[发明专利]可调无线电前端及方法

说明书

相关申请

本发明申请要求于2010年8月26日所提交的美国临时专利申请No.61/402,267的所有权益以及优先权，并将其内容全文引入本文。

技术领域

本发明涉及用于通信天线中的系统和方法。具体来讲，本发明涉及前端或无线电天线中的配置和方法。

背景技术

移动电话的功能日益多样化导致设计这些设备的复杂度日益增大。例如，具体来讲，诸如双模(例如，模拟模式和数字模式的组合，或者例如TDMA或CDMA等数字模式的组合)、双频(例如，800MHz频带和1.9GHz频带的组合，或者900MHz频带和1.8GHz频带或1.5GHz频带的组合)以及多频(例如，上文提到的频带加上3G UMTS、4G LTE)不断增大移动电话射频架构和电路的复杂度。另外，天线或多个天线可获得的实际空间上的约束会限制天线的带宽，带宽是天线能够以可接受的效率和发射功率工作的频率范围。相反，多模电话所需要的增大的频率范围增大了对多个频道上的性能或大带宽天线性能的需求。另外，为了在保持适当的隔离以及发射机和接收机之间的可靠信号传输的同时支持这些多个不同的功能，当前的通信设备采用多组固定电路，例如，大量的开关、滤波器、功率放大器以及双工器，来定制每个工作模式的设备性能。于是，大量使用这些部件需要优化这些部件的性能，并需要不同的方案来避免硬件的激增，提供更具有扩展性的方案。

就此而言，一直需要减少部件和提高通信设备的性能。与在不增大设备大小或重量的情况下提高设备性能一样，在通信电子设备中非常希望消除部件、功能或电路的冗余。另外，一直需要可靠和高质量的信号传输、改善发射机-接收机隔离度以及相对于双工器的高品质因数Q值的电路。另外，其他的考量包括极化(polarization)、隔离度和尺寸之间的折中、调谐精度以及相对于频带间的整体调谐的给定带宽上的发射/接收频率间隔。

发明内容

根据本发明，提供了无线电前端和天线系统的配置和方法。在一个方面，提供了可调无线电前端，该无线电前端可以包括第一可调阻抗匹配网络、第二可调阻抗匹配网络、发射信号路径以及接收信号路径。第一可调阻抗匹配网络和第二可调阻抗匹配网络中的每一个均可以包括可调天线以及一个或多个可调电容。发射信号路径可以包括与第一可调阻抗匹配网络连通的第一可调滤波器、连接至第一可调滤波器的可调功率放大器、以及连接到可调功率放大器的无线电发射机。接收信号路径可以包括与第二可调阻抗匹配网络连通的第二可调滤波器、连接至第二可调滤波器的可调低噪放大器以及连接至可调低噪放大器的无线电接收机。

在另一个方面，用于操作无线电天线的方法包括：通过发射信号路径将第一可调阻抗匹配网络连接至无线电发射机，发射信号路径包括第一可调滤波器和第一可调功率放大器，通过接收信号路径将第二可调阻抗匹配网络连接至无线电接收机，接收信号路径包括第二可调滤波器和第一可调低噪放大器。所述方法还包括调整第一可调阻抗匹配网络、第一可调滤波器以及第一可调功率放大器的调谐设置，以从无线电发射机中发射期望发射频率的信号，并阻挡期望接收频带上的信号，调整第二可调阻抗匹配网络、第二可调滤波器以及第一可调低噪放大器的调谐设置，以将期望接收频带上的信号发射到无线电接收机，并阻挡期望发射频率带宽上的信号。

尽管在上文中已经对本发明的各个方面进行了说明，这些方面已经被本发明完全或部分地实现了，结合下文中详细说明的附图进行说明时可以使本发明的其他方面变得清楚。

附图说明

通过阅读下文结合附图所给出的详细说明，可以更好地理解本发明的特征和优点，附图是通过说明性的非限定性实例给出的，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的可调无线电前端的示意视图；

图2是与根据本发明的一个实施例的可调无线电前端一起使用的可调天线的调谐范围的图；

图3是与根据本发明的一个实施例的可调无线电前端一起使用的可调阻抗匹配网络模块的示意视图；

图4A至图4D是与根据本发明的一个实施例的可调无线电前端一起使用的示例性polezero元件的示意视图；

图5是根据本发明的另一个实施例的可调无线电前端的示意图；

图6是根据本发明的另一个实施例的可调无线电前端的示意图；

图7A至图7F是根据本发明的一个实施例的工作在UMTS波段I的可调无线电前端的总响应曲线；

图8A至图8F是根据本发明的一个实施例的工作在UMTS波段II的可调无线电前端的总响应曲线；以及