用于多频带无线设备的滤波器的制造方法
【专利说明】用于多频带无线设备的滤波器
[0001]1.根据35 U.S.C.§ 119的优先权要求
[0002]本专利申请要求于2012年9月11日提交且被转让给本申请受让人并通过援引明确纳入于此的题为“FILTERS FOR MULT 1-BAND WIRELESS DEVICE (用于多频带无线设备的滤波器)”的临时美国申请S/N.61/699，574的优先权。
【背景技术】
[0003]1.领域
[0004]本公开一般涉及电子器件，尤其涉及用于无线设备的滤波器。
[0005]I1.背景
[0006]无线通信系统中的无线设备(例如，蜂窝电话或智能电话)可以传送和接收数据以用于双向通信。无线设备可包括用于数据传输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发射功率电平的输出RF信号，并经由天线将该输出RF信号传送到基站。对于数据接收，接收机可经由天线获得收到RF信号并且可调理和处理该收到RF信号以恢复由基站发送的数据。
[0007]无线设备可被要求满足各种性能要求。例如，无线设备内的发射机可被要求在天线连接器处满足严格的谐波抑制要求，其意指输出RF信号的谐波应该低于规定水平。发射机的较大部分可被实现在集成电路(IC)芯片上，并且达成所要求水平的片上谐波抑制可能是有挑战性的。因此，无源电路组件(诸如电感器和电容器(LC)陷阱和/或天线共用器)可被放置在印刷电路板(PCB)上在天线连接器处或附近以降低谐波水平。然而，LC陷阱和/或天线共用器将增加无线设备的大小和成本。此外，无线设备可以支持许多频带并且可能要求用于不同频带和/或每个频带的不同谐波的谐波陷阱。可能需要大量的电路组件来实现PCB上全部所要求的谐波陷阱，这会极大地增加无线设备的大小和成本。
[0008]附图简述
[0009]图1示出无线设备与不同无线系统通信。
[0010]图2示出了图1中的无线设备的框图。
[0011]图3示出了功率放大器(PA)模块和天线接口电路。
[0012]图4示出了另一 PA模块和另一天线接口电路。
[0013]图5A示出了重用未被选择的信号路径中的电路组件以便为被选择的信号路径实现滤波器的发射机。
[0014]图5B和5C示出了图5A中的发射机的操作。
[0015]图6到8示出了重用未被选择的信号路径中的电路组件以便为被选择的信号路径实现滤波器的PA模块和天线接口电路的三种示例性设计。
[0016]图9示出用于传送信号的过程。
[0017]详细描述
[0018]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。
[0019]本文公开了用于降低谐波水平并用较少电路组件来实现的滤波器。这些滤波器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。这些滤波器可尤其适用于支持多频带和/或多无线电技术的无线设备。
[0020]图1示出能够与不同无线通信系统120和122通信的无线设备110。无线系统120和122可各自是长期演进(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。出于简化起见，图1示出了无线系统120包括一个基站130和一个系统控制器140，而无线系统122包括一个基站132和一个系统控制器142。一般而言，每个无线系统可包括任何数目的基站以及任何网络实体集合。
[0021]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和/或122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、IEEE 802.11 等等。
[0022]无线设备110可以能够在从698兆赫兹(MHz)到960MHz的低频带(LB)、从1475MHz 到 2170MHz 的中频带(MB)、和 / 或从 2300MHz 到 2690MHz 以及从 3400MHz 到 3800MHz的高频带(HB)中操作。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。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 TS36.101中列出。一般而言，无线设备110可以支持任何数目个频带群以及各频带群中的任何一个频带群。无线设备110还可在每个所支持的频带群内支持任何数目的频带。
[0023]图2示出了图1中的无线设备110的示例性设计的框图。在此示例性设计中，无线设备I1包括数据处理器/控制器210以及耦合到天线298的收发机214。收发机214包括发射电路218、功率放大器(PA)模块220、天线接口电路270、低噪声放大器(LNA)模块230、以及接收电路232。PA模块也可称为前端模块等。一般而言，无线设备可包括用于任何数目的天线、任何数目的频带、以及任何数目的无线电技术的任何数目的发射机和任何数目的接收机。
[0024]对于数据传送，数据处理器210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收发机214。在收发机214内，发射电路218对该模拟输出信号进行放大、滤波并将其从基带上变频至RF，并将经调制的RF信号提供给PA模块220。发射电路218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 220放大经调制RF信号，以及提供具有恰当发射功率电平的输出RF信号。PA模块220可包括PA、滤波器、匹配电路、开关等。输出RF信号被路由通过天线接口电路270并经由天线298来发射。天线接口电路270可以包括匹配电路、滤波器、双工器、天线共用器、开关、定向親合器等等。
[0025]对于数据接收，天线298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信号可被路由通过天线接口电路270和PA模块220并且被提供给LNA模块230，如图2中所示。替换地，该收到RF信号可被路由通过天线接口电路270并且被提供给LNA模块230 (未在图2示出)。在任何情形中，LNA模块230放大收到RF信号并提供经放大RF信号。接收电路232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210。接收电路232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。
[0026]图2示出了收发机214的示例性设计。收发机还可包括图2中未示出的其他电路，诸如滤波器、匹配电路等。收发机214的全部或一部分可被实现在一个或多个模拟集成电路(IC)、射频IC(RFIC)、混合信号IC等等上。例如，发射电路218、PA模块220、LNA模块230、以及接收电路232可实现在一个模块上，该模块可以是RFIC等等。天线接口电路270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214中的这些电路也可按其他方式来实现。
[0027]数据处理器/控制器210可为无线设备110执行各种功能。例如，数据处理器210可对经由收发机214传送的数据和接收的数据执行处理。控制器210可控制发射电路218、PA模块220、LNA模块230、接收电路232、天线接口电路270或其组合的操作。存储器212可存储供数据处理器/控制器210使用的程序代码和数据。数据处理器/控制器210可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或其他IC上。
[0028]PA模块220和天线接口电路270可按各种方式来实现。以下描述PA模块220和天线接口电路270的一些示例性设计。
[0029]图3示出了 PA模块320和天线接口电路370，其是图2中的PA模块220和天线接口电路270的一种示例性设计。为了简单起见，图3示出了针对特定无线电技术(例如，LTE或GSM)包括用于高频带(HB)的一个PA 324a和用于低频带(LB)的一个PA 324k的PA模块320。PA模块320还可包括针对所支持的附加频带、无线电技术、和/或天线的附加PA0
[0030]在图3中示出的示例性设计中，PA模块320包括针对每个PA 324的滤波器和匹配电路330以及天线开关矩阵(ASM) 350。ASM也可被称为开关共用器、开关等。滤波器和匹配电路也可被称为滤波器、匹配电路、输出电路等。滤波器和匹配电路330a耦合在HB PA324a的输出与ASM 350之间。滤