由金属屏蔽耦合产生的谐波减小的移动无线通信设备的制作方法

专利名称：由金属屏蔽耦合产生的谐波减小的移动无线通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信设备的领域，更具体地，涉及移动无线通信设备 及相关方法。
背景技术：
蜂窝通信系统不断普及并己经成为个人和商务通信的主要组成 部分。蜂窝电话允许用户在他们经过的大多数地方发出和接收电话呼 叫。此外，在蜂窝电话技术增强的同时，蜂窝设备的功能也已随之增 强。例如，现在，许多蜂窝设备合并了诸如日历、地址簿、任务列表、
计算器、备忘录和书写程序等个人数字助理(PDA)特征。这些多功 能设备通常允许用户无线发送和接收电子邮件(email)消息，以及经 由例如蜂窝网络和/或无线局域网(WLAN)接入因特网。
随着蜂窝通信设备功能的不断增强，对更容易且更方便用户携带 的更小设备的需求也不断增加。任何电路板及其上的电子组件尺寸的 减小并彼此靠得更近，其中包括天线和其他RF组件、包括功率放大器 和天线开关，因此，各种电子组件可以获得传导能量并在系统内产生 干扰。例如， 一些组件能够直接从功率放大器或者从由天线发射的辐 射能量获得传导能量。这种来自功率放大器和天线的传导/近场辐射能 量的有害接收在作为全球移动通信系统(GSM) —部分的分组突发传 输(包括450MHz、 900MHz、 1S00 MHz和1900 MHz频段)中是特别 成问题的。
一些移动无线通信设备具有也被称作"罐(can)"的RF金属屏蔽， 该"罐"在电路板上形成隔间并接收其中的RF电路，例如，功率放大 器和天线开关，该天线开关通常是也被称作发送器/接收器天线开关的 双工器天线开关。作为金属"罐"的一个或多个RF屏蔽可以形成射频 隔离隔间，该隔离隔间可以包括一个"罐"中的收发器芯片组和另一"罐"中的功率放大器和天线开关，以帮助RF功率放大器与天线开关 之间的RF滤波。通过RF屏蔽、创建自单个或多个谐波的电压驻波的一 些信号耦合因此绕过被形成以防止这种耦合的各种元件，例如，滤波 器0

发明内容
根据一个非限制性方面，移动无线通信设备包括外壳和由外壳支 撑的天线。电路板由外壳支撑，并具有与天线一起操作的射频(RF) 电路，以通过天线接收和发送RF信号。功率放大器连接在传输线内， 用于对要在传输线上传输至天线的RF信号进行放大。天线开关由电路 板支撑并连接至天线，以在接收RF信号和向天线发送RF信号之间进行 切换。RF屏蔽包住了功率放大器和天线开关，以将功率放大器和天线 开关与天线和RP电路相隔离。根据一非限制性示例，低通滤波器被形 成在传输线内，并具有连接至功率放大器的输入和连接至天线开关的 输出，以减小上谐频电压驻波的、在低通滤波器的输入与输出之间经 过RF屏蔽从功率放大器向天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期 望的基频、通过传输线的信号传输。
在一个方面中，可以将低通滤波器形成为RLC滤波器，并且可以 使用串联连接的电容器和第一电阻器以及并联连接的电感器和第二电 阻器来形成低通滤波器。低通滤波器还可以包括与第一电容器串联的 接地电阻器以及与第一电容器并联的接地第二电容器。可以选择每一 电容器、电阻器、电感器的值，以使得在基频处，电容的阻抗高于第 一电阻器，电感器的阻抗低于第二电阻器。在高次谐频处，电容器的 阻抗减小，并且第一电阻器变成主导元件(dominant dement),用于 减小上谐频的电压驻波的、在低通滤波器的输入与输出之间经过RF屏 蔽从功率放大器向天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期望的基 频、通过传输线的信号传输。
在另一方面中，RF屏蔽被形成为紧固到电路板且包住功率放大器 和天线开关的金属外壳，功率放大器和天线开关可以位于电路板上的 隔离隔间内。RF屏蔽包住了功率放大器和天线开关，并可以位于隔离隔间之上且紧固到电路板。RF电路可操作用于产生全球移动通信系统 (GSM)分组突发。RF电路可以被形成为收发器芯片组。 还提出了一种方法。


当根据附图考虑时，通过以下详细描述，其他目的、特征和优点 将变得显而易见，在附图中
图l是被配置为手持设备的移动无线通信设备的示例的示意框 图，并示出了该移动无线通信设备的基本内部组件。
图2是图1的移动无线通信设备的前视图。
图3是示出了可在图l-2的移动无线通信设备中使用的基本功能电
路组件的示意框图。
图4是根据一个实施例的移动无线通信设备的前视图，在该实施
例中，移除了前盖以示出RF电路、功率放大器、在表面安装的麦克风 和与其相关联的噪声隔离元件的示例。
图5是印制电路板上的RF屏蔽的不完整侧视图，该侧视图以示意 性的表示示出了由于谐频处的驻波而引起的、在典型LC低通滤波器的 输入与输出之间经过RF屏蔽的RF耦合。
图6是图5所示电路的示意性电路图，其示出了典型LC低通谐波滤 波器和由谐频处的不匹配产生的输入和输出驻波。
图7是示出了针对图5和图6电路的、在基频和谐频下的、LC低通 谐波滤波器的相应回波损耗图的曲线图。
图8是示出了针对图5和图6电路的、在基频和谐频下的、LC低通 谐波滤波器的相应插入损耗图的曲线图。
图9是示出了引起谐频处输入和输出驻波改进的RLC低通谐波滤 波器的示意性电路图。
图10是示出了基于图9所示电路的、在基频和谐频下的、RLC低 通谐波滤波器的相应回波损耗图的曲线图。
图ll是示出了在基频和谐频下的、RLC低通谐波滤波器的相应插 入损耗图的曲线图。
具体实施例方式
参照附图作出本说明书，在附图中示出了优选实施例。然而，可 以使用许多不同的实施例，因此，说明书不能视作对这里所提出的实 施例的限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开将变得透彻和完 整。贯穿附图，类似的附图标记指代类似的元件。
典型地，低通滤波器存在于功率放大器与天线开关之间。诸如金
属"罐"之类的RF屏蔽装入了功率放大器和天线开关，并在功率放大 器和天线开关传输线的中间包括三极LC滤波器。在RF "罐"之下的紧 凑物理空间中，传输线在谐频处可以失配，并产生明显的驻波。RF屏 蔽将RF谐波从功率放大器输出处直接耦合至天线开关输入处，从而造 成问题，使信号绕过任何低通滤波器。由于RF屏蔽而产生的RF耦合是 通过高RF电压驻波比(VSWR)创建的。
现在将关于图l-3进行简要描述，公开了可并入随后所述的不同电 路的非限制性示例的移动无线通信设备(例如，手持便携式蜂窝无线 电装置)的示例。图l-3是许多不同类型的功能电路组件及其相互连接 的典型非限制性示例，并可操作以与上述电路一起使用。
首先参照图1和2，提出了一种可并入如下所述低通滤波器的移动 无线通信设备20 (例如，手持便携式蜂窝无线电装置)的示例。示意 性地，该设备20包括具有上部46和下部47的外壳21;以及例如由外 壳承载的至少一个电介质衬底(即，电路板)67，例如传统的印制电 路板(PCB)衬底。多个不同的电路板可以用于支撑不同的组件。外 壳盖(未详细示出)将典型地覆盖外壳的前部。以下所使用的术语电 路板67可以指任何电介质衬底、PCB、陶瓷衬底或其他电路承载结构， 用于承载移动无线通信设备20内的信号电路和电子组件。所示的外壳 21例如是静态外壳，但应当理解的是，翻盖或滑盖外壳可以用作在许 多蜂窝电话和类似电话中是典型的。还可以使用这些和其他外壳配置。
电路48由电路板67承载，电路48例如是微处理器、存储器、 一个 或多个无线收发器(例如，蜂窝、WLAN等)，包括RF电路、包括音 频和电源电路、包括任何键盘电路。该电路通常还可以被称作RF电路。本领域技术人员应当理解，键盘电路可以处在分离的键盘等上。所述 不同组件还可以分布在一个电路板上或分布在多个电路板之间。优选
地，电池(未示出)也由外壳21承载，用于向电路48提供电源。术语 RF电路可以包括可共同操作的RF收发器电路，该可共同操作的RF收 发器电路包括接收和发送电路、和电源电路、和音频电路。
在一方面，音频输出换能器49,(例如，扬声器)由外壳21的上部 46承载，并连接至电路48。诸如小键盘(键盘)23 (图2)之类的一个 或多个用户输入接口设备也优选地由外壳21承载，并连接至RF电路 48。这里所使用的术语小键盘(keypad)也指代术语键盘(keyboard), 指示具有字母和/或数字按键的公知用户输入设备和其他实施例，包括 多顶部或预测性输入模式(multi-top or predictive entry mode)。用户输 入接口设备的其他示例包括滚轮37和背面按钮36。当然，应理解的是， 在其他实施例中可以使用其他用户输入接口设备(例如，触控笔或触 摸屏接口)。
天线45优选地被支撑在外壳内，并且在一方面处于外壳中的下部 47。天线可以被形成为构成天线电路的导电迹线的模式，该天线电路 在物理上形成天线。天线可操作地连接至主电路板67上的电路48。在 一个非限制性示例中，可以在天线电路板部分上形成天线，该天线电 路板部分从外壳下部的电路板延伸。当电话处于使用中时，通过将天 线45置于与外壳21的下部47邻近的位置，天线与用户头部之间的距离 有利地增加，从而协助遵循可应用的SAR要求。还可以使用分离的键 盘电路板。
更具体地，用户通常将握住外壳21的上部并非常靠近他们的头 部，以便音频输出换能器49直接接近耳朵。但是，音频输入换能器(即， 麦克风)所处的外壳21的下部47不需要被置于直接接近用户的嘴的位 置。即，将音频输入换能器握在接近用户的嘴的位置不仅对用户来说 可能不舒服，而且在一些情况下还可能使用户的声音失真。此外，天 线45位于邻近外壳21的下部47的位置还有利地使天线距离用户的大脑 更远。
在一些设计中，天线45位于邻近外壳21的下部47的位置，以使由于用户手的阻挡而对天线性能的影响变小。典型地，用户朝着电话外 壳的上部的中间握住蜂窝电话，并因此更可能将他们的手放在这样的
天线上，而不是放在被安装在邻近于外壳21的下部47的天线上。相应 地，通过将天线45放置在邻近于外壳21的下部47的位置，可以实现更 可靠的性能。
这种类型的配置另一优势在于，可以针对要在外壳的上部46承载 的一个或多个辅助输入/输出(I/O)设备50提供更多的空间。此外， 通过将天线45与辅助I/O设备50分离，可以使彼此间的干扰减小。
如本领域的技术人员将理解的，辅助I/O设备50的一些示例包括 用于提供WLAN通信能力的WLAN (例如，蓝牙、IEEE 802.11)、禾口/ 或用于提供定位能力的卫星定位系统(例如，GPS、伽利略等)。辅助 1/O设备50的其他示例包括第二音频输出换能器(例如，用于扬声器 电话操作的扬声器)、和用于提供数字摄像机能力的摄像机镜头、电子 设备连接器(例如，USB、耳机、安全数字(SD)或存储卡等)。
应当注意的是，这里用于辅助I/O设备50的术语"输入/输出"表 示这样的设备可以具有输入和/或输出能力，并且这样的设备不需要 在所有实施例中既提供输入能力又提供输出能力。即，例如，诸如摄 像机镜头之类的设备可以仅接收光学输入，而耳机插孔可以仅提供音 频输出。
设备20还示意性地包括诸如液晶显示器(LCD)之类的显示器 22，由外壳21承载并连接至鬼路48。如本领域的技术人员将理解的， 背面按钮36和滚轮37还可以连接至电路48，以允许用户导航菜单、文 本等。滚轮37在一些情况下还可以被称作"姆指轮"或"轨迹轮"。小 键盘23示意性地包括多个多符号按键24，其中每个上均具有多个相 应符号的标记。小键盘23还示意性地包括备用功能键25、下一项键 (nextkey) 26、空格键27、换档键28、返回(或输入)键29、和退格 /删除键30。
下一项键26在首先按压或触动了备用功能键25时还用于输入"*" 符号。类似地，空格键27、换档键28和退格键30在首先触动了备用功 能键25时用于分别输入"0"和"#"。如本领域技术人员将理解的，小键盘23还示意性地包括发送键3K结束键32和便捷(即，菜单)键 39，用于发出蜂窝电话呼叫。
此外，每一按键24上的符号被布置在顶行和底行中。当用户按压 了按键24而没有首先按压备用功能键25时，输入底行中的符号，而通 过首先按压备用功能键输入顶行符号。如图2所示，多符号按键24被布 置在发送和结束键31、 32之下的小键盘23上的前三行中。此外，每一 按键24上的字母符号被布置为定义标准打字机键盘(QWERTY)布局。 小键盘23上的字母以三行格式呈现，每一行的字母具有与标准 Q WERT Y小键盘相同的顺序和相关的位置。
在该非限制性示例中，按键的每一行(包括第四行功能键25-29) 被布置成五列。第一、第二和第三行的第二、第三和第四列中的多符 号按键24上具有可通过首先触动备用功能键25而访问的数字标记(即， l到9)。如本领域的技术人员将理解的，结合下一项、空格和换档键26、 27、28(如上所述，在首先触动了备用功能键25时分别输入"*"、 "0"、 "#")，该组按键定义了在传统按键式电话上将找到的标准电话小键盘 布局。
相应地，例如，所述的移动无线通信设备20可以有利地不仅用作 传统蜂窝电话，还可以方便地用于在蜂窝或其他网络(例如，因特网) 发送和/或接收数据(例如，电子邮件数据)。当然，在其他实施例中 也可以使用其他小键盘配置。如本领域的技术人员将理解的，多次击 键(multi-tap)或预测性输入模式可以用于打出电子邮件等。
优选地，将天线45形成为多频段天线，其提供多个操作频率上的 增强发送和接收特征。更具体地，天线45被设计为提供高增益、期望 阻抗匹配，并且在相对宽的带宽和多个蜂窝频率带宽上满足可应用的 SAR需求。作为示例，在一个非限制性示例中，天线45优选地在五个 频段上操作，g卩，850MHz全球移动通信系统(GSM)频段、900 MHz GSM频段、DCS频段、PCS频段和WCDMA频段(即，最多大约2100 MHz)，而天线45也可以用于其他频段/频率。为了节省空间，尽管也 可以在二维或平面实施例中实现天线45，但有利地可以在三维中实现 天线45。图1和2所示的移动无线通信设备可以合并电子邮件和消息收发
账户，并提供诸如编写电子邮件、PIN消息和SMS消息等不同功能。 该设备可以通过适当菜单来管理消息，该适当菜单是可以通过选择消 息图标来获取的。地址簿功能能够添加联系人、允许管理地址簿、设 置地址簿选项、以及管理SIM卡电话簿。电话菜单可以允许使用不同 电话特征发出和应答电话呼叫、管理电话呼叫日志、设置电话选项、 以及查看电话信息。浏览器应用程序能够允许浏览网页、配置浏览器、 添加书签、以及改变浏览器选项。其他应用程序包括任务、记事簿、 计算器、警报器和游戏、以及具有各种参考的手持选项。
可以选择日历图标以输入日历程序，该日历程序可以用于建立和 管理诸如会议或约会等事件。日历程序可以是任何类型的消息收发程 序，或允许管理器建立诸如预约或会议等事件的预约/会议程序。
在以下参照图3的示例中进一步描述了可用在图1和2的示例性移 动无线通信设备20中的各种功能组件的非限制性示例。设备20示意性 地包括外壳120、小键盘140和输出设备160。优选地，所示的输出设备 160是显示器，该显示器优选地是全图形LCD。备选地，可以使用其他 类型的输出设备。处理设备180被包含在外壳120内，并耦合在小键盘 140与显示器160之间。响应于用户对小键盘140上按键的触动，处理设 备180控制显示器160的操作以及移动设备20的总体操作。
外壳120可以被垂直延长，或可以呈现出其他尺寸和形状(包括 翻盖式外壳结构)。小键盘可以包括模式选择键、或用于在文本输入与 电话对讲之间进行切换的其他硬件或软件。
除了处理设备180以外，在图3中示意性示出了移动设备20的其他
部件。这些部件包括通信子系统101;短距离通信子系统102;小键
盘140和显示器160，以及其他输入/输出设备106、 108、 110和112;以 及存储设备116、 118和各种其他设备子系统121。优选地，移动设备20 是具有语音和数据通信能力的双向RF通信设备。此外，移动设备20优 选地具有经由因特网与其他计算机系统进行通信的能力。
由处理设备180执行的操作系统软件优选地被存储在诸如闪存 116之类的持久性存储器中，但也可以被存储在诸如只读存储器(ROM)或类似存储元件之类的其他类型的存储设备中。此外，可以
将系统软件、专用设备应用程序或其部件临时加载进诸如随机存取存
储器(RAM) 118之类的易失性存储器中。由移动设备接收到的通信 信号也可以被存储在RAM 118中。
除了处理设备180的操作系统功能以外，处理设备180还实现了对 设备20上的软件应用程序130A-130N的执行。可以在制造期间在设备 20上安装控制基本设备操作的预定应用程序组，例如数据和语音通信 130A和130B。此外，还可以在制造期间安装个人信息管理器(PIM) 应用程序。优选地，PIM能够组织和管理数据项目，诸如电子邮件、 日历事件、语音邮件、约会、和任务项目。优选地，PIM应用程序还 能够经由无线网络141发送和接收数据项目。优选地，PIM数据项目经 由无线网络141与在主机系统中存储的或与主机系统相关联的、设备用 户的相应数据项目无缝地集成、同步和更新。
可以通过通信子系统IOI，并可能通过短距离通信子系统来执行 包括数据和语音通信的通信功能。通信子系统101包括接收器150、发 送器152、以及一个或多个天线154和156。此外，通信子系统101还包 括处理模块，例如数字信号处理器(DSP)158;以及本地振荡器(LO) 161。通信子系统101的具体设计和实现方式取决于移动设备20意在操 作于其中的通信网络。例如，移动设备20可以包括通信子系统101，通 信子系统101被设计为与MobitexTM、 DataTACTM或通用分组无线业务 (GPRS)移动数据通信网络进行操作，还被设计为与诸如AMPS、 TDMA、 CDMA、 PCS、 GSM等多种语音通信网络中任一种进行操作。 移动设备20还可以利用分离的和集成的其他类型的数据和语音网络。
网络接入需求根据通信系统的类型而改变。例如，在Mobitex和 DataTAC网络中，使用与每一设备相关联的唯一个人标识号或PIN，在 网络上注册移动设备。然而，在GPRS网络中，网络接入与设备的订户 或用户相关联。GPRS设备因此需要订户身份模块(通常被称作SIM 卡)，以便在GPRS网络上进行操作。
当已经完成所需网络注册或激活过程时，移动设备20可以在通信 网络141上发送和接收通信信号。将通过天线154从通信网络141接收到的信号路由至接收器150，接收器15'0提供信号放大、向下频率转换、
滤波、信道选择等，还可以提供模-数转换。接收到的信号的模-数转
换允许DSP 158执行更复杂的通信功能，例如解调和解码。采用类似 的方式，要被发送至网络141的信号由DSP158进行处理(例如，调制 和编码)，然后被提供至发送器152，以进行数-模转换、向上频率转换、 滤波、放大并经由天线156发送至通信网络141 (或网络)。
除了对通信信号进行处理以外，DSP 158提供对接收器150和发送 器152的控制。例如，可以通过在DSP158中实现的自动增益控制算法 来自适应地对应用到接收器150和发送器152中的通信信号的增益进行 控制。
在数据通信模式中，诸如文本消息或网页下载等接收到的信号由 通信子系统101进行处理，并被输入至处理设备180。接收到的信号然 后由处理设备180进一步处理，以向'显示器160输出，或备选地向某其 他辅助I/O设备106输出。设备用户还可以使用小键盘140和/或某其他 辅助1/0设备106 (例如，触摸板、摇臂开关、姆指轮或某其他类型的 输入设备)来编写诸如电子邮件消息之类的数据项目。然后可以经由 通信子系统101在通信网络141上发送所编写的数据项目。
在语音通信模式中，设备的总体操作基本上类似于数据通信模 式，只是将接收到的信号输出至扬声器IIO，并且通过麦克风112产生 用于发送的信号。诸如语音消息记录子系统之类的备选语音或音频1/0 子系统也可以在设备20上实现。此外，显示器160也可以用在语音通信 模式下，例如显示呼叫方身份、语音呼叫持续时间、或其他语音呼叫 相关信息。
任何短距离通信子系统实现了移动设备20与其他最接近的系统 或设备(不必是类似的设备)之间,的通信。例如，短距离通信子系统 可以包括红外设备及关联电路和组件、或蓝牙(BluetoothTM)通信模 块，以提供与类似功能的系统和设备的通信。
根据一非限制性示例，图4示出了可在图l-3的移动无线通信设备 20内包括的电路板67的部分上电路布局，并示出了从外壳移除的前盖， 以示出以下将更详细解释的表面安装的麦克风200及其电路和关联噪声隔离组件。电路板67包括射频(RF)电路48 (例如，蜂窝电话通信 电路)，其被安装在通常被本领域的技术人员所称的第一和第二隔离屏 蔽或"罐"210、 212中，第一和第二隔离屏蔽或"罐"210、 212在电 路板上形成隔间，其中每个都接收RF电路。每一个罐210、 212形成射 频隔离隔间并可以包括侧面和顶部。一个非限制性示例中的第一罐210 包括收发器芯片组220，例如，作为非限制性示例的发送器芯片、接收 器芯片和本地振荡器芯片，这些芯片被标注为A、 B和C。其他所示的 组件可以包括各种电阻器、电容器、放大器、稳压器以及这些设备所 共有的其他电路组件，但在这里不进行详细解释。
在该非限制性示例中位于第一和第二隔离罐210、 212外部、但安 装在电路板67上的是液晶显示器(LCD)连接器230和键盘连接器232、 以及关联的电路组件234。除了图4的非限制性示例中所示的配置以外， 可以采用不同的配置来配置这些组件230、 232和234。第二隔离罐212 内的隔间包括功率放大器236和开关双工器238作为天线开关，通过该 天线开关，经由传输线发送和接收RF信号并将该RF信号与以下更详细 描述的低通滤波器相连接。其他组件240被安装在隔间内，并形成对于 驱动麦克风的音频和电源电路、功率放大器和其他RF电路所必需的电 阻器、电容器、晶体管和电感器。
在一个非限制性示例中，在所示的非限制性示例中形成的作为第 三隔离"罐"250的射频隔离屏蔽位于第二 "罐"212的一角处，以提 供麦克风隔离。 一个方面中的RF屏蔽212被形成为紧固到电路板的分 离金属外壳。更小的RF屏蔽250包住麦克风，有效地覆盖(即，屏蔽) 了整个麦克风。可以与其他屏蔽类似地形成该屏蔽。尽管被形成为具 有顶部和侧面的金属外壳的"罐"配置用于RF屏蔽210、 212,但可以 使用其他配置。在一个非限制性示例中，作为金属"罐"的每一个RF 屏蔽在电路板上形成隔间。
如上关于图4的描述，功率放大器236和开关238被包含在形成罐 以隔离功率放大器和开关的RF金属屏蔽212内。
图5是以侧视图角度观看的不完整图示，并示出了 "罐"212和典 型的LC低通滤波器260， LC低通滤波器260包括输入262和输出264作为输入和输出传输线，该输入和输出传输线在定位于印制电路板67上 的功率放大器236与天线开关238之间形成了传输线266。如图6所示， RF电路可以包括连接至开关238的发送RF电路48A和接收RF电路 48B。发送RF电路48A包括与功率放大器236相连接的传输线266。 LC 低通滤波器260连接进功率放大器236与天线开关238之间的传输线266 中，并被形成为第一和第二并联电容器270、 272以及与传输线266成一 直线的串联电感器274。
实现图5和图6所示的LC低通滤波器260，以提供RF功率放大器 236与天线开关238 (典型地操作为发送和接收天线开关)之间的RF滤 波。该滤波器典型地被设计为如传输线266的中部所示的三极(3-pole) LC滤波器。将这些组件放置在RF屏蔽212下的紧凑物理空间中，该传 输线266通常在谐频处失配并创建显著的驻波。
应当理解的是，驻波比(SWR)是传输线中波腹(最大)处的非完 全驻波的振幅与相邻波节(最小)的振幅的比值。其通常是电压比， 被称作电压驻波比(VSWR)。典型地，存在具有叠加在反射波上的振 幅的前向波。由于不连续(例如，梧输线的不完整，或不具有特征阻 抗的端点)，发生了这些反射。有时，两个波可以相长干涉。SWR是 传输线内来回反弹的反射波的指示符，并可以与超过实际发送功率的 线路中功率的增加相对应，并且由于增加的电压增大了电介质损耗， 并由于增加的电流增大了电阻损耗，因此SWR造成了RF损耗的增大。 当然，匹配的阻抗给出了理想的功率转移，而失配的阻抗给出了传输 线中的高SWR和增大的损耗。通常，传输线上一些反射功率在发送器 处被反射，并由天线辐射。典型地，示出曲线图的史密斯圆图可以表 示出反射系数，以使零幅度是完美匹配，在一些非限制性示例中，1 值是完美匹配。当然，反射系数能够区分短路和开路，其中，短路具 有-l值，而开路具有零度角。具有反射系数幅度的负载的回波损耗通 常以分贝表示。回波损耗通常是正数。
因此，由于驻波，RF屏蔽212将RF谐波从功率放大器236输出直 接耦合至开关输入238，并绕过低通滤波器260。该RF耦合是通过如图 7的史密斯圆图所示的高RF电压驻波比(VSWR)创建的。这幅曲线图示出了在基频和谐频下的LC低通谐波滤波器260的相应回波损耗 (S11)图。图8是示出了在基频和谐频下的相同LC低通谐波滤波器260 的相应插入损耗(S21)图的曲线图。图6示出了输入驻波和输出驻波 作为谐波信号和基本信号的一部分。
根据该非限制性示例，图9示出了一种低通滤波器，通过使用RLC 有损低通滤波器280来解决上述技术问题，如图10的史密斯圆图所示， RLC有损低通滤波器280显著地降低了谐频处的电压驻波比(VSWR)。 该曲线图显示了在基频和谐频下的RLC低通谐波滤波器280的相应回 波损耗(S11)图。如图所示，RLC低通滤波器280包括与接地第一电 阻器284串联的第一电容器282，接地第一电阻器284和第一电容器282 与第二接地电容器286并联。电感器288串联在传输线266内。第二电阻 器290与电感器288并联。将这些不同组件的电阻值、电容值和电感值 选择为使得在基频处，由电容器282、 286建立的电容的阻抗高于第一 电阻器284，并且电感器288的阻抗低于第二电阻器290。在高次谐频处， 电容器282的阻抗降低，第一电阻器284变成主导元件，用于减小上谐 频的电压驻波的、在低通滤波器28Q的输入与输出之间经过RF金属屏 蔽212从功率放大器226向天线开关238中的任何RF耦合，同时保持以 所期望的基频、通过传输线266对RF信号的传输。R1和R2 284、 290 对低通滤波器的性能(即，插入损耗)影响最小。在高次谐频处，如 上所述，第一电容器282的阻抗显著降低，并且第一电阻器284变成主 导元件。对于第二电阻器290来说也是如此，第二电阻器290的阻抗与 电感器288的阻抗相比相对较低。因此，所述RLC低通滤波器280在其 输入处变成更耗能的滤波器，产生了如图10所示的非常低的电压驻波 比(VSWR)。图11的曲线图示出了在基频和谐频下的RLC低通谐波滤 波器280的相应插入损耗(S21)图。
因此，当将功率放大器输出直接输出至开关输入时，RF屏蔽不再 耦合RF谐波。
从上述说明书和相关附图中提供的教导受益，本领域的技术人员 将会想到许多修改和其他实施例。'因此，应当理解，各种修改和实施 例应被包括在所附权利要求的范围之内。
权利要求
1、一种移动无线通信设备，包括外壳；由外壳支撑的天线；电路板，由外壳承载，并具有与所述天线一起操作的射频(RF)电路以通过所述天线接收和发送RF信号，所述电路板包括传输线和功率放大器，所述功率放大器用于对要在传输线上传输至所述天线的RF信号进行放大；天线开关，由电路板承载，并且连接至所述天线和RF电路，以在通过所述天线接收和发送RF信号之间进行切换；以及RF金属屏蔽，包住了所述功率放大器和天线开关，以将所述功率放大器和天线开关与所述天线和RF电路相隔离，所述RF金属屏蔽还包括低通滤波器，所述低通滤波器处于传输线内，并具有连接至所述功率放大器的输入和连接至所述天线开关的输出，以减小上谐频的电压驻波的、在低通滤波器的输入与输出之间经过RF屏蔽从所述功率放大器向所述天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期望的基频、通过传输线的信号传输。
2、 根据权利要求l所述的移动无线通信设备，其中，所述低通滤 波器包括RLC滤波器。
3、 根据权利要求2所述的移动无线通信设备，其中，所述RLC滤 波器包括串联的电容器和第一电阻器以及并联的电感器和第二电阻 器°
4、 根据权利要求3所述的移动无线通信设备，其中，所述低通滤 波器包括与第一电容器串联的接地电阻器和与第一电容器并联的接地 第二电容器。
5、 根据权利要求l所述的移动无线通信设备，其中，所述RF屏蔽 包括金属外壳，紧固到所述至少一个电路板并包住所述功率放大器 和天线开关。
6、 根据权利要求5所述的移动无线通信设备，还包括隔离隔间，所述功率放大器和天线开关位于所述隔离隔间中。
7、 一种移动无线通信设备，包括 外壳；由外壳支撑的天线；电路板，由外壳承载，并具有与所述天线一起操作的射频(RF) 电路以从所述天线接收RF信号和向所述天线发送RF信号，所述电路板包括传输线和功率放大器，所述功率放大器用于对要在传输线上传输 至所述天线的RF信号进行放大；天线开关，由电路板承载，并且连接至所述天线和RF电路，以在 通过所述天线接收和发送RF信号之间进行切换；以及RF屏蔽，包住了所述功率放大器和天线开关，以将所述功率放大 器和天线开关与所述天线和RF电路相隔离，所述RF屏蔽还包括RLC 低通滤波器，、所述RLC低通滤波器处于传输线内，并具有连接至所述 功率放大器的输入和连接至所述天线开关的输出，所述RLC低通滤波 器还包括串联的电容器和第一电阻器以及并联的电感器和第二电阻 器，并且其中的电阻值、电感值和电容值使得在基频处，电容器的阻 抗高于第一电阻器，电感器的阻抗低于第二电阻器，并且在高次谐频 处，电容器的阻抗降低，第一电阻器变成主导元件，用于减小上谐频 的电压驻波的、在低通滤波器的输入与输出之间经过RF金属屏蔽从所 述功率放大器向所述天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期望的 基频、通过传输线的信号传输。'
8、 根据权利要求7所述的移动无线通信设备，其中，所述低通滤波器包括与第一电容器串联的接地电阻器和与第一电容器并联的接地 第一由忽器
9、 根据权利要求7所述的移动无线通信设备，其中，所述RF屏蔽 包括金属外壳，紧固到所述至少一个电路板并包住所述功率放大器 和天线开关。
10、 根据权利要求7所述的移动无线通信设备，还包括隔离隔间， 所述功率放大器和天线开关位于所述隔离隔间中。
11、 一种操作移动无线通信设备的方法，所述方法包括-提供外壳、由外壳支撑的天线、由外壳承载的电路板，所述电路 板具有与所述天线一起操作的射频(RF)电路以通过所述天线接收和发送RF信号，所述电路板包括传输线和功率放大器，所述功率放大器用于对要在传输线上传输至所述天线的RF信号进行放大；使用天线开关在通过所述天线接收和发送RF信号之间进行切换；以及通过用RF金属屏蔽包住功率放大器和天线开关，将所述功率放大 器和天线开关与所述天线和RF电路相隔离，并且使用位于传输线内的 低通滤波器，减小上谐频的电压驻波的、经过RF金属屏蔽从所述功率 放大器向所述天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期望的基频、 通过传输线的信号传输。
12、 根据权利要求ll所述的方法，还包括将低通滤波器形成为 RLC低通滤波器。
13、 根据权利要求12所述的方法，还包括形成串联的电容器和 第一电阻器以及并联的电感器和第二电阻器。
14、 根据权利要求12所述的方法，还包括形成与第一电容器串联的接地电阻器和与第一电容器并联的接地第二电容器。
全文摘要
提供了一种移动无线通信设备，包括外壳和由外壳支撑的天线。至少一个电路板由外壳承载，并具有与天线一起操作的射频(RF)电路以通过天线接收和发送RF信号。功率放大器连接在传输线内，用于对要在传输线上传输至天线的RF信号进行放大。天线开关由电路板承载，并连接至所述天线和RF电路。RF屏蔽包住了所述功率放大器和天线开关，以将所述功率放大器和天线开关与所述天线和RF电路相隔离。低通滤波器具有连接至所述功率放大器的输入和连接至所述天线开关的输出，以减小上谐频的电压驻波的、在低通滤波器的输入与输出之间经过RF屏蔽从功率放大器向天线开关中的任何RF耦合，同时保持以所期望基频、通过传输线的信号传输。
文档编号H04W88/02GK101577562SQ20091013789
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月6日 优先权日2008年5月8日
发明者乔治·曼科鲁斯, 朱里中, 麦克尔·科里根 申请人:捷讯研究有限公司