[发明专利]有源RF模块

说明书

技术领域

本发明涉及适合于无线终端的射频模块，尤其涉及能够通过将控制信 号应用于包括单天线和射频电路的模块来处理宽频带或多频带的有源射 频模块。

背景技术

随着移动通信系统和无线数据通信以及各种现有无线电广播和无线 电技术组合的快速扩展，最近存在对可在多频带或宽频带中操作的无线装 置的强烈需要。

特别是，为了支持针对相同目的而使用不同频率和不同通信方案的移 动通信系统，对开发和使用多频带移动通信终端的需求日益增加，所述多 频带移动通信终端能够在从一个区域进入另一区域中时，或根据终端用户 对服务的选择，来使用不同的移动通信系统。然而，在这样的多频带移动 通信终端中，具有其固有属性的无线级(例如，天线、RF电路等)被以重 叠的方式配置，以便在多频带或宽频带中工作，这可能导致对移动通信终 端的最小化和重量轻的限制，此外可能导致很高的成本和能量消耗。

例如，如果典型的四分之一波长的单极天线没有很窄的频带特性，则 它必须具有相应于1/4波长的长度。因此，如果由于天线的空间具有减小 的趋势而使天线在尺寸上过度减小，则它可能没有足够的空间用于多频带 所需要的多个无线级，将会由于窄频特性导致通信装置的性能的退化。

图1是示出具有无源特性的典型RF级的结构图。如图1所示，RF级 包括天线和匹配单元1、对通过天线和匹配单元1发射/接收的信号进行滤 波的滤波器2、放大待发射/接收的信号的功率放大器3、其它RF设备单 元4以及处理所发射/接收的信号的数字信号处理(DSP)和基带单元5。 在这些部件中，天线和匹配单元1、滤波器2以及功率放大器3具有其固 有频率特性，因此仅仅能够最佳地用在其各自的设计频带中。

图2是一个曲线图，通过频率和输入反射系数之间的关系来示出RF 级的独特的频率特性，该RF级具有图1所示的无源元件，并且只能在宽 目标频带的一部分频带中操作。

根据图2所示的曲线图，如图3所示，通过针对各个频带使用显示其 固有频率特性的元件，来构造多个RF块，就有可能实现能够用于多频带 的RF级，如图4所示。然而，在图4所示的RF级中，虽然其它RF设备 单元13以及DSP和基带单元14可共同使用，但是天线和匹配单元10a到 10c、滤波器11a到11c以及功率放大器12a到12c必须被单独配置，以满 足其各自的频带。这需要更多空间用于多个天线，而且需要用于选择性地 驱动功率放大器的开关元件，这导致结构复杂、成本高以及尺寸增加。

发明内容

技术问题

为了简化RF级的上述结构以支持多频带，本发明的目的是提供一种 有源RF模块，其能够通过以下方法，来改善频率特性和RF级的空间使用 效率：将具有其各自频带特性的天线和其它RF设备以及添加到天线和其 它RF设备上且其阻抗特性可改变的控制元件配置为单个模块，进一步配 置控制器来在外部控制下改变控制元件的阻抗特性，以及通过控制器来控 制天线和RF设备在可变频带中操作。

本发明的另一目的是提供一种有源RF模块，其能够通过以下方法， 将可根据外部控制信号在期望频带中操作的RF级实现为通用模块，并且 便利于终端的RF级设计：将天线、滤波器和功率放大器及其各自的阻抗 特性根据电压而变化的控制元件配置为模块，以及通过根据外部控制信号 将电压施加到控制元件来使模块具有期望的频带特性。

本发明的另一目的是提供一种有源RF模块，其能够通过以下方法， 来根据期望特性而改变和调节频带：在适合于天线、滤波器和功率放大器 的频率特性的位置处，布置阻抗特性根据电压变化的控制元件，以及根据 外部信号来将适当的直流电压施加到控制元件。

本发明的另一目的是提供一种有源RF模块，其能够通过以下方法， 来配置通用模块从而在期望的多频带或宽频带中操作：将一个或更多个控 制元件应用于天线、滤波器和功率放大器中的一个或更多个的不同位置， 以及根据模块的期望用途来利用控制信号调节模块的频率特性，不需要被 控制的控制元件的阻抗固定在预定值。

技术解决方案