专利名称：一种提高移动终端收发隔离度的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信终端的信号收发隔离技术，尤其涉及一种提高移动终 端收发隔离度的方法及装置。
背景技术：
对于接收、发射链路同时工作的移动终端，收发隔离度是一个很重要的性 能指标，其对移动终端的性能有较大的影响。所谓收发隔离度是指发射信号进 入接收端时的信号强度的衰减量。移动终端接收、发射链路同时工作时，如果 收、发链路之间的隔离度较低，就会使部分能量的发射信号泄露进入接收链路的低噪声放大器(LNA， Low Noise Amplifier)的输入端，泄露的发射信号与 接收频段内的干扰信号产生互调失真，部分互调失真信号落入接收信道内，从 而影响移动终端的接收性能。移动终端 一般会对存在带内干扰信号情况下的性 能有所要求，如对于蜂窝(Cellular)频段的码分多址(CDMA， Code Division Multiple Access )移动终端，标准中规定其最小性能为在存在偏移接收信道中 心频率900KHz、幅度为-30dBm阻塞信号的情况下，接收灵敏度不能低于 -101dBm/1.23MHz。下面以CDMA移动终端为例，对收发隔离度对移动终端性能指标的影响原 理进行筒单的分析。图1是传统CDMA移动终端原理框图，发射端发出射频信号，经过耦合器、 双工器，通过天线发射出去；接收信号从天线经过双工器，到达接收端。但是， 实际应用中，发射信号由于双工器的非理想性，会有部分发射信号泄漏而进入 接收端，从而影响接收端的信号质量。具体来说接收端的LNA三阶非线性表达式可表示为
其中，y (t)为LNA输出信号；x (t)为LNA输入信号；^为线性系数，其决定于LNA的放大增益等；"3为互调失真系数，其决定于LNA的线性度。对 其他信号定义如下阻塞信号Sj0) 二 4/COS(0/),其中，v4/为阻塞信号幅度，^j为阻 塞信号频率；泄漏信号ST(0 = r(>)cosO^ + 6^))，其中，r (t)为泄露至LNA输入 端的发射频率信号幅度，叫.为信号频率，P(O信号相位。这样，LNA输入信号可表示为X(O = J, COSO/) + COS(ft^ + <9《))。 经过LNA进行放大后，其输出信号少OO可表示为W)二;^)+;^)+;^)+乂W+j^)+少6(0+乂(0+;^)+凡(0+乂oW 其中-.少5 (0 = 7 a3r(f) cos(2a>/ - 一 _外))， 4 7y6(0 二 I(,) cos—/ — 2*, — 2外))，少9(0 = ^3《rOOcos(2c;/ + (2^ + <9(0), _y10(0 二 、 cos(3a>/) 为了方便观看和分析，将各部分LNA的输出产物在图2中标示，图2中，虚线之间为4妄收频^爻，图乂(O、 h(O、 K(O、少7(0、 h(O、 _y9(0、乂。(0处于接收频段的带外，容易被紧跟于LNA后的接收滤波器滤除；对于 _y5(>),假设收发信号之间间隔为/,"…，接收信号和阻塞信号之间偏移 ，对于蜂窝(Cellular)频段，厶鹏二45M他，/晰"二 0.9iVffiz ， 7于于个人通"f言月良务 (PCS ， Personal Communications Service ) 步贞,殳， /*置二 80M/fe ， /0/~ = 1.25M抬，故Cellular频段而言'其失真产物J5 (0 的频率为2力—/7. =/7，+90M//z±1.8M /z,而对于PCS频段，其失真产 物少5(f)的频率为2y}—/r=/r+160MHz±2.5ik/Hz,故乂(0都将处 于接收频段的带外，可以被紧跟于LNA后的接收滤波器滤除；y3(0和少40)由于^/靠近接收信号中心频率，其将落入接收频段内，力(0为单音信号，偏离接收信道，故不会落入接收信道内；而对于少4(0,由于r(0为宽带调制 信号，如CDMA信号，_其带宽为1.25MHz,这样对于/0/，, = 0.9Af//z的 Cell频段CDMA信号以及/0//se, =1.257l///z的PCS频段CDMA信号，都将有部分信号交叠进入接收信号带宽内，影响接收信号的性能。图2中仅表示了阻塞信号偏离接收信道中心频率900KHz的情况，对于阻 塞信号偏离-900KHz的情况，其实现原理也类似，所以，这里影响移动终端接 收性能的LNA输出产物为互调失真产物J^0)。对于74(0的功率幅度，这里直接引用估算公式PXmod = 2(PTX-IIP3)+PJam+k这里，PXmod为该互调失真产物功率；PTX为接收机输入端的发射频率信 号功率；IIP3为LNA的输入三阶交调截止点；PJam为阻塞信号功率；k为校 准因子，其决定于发射信号的峰均比、阻塞信号的频率偏移以及信号带宽等因 素。现有技术中，影响PXmod的几个因素1 )对于阻塞信号PJam,由于靠近接收信道中心频率，如Cellular频段CDMA 移动终端最小性能标准规定的900KHz,故阻塞信号PJam落入接收频段内，无 法通过双工滤波器进行滤除；2) K对CDMA移动终端而言基本为一固定值；3 )由于移送终端的最大发射功率为固定的，故PTX主要受收发隔离度的
影响，对于传统移动终端，受双工器收发隔离度、单板器件的布局走线影响较大。4) LNA的1IP3指标为放大器线性度指标的一个衡量，该指标一般都需和 LNA噪声系数、LNA增益、工作电流等指标的进行折中，如可通过降低增益 或提高工作电流等方法提高LNA的IIP3指标等，但这样往往会牺牲接收灵敏 度和通话时间等指标。从以上四个方面来看，通过提高收发隔离度、降低PTX，可降低接收机输 入端的发射频率信号功率。但是，现有技术主要依赖传输线和双工器确定收发 隔离度，效果并不理想。发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高移动终端收发隔离度的装 置，能够改进接收信号的质量。本发明另 一 目的在于提供 一种提高移动终端收发隔离度的方法，操作简便， 对整机的影响较小。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种提高移动终端收发隔离度的装置，位于双工器与信号接收端之间，该 装置包括第一耦合器、调整电路和第二耦合器，其中，第一耦合器，连接双工器与接收端，并连接调整电路，用于将经双工器传 来的泄漏信号与调整电路传来的调整信号耦合，并将耦合后信号传送到接收端；调整电路，用于调整部分发射信号，并将调整后的信号传送到第一耦合器；第二耦合器，连接双工器与发射端，并连接调整电路，用于耦合部分发射 信号，并输出到调整电路。所述调整电路为传输线、可调移相器、可调时延器、可调衰减器、T型电 阻网络、PI型电阻网络中的一种或几种。所述调整为调整部分发射信号的振幅、时延、相位。所述泄漏信号为发射信号经过双工器泄漏进入接收端的信号。 一种提高移动终端收发隔离度的方法，该方法包括A、 根据双工器泄漏入接收端的泄漏信号，确定调整电路结构以及对部分 发射信号的振幅、时延和相位的调整值；B、 部分发射信号经调整后的调整信号与泄漏信号耦合，耦合后的信号输入才妄收端。步骤A所述调整为使调整信号与泄漏信号的衰减、时延基本相当、相位 相差180度。本发明增加了调整电路，耦合部分发射信号通过调整电路调整，将调整后 的信号与经双工器泄漏的信号在进入接收端之前耦合，从而降低发射信号经双工器泄漏信号对移动终端接收性能的影响，实现移动终端的收发隔离度的大幅 度提升；并且，能降低双工器等对隔离度的要求，降低接收机前极低噪声放大 器的线性度要求，降低成本，增加待机时间、通话时间；本发明的实现只对现 有技术做较小改动，对整机的影响很小。
图1为传统的CDMA移动终端原理示意图； 图2为传统的LNA输出互调失真产物示意图； 图3为本发明装置的组成结构示意图； 图4为本发明的一种实施例的结构图。
具体实施方式
本发明的基本思想是对现有移动终端的收发隔离电路进行改进，增加一 个收发隔离装置，对泄漏信号在进入低噪放之前进行耦合，降低发射频率信号 的幅度，减少LNA互调失真信号对接收信号的干扰。本发明提升移动终端收发隔离度的装置包括两个耦合器和一个调整电路。 如图3所示，耦合器1，连接双工器与接收端，并连接调整电路，用于将经双 工器传来的泄漏信号与调整电路传来的调整信号耦合，并将耦合后信号传送到接收端；调整电路，用于调整部分发射信号，并将调整后的信号传送到耦合器1;耦合器2，连接双工器与发射端，并连接调整电路，用于耦合部分发射信号，并输出到调整电路。对于提升收发隔离度而言，幅度、相位、时延三个参数对收发隔离度的改进效果影响极大。下面结合图3从原理上进行分析为了简化分析，将从双工器等泄漏至LNA输入端的信号定义为 (/) co J + 6> (0 + A ),将从耦合器2耦合至LNA输入端的信号定义为r2(Oc。sOj + e(0 + 6>2),其中的^0)、 gO)表示信号的幅度，《、《表 示相位，这里设两个信号具有相同的时延。这时，LNA的输入信号为上述两信 号之矢量和，简化后可得从A(0可见，为了使该信号功率幅度最小，须使图3中，调整电路正是对上述的时延、相位e、幅度r (t)这三个参数进 行补偿、调整，使两信号可以较好的实现相互抵消。该电路可以结合传输线、 耦合器、衰减器、放大器、移相器等来组成。当然，使幅度时延完全相同，使相位刚好相差180度，这4艮难实现，但是从^(0的幅度可知，即使这三个参数 有稍微的差别，也可以使进入LNA输入端的发射频率信号有较大幅度的抵消， 同样起到增加收发隔离度的作用。图4为调整电路的具体组成结构，该调整电路能够对时延、相位、幅度进 行调整，由于信号在传输线传输会存在衰减、相移等，所以特别将传输线用方 框表示出来，如图4中404至407所示，耦合器402、 403即图3中的耦合器1、 2。图4中各元器件对发射频率信号幅度的衰减J、相移^以及时延r采用下 标进行表示，其中，双工器401的衰减A柳、相移e4G1、时延T4。,表示传输线 404和407之间的发射信号衰减、相移和时延；耦合器402直通端的衰减、相r<formula>formula see original document page 8</formula>
移、时延分别表示为A4Q2、 e4Q2、 "c術；耦合器402、耦合器403在耦合端的衰减 即耦合度，则表示为C4。2、 C4Q3;同时耦合器402、耦合器403在耦合端的相移 和时延，为了区分也表示为e402C、 T402C、 0403 C、 T柳C。发射端发射的信号经过耦合器402， 一部分进入双工器， 一小部分进入调 整电路。同时，耦合器402、 403与调整电路对信号的作用之和与双工器的收发 隔离度相当。发射信号经过耦合器402、可调移相器408、可调时延器409、可 调衰减器410、以及传输线405、 406后，到达耦合器403，发射信号经过传输 线407、双工器、经过传输线404部分泄漏至耦合器403，耦合器403对这两部 分信号进行耦合，使之相互抵消，从而保证接收端的信号不受干扰。根据上面的分析，为达到最好的隔离效果，需满足下面几个等式^102 +^4)7 +4l +^4)4 +^03 二Qe +^06 +4lO +^109 +^108 +Ho5 +0)3《02 +《07 +《01 +《04 +《W)3 = " + (《02C +《06 +《iO +《09 +《08 +《05 +《(B('.) :402 +:407 +:401 +:403 -r舰c +:406 +"^410 +:柳+:408 +:405 +:403。为达到这样的效果，本发明采用可调衰减器410、可调移相器408和可调时延器409,通过调整A，、 e柳和T4。9三个参数来实现上述的三个等式。由于采用可调装置，使得该装置能够适应不同移动终端的需要，如果为了降低成本， 还可以根据双工器的收发隔离度，计算泄漏信号的衰减量、相移、时延等，来 确定耦合器的耦合度、传输线的长度或移相器的相位值等，从而满足特定移动 终端的需要。采用以上装置，调解接收端与发射端的隔离度的步骤为 步骤1:根据双工器泄漏入接收端的泄漏信号，确定调整电路结构以及对 部分发射信号的振幅、时延和相位的调整值。该调整电路遵循的原理为双工器的非理想性使得部分发射信号进入接收 端称为泄漏信号，但是由于LNA的非线性产生的互调失真信号不能被接收端的 滤波器等排除干扰，从而影响接收信号的品质，调整电路通过提高收发信号的 隔离度，即对部分发射信号调整后的调整信号，与泄漏信号耦合，抵消泄漏信
号，降低LNA互调失真信号幅度，虽然很难达到100%抵消的理想状态，但可以大幅度的提高接收信号的品质。可调移相器408用来调整相位，使调整信号与泄漏信号的相位相差180度， 可调时延器409使调整信号的时延与泄漏信号相同，可调衰减器410使调整信 号的幅度与泄漏信号相同。步骤2:部分发射信号经调整后的调整信号与泄漏信号耦合，耦合后的信 号输入接收端。耦合器403对泄漏信号与调整信号耦合，并将耦合后的信号输入接收端。 将泄漏信号完全抵消是理想情况，实际很难达到，但是通过调整，也可以大幅 度的抵消泄漏信号的影响。除了图4采用的调整电路，在实际应用中，可以采用其他的调整电路，如 用网络分析仪直接测试图4中的A 、 B两点，得到4。2 + 4。7 + 4。, + 44()4 + 4。3 、 《02+《07+《01+《04+《03、 ^02+r407+r舰+r柳+r鄉这几个参数，这样就得到了 泄漏信号的参数值，根据传输线的功率衰减量，计算传输线404、 405、 406、 407的长度，并采用固定衰减网络如电阻T型网络、PI型网络等，可以达到与 图4中调整电路相同的效果，同时可以达到筒化电路、节省成本等目的。根据 泄漏信号的功率，确定调整信号的功率，使二者尽量相当。如果使用传输线调 整，由于传输线的衰减有限，则主要依靠耦合器的作用，从而根据两个耦合器 功率衰减与泄漏信号功率的差值来确定电阻衰减网络的衰减值。而传输线的长 度则可主要用来保证相位相差180度，时延相等等特性。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1、一种提高移动终端收发隔离度的装置，位于双工器与信号接收端之间，其特征在于，该装置包括第一耦合器、调整电路和第二耦合器，其中，第一耦合器，连接双工器与接收端，并连接调整电路，用于将经双工器传来的泄漏信号与调整电路传来的调整信号耦合，并将耦合后信号传送到接收端；调整电路，用于调整部分发射信号，并将调整后的信号传送到第一耦合器；第二耦合器，连接双工器与发射端，并连接调整电路，用于耦合部分发射信号，并输出到调整电路。
2、 根据权利要求1所述的提高移动终端收发隔离度的装置，其特征在于， 所述调整电路为传输线、可调移相器、可调时延器、可调衰减器、T型电阻网 络、PI型电阻网络中的一种或几种。
3、 根据权利要求1所述的提高移动终端收发隔离度的装置，其特征在于， 所述调整为调整部分发射信号的振幅、时延、相位。
4、 根据权利要求1所述的提高移动终端收发隔离度的装置，其特征在于， 所述泄漏信号为发射信号经过双工器泄漏进入接收端的信号。
5、 一种提高移动终端收发隔离度的方法，其特征在于，该方法包括A、 根据双工器泄漏入接收端的泄漏信号，确定调整电路结构以及对部分 发射信号的振幅、时延和相位的调整值；B、 部分发射信号经调整后的调整信号与泄漏信号耦合，耦合后的信号输 入4妄收端。
6、 根据权利要求5所述的提高移动终端收发隔离度的方法，其特征在于， 步骤A所述调整为使调整信号与泄漏信号的衰减、时延基本相当、相位相差 180度。
全文摘要
本发明公开了一种提高移动终端收发隔离度的装置，位于双工器与信号接收端之间，该装置包括第一耦合器，连接双工器与接收端，并连接调整电路，用于将经双工器传来的泄漏信号与调整电路传来的调整信号耦合，并将耦合后信号传送到接收端；调整电路，用于调整部分发射信号，并将调整后的信号传送到第一耦合器；第二耦合器，连接双工器与发射端，并连接调整电路，用于耦合部分发射信号，并输出到调整电路。本发明还公开了相应方法，根据泄漏信号，确定调整电路结构以及对部分发射信号的振幅、时延和相位的调整值；调整信号与泄漏信号耦合，耦合后的信号输入接收端。本发明能提高接收信号的质量；降低双工器等对隔离度的要求，增加待机时间。
文档编号H01P1/32GK101114840SQ20071012114
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者李远勇 申请人:中兴通讯股份有限公司