[发明专利]射频双工器

说明书

技术领域

本发明涉及射频双工器的领域，具体而言，涉及集成的射频双工器。

背景技术

射频双工器是移动通信系统或雷达系统等射频(radio frequency，RF)系统中的主要部件，并用于各种应用。射频双工器允许通过传输信道进行双向双工信号传输，其中接收器在共享共用天线时可与发射器隔离。

常规射频双工器使用大型谐振器或滤波器实施，例如，表面声波(surface-acoustic-wave，SAW)或体声波(bulk-acoustic-wave，BAW)滤波器。这些射频双工器可能不在单个半导体衬底上集成，并且可能无法调谐来覆盖不同频段。

其它常规射频双工器基于射频变压器，其中通常不应用滤波。基于变压器的射频双工器通常对天线阻抗变化非常敏感，并引起3dB的系统损耗以及射频双工器内的电阻性损耗。

在US2013083703A1中，使用简单滤波器描述射频双工器，其中传输频率可高于接收频率，从而导致适用频段的数量减少。

发明内容

本发明的目的是提供有效且灵活的射频双工器。

该目的由独立权利要求的特征来实现。另外的实施形式从从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。

本发明基于以下发现：可使用利用两个滤波器和两个定向耦合器的架构，其中接收路径可通过经由所述滤波器传送接收信号来实现，传输路径可通过在所述滤波器处反射传输信号来实现。所述射频双工器可将传输端口和接收端口连接到天线端口，同时提供所述传输端口和所述接收端口之间的高隔离。所述射频双工器对于天线阻抗的变化可具有低灵敏度，并对例如由第三代合作伙伴计划(3^rd generation partnership project，3GPP)定义的不同频段可调谐。此外，可提供大量阻断器滤波，且所述传输和接收路径中的功率损耗可保持较低。

所述射频双工器可实施为集成电路，其可使用半导体技术实现。所述射频双工器可视为可调谐集成双工滤波器，并可应用在任何射频系统内，例如移动通信系统或雷达系统。

根据第一方面，本发明涉及一种用于处理输入接收信号的射频双工器，所述射频双工器包括：第一定向耦合器，用于将所述输入接收信号划分为第一辅助接收信号和第二辅助接收信号，其中所述第一辅助接收信号和所述第二辅助接收信号包括位于接收频率的信号成分；第一滤波器，用于对所述第一辅助接收信号进行滤波以获取第三辅助接收信号，其中所述第一滤波器的通带包括所述接收频率；第二滤波器，用于对所述第二辅助接收信号进行滤波以获取第四辅助接收信号，其中所述第二滤波器的通带包括所述接收频率；以及第二定向耦合器，用于合并所述第三辅助接收信号与所述第四辅助接收信号以获取输出接收信号。这样，可提供有效且灵活的射频双工器。所述射频双工器可实现频率双工。

所述射频双工器可用于处理输入接收信号，所述输入接收信号包括多个频率的信号成分，例如，包括阻断器，其中所述接收频率是所述射频双工器的预期接收频率。所述第一滤波器和所述第二滤波器在所述接收频率可具有低传输损耗。

根据如上所述第一方面，在所述射频双工器的第一实施形式中，所述第一定向耦合器用于将输入传输信号划分为第一辅助传输信号和第二辅助传输信号，其中所述第一辅助传输信号和所述第二辅助传输信号包括位于传输频率的信号成分；所述第一滤波器用于反射所述第一辅助传输信号以获取第三辅助传输信号，其中所述第一滤波器的阻带包括所述传输频率；所述第二滤波器用于反射所述第二辅助传输信号以获取第四辅助传输信号，其中所述第二滤波器的阻带包括所述传输频率；以及所述第一定向耦合器用于合并所述第三辅助传输信号与所述第四辅助传输信号以获取输出传输信号。这样，所述射频双工器可有效地处理输入传输信号。

所述射频双工器允许降低3dB损耗限度，其中所述3dB损耗限度表示传输损耗和接收损耗的限度。与传输损耗和接收损耗的总和通常至少为6dB的基于变压器的双工器相比，可以实现相当大的改进。所述第一滤波器和所述第二滤波器在所述传输频率可具有低回波损耗。

根据如上所述第一方面或所述第一方面的所述第一实施形式，在所述射频双工器的第二实施形式中，所述第一定向耦合器和/或所述第二定向耦合器是正交混合耦合器。这样，可有效地实施所述第一定向耦合器和/或所述第二定向耦合器。

所述正交混合耦合器可提供一个隔离端口，其中两个端口可具有90°的相对相移和各自3dB的衰减。