具有四工器的天线接口电路的制作方法
【专利说明】具有四工器的天线接口电路
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本公开一般涉及电子器件，尤其涉及用于无线设备的天线接口电路。
[0004]背景
[0005]无线通信系统中的无线设备(例如，蜂窝电话或智能电话)可以发射和接收数据以用于双向通信。无线设备可包括用于数据传送的发射机以及用于数据接收的接收机。对于数据传送，发射机可用数据来调制射频(RF)载波信号以获得经调制RF信号，放大经调制RF信号以获得具有恰当输出功率电平的输出RF信号，并经由天线将该输出RF信号发射到基站。对于数据接收，接收机可经由天线获得收到RF信号并且可放大和处理该收到RF信号以恢复由基站发送的数据。
[0006]无线设备可支持载波聚集，其是多个载波上的同时操作。载波可指被用于通信的频率范围并且可与某些特性相关联。例如，载波可与描述该载波上的操作的系统和/或控制信息相关联。载波也可被称为分量载波(CC)、频率信道、蜂窝小区等。期望无线设备高效地支持载波聚集。
[0007]附图简述
[0008]图1示出了无线设备与无线系统通信。
[0009]图2示出了载波聚集(CA)的各种示例。
[0010]图3示出了图1中的无线设备的框图。
[0011]图4A到5示出了支持载波聚集的RF前端单元的各种示例性设计。
[0012]图6示出了用于两个频带的四工器的示例性设计。
[0013]图7示出了用于支持载波聚集的过程。
[0014]详细描述
[0015]以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，而无意表示可在其中实践本公开的仅有设计。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。本详细描述包括具体细节以提供对本公开的示例性设计的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，没有这些具体细节也可实践本文描述的示例性设计。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免煙没本文中给出的示例性设计的新颖性。
[0016]本文公开了能够经由多个天线高效地支持多个频带上的载波聚集的天线接口电路。这些天线接口电路可提供各种优点并且可被用于各种类型的电子设备，诸如无线通信设备。
[0017]图1示出了无线设备110正与无线通信系统120通信。无线系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址(CDMA)系统、全球移动通信(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统或其他某个无线系统。CDMA系统可实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA IX、时分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某个版本的CDMA。为简明起见，图1示出了无线系统120包括两个基站130和132以及一个系统控制器140。一般而言，无线系统可包括任何数目的基站以及任何网络实体集合。
[0018]无线设备110也可被称为用户装备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板设备、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备等。无线设备110可以能够与无线系统120通信。无线设备110还可以能够接收来自广播站(例如广播站134)的信号、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(例如，卫星150)的信号等。无线设备110可以支持用于无线通信的一种或多种无线电技术，诸如 LTE、WCDMA、CDMA IX、TD-SCDMA、GSM、802.11 等等。
[0019]无线设备110可以支持载波聚集，其是多个载波上的操作。载波聚集也可被称为多载波操作。无线设备I1可以能够在覆盖低于1000兆赫兹(MHz)的频率的低频带(LB)、覆盖从1000MHz到2300MHz的频率的中频带(MB)、和/或覆盖高于2300MHz的频率的高频带(HB)中操作。例如，低频带可以覆盖698到960MHz，中频带可以覆盖1475到2170MHz，并且高频带可以覆盖2300到2690MHz和3400到3800MHz。低频带、中频带和高频带指的是三群频带(或频带群)，其中每个频带群包括数个频带(或简称为“带”)。每个频带可以覆盖至多达200MHz并且可以包括一个或多个载波。在LTE中每个载波可以覆盖至多达20MHz。LTE版本11支持35个频带，这些频带被称为LTE/UMTS频带并且在3GPP TS 36.101中列出。在LTE版本11中，无线设备110可以配置成具有在一个或两个频带中的至多达5个载波。
[0020]一般而言，载波聚集(CA)可以被分类为两种类型一一带内CA和带间CA。带内CA是指同一频带内的多个载波上的操作。带间CA是指不同频带中的多个载波上的操作。
[0021]图2示出了无线设备110可以支持的各种CA情景。为了简单起见，图2示出了每个频带中有一个载波被配置成用于无线设备110以进行带间CA。通常，在给定频带中，一个或多个载波可被配置成用于无线设备110。
[0022]情景210覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和中频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。情景220覆盖了其中中频带中的频带X中的一个载波Cl和高频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。情景230覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和高频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。
[0023]情景240覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和也在低频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。情景250覆盖了其中中频带中的频带X中的一个载波Cl和也在中频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。情景260覆盖了其中高频带中的频带X中的一个载波Cl和也在高频带中的频带Y中的一个载波C2被分配给无线设备110的带间CA。
[0024]情景270覆盖了其中低频带、或中频带、或高频带中的频带X中的两个毗邻载波Cl和C2被分配给无线设备110的的毗连带内CA。情景280覆盖了其中低频带、或中频带、或高频带中的频带X中的两个非毗邻载波Cl和C2被分配给无线设备110的的非毗连带内CA。
[0025]图2示出了载波聚集的一些示例。对于频带和频带群的其他组合也可支持载波聚集。
[0026]带间CA可被编群成四个类/类别，其可包括以下:
[0027]A类-LB和MB、或者LB和HB、或者MB和HB频带组合，其中诸频带间没有互调(MB)和谐波关系，
[0028]B类-LB和MB、或者LB和HB、或者MB和HB频带组合，其中诸频带间有MB和谐波关系，
[0029]C类-LB和LB、或者MB和MB、或者HB和HB频带组合，其中诸频带间没有MB和谐波关系，以及
[0030]D类-LB和LB、或者MB和MB、或者HB和HB频带组合，其中诸频带间有MB和谐波关系O
[0031]无线设备110可被设计成满足以上列出的所有四个带间CA类/类别的要求。
[0032]图3示出了图1中的无线设备110的示例性设计的框图。在这一示例性设计中，无线设备110包括数据处理器/控制器310、耦合至主天线390的收发机320、以及耦合至副天线392的收发机322。收发机320包括用于支持多个频带、载波聚集、多种无线电技术等的K个发射机330pa至330pk、L个接收机340pa至340pl、以及天线接口电路350。K和L各自可以是为I或更大的任何整数值。收发机322包括用于支持多个频带、载波聚集、多种无线电技术、接收分集、多输入多输出(MMO)传输等的M个发射机330sa至330sm、N个接收机340sa至340sn、以及天线接口电路352。M和N各自可以是为I或更大的任何整数值。
[0033]在图3中示出的示例性设计中，每个发射机330包括发射电路332和功率放大器(PA) 334。对于数据传送，数据处理器310处理(例如，编码和调制)要传送的数据，并且将模拟输出信号提供给所选发射机。以下描述假定发射机330pa是所选发射机。在发射机330pa内，发射电路332pa对模拟输出信号进行放大、滤波并将其从基带上变频至RF，并且提供经调制的RF信号。发射电路332pa可包括放大器、滤波器、混频器、匹配电路、振荡器、本地振荡器(LO)发生器、锁相环(PLL)等。PA 334pa接收并且放大经调制RF信号，以及提供具有恰当输出功率电平的输出RF信号。输出RF信号被路由通过天线接口电路350并经由天线390来发射。天线接口电路350可以包括一个或多个滤波器、双工器、三工器、四工器、共用器、开关、匹配电路、定向耦合器等等。收发机320和322中的每个其余发射机330可按与发射机330pa类似的方式来操作。
[0034]在图3中示出的示例性设计中，每个接收机340包括低噪声放大器(LNA) 342、以及接收电路344。对于数据接收，天线390接收来自基站和/或其他发射机站的信号并且提供收到RF信号，该收到RF信号被路由通过天线接口电路350并被提供给所选接收机。以下描述假定接收机340pa是所选接收机。在接收机340pa内，LNA 342pa放大收到RF信号并提供经放大的RF信号。接收电路344pa将经放大的RF信号从RF下变频到基带，对经下变频的信号进行放大和滤波，并且将模拟输入信号提供给数据处理器310。接收电路344pa可包括混频器、滤波器、放大器、匹配电路、振荡器、LO发生器、PLL等等。收发机320和322中的每个其余接收机340可按与接收机340pa类似的方式来操作。
[0035]图3不出了发射机330和接收机340的不例性设计。发射机和接收机还可包括图3中未示出的其他电路，诸如滤波器、匹配电路等。收发机320和322的全部或部分可实现在一个或多个模拟集成电路(1C)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。例如，发射电路332、LNA342、以及接收电路344可实现在一个模块上，该模块可以是RFIC等等。天线接口电路350和352以及PA 334可实现在另一模块上，该另一模块可以是混合模块等等。收发机320和322中的这些电路也可按其他方式来实现。
[0036]数据处理器/控制器310可为无线设备110执行各种功能。例如，数据处理器310可对经由发射机330传送的数据以及经由接收机340接收的数据执行处理。控制器310可控制发射电路332、PA 334,LNA 342、接收电路344、天线接口电路350和352或其组合的操作。存储器312可存储供数据处理器/控制器310使用的程序代码和数据。数据处理器/控制器310可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或其他IC上。
[0037]天线接口电路350和352可按各种方式实现以支持载波聚集。以下描述天线接口电路350和352的一些示例性设计。一般而言，天线接口电路可包括任何数目的双工器、三工器、四工器、复用器、共用器、开关等等。双工器是包括用于数据传送的发射(TX)滤波器以及用于数据接收的接收(RX)滤波器的电路模块/块。