用于信号发射/接收的模块以及相应的通信设备的制作方法

用于信号发射/接收的模块以及相应的通信设备
1.相关申请的交叉引用
2.本公开要求于2020年10月21日提交的法国专利申请no.2010788的权益，该专利申请以引用方式并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及一种电子设备以及方法，并且在特定的实施例中，涉及信号发射/接收的模块以及相应的通信设备。


背景技术：

4.图1示出了根据现有技术的发射/接收模块的结构的一个示例。
5.这种模块md0常规地包括低噪声放大器1以及功率放大器2，低噪声放大器1具有常规的结构，通过缩略语lna由本领域的技术人员所公知，。
6.当模块md0在接收模式中操作时，开关sw1将天线ant连接到低噪声放大器1的输入，并且低噪声放大器1的输出经由另一个开关sw2连接到信号接收路径。
7.当模块md0在发射模式中操作时，功率放大器2的输入经由开关sw2连接到发射路径，并且经由开关sw1连接到功率放大器2的输出到天线ant。


技术实现要素：

8.然而，通常，低噪声放大器1的输入以及功率放大器2的输出不具有相同的阻抗。
9.开关sw1因此必须以这样的方式被配置，即无论是在发射模式或是接收模式，在天线处的阻抗是尽可能相同的。
10.然而，这可能难以实现。
11.此外，这样的开关sw1可以引起插入损耗，典型地大约为1到1.5db，以及是非线性的。
12.因此存在对克服这些缺点以及提出用于在发射和接收模式中提供类似阻抗的简单的技术解决方案的需要。
13.一些实施例实施这样的技术，并且同时使得即时双向信息传输(“全双工”传输)成为可能。
14.一些实施例涉及信号的发送(传输/接收)，特别是涉及射频信号的发送，例如在5g技术中使用的射频信号，以及更特别地涉及位于天线系统与频率变换级之间的、通常被称为前端模块的发射/接收模块。
15.根据实施例，用于发射/接收信号的模块包括
[0016]-第一90
°
混合耦合器，具有第一端子和第二端子，第一端子旨在被耦合到天线系统的第一天线端子，第二端子旨在被耦合到天线系统的第二天线端子，
[0017]-可激活低噪声放大器对，用于在两个天线之上接收信号并且旨在在输出侧上被耦合到至少一个信号接收路径，
[0018]-第二90
°
混合耦合器，被配置为功率组合器模式，以便接收信号，并且第二90
°
混合耦合器具有被耦合到第一耦合器的第三端子的输入以及分别耦合到低噪声放大器的两个输入的两个输出，
[0019]-可激活功率放大器对，用于经由两个天线传输信号，并且旨在在输入侧上被耦合到至少一个信号发射路径，以及
[0020]-第三90
°
混合耦合器，被配置为功率分配器模式，用于发射信号，并且具有分别耦合到两个功率放大器的两个输出的两个输入，以及耦合到第一混合耦合器的第四端子的一个输出。
[0021]
因此，在一些实施例中，被连接到天线的现有技术的开关sw1被三重90
°
混合耦合器替代，该三重90
°
混合耦合器可以被用于发射模式或接收模式。
[0022]
此外，在一些实施例中，在第一混合耦合器与第二混合耦合器以及第一混合耦合器与第三混合耦合器之间的阻抗有利地是恒定的，不管低噪声放大器以及功率放大器是否在激活状态中。
[0023]
在一些实施例中，插入损耗大约是这些由传统开关生成的损耗，但除了总是具有如上文所述的相同的阻抗之外，这种三重混合耦合器对天线系统的阻抗改变不敏感。
[0024]
天线系统可以具有不同的结构。
[0025]
两个分隔的天线因此可以被提供有所谓的圆偏振(即，在两个天线之间的信号被90
°
相移)，或是单个天线具有提供两个接入点的两个天线端子并且再次具有所谓的圆偏振(在两个天线端子之间(在两个接入点之间)的信号被90
°
相移)。
[0026]
尽管可能的是将每个低噪声放大器的输出耦合到接收路径，以及将每个功率放大器的输入耦合到发射路径，但是在一些实施例中，附加地包括以下项对于模块是特别有利的：
[0027]-第四90
°
混合耦合器，被配置为功率分配器模式，具有分别耦合到低噪声放大器的两个输出的两个输入以及旨在被耦合到接收路径的一个输出，以及
[0028]-第五90
°
混合耦合器，被配置为功率组合器模式，具有旨在被耦合到信号发射路径的一个输入以及分别耦合到两个功率放大器的两个输入的两个输出。
[0029]
这种实施例实现平衡的低噪声放大器以及功率放大器。
[0030]
在一些实施例中，信号有利地是射频信号，例如具有大约60ghz的频率，这可以被用于5g技术。
[0031]
在一些实施例中，模块可以有利地以集成形式被生产。
[0032]
在一些实施例中，模式被用于信号的即时双向(“全双工”)传输。
[0033]
在一个实施例中，通信设备，例如移动电话或数字平板，包括：
[0034]-如上文定义的发射/接收模块。
[0035]-天线系统，包括第一天线端子，被耦合到模块的第一耦合器的第一端子以及第二天线端子，被耦合到模块的第一耦合器的第二端子，
[0036]-至少一个信号接收路径，被耦合到模块的两个低噪声放大器的输出，以及
[0037]-至少一个信号发射路径，被耦合到模块的两个功率放大器的输入。
[0038]
在实施例中，发射/接收模块md包括被耦合在低噪声放大器对(lan1、lan2)之间的三重90
°
混合耦合器(chy1、chy2、chy3)，功率放大器对(pa1、pa2)以及天线系统(ant1、
ant2)。
附图说明
[0039]
通过审阅非限制性实施例和本发明的实施方法的详细描述以及附图，本发明的其它优点和特征将变得显而易见，在附图中：
[0040]
图1示出了现有技术的设备；以及
[0041]
图2至图5图解地示出了实现本发明的实施例以及方法。
具体实施方式
[0042]
在图2中，附图标记app表示了通信设备，例如移动电话或数字平板，然而这些示例是非限制性的。
[0043]
设备app包括，在前端，信号发射/接收电路md，例如用于发射/接收射频信号。
[0044]
电路md通常被本领域技术人员称为“前端模块”，其被连接在天线系统、信号接收路径chrx以及信号发射路径chtx之间。
[0045]
天线系统具有两个天线端子以及可以具有不同的结构。
[0046]
两个分隔的天线可以因此被提供有使用所谓的圆偏振(即，这些信号在两个天线之间被90
°
相移)，或单独的天线具有提供两个接入点的两个端子并且再次具有所谓的圆偏振(在两个天线端子之间(在两个接入点之间)的信号被90
°
相移)。
[0047]
在下文中描述，天线系统被认为包括分别具有两个天线端子的两个分隔的天线ant1以及ant2。出于简化的目的，该系统的两个天线端子也由附图标记ant1以及ant2指示。
[0048]
模块md包括第一90
°
混合耦合器chy1。
[0049]
第一混合耦合器chy1具有被耦合到第一天线端子ant1的第一端子b11以及被耦合到第二天线端子ant2的第二端子b21。
[0050]
模块md进一步包括第二90
°
耦合混合耦合器chy2，具有被耦合到第一混合耦合器chy1的第三端子b31的输入端子b12。
[0051]
第二混合耦合chy2进一步包括经由电阻器耦合到接地的第二端子b22。
[0052]
所述第二混合耦合器chy2进一步包括被耦合到第一低噪声放大器lna1的输入的第三端子b32，以及被耦合到第二低噪声放大器lna2的输入的第四输出端子b42。
[0053]
模块md进一步包括第三90
°
混合耦合器chy3，其具有分别耦合到两个功率放大器pa1以及pa2的两个输出的两个输入b33以及b43。
[0054]
第三混合耦合器chy2进一步包括输出b13以及输出b23，输出b13经由电阻器连接到接地，以及输出b23被耦合到第一混合耦合器chy1的第四端子b41。
[0055]
此外，为获得完全平衡的低噪声放大器以及功率放大器，在这个实施例中，模块md进一步包括第四90
°
混合耦合器chy4以及第五90
°
混合耦合器chy5。
[0056]
混合耦合器chy4被配置功率分配器模式，以及具有两个输入b14以及b24以及输出b44，b14以及b24分别耦合到两个低噪声放大器lna1以及lna3的两个输出，以及输出b44被耦合到具有常规结构的信号接收路径chrx。
[0057]
第四混合耦合器chy4的端子b34经由电阻器连接到接地。
[0058]
第五90
°
混合耦合器chy5，被配置为功率组合器模式，具有被耦合到具有常规结构
的信号发射路径chtx的输入b35，以及经由电阻器连接到接地的另一个输入b45。
[0059]
第五混合耦合器chy5进一步包括两个输出b15以及b25，其分别地耦合到两个功率放大器pa1以及pa2的两个输入。
[0060]
如在上文所述，发射路径以及接收路径(chrx以及chtx)的结构是常规的以及本身已知的。因此，发射路径chrx特别包括用于转换至基带的频率转换级，并且发射路径chtx可以包括频率转换级以用于从基带到射频域的转换。
[0061]
两个路径chrx以及ctrx被连接到处理电路mt，例如基带处理器用于处理所接收的数据或要被发射的数据。
[0062]
每个混合耦合器的结构也是众所周知的。作为例证，每个混合耦合器可以包括四分之一波长的传输线，其中尺寸取决于所接收的信号或将被发射的信号的频率。
[0063]
图3示出模块md在接收在天线ant1以及ant2之上的信号期间的操作。
[0064]
信号根据图3所示的箭头传播，直到接收路径chrx。
[0065]
此外，第二混合耦合器chy2被示出为被配置为功率组合器模式。
[0066]
图4示出了模块md在从传输路径chtx中的传输信号期间的操作。
[0067]
再次，这些信号根据图4中示出的箭头传播，这些信号将经由两个天线ant1以及ant2发射。
[0068]
在这种情况下，第三混合耦合器chy3被示出为被配置功率分配器模式。
[0069]
模块md的第三混合耦合器结构隔离单元lna1、lna2以及pa1、pa2中的每个单元，并且获得在这些两个单元之间的隔离的同时允许圆偏振，这归功于第一混合耦合器chy1，第一混合耦合器chy1以90
°
的相移被馈送到两个天线。
[0070]
这进一步增强了隔离。
[0071]
此外，这样的结构可以被用于即时双向(“全双工”)传输的范围内。
[0072]
此外，在一些实施例中，当在接收模式中时，低噪声放大器lna1以及lna2被激活并且功率放大器pa1以及pa2被去激活。
[0073]
在这种情况下，在点线lv1(图3)处的在低噪声放大器的输入处的阻抗不同于在功率放大器的输出处的阻抗。
[0074]
作为例证，在激活的低噪声放大器的输入处的阻抗可以等于40欧姆，然而在去激活的功率放大器的输出处的阻抗可以大约为3欧姆。
[0075]
当在发射模式(图4)中时，在一些实施例中，低噪声放大器lna1以及lna2被去激活，然而功率放大器pa1以及pa2被激活。
[0076]
在这种情况下，在层级lv1处的在低噪声放大器lna1的输入处的阻抗不同于在功率放大器pa1以及pa2的输出处的阻抗。
[0077]
作为例证，在去激活的低噪声放大器的输入处的阻抗可以等于3欧姆，然而在激活的功率放大器的输出处的阻抗可以等于40欧姆。
[0078]
然而，不管是发射模式或接收模式，在第一混合耦合器chy1与第二混合耦合器chy2以及第一混合耦合器chy1与第三混合耦合器chy3(点线lv2)之间的电阻器保持恒定，例如等于40欧姆。
[0079]
本发明不限于在本文中被描述的实施例以及实现的方法，而是包括所有的备选的实施例。
[0080]
因此，如在图5中所示，尽管以平衡低噪声放大器lna1，lna2以及功率放大器pa1，pa2的形式是较少有利的，可能的是通过第四混合耦合器chy4以及第五混合耦合器chy5的使用来耗散，以将两个功率放大器lna1以及lna2直接连接到两个接收路径chrx1以及chrx2的输出以及将两个发射路径chtx1以及chtx1直接连接到功率放大器pa1以及pa2的输入。
[0081]
虽然本发明参考示例性实施例来描述，但是这种描述不旨在被理解为限制性的，所图示的实施例的不同的修改以及结合以及本发明的其他实施例在参考本描述时对本领域的技术人员是显而易见的。因此旨在附加权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。