī)的輸出口連接到L1的所述第一節(jié)點并通過L1到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，所述第四開關(guān)還具有將所述第二發(fā)射機(jī)的所述輸出口連接到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；其中所述第一、第二、第三以及第四開關(guān)被控制為在任意給定時刻所述無線電話的操作過程中，所述開關(guān)中的三個處于所述第一或第二切換狀態(tài)中的一個，而所述開關(guān)中其余一個則處于相反的切換狀態(tài)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的天線切換電路，其中，所述第一頻段大約是第二頻段的兩倍。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的天線切換電路，其中，L1和L2的長度如下對于第一頻段L1＝L2＝λ/2；而且對于第二頻段L1＝L2＝2(λ/2)。
24.用于雙波段無線電話的天線切換電路，包括一個第一發(fā)射機(jī)和一個第一接收機(jī)，當(dāng)發(fā)送和接收時工作第一頻段；一個第二發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)，當(dāng)發(fā)送和接收時工作在第二頻段；一個第一天線口；一個第二天線口；八條傳輸線(L1-L8)，每個具有第一節(jié)點和第二節(jié)點，其特征在于，L1、L3、L5和L7的所述第二節(jié)點連接到所述第一天線口而且L2、L4、L6和L8的所述第二節(jié)點連接到所述第二天線口；第一開關(guān)，具有將所述第一接收機(jī)的輸入口連接到L1的所述第一節(jié)點并通過L1到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，第一開關(guān)還具有將所述第一接收機(jī)的所述輸入口連接到L2的所述第一節(jié)點并通過L2到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)，第二開關(guān)，具有將所述第一發(fā)射機(jī)的輸出口連接到L3的所述第一節(jié)點并通過L3到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，第二開關(guān)還具有將所述第一發(fā)射機(jī)的所述輸出口連接到L4的所述第一節(jié)點并通過L4到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；第三開關(guān)，具有將所述第二接收機(jī)的輸入口連接到L5的所述第一節(jié)點并通過L5到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，所述第三開關(guān)還具有將所述第二接收機(jī)的所述輸入口連接到L6的所述第一節(jié)點并通過L6到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；以及第四開關(guān)，具有將所述第二發(fā)射機(jī)的輸出口連接到L7的所述第一節(jié)點并通過L7到所述第一天線口的第一切換狀態(tài)，所述第四開關(guān)還具有將所述第二發(fā)射機(jī)的所述輸出口連接到L8的所述第一節(jié)點并通過L8到所述第二天線口的第二切換狀態(tài)；其中所述第一、第二、第三以及第四開關(guān)被控制為在任意給定時刻所述無線電話的操作過程中，所述開關(guān)中的三個處于所述第一或第二切換狀態(tài)中的一個，而其余一個則處于相反的切換狀態(tài)中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的天線切換電路，其特征在于，L1-L8的長度如下對于第二頻段L1-L4＝λ/2；而且對于第一頻段L5-L8＝λ/2。
全文摘要
所揭示的是將雙波段無線電話的第一及第二收發(fā)機(jī)連接到集成及外部天線的電路的各種實施例。該電路使用阻抗匹配長度的傳輸線以及為提供最小插入損耗設(shè)計的開關(guān)。也揭示的是一個與單波段無線電話一起使用的實施例,例如在任意給定時刻或發(fā)送或接收的數(shù)字TDMA無線電話。也揭示的是取消對雙工器需要的雙波段電話的天線切換裝置。
文檔編號H04B7/26GK1183013SQ97115398
公開日1998年5月27日 申請日期1997年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月7日
發(fā)明者J·馬特洛, M·I·坎加斯 申請人:諾基亞流動電話有限公司