天线双讯器电路及功率放大器发射模组的制作方法

1.本实用新型属于移动通信领域，特别涉及一种天线双讯器电路及功率放大器发射模组。


背景技术：

2.在手机通讯中，为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽。因此lte-advanced系统引入一项增加传输带宽的技术，也就是ca。为了实现多频带载波聚合，在手机射频前端模块中，一般会采用天线双讯器电路，以更好实现频带分离。现有的天线双讯器电路在高频和低频的相互抑制能力不足，难以适应实际需求。


技术实现要素：

3.基于此，第一方面，本实用新型提供了一种天线双讯器电路，包括：
4.第一端口，用于连接第一处理电路，所述第一处理电路处理第一信号；
5.第二端口，用于连接天线；
6.第三端口，用于连接第二处理电路，所述第二处理电路处理第二信号，所述第二信号的工作频率低于所述第一信号工作频率，所述第一信号和所述第二信号共用所述天线；
7.第一匹配电路，所述第一匹配电路包括设置于所述第一端口和所述第二端口之间的第一滤波器和连接于所述第一滤波器和所述第二端口之间的第一阻抗匹配器；
8.第二匹配电路，所述第二匹配电路包括设置于所述第三端口和所述第二端口之间的第二滤波器、连接于所述第二滤波器和所述第二端口之间的第二阻抗匹配器、连接于所第二端口与地之间的第三滤波器以及连接于所述第三端口与所述第二滤波器之间的谐振单元，所述第二阻抗匹配器包括第一谐振电容器、阻抗匹配电感器以及阻抗匹配电容器，所述第一谐振电容器和所述阻抗匹配电感器并联形成第一并联结构，所述第一并联结构的一端与所述阻抗匹配电容器的一端连接，所述并联结构的另一端与所述第二端口连接，所述阻抗匹配电容器的另一端与所述第二滤波器连接，所述谐振单元包括形成第二并联结构的谐振电感器和第二谐振电容器，所述第二并联结构的一端与所述第三端口连接，所述第二并联结构的另一端与所述第二滤波器连接。
9.可选地，所述第一滤波器连接于所述第一阻抗匹配器和地之间；
10.所述第一滤波器包括串联连接的第一谐振器和第二谐振器，所述第一谐振器包括并联连接的第一电感器和第一电容器；所述第二谐振器包括串联连接的第二电感器和第二电容器。
11.可选地，所述第一谐振器谐振于第一谐波频率或者第二频率，所述第二谐振器谐振于第一谐波频率或者第二频率。
12.可选地，所述第二滤波器包括串联连接的第三电感器和第三电容器，所述第三电容器的一端与所述第二阻抗匹配器连接，所述第三电容器的另一端通过所述第三电感器接
地。
13.可选地，所述第三电感器和所述第三电容器谐振于所述第二信号的工作频率的二倍频。
14.可选地，所述第三滤波器包括串联连接的第四电感器和第四电容器，所述第四电容器的一端与所述第二端口连接，所述第四电容器的另一端通过所述第四电感器接地。
15.可选地，所述第一阻抗匹配器包括串联连接的第五电感器和第五电容器，所述第五电容器的一端与所述第二端口连接，所述第五电容器的另一端通过所述第五电感与所述第一滤波器连接；
16.所述第二匹配电路还包括第七电感器，所述第七电感器连接于所述第二端口与地之间。
17.可选地，所述第一匹配电路还包括第八电感器，所述第八电感连接于所述第一端口与所述第一滤波器之间。
18.可选地，所述第一信号的工作频率为：1.7-2.7ghz；所述第二信号的工作频率为：700-920mhz，所述第一谐振电容器和所述阻抗匹配电感器谐振于2ghz～3ghz之间，所述谐振电感器和所述第二谐振电容器谐振于2ghz～3ghz之间。
19.第二方面，本实用新型还提供一种功率放大器发射模组，包括上述任意一项所述的天线双讯器电路。
20.利用上述天线双讯器电路，通过设置第一匹配电路和第二匹配电路，利用第一匹配电路传输第一信号(例如中高频信号)，通过第一匹配电路中的滤波器和阻抗匹配器可以对第一信号之外的其他信号如第二信号进行有效抑制，利用第二匹配电路传输第二信号(例如低频信号)，通过第二匹配电路中的滤波器和阻抗匹配器可以对第二信号之外的其他信号如第一信号进行有效抑制，由此可以实现同时传输不同信号而互不干扰，从而可以实现载波聚合，并且通过所述第一谐振电容器和第二谐振电容器的作用，可以进一步提高低频信号和中高频信号的隔离度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
22.图1为本实用新型的一个实施例天线双讯器电路的拓扑结构示意图；
23.图2为图1所示匹配电路中滤波器11的传输增益曲线；
24.图3为图1所示天线双讯器电路的第一端口1至第二端口2的传输增益曲线示意图；
25.图4为图1所示天线双讯器电路的第一端口1的史密斯圆图示意图；
26.图5为图1所示天线双讯器电路从第三端口3至第二端口2的传输增益曲线示意图；
27.图6为图1所示天线双讯器电路在第三端口3的史密斯圆图示意图；
28.图7为图1所示电路的第一端口1至第三端口3的传输增益曲线示意图；
29.图8为本实用新型一实施例的功率放大器发射模组的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.图1示出了本实用新型的一个实施例天线双讯器电路的拓扑结构示意图。
32.如图1所示，天线双讯器电路1000可以用于实现第一信号和第二信号共用天线ant。其中第一信号的工作频率可以大于第二信号的工作频率，例如第一信号可以包括lte band3(1.710ghz-1.785ghz)信号和/或lte band 5(1.850ghz-1.910ghz)信号；第二信号可以包括lte band 28(703mhz-748mhz)信号。天线双讯器电路1000用于分别匹配第一信号和第二信号，并可以用于隔离第一信号和第二信号，使之不相互干扰。
33.如图1所示，天线双讯器电路1000可以包括第一端口1、第二端口2和第三端口3。其中，第二端口2可以用于连接天线ant，第一信号和第二信号可以共用天线ant。第一端口1可以用于连接第一处理电路(未示出)，第一处理电路可以用于处理第一信号。第三端口3可以用于连接第二处理电路(未示出)，第二处理电路可以用于处理第二信号。
34.第一端口1和第二端口2之间可以设置第一匹配电路，即天线双讯器电路1000包括第一匹配电路。第一匹配电路可以用于匹配第一信号，并可以用于抑制第一信号的谐波和抑制第二信号。第一匹配电路可以包括设置于所述第一端口1和第二端口2之间的第一滤波器11和连接于所述第一滤波器11和第二端口2之间的第一阻抗匹配器12。
35.如图1所示的示例实施例所示，第一阻抗匹配器12在图1中的右端可以与第二端口2连接，第一阻抗匹配器12可以用于匹配天线双讯器电路1000与天线ant之间的阻抗。假定第一频率为第一信号的中心频率。可选地，第一阻抗匹配器12在第一频率下的阻抗可以为第一预设阻抗。可选地，第一预设阻抗可以为50ω。如示例实施例所示，第一阻抗匹配器12可以包括串联连接的第五电感器l5和第五电容器c5，其中第五电容器c5的一端通过第五电感器l5与第一滤波器11连接，第五电容器c5的另一端与所述第二端口2连接。可选地，第五电感器l5和电第五容器c5可以谐振于第一频率附近。
36.如图1所示的示例实施例所示，第一滤波器11可以连接于第一阻抗匹配器12在图1中的左端与地之间。可选地，第一滤波器11可以包括串联连接的第一谐振器和第二谐振器。可选地，第一谐振器可以包括并联连接第一电感器l1和第一电容器c1。第二谐振器可以包括串联连接的第二电感器l2和第二电容器c2。假定第二频率为第二信号的中心频率。
37.可选地，第一谐振器可以谐振于第一谐波频率与第二频率之间的一个频率。其中第一谐波频率可以是第一频率的第一预设整数倍。可选地，第一谐波频率可以是第一频率的三倍。可选地，第一谐波频率也可以是第一频率的其他整数倍，比如：可以是第一频率的二倍、四倍、五倍。
38.可选地，第一谐波器可以谐振于第一频率。可选地，第二谐振器也可以谐振于第一谐波频率与第二频率之间的一个频率。可选地，第二谐波器可以谐振于第一频率。可选地，第一谐振器和第二谐振器可以谐振于同一频率。可选地，第一谐振器和第二谐振器可以串联谐振于第二频率和第一谐振频率。
39.可选地，第一谐振器可以谐振于第二频率和第一谐波频率之间的频率，其中第一谐波频率可以是第一频率的三倍频。比如第一谐振器可以谐振于第一频率。第二谐振器也可以谐振于第二频率和第一谐波频率之间的频率。第二谐振器也可以谐振于第一频率。可
选地，第一谐振器和第二谐振器可以谐振于同一频率。可选地，第一谐振器和第二谐振器可以串联谐振于第二频率和第一谐波频率。例如，第一谐振器的阻抗可以表示为：
[0040][0041]
第二谐振器的阻抗可以表示为：
[0042][0043]
令
[0044][0045][0046]
由式(1)可知第一谐振器的阻抗z
111
谐振于ω
α
。在ω＜ω
α
时，第一谐振器的阻抗z
111
呈容性，在ω》ω
α
时，第一谐振器的阻抗z
111
呈感性。由式(2)可知第二谐振器的阻抗z
112
谐振于ω
β
。在ω＜ω
β
时，第一谐振器的阻抗z
111
呈感性，在ω》ω
β
时，第一谐振器的阻抗z
111
呈容性。
[0047]
滤波器11的阻抗可以表示为：
[0048][0049]
显然方程ω4l1l1c1c
2-ω2(l1c1+l1c2+l2c2)+1＝0存在四个根。该四个根可以分为两对，每对根互为相反数。可以通过合理配置电容器c1、c2和电感器l1、l2。的参数，使得上述两对根分别对应第二频率和第一谐波频率。即使得，第一滤波器11在第二频率附近和第一谐波频率附近时第一滤波器11的阻抗z
11
非常小，接近于零。从而使得第一滤波器11对第二频率和第一谐波频率有较大衰减。
[0050]
如图2所示，11a1为以第一谐振器单独作为滤波器的传输增益曲线。11a2为以第二谐振器单独作为滤波器的传输增益曲线。11a为第一滤波器11的传输增益曲线。由图2可以看到，第一滤波器11在频率为m6＝800mhz(第二频率附近)的传输增益为-20.598db。即第一滤波器11对800mhz频率有超过20db的衰减。第一滤波器11在频率为m10＝4.93ghz处的传输增益为-16.705db，在频率为m11＝5.67ghz处的传输增益为-14.45db。即第一滤波器11在频率范围4.93～5.67ghz(第一谐波频率附近)内的衰减大于14db。显然第一滤波器11对第二频率附近和第一谐波频率附近存在明显的衰减作用。
[0051]
可选地，第一匹配电路还可以包括：第一电感器l8。第八电感器l8可以串联于第一滤波器11与端口1之间。可选地，第八电感器l8可以用于匹配第一处理电路与天线双讯器电路1000之间的阻抗。可选地，第八电感器l8在第一频率下的阻抗为前述第一预设阻抗。
[0052]
第二端口2和第三端口3之间可以设置第二匹配电路，即天线双讯器电路1000还包括第二匹配电路。第二匹配电路可以用于匹配第二信号，并可以用于抑制第一信号。可选
0.572db；在频率为m4＝2.000ghz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-0.460db；在频率为m5＝2.700ghz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-0.562db。可见在频率范围1.71-2.7ghz内，第一端口1至第二端口2的传输损耗仅为0.5db左右。有着比较高的传输效率。
[0062]
如图3所示，在频率为m1＝920mhz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-28.436db，在频率为m2＝700mhz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-22.636db。第一端口1至第二端口2可以对包括第二信号的工作频率范围在内的频率范围700-920mhz有至少有22db的衰减。第一端口1至第二端口2对第二信号工作频率范围的干扰有着较好的抑制作用。
[0063]
如图3所示，在频率为m6＝5.360ghz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-39.516db。在频率为m7＝9.320ghz处，第一端口1至第二端口2的传输增益为-52.627db。可见在第一信号的三次谐波和五次谐波的有着非常不错的抑制作用。
[0064]
图4示出了图1所示电路的第一端口1的史密斯圆图示意图。
[0065]
如图4所示，在频率为m14＝1.710ghz处，端口1的输入阻抗为52.961+j6.445。在频率为m15＝2.000ghz处，端口1的输入阻抗为50.462-j1.605。在频率为m16＝2.700ghz处，端口1的输入阻抗为43.514-j8.716。在包括第一信号的工作频率范围在内的频率范围1.71-2.7ghz内第一端口1的输入阻抗为50ω附近。可见天线双讯器电路1000的端口1对第一信号有着良好的阻抗匹配。
[0066]
图5中的曲线b示出了图1所示电路从第三端口3至第二端口2的传输增益曲线示意图，其中图5中的曲线a为没有第一谐振电容器c
t1
和第二谐振电容器c
t2
时从第三端口3至第二端口2的传输增益曲线。
[0067]
如图5所示，其中曲线b在频率m18＝660mhz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-0.339db。曲线b在频率m17＝920mhz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-0.555db。曲线b在频率m19＝960mhz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-0.634db。因而在包括第二信号的工作频率范围在内的频率范围660-960mhz内，图1所示的电路从第三端口3至第二端口2的损耗小于0.5db。可见对于第二信号，第三端口3至第二端口2的传输效率较高，有着良好的匹配特性。
[0068]
如图5所示，曲线b在频率为m20＝1.690ghz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-38.080db；曲线b在频率为m21＝2.000ghz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-51.180db；曲线b在频率为m22＝2.100ghz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-53.297db。可以看出，对包括第一频率的工作范围和第二信号的二次谐波频率范围在内的频率范围1.69-2.1ghz，第三端口3至第二端口2均有38db以上的抑制作用。即对第一信号的工作频率范围有38db以上的抑制作用，远大于曲线a的抑制作用，因此通过第一谐振电容器c
t1
和第二谐振电容器c
t2
的作用，有利于提高低频和中高频信号的隔离度。
[0069]
如图5所示，曲线b在频率为m26＝9.320ghz处，第三端口3至第二端口2的传输增益为-32.779db。可见，对第一信号的高次谐波和第二信号的高次谐波，第三端口3至第二端口2也有很好的抑制作用。
[0070]
图6示出了图1所示电路在第三端口3的史密斯圆图示意图。
[0071]
如图6所示，在频率为m29＝660mhz处，第三端口3的阻抗为52.124+j2.900；在频率
为m29＝920mhz处，端口3的阻抗为53.071+j2.257。可以看出对包括第二信号的工作频率在内的频率范围700-920mhz，第三端口3的输入阻抗在50ω附近。可见第三端口3对频率范围700-920mhz具有良好的阻抗匹配。
[0072]
图7中的曲线b示出了图1所示电路的第一端口1至第三端口3的传输增益曲线示意图，图7中的曲线a为没有第一谐振电容器c
t1
和第二谐振电容器c
t2
时从第一端口1至第三端口3的传输增益曲线。
[0073]
如图7所示，曲线b在频率为m8＝700mhz处，第一端口1至第三端口3的传输增益为-23.277db；曲线b在频率为m9＝920mhz处，第一端口1至第三端口3的传输增益为-29.372db。可见在包括第二信号的工作频率在内的频率范围700-920mhz内，第一端口1与第三端口3的隔离度可以达到23db以上。
[0074]
如图7所示，曲线b在频率为m10＝1.710ghz处，第一端口1至第三端口3的传输增益为-40.527db；曲线b在频率为m11＝2.700mhz处，第一端口1至第三端口3的传输增益为-46.080db。可见在包括第一信号的工作频率在内的频率范围1.71-2.7ghz内，第一端口1与第三端口3的隔离度可以达到40db以上。
[0075]
从图7可以看到，当第一端口1接入第一信号，第三端口3接入第二信号，并同时向连接于第二端口2的天线ant发送信号时，第一端口1和第三端口3之间的隔离度可以达到40db，因而天线双讯器电路1000具备良好的隔离效果。可以实现同时传输不同信号而互不干扰，从而可以实现载波聚合。
[0076]
图8示出了本实用新型的一实施例功率放大器发射模组的组成示意图。
[0077]
如8所示，发射模组2000可以包括天线双讯器dp1。天线双讯器dp1可以包括前述任意一种天线双讯器dp1电路。天线双讯器dp1电路可以包括第一端口1、第二端口2和第三端口3。其中第一端口1用于接入第一信号，第三端口3用于接入第二信号。第一信号和第二信号共用连接于第二端口2的天线ant。天线双讯器dp1分别匹配第一信号和第二信号，并做二者的信号隔离。可选地，第一信号可以包括1.710ghz-2.7ghz信号。第二信号可以包括700mhz-960mhz信号。
[0078]
发射模组2000还可以包括天线ant。天线ant可以与天线双讯器dp1的第二端口2连接。天线ant用于发射第一信号和第二信号。
[0079]
发射模组2000还可以包括功率放大电路pa1和功率放大器pa2。功率放大电路pa1可以用于功率放大第一信号；功率放大电路pa2可以用于功率放大第二信号。
[0080]
本实用新型还提供一种移动通信设备。该移动通信设备可以包括前述任意一种天线双讯器电路，或者可以包括前述任意一种功率放大器发射模组。可选地，该移动通信设备可以包括手机、平板和笔记本电脑中的至少一种。
[0081]
本实用新型还提供了一种芯片，包括前述任意一种天线双讯器电路，或者前述任意一种功率放大器发射模组。
[0082]
本实用新型的实施例中，通过在天线双讯器电路中设置两个匹配电路，每个匹配可以各自包含滤波电路和阻抗匹配电路，从而分别用于传输较高频率的第一信号和较低频率的第二信号，通过两个匹配电路的作用可以提高第一信号和第二信号的隔离度，减少第一信号和第二信号之间的相互干扰，从而可以实现载波聚合。
[0083]
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型
的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本实用新型的思想，基于本实用新型的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本实用新型保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。