可调无线电前端及方法技术

本发明专利技术公开了可调无线电前端系统和方法，其中，所述可调无线电前端包括第一可调阻抗匹配网络、第二可调阻抗匹配网络、发射信号路径以及接收信号路径。所述发射信号路径可以包括第一可调滤波器、可调功率放大器以及无线电发射机，所述第一可调滤波器与第一可调阻抗匹配网络连通，所述可调功率放大器连接至第一可调滤波器，所述无线电发射机连接至所述可调功率放大器。所述接收信号路径可以包括第二可调滤波器、可调低噪声放大器以及无线电接收机，所述第二可调滤波器与第二可调阻抗匹配网络连通，所述可调低噪声放大器连接至第二可调滤波器，所述无线电接收机连接至所述可调低噪声放大器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通信天线中的系统和方法。具体来讲，本专利技术涉及前端或无线电天线中的配置和方法。
技术介绍
移动电话的功能日益多样化导致设计这些设备的复杂度日益增大。例如，具体来讲，诸如双模(例如，模拟模式和数字模式的组合，或者例如TDMA或CDMA等数字模式的组合)、双频(例如，800MHz频带和1.9GHz频带的组合，或者900MHz频带和1.8GHz频带或1.5GHz频带的组合)以及多频(例如，上文提到的频带加上3G UMTS、4G LTE)不断增大移动电话射频架构和电路的复杂度。另外，天线或多个天线可获得的实际空间上的约束会限制天线的带宽，带宽是天线能够以可接受的效率和发射功率工作的频率范围。相反，多模电话所需要的增大的频率范围增大了对多个频道上的性能或大带宽天线性能的需求。另外，为了在保持适当的隔离以及发射机和接收机之间的可靠信号传输的同时支持这些多个不同的功能，当前的通信设备采用多组固定电路，例如，大量的开关、滤波器、功率放大器以及双工器，来定制每个工作模式的设备性能。于是，大量使用这些部件需要优化这些部件的性能，并需要不同的方案来避免硬件的激增，提供更具有扩展性的方案。就此而言，一直需要减少部件和提高通信设备的性能。与在不增大设备大小或重量的情况下提高设备性能一样，在通信电子设备中非常希望消除部件、功能或电路的冗余。另外，一直需要可靠和高质量的信号传输、改善发射机-接收机隔离度以及相对于双工器的高品质因数Q值的电路。另外，其他的考量包括极化(polarization)、隔离度和尺寸之间的折中、调谐精度以及相对于频带间的整体调谐的给定带宽上的发射/接收频率间隔。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了无线电前端和天线系统的配置和方法。在一个方面，提供了可调无线电前端，该无线电前端可以包括第一可调阻抗匹配网络、第二可调阻抗匹配网络、发射信号路径以及接收信号路径。第一可调阻抗匹配网络和第二可调阻抗匹配网络中的每一个均可以包括可调天线以及一个或多个可调电容。发射信号路径可以包括与第一可调阻抗匹配网络连通的第一可调滤波器、连接至第一可调滤波器的可调功率放大器、以及连接到可调功率放大器的无线电发射机。接收信号路径可以包括与第二可调阻抗匹配网络连通的第二可调滤波器、连接至第二可调滤波器的可调低噪放大器以及连接至可调低噪放大器的无线电接收机。在另一个方面，用于操作无线电天线的方法包括:通过发射信号路径将第一可调阻抗匹配网络连接至无线电发射机，发射信号路径包括第一可调滤波器和第一可调功率放大器，通过接收信号路径将第二可调阻抗匹配网络连接至无线电接收机，接收信号路径包括第二可调滤波器和第一可调低噪放大器。所述方法还包括调整第一可调阻抗匹配网络、第一可调滤波器以及第一可调功率放大器的调谐设置，以从无线电发射机中发射期望发射频率的信号，并阻挡期望接收频带上的信号，调整第二可调阻抗匹配网络、第二可调滤波器以及第一可调低噪放大器的调谐设置，以将期望接收频带上的信号发射到无线电接收机，并阻挡期望发射频率带宽上的信号。尽管在上文中已经对本专利技术的各个方面进行了说明，这些方面已经被本专利技术完全或部分地实现了，结合下文中详细说明的附图进行说明时可以使本专利技术的其他方面变得清λ.Μ/E.ο附图说明通过阅读下文结合附图所给出的详细说明，可以更好地理解本专利技术的特征和优点，附图是通过说明性的非限定性实例给出的，其中:图1是根据本专利技术的一个实施例的可调无线电前端的示意视图；图2是与根据本专利技术的一个实施例的可调无线电前端一起使用的可调天线的调谐范围的图；图3是与根据本专利技术的一个实施例的可调无线电前端一起使用的可调阻抗匹配网络1旲块的不意视图；图4A至图4D是与根据本专利技术的一个实施例的可调无线电前端一起使用的示例性polezero元件的示意视图；图5是根据本专利技术的另一个实施例的可调无线电前端的示意图；图6是根据本专利技术的另一个实施例的可调无线电前端的示意图；图7A至图7F是根据本专利技术的一个实施例的工作在UMTS波段I的可调无线电前端的总响应曲线；图8A至图8F是根据本专利技术的一个实施例的工作在UMTS波段II的可调无线电前端的总响应曲线；以及图9A至图9F是根据本专利技术的一个实施例的工作在UMTS波段IV的可调无线电前端的总响应曲线。具体实施例方式本专利技术提供了用于无线电前端或无线电天线的架构和方法。一方面，本专利技术提供了可调无线电前端。在不增加昂贵的专用静态RF元件(例如具有相应的信号路径的多个天线)的情况下，集成前端可以提供相对紧凑、灵敏的设计，相对于现有的架构，这种设计可以在不对性能作出妥协的情况下简化天线结构。例如，在图1所示的架构中，总体上用100表示的可调无线电前端可以包括第一可调阻抗匹配网络(总体上用IlOa表示)、第二可调阻抗匹配网络(总体上用IlOb表示)、发射信号路径(总体上用120表示)以及接收信号路径(总体上用130表示)，发射信号路径120将第一可调阻抗匹配网络IlOa连接至收发机和基带控制单元(总体上用200表示)，接收信号路径130将第二可调阻抗匹配网络IlOb连接至收发机和基带控制单元200。具体来讲，发射信号路径120可以将第一可调阻抗匹配网络IlOa连接至无线电发射机，无线电发射机集成在收发机和基带控制单元200中，或者与收发机和基带控制单元200连通，接收信号路径130可以将第二可调阻抗匹配网络IlOb连接至无线电接收机，无线电接收机集成在收发机和基带控制单元200中，或者与收发机和基带控制单元200连通。发射信号和接收信号的这种隔离在与单个信号路径的可调性结合在一起时，允许对每个路径进行优化操作。 第一可调阻抗匹配网络I IOa可以包括一个或多个第一可调天线112a (例如，一个或多个分布式超小可调天线)以及一个或多个第二可调电容，第二可调阻抗匹配网络IlOb同样可以包括一个或多个可调天线112b以及一个或多个可调电容。第一可调阻抗匹配网络IlOa和第二可调阻抗匹配网络IlOb是可调的，以覆盖如图2所示的较宽的带宽范围，但由于系统的可调性，可以将这些匹配网络配置为窄带操作。因此，相对于现有配置，第一可调阻抗匹配网络IlOa和第二可调阻抗匹配网络IlOb可以显现出非常低的损耗，可以提供发射和接收之间的期望隔离部分(portion)(例如，大约20-30dB)。可以以本领域技术人员已知的多种配置相对于彼此布置第一可调阻抗匹配网络IlOa和第二可调阻抗匹配网络110b，在共同未决的美国专利申请N0.12/431,373中公开了这些配置的一些例子，在本文中全文引用该申请文件中的内容。例如，参见图3，第一可调阻抗匹配网络IlOa和第二可调阻抗匹配网络IlOb可以被布置在可调阻抗匹配网络模块111中。不过，应该认识到的是，第一可调阻抗匹配网络IlOa和第二可调阻抗匹配网络IlOb不需要被布置在单个覆盖区中，还可以以多个不同配置中的任何一种方式进行配置。例如，第一可调阻抗匹配网络IlOa和发射信号路径120可以被布置得使它们与第二可调匹配网络IlOb和接收信号路径120完全隔离(例如，电话的对角)。在这样的布置中，这些元件之间的唯一耦合是通过天线附近的远场源耦合和/或通过电话的接地层。不管它们各自的布置如何，第一可调阻抗匹配网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.26 US 61/402,2671.一种可调无线电前端，其包括: 第一可调阻抗匹配网络； 第二可调阻抗匹配网络； 发射信号路径，所述发射信号路径包括第一可调滤波器、第一可调功率放大器以及无线电发射机，第一可调滤波器与第一可调阻抗匹配网络连通，第一可调功率放大器连接至第一可调滤波器，无线电发射机连接至第一可调功率放大器；以及 接收信号路径，所述接收信号路径包括第二可调滤波器、第一可调低噪放大器以及无线电接收机，第二可调滤波器与第二阻抗匹配网络连通，第一可调低噪放大器连接至第二可调滤波器，无线电接收机连接至第一可调低噪放大器。2.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其中，第一可调阻抗匹配网络和第二可调阻抗匹配网络中的每一个均包括可调天线以及一个或多个可调电容器。3.根据权利要求2所述的可调无线电前端，其中，每一个可调天线均包括一个或多个分布式超小可调天线。4.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其中，第一可调滤波器或第二可调滤波器中的一个或多个包括一个或多个可调干扰和谐波滤波器。5.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其中，第一可调滤波器或第二可调滤波器中的一个或多个零极点元件。6.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其还包括至少一个额外的发射信号路径； 其中，所述信号发射 路径被配置得用于发射第一相对较低频带上的信号；以及 其中，所述至少一个额外的发射信号路径被配置得用于发射第二相对较高频带上的信号。7.根据权利要求6所述的可调无线电前端，其中，第一相对较低频带包括大约600MHz至1000MHz之间的频带；以及其中，第二相对较高频带包括大约1700MHz至3500MHz之间的频带。8.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其还包括至少一个额外的接收信号路径； 其中，所述接收信号路径被配置得用于接收相对较低频带上的信号；以及 其中，所述至少一个额外的接收信号路径被配置得用于接收第二相对较高频带上的信号。9.根据权利要求8所述的可调无线电前端，其中，第一相对较低频带包括大约600MHz至1000MHz之间的频带；以及其中，第二相对较高频带包括大约1700MHz至3500MHz之间的频带。10.根据权利要求1所述的可调无线电前端，其还包括一个感...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟·S·莫里斯三世，
申请(专利权)人：维斯普瑞公司，
类型：
国别省市：