收发器前端的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 一般来说，本发明涉及通信设备的收发器前端的领域。更具体来说，本发明涉及用于在传送器和收发器之间提供隔离的收发器前端。
【背景技术】
[0002]在用于频分双工(FDD)通信的收发器(例如，蜂窝无线电设备的收发器)中，接收器通常会经历来自相同收发器的传送器的强干扰信号。
[0003]来自传送器的干扰信号在距离接收信号的载波频率的双工距离处具有载波频率。典型的双工距离小于载波频率。通常，双工距离可能小于100 MHz，而载波频率可以是例如介于700 MHz与3 GHz之间的某个值。
[0004]为了能够以所需性能(例如，达到良好灵敏度)进行操作，优选应当屏蔽(或隔离)接收器以免受收发器的传送器的干扰，即，免受传送频率的传送器信号的干扰以及传送器生成的接收频率的干扰。还希望屏蔽(或隔离)传送器以免受接收信号干扰。示例原因包括:为了达到最佳接收器性能，应当将尽可能多的接收能量传递到接收器；以及在传送器输出处出现的接收信号可能会对将传送的信号造成干扰。
[0005]这种隔离通常是通过芯片外声波双工滤波器(双工器)来实现的。双工器的一个缺点是，它们通常比较昂贵。它们也很庞大，由此会增加收发器实现的尺寸。双工器的频率也是固定的，如果要支持数个频带，那么就必需使用数个双工器。随着通信设备要支持的频带数量的增加，这些问题正变得越来越突出。
[0006]因此，需要在传送器和接收器之间提供隔离的集成式解决方案。
[0007]典型的芯片上隔离实现基于干扰源信号的消除。为了实现接收器输入处的传送信号的完美消除，对称性是必需的，并且电路需要用于均衡接收频率和传送频率的天线阻抗的虚负载。如果天线阻抗是复数(电感性或电容性)和/或随时间变化(例如，由于频率变化和/或变化的天线环境)，那么完美消除的实现变得很麻烦。此外，在虚负载中将损失接收和传送信号的至少3 dB功率。
[0008]US 2011/0064004 Al公开一种射频(RF)前端，它包括功率放大器(PA)、噪声匹配低噪声放大器(LNA)、平衡网络和四端口隔离模块。隔离模块将第三端口与第四端口隔离以便防止在第三端口处接收的强的出站信号使耦合到第四端口的LNA饱和。隔离是经由电平衡来实现的。
[0009]与上文所述类似，该解决方案的一个缺点是，平衡网络需要在操作过程中跟踪天线中的阻抗变化以使得能够充分隔离。需要同时跟踪接收频率和传送频率的阻抗。因此，该实现是灵敏且复杂的。该解决方案的另一个缺点是，由于平衡网络的匹配阻抗，将损失接收和传送信号的至少3 dB功率。
[0010]因此，需要在传送器和接收器之间提供隔离的备选且改进的集成式解决方案。
【发明内容】
[0011]应强调，术语“包括”在本说明书中使用时视为是指定陈述的特征、整体、步骤或组件的存在，但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或其群组。
[0012]一些实施例的目的是消除以上至少一些缺点并提供在传送器和接收器之间提供隔离的改进的集成式解决方案。
[0013]根据第一方面，这是通过通信设备的收发器前端来实现的。通信设备可以是无线或有线通信设备。
[0014]根据第一方面，收发器前端可在信号传送和接收装置节点处连接至适于传送具有传送频率的传送信号和接收具有接收频率的接收信号的信号传送和接收装置。信号传送和接收装置的示例包括天线、天线的群组和电缆。
[0015]收发器前端还可在一个或多个传送器节点处连接至适于产生传送信号的传送器，并且可在一个或多个接收器节点处连接至适于处理接收信号的接收器。
[0016]收发器前端包括连接至信号传送和接收装置节点以及接收器节点中的至少一个接收器节点的传送频率阻塞装置。传送频率阻塞装置具有与传送频率相关联的阻塞频率间隔以及与接收频率相关联的非阻塞频率间隔，并且适于阻塞传送频率信号在信号传送和接收装置与接收器之间的通过。传送频率可以包含在阻塞频率间隔中，而接收频率可以包含在非阻塞频率间隔中。
[0017]收发器前端还包括连接至信号传送和接收装置节点以及传送器节点中的至少一个传送器节点的接收频率阻塞装置。接收频率阻塞装置具有与接收频率相关联的阻塞频率间隔以及与传送频率相关联的非阻塞频率间隔，并且适于阻塞接收频率信号在信号传送和接收装置与传送器之间的通过。接收频率可以包含在阻塞频率间隔中，而传送频率可以包含在非阻塞频率间隔中。
[0018]因此，传送器可经由接收频率阻塞装置连接至信号传送和接收装置节点，而接收器可经由传送频率阻塞装置连接至信号传送和接收装置节点。
[0019]传送频率阻塞装置包括包含至少一个变压器的无源组件的网络和第一滤波器装置，第一滤波器装置适于在传送频率具有比在接收频率更高的阻抗值。
[0020]接收频率阻塞装置包括适于在传送频率具有比在接收频率更高的阻抗值的第二滤波器装置和适于在接收频率具有比在传送频率更高的阻抗值的第三滤波器装置。
[0021]在一些实施例中，第一、第二和第三滤波器装置中的每个滤波器装置都包括与第一电容并联连接以形成阻塞频率谐振装置的第一电感。
[0022]根据一些实施例，第一电感可以是变压器的一部分。在其它实施例中，第一电感包括独立电感。
[0023]滤波器装置还可包括与阻塞频率谐振装置串联连接以形成非阻塞频率谐振装置的第二电感和第二电容的至少其中之一。
[0024]如果滤波器装置是低通滤波器装置，那么滤波器装置可以包括第二电容。如果滤波器装置是高通滤波器装置，那么滤波器装置可以包括第二电感。在一些实施例中，滤波器装置不一定包括第二电感和第二电容中的任一个，这将在稍后解释。
[0025]根据一些实施例，信号传送和接收装置节点可连接至第三滤波器装置的第一节点，所述一个或多个传送器节点的第一节点可连接至第三滤波器装置的第二节点和第二滤波器装置的第一节点，并且第二滤波器装置的第二节点可连接至传送频率阻塞装置的变压器的第一侧的第二节点。
[0026]此外，信号传送和接收装置节点可连接至传送频率阻塞装置的变压器的第一侧的第一节点，第一滤波器装置可连接至传送频率阻塞装置的变压器的第一侧的第二节点，并且所述一个或多个接收器节点的第一节点可连接至传送频率阻塞装置的变压器的第二侧的第一节点。
[0027]传送频率阻塞装置还可包括连接至传送频率阻塞装置的变压器的第二侧的第二节点的第四滤波器装置。备选地，传送频率阻塞装置的变压器的第二侧的第二节点可连接至所述一个或多个接收器节点的第二节点。
[0028]在一些实施例中，无源组件的网络还包括耦合器，它连接在变压器的第一侧与变压器的第二侧之间，并且适于在阻塞频率间隔消除剩余信号。
[0029]在一些实施例中，耦合器连接在变压器的第一侧的第一节点与变压器的第二侧的第一节点之间。
[0030]在一些实施例中，耦合器连接在变压器的第一侧的第二节点与变压器的第二侧的第二节点之间。
[0031]耦合器可以包括连接在变压器的第一侧的第一节点与变压器的第二侧的第一节点之间的一个或多个电阻。例如，耦合器可以包括经由中间点节点串联连接在变压器的第一侧的第一节点与变压器的第二侧的第一节点之间的第一和第二电阻。耦合器还可包括连接在中间点节点与地之间的第三电容。第一和第二电阻可以或者可以不匹配。在一些实施例中，耦合器包括连接在中间点节点和地之间(例如，与如果存在的第三电容并联)的第三电感。第三电容和第三电感提供调谐变压器两侧之间的耦合的相位以便恰当消除剩余信号的可能性。
[0032]为了使得耦合器能够消除剩余信号，变压器的第一侧可适于具有与变压器的第二侧相反的相位。
[0033]根据一些实施例，传送频率阻塞装置包括第一和第二变压器。在一些实施例中，无源组件的网络包括独立的第一和第二变压器。在其它实施例中，无源组件的网络可以包括单个变压器单元，并且第一和第二变压器是该单个变压器单元的第一和第二部分。
[0034]信号传送和接收装置节点可连接至第一变压器的第一侧的第一节点，所述一个或多个接收器节点的第一节点可连接至第一变压器的第二侧的第一节点，并且第一变压器的第一侧的第二节点可连接至第二变压器的第一侧的第一节点。第一滤波器装置可连接至第二变压器的第一侧的第二节点。第一变压器的第二侧的第二节点可连接至第四滤波器装置，第二变压器的第二侧的第一节点可连接至第五滤波器装置，并且第二变压器的第二侧的第二节点可连接至所述一个或多个接收器节点的第二节点。
[0035]在一些实施例中，适于在接收频率具有比在传送频率更高的阻抗值的第六滤波器装置可以连接在所述一个或多个接收器节点的第一和第二节点之间。
[0036]第二方面是通信设备的另一收发器前端。通信设备可以是无线或有线通信设备。
[0037]如同第一方面，收发器前端可在信号传送和接收装置节点处连接至适于传送具有传送频率的传送信号和接收具有接收频率的接收信号的信号传送和接收装置。收发器前端还可在一个或多个传送器节点处连接至适于产生传送信号的传送器，并且可在一个或多个接收器节点处连接至适于处理接收信号的接收器。
[0038]收发器前端包括连接至信号传送和接收装置节点以及接收器节点中的至少一个接收器节点的传送频率阻塞装置。传送频率阻塞装置具有与传送频率相关联的阻塞频率间隔以及与接收频率相关联的非阻塞频率间隔，并且适于阻塞传送频率信号在信号传送和接收装置与接收器之间的通过。传送频率可以包含在阻塞频率间隔中，而接收频率可以包含在非阻塞频率间隔中。
[0039]收发器前端还包括连接至信号传送和接收装置节点以及所述传送器节点中的至少一个传送器节点的接收频率阻塞装置。接收频率阻塞装置具有与接收频率相关联的阻塞频率间隔以及与传送频率相关联的非阻塞频率间隔，并且适于阻塞接收频率信号在信号传送和接收装置与传送器之间的通过。接收频率可以包含在阻塞频率间隔中，而传送频率可以包含在非阻塞频率间隔中。
[0040]接收频率阻塞装置包括包含至少一个变压器的无源组件的网络和第一滤波器装置，第一滤波器装置适于在接收频率具有比