[发明专利]一种用于多频多模手机的射频模块

说明书

(一)技术领域：

本发明属于移动通讯领域，尤其涉及射频电路技术。

(二)发明背景：

多频多模射频模块广泛应用于各种形式的多频多模手机设计中，如GSM/WCDMA双频/双模、GSM/WCDMA/cdma2000/CDMA IS-95三频/四模、GSM/WCDMA/TD-SCDMA三频/三模等手机。

自1992年以来，第二代数字蜂窝移动通信系统，如GSM和CDMA IS-95系统在世界各地迅猛发展，用户数将达到13亿；以提供高速数据传输、多媒体业务服务为目的的第三代移动通信系统移动IMT2000应运而生，它有包括三种不同的体制cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA。针对第二代GSM和CDMAIS-95移动通信系统还在大量使用，而第三代的cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA移动通信系统即将投入运行，由此突现的多种频段和多种模式移动通信系统并存的局面，迫切需要多频多模手机，在多种不同体制的系统之间自由切换，以方便实现全球漫游功能。用于多频多模手机的射频模块已经成为射频技术的研究热点之一，这方面的解决方案有两种，其一是设计支持多频多模手机的专用射频芯片组，针对不同的多频多模手机方案须设计各自的专用射频芯片组，优点是针对性强、系统设计优化、功耗低，缺点是研发费用高、风险大；其二是采用通用射频芯片在PCB板集成设计支持多频多模手机的射频模块，优点是研发费用低、风险小，针对不同的多频多模手机设计，通过灵活地选择芯片，实现所要求的系统方案，缺点是系统设计优化性差，功耗高。

本发明目的是提供一种采用通用射频芯片在PCB板集成设计支持多频多模手机的射频模块，主要解决多频多模手机设计中的射频模块低功耗和低成本的问题，实现并推进多频多模手机商业应用。

(三)发明内容：

多频多模射频模块的技术方案采用射频直接调制发射、超外差中频解调接收，射频直接调制发射是将需传输的信息直接调制到发信机发射频率，省去了中频带通滤波器、上变频器及推动放大器，使得发信机电路简洁；而超外差中频解调接收，是将接收机接收的射频信号先下变频到中频，经中频带通滤波器滤除杂波，并经VGA的自动增益控制后，由正交解调器解调出所需信息，这样确保接收机具有很宽的接收动态范围和灵敏度。同时，以芯片PD功能，结合SPMT开关实现多频多模的切换，降低功耗。此外，各个频段的不同模式共用同一个直接射频正交调制器、可变增益放大器(VGA)和正交解调器，以简化系统结构。

锁相本振频率源采用宽带设计，尽量减少不同频率的频率源的个数，并且使用SPMT开关切换到不同频段的接收前端。

模式和频段切换采用芯片PD功能和SPMT开关切换实现，大大简化了电路结构、降低了功耗。

多频多模射频模块框图如图1所示。模块主要由直接射频正交调制器1、可变增益放大器(VGA)2、功率放大器3/1～3/n、收发双工器及天线4/1～4/n、接收前端6/1～6/n、中频SAW滤波器7/1～7/n、正交解调器8，以及锁相频率综合源5和SPMT开关9，10，11组成。其特征在于：①射频正交调制器1的输出端直接与可变增益放大器(VGA)2联接，而省去了中频SAW滤波器、上变频器和推动放大器等复杂电路；②最大限度地共用芯片，如正交调制器1、正交解调器8，尤其是发射的可变增益放大器(VGA)2；③采用了宽带匹配技术，使可变增益放大器(VGA)2覆盖很宽的频率范围，并保证宽的线性增益控制范围；④接收机选择相近的中频频率，如200MHz左右，简化了中频SAW滤波器匹配电路及SPMT开关电路设计难度；⑤利用芯片自有的PD功能，结合SPMT开关控制信号的流程，实现多频多模之间的切换。

如图1所示，发射部分的工作流程为：不同模式的数据信号从基带部分输入到共用的直接射频正交调制器1，经可变增益放大器(VGA)2放大推动后，由SPMT开关10切换选择，输入到不同频段和模式要求的功率放大器3/1～3/n，再经不同频段和带宽的收发双工器及天线4/1～4/n发射出去。

接收部分的工作流程为：接收到的不同频段和模式的射频信号，经各自双工器及天线4/1～4/n，输入到接收前端6/1～6/n，经过混频后的中频信号馈入不同频率和带宽的中频SAW滤波器7/1～7/n，随后经SPMT开关11切换选择，输入到不同的模式共用的正交解调器8中，经中频放大、解调、基带放大后输出给基带部分处理。