聚合信号放大设备和方法
聚合信号放大设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及电子系统，并且具体地涉及射频(RF)电子产品。
【背景技术】
[0002]诸如蜂窝电话、智能电话、平板、计算机、调制解调器和其它设备的RF电子产品操作在有限的频谱上。实现各种方案以允许多个设备在特定频带上同时发射和接收。一个这样的方案被称为载波或信道聚合，所述方案目前被用在4G LTE先进实施方式中。在该方案中，更宽的发射带宽被用于同时地发射聚合的分量载波，其中所述分量载波具有不同的频率。分量载波可以是连续的或者非连续的频率。当在不同的频带中的多个分量载波被聚合并发射时，它们必须使用多个带通滤波器接收，一个所述带通滤波器用于一个接收的频带。这样的滤波器可以是相互完全独立的或者一起耦接在诸如共用的天线处的共用的输入点处。在无线接收设备中，通常这样的滤波器的输出必须被放大并且重新组合到单个路径上。在无线设备中完成这样的示例是“分集”接收器。
[0003]然而，这些类型的信号的放大和组合可能导致信号在不同接收的频带之中的严重的噪声和增益差异，这可能影响整体信号质量。因此，有对具有减少的噪声和改善的增益特性的放大聚合的载波分量信号的改善的系统和方法的需求。
【附图说明】
[0004]图1是具有接收器的无线设备的示意图，所述接收器具有本公开滤波部件。
[0005]图2是可以包括一个或多个的图1的模块的示例无线或网络设备的示意性框图。
[0006]图3是可以与图1的低噪放大器模块使用的双工滤波器和放大器电路的电路图。
[0007]图4是可以与图1的低噪放大器模块使用的具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的示意性框图。
[0008]图5是图4的双工滤波器和放大器电路的阵列的示意性框图。
[0009]图6是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的一个实现方式的电路图。
[0010]图7是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
[0011]图8是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
[0012]图9是具有有多个滤波器的可切换的无源网络的滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
【具体实施方式】
[0013]图1是诸如蜂窝电话、智能电话、平板、调制解调器、通信网络或者被配置为用于语音和/或数据通信的任何其它便携式或非便携式设备的无线设备11的示意图。设备11包括天线14以及滤波器部件24，所述天线14接收诸如多工信号的信号，并且所述滤波器部件24在一个特定实现方式中从多工信号导出分量信号。然而，如将在下面讨论的，滤波器部件24可以包括任何数量的不同的滤波器实现方式。所述部件还包括可以配置为以已知的方式接收和发射信号的收发器13以及向设备11提供电源的电池15。
[0014]图2更加详细地示出了无线设备11。如所示，设备11可以从包括主天线、分集天线及其类似者的多个天线14接收信号。主天线14可以经由天线切换模块12选择，使得信号可以被选择性地发射和接收。天线切换模块12经由功率放大器模块17从收发器13接收信号。收发器13被配置为生成发射信号和/或处理接收的信号。在一些实施例中，这样的发射和接收功能可以被实现在分开的部件中(例如，发射模块和接收模块)，或者被实现在同一的模块中。天线切换模块12可以被配置为在不同的频带和/或模式、发射和接收模式等之间切换。如也在图2中所示的，主天线14接收经由天线切换模块12提供到收发器13的信号并且还以已知的方式经由收发器13、功率放大器17和天线切换模块12从无线设备11发射信号。
[0015]图2的系统还包括连接到收发器13的电源管理系统19，所述电源管理系统19管理用于无线设备的操作的电源。电源管理系统19还可以控制基带子系统21以及无线设备11的其它部件的操作。电源管理系统19以已知的方式经由电池15向设备11提供电源。
[0016]基带子系统21被示出为连接到用户接口 23，以便利提供到用户或者从用户接收的语音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统21也可以被连接到被配置为存储数据和/或指令的存储器25以便利无线设备的操作、和/或为用户提供信息的存储。
[0017]功率放大器17可以被用于放大多种多样的RF信号。例如，一个或多个的功率放大器17可以接收使能信号，所述使能信号可以被用于脉冲功率放大器的输出以辅助发射无线局域网(WLAN)信号或者任何其它合适的脉冲信号。功率放大器17的每一个不需要放大相同类型的信号。例如，一个功率放大器可以放大WLAN信号，而另一个功率放大器例如可以放大全球移动通信系统(GSM)信号、码分多址(CDMA)信号、W-CDMA信号、长期演进(LTE)信号或者H)GE信号。
[0018]在某些实施例中，处理器可以被配置为促进这里所述的各种处理的实现方式。为了说明的目的，也可以参考流程图和/或方法、装置(系统)和计算机程序产品的框图描述本公开的实施例。应理解的是，流程图和/或框图的每个块，以及在流程图和/或框图中的块的组合，可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器或者其它可编程的数据处理装置以产生机器，使得通过计算机的处理器或者其它可编程的数据处理装置执行的所述指令，创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的手段。
[0019]在某些实施例中，这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读的存储器29中，所述计算机可读的存储器29可以引导计算机或者其它可编程的数据处理装置以特定方式操作，使得存储在计算机可读的存储器中的指令产生包括实现在流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的指令手段的制品(article)。计算机程序指令也可以被加载到计算机或者其它可编程的数据处理装置上以使得在计算机或者其它可编程的装置上进行一系列操作，以产生计算机实现的处理使得在计算机或者其它可编程的装置上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的步骤。
[0020]如也在图2中所示的，无线设备11还可以包括滤波器和放大器元件24，所述滤波器和放大器元件24在一个特定例子被修改以接收第一输入信号，并且将信号过滤为一个或多个输出信号并且放大输出信号。在一个特定实现方式中，滤波器和放大器元件24接收包括在带宽上发射的分量信号的聚合载波或者信道信号。元件24可以是RF前端的一部分或者可以插入在RF前端和收发器13之间。无论如何，在一个实现方式中，元件24接收诸如包括信号聚合的多于一个频带的双工信号的多工信号。这允许更多的数据和信号的发射。通常，在信号被使用之前需要将信号放大。在图2中所示的实现方式只是示例性的并且应该是非限制性的。
[0021]更具体地，如图2中所示，无线设备11可以包括从天线14接收信号的元件24。元件24包括诸如多工滤波器的滤波器42，所述多工滤波器接收包括多个信号分量的聚合信号。滤波器42然后将聚合信号分离为在不同频带上的信号分量并且将此经由优选地是可切换的网络50提供到低噪放大器44。如将在下面更加详细地描述地，网络50被设计为终止或者至少衰减落在分量信号的频带以外的分量信号的部分以减少噪声并改善信号性能。放大器44的输出可以然后被直接提供到收发器13，或者可以经由加法部件46求和。
[0022]在图2中应注意的是，元件24从分集天线14接收信号。然而，元件24也可以从主天线14接收信号或者可以实现为任何多个不同方式而不脱离本教导。
[0023]图3是用于聚合的信号的放大器电路40的示例性电路40。如所示，电路40包括例如双工滤波器的滤波器42，所述双工滤波器例如从天线14接收多工信号。在一个非限制性实现方式中，双工滤波器42可以包括接收双工信号并且在输出43a、43b上在两个分离的频带上输出两个分离的信号的表面声波(SAW)滤波器。输出然后被馈入低噪放大晶体管44a、44b的栅极，这导致放大的信号可以然后被直接提供到另一电路部件或者放大的信号可以被提供到加法电路或放大器46。加法电路46可以然后提供求和的输出信号。
[0024]在一个示例性实现方式中，低噪放大晶体管44a、44b被描述为FET型晶体管。但应理解的是，应用不应该仅限于FET型晶体管，而是可以使用任何的多种不同类型的放大设备而不脱离本公开的范围。例如，也可以使用双极型晶体管应用而不脱离本教导的范围。
[0025]在一个实现方式中，加法电路46包括从晶体管44a、44b接收信号的公共节点，但是其它实现方式也是可能的而不脱离本发明的范围。多工滤波器42可以从天线14或者从RF前端12或任何其它部件接收输入信号，并且加法电路46可以取决于实现方式向RF前端
12、向天线14或者任何其它部件提供放大的信号。再一次，本领域普通技术人员应理解部件可以实现在任何多种不同的配置的无线设备中。
[0026]图3的电路出现的一个难点是在多工滤波器42的输出的频带的每一个上可能有大量的噪声和差增益。这作为在一个频带上的信号反馈耦合到低噪放大器输入44a、44b并且在聚合的频带中的多工信号滤波器42处反射的结果而产生。这产生的原因是，在除了多工滤波器42的预期的通带之外的频率，滤波器42的输出是高度反射性的，这导致显著的增益变化。此外，当源极阻抗正确地匹配时，低噪放大器仅会给出低噪声系数。如果低噪放大器44a、44b的输入被提供具有聚合频带中的高度反射性的源极阻抗，则低噪放大器44a、44b的输出噪声可能非常高而裂化电路性能。
[0027]为了解决这些问题，可切换的网络50 (诸如无源网络)可以被实现在多工滤波器42和低噪放大器44a、44b之间。可切换的网络50被优选地调谐为使得网络50提供被反射的信号的部分的相互终止。换句话说，在具有频率分量落在用于输出43a、43b的频带之外的输出43a、 43b的每一个上的信号部分优选地被网络50终止或者衰减。可切换的网络50可以包含无源部件或者在一些实现方式中甚至有源设备的网络，所述无源部件诸如电阻器、电容器和电感器并且还可以包括分流器等。网络50被优选地调谐为使得在不是用于输出43a、43b的正确的频带的输出43的一个上的信号的部分被网络50终止或者至少衰减。
[0028]优选地，网络50是可切换的使得网络可以在两个输出43之间选择性地连接或断开。当滤波器42传递非聚合信号时，这允许使用输出43的任意一个，具有作为网络被切换到电路之外的结果的由网络50引入的损耗的减少。然而，当滤波器42在一个或多个的输出43上传递聚合信号时，无源网络50可以在两个输出43之间切换从而允许在否则将导致噪声和增益的不一致的输出上的信号的部分的终止。
[0029]图5是图2中所示的滤波器部件24的其它实现方式。如所示，滤波器部件24可以实际包括多个电路部件40，所述多个电路部件40的每一个包括多工滤波器42、可切换的无源网络50、放大器44a、44b和加法部件46。此外，多个多工滤波器42还可以包括是双工滤波器或者接收具有多于两个不同的离散频带的聚合信号的滤波器的多工滤波器42，如最下面的滤波器40η所示。也可以使用具有多个输出的任何其它滤波器或者滤波器组而不脱离本教导的精神。优选地，有具有多个无源部件的切换网络50η，使得在输出43的每一个上的不期望的信号分量可以以上述方式被终止并且所述输出可以被提供到多个晶体管44a - 44ηο滤波器部件24的精确配置可以取决于实现方式而变化。
[0030]图6是包括具有两个输出43a、43b的SAW滤波器42的滤波器部件40的实现方式的特定的示例性电路，其中所述两个输出43a、43b驱动用作低噪放大器的晶体管44a、44b的栅极。晶体管44a、44b的源极被提供到加法电路46，如上所述，所述加法电路46可以包括连接到晶体管44a、44b的每一个的公共节点。
[0031]在该实现方式中，切换无源网络50包括与通过开关连接到输出43a和43b的电感器L1并联的电阻器R1，所述开关可以通过处理器20或控制18控制(见图2)。当具有两个频带的聚合信号被SAW42接收时，SAW42在输出43a、43b上输出离散信号。为放大两者信号，晶体管44a和44b两者被使能。不期望的效应在每个频带的信号反馈耦合到相反频带的低噪放大器的输入，并且从多工滤波器42的相反频带的滤波器的端口反射时产生，从而导致一些信号功率被添加到原始信号或者从原始信号中去除。这导致严重的增益变化。为了校正此，闭合开关S1和S2并且并联的电阻器和电感器网络终止或者减少不期望的反射信号分量。特别地，网络不会实质上终止期望的正向信号分量，因为网络的相反端被连到由相反频带的滤波器端口表示的反射性阻抗。实际上网络对于期望的正向信号分量表现为调谐短截线。因此期望的信号的任何超额损耗被最小化。这导致更干净的信号被提供到放大器44a、44b以及到加法电路部件46。在SAW42不提供聚合信号的情况中，可以禁用开关使得在向低噪放大器44a、44b发射非聚合信号的损耗可以被减少。
[0032]图7和8还描述了其它实现方式。在图7的实现方式中，阻抗匹配网络包括可以被添加到低噪放大器44a、44b和开关S1和S2之间的电感器L2和L3，以提供尽可能最好的用于放大器44a、44b的噪声系数。类似地，在图8中，电感器L4和L5也可以被添加到开关S1和S2和SAW42之间以用于相同的目的。切换的网络50因此可以被实现在被选择以减少用于放大器44a、44b的噪声系数的匹配部件之前或者之后。
[0033]图9示出了如果使用两个完全分开的滤波器42，则结合图3的上述噪声和增益问题也可能出现。如在图9中所示，两个分开的滤波器42提供输出43a、43b并且所述输出以与上述相同的方式通过切换网络50连接。对于位于不在用于输出43a、43b的频带中的分开的滤波器42的输出43a、43b的一个上具有分量的方面来说，可切换的网络50可以被用于终止那些不期望的信号以降低噪声并且改善输出间的增益差。
[0034]尽管前述讨论提供了关于SAW设备讨论的示例实现方式。但是，应理解的是任何滤波器或者滤波器组，无论构造如何，可以对在它们各自通带之外的电路提供无端接的阻抗。如此，输出43a、43b可以是不同类型的滤波器的接收输出并且无端接的阻抗可以通过在本公开的范围内适当设计的可切换的网络50被类似地终止。
[0035]尽管前文已经示出、说明和描述了本发明的各种实现方式是使用，本领域的普通技术人员应理解对这里所述的实施例的各种改变、替换和修改可以由本领域技术人员作出而不脱离本发明的范围和精神。因此，本发明不应被限制在前述说明中而是应该由所附权利要求定义。
【主权项】
1.一种用于放大聚合信号的设备，包括: 至少一个滤波器，其接收包含具有不同的频带的多个信号分量的聚合信号，并将所述聚合信号分离为不同的频带的多个子信号到多个输出上； 多个放大器，其从所述多个不同的输出接收所述多个子信号，并放大所述多个子信号；以及 网络，其插入在所述多个输出之间，所述网络具有被选择用来终止所述多个输出上的所述信号的至少一部分的部件，所述多个输出上的所述信号的至少一部分具有在对应于输出的频带之外的频率。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述滤波器包含表面声波(SAW)滤波器。3.如权利要求2所述的设备，其中，所述表面声波(SAW)滤波器接收双工信号并且将两个信号输出到具有不同的频率的两个输出上。4.如权利要求2所述的设备，其中，所述至少一个滤波器包含多个滤波器。5.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个放大器包含由场效应晶体管或者双极型晶体管形成的低噪放大器。6.如权利要求1所述的设备，还包含对放大的子信号求和的加法部件。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述加法部件包含接收所述放大的子信号的公共节点。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述网络包含无源网络。9.如权利要求8所述的设备，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。10.如权利要求8所述的设备，其中，所述网络包含至少一个开关，使得当子信号被提供到所述多个输出时，所述无源网络选择性地耦接在所述多个输出之间，并且当只有单个输出信号被提供到所述多个输出的一个时所述无源网络选择性地断开。11.如权利要求10所述的设备，其中，所述至少一个开关包含分别耦接到所述多个输出的多个开关。12.一种无线设备，包括: 接收器，其接收无线信号； 处理器，其控制所述无线设备的操作； 至少一个滤波器，其接收包含具有不同的频带的多个信号分量的聚合信号，并将所述聚合信号分离为不同的频带的多个子信号到多个输出上； 多个放大器，其从多个不同的输出接收所述多个子信号并且放大所述多个子信号；以及 网络，其插入在所述多个输出之间，所述网络具有被选择用来终止所述多个输出上的所述信号的至少一部分的部件，所述多个输出上的所述信号的至少一部分具有在对应于输出的频带之外的频率。13.如权利要求12所述的设备，其中，所述滤波器包含表面声波(SAW)滤波器。14.如权利要求13所述的设备，其中，所述表面声波(SAW)滤波器接收双工信号并且将两个信号输出到具有不同的频率的两个输出上。15.如权利要求12所述的设备，其中，所述至少一个滤波器包含多个滤波器。16.如权利要求12所述的设备，其中，所述多个放大器包含由场效应晶体管或者双极型晶体管形成的低噪放大器。17.如权利要求12所述的设备，还包含对放大的子信号求和的加法部件。18.如权利要求17所述的设备，其中，所述加法部件包含接收所述放大的子信号的公共节点。19.如权利要求12所述的设备，其中，所述网络包含无源网络。20.如权利要求19所述的设备，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。21.如权利要求19所述的设备，其中，所述网络包含至少一个开关，使得当子信号被提供到所述多个输出时所述无源网络选择性地耦接在所述多个输出之间，并且当只有单个输出信号被提供到所述多个输出的一个时所述无源网络选择性地断开。22.如权利要求21所述的设备，其中，所述至少一个开关包含分别耦接到所述多个输出的多个开关。23.如权利要求12所述的设备，其中，所述设备包含接收聚合信号的多个滤波器。24.—种放大聚合信号的方法，包括: 将具有不同的频带的多个信号分量的所述聚合信号分离为预先选择的频带的子信号到输出上； 放大所述子信号； 经由阻抗网络互连所述输出，所述阻抗网络被选择以便至少部分终止在输出上的子信号的具有不同于预先选择的频带的频率的部分。25.如权利要求24所述的方法，其中，分离所述聚合信号包含使用多工表面声波(SAW)滤波器分离所述信号。26.如权利要求24所述的方法，其中，放大所述子信号包含使用低噪放大器放大所述子信号。27.如权利要求24所述的方法，其中，经由阻抗网络互连所述输出包含经由开关和无源网络互连所述输出。28.如权利要求27所述的方法，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。29.如权利要求24所述的方法，还包含求和放大的子信号。30.如权利要求24所述的方法，其中，分离所述聚合信号包含使用多个滤波器分离所述信号以产生多个子信号。
【专利摘要】表面声波(SAW)滤波器，其接收聚合电路并且在输出上输出两个或多个子信号，每个具有不同的频带。子信号由低噪放大器放大并且，在一个实现方式中，所述放大的子信号可以被合并。经由切换的无源网络连接所述输出使得在不在选择的频带中的所述输出上的部分子信号被至少部分地终止。
【IPC分类】H04B1/40
【公开号】CN105490698
【申请号】CN201510458593
【发明人】L.P.沃利斯
【申请人】天工方案公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年7月30日
【公告号】DE102015213652A1, US20160099734
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及电子系统，并且具体地涉及射频(RF)电子产品。
【背景技术】
[0002]诸如蜂窝电话、智能电话、平板、计算机、调制解调器和其它设备的RF电子产品操作在有限的频谱上。实现各种方案以允许多个设备在特定频带上同时发射和接收。一个这样的方案被称为载波或信道聚合，所述方案目前被用在4G LTE先进实施方式中。在该方案中，更宽的发射带宽被用于同时地发射聚合的分量载波，其中所述分量载波具有不同的频率。分量载波可以是连续的或者非连续的频率。当在不同的频带中的多个分量载波被聚合并发射时，它们必须使用多个带通滤波器接收，一个所述带通滤波器用于一个接收的频带。这样的滤波器可以是相互完全独立的或者一起耦接在诸如共用的天线处的共用的输入点处。在无线接收设备中，通常这样的滤波器的输出必须被放大并且重新组合到单个路径上。在无线设备中完成这样的示例是“分集”接收器。
[0003]然而，这些类型的信号的放大和组合可能导致信号在不同接收的频带之中的严重的噪声和增益差异，这可能影响整体信号质量。因此，有对具有减少的噪声和改善的增益特性的放大聚合的载波分量信号的改善的系统和方法的需求。
【附图说明】
[0004]图1是具有接收器的无线设备的示意图，所述接收器具有本公开滤波部件。
[0005]图2是可以包括一个或多个的图1的模块的示例无线或网络设备的示意性框图。
[0006]图3是可以与图1的低噪放大器模块使用的双工滤波器和放大器电路的电路图。
[0007]图4是可以与图1的低噪放大器模块使用的具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的示意性框图。
[0008]图5是图4的双工滤波器和放大器电路的阵列的示意性框图。
[0009]图6是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的一个实现方式的电路图。
[0010]图7是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
[0011]图8是具有可切换的无源网络的双工滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
[0012]图9是具有有多个滤波器的可切换的无源网络的滤波器和放大器电路的另一实现方式的电路图。
【具体实施方式】
[0013]图1是诸如蜂窝电话、智能电话、平板、调制解调器、通信网络或者被配置为用于语音和/或数据通信的任何其它便携式或非便携式设备的无线设备11的示意图。设备11包括天线14以及滤波器部件24，所述天线14接收诸如多工信号的信号，并且所述滤波器部件24在一个特定实现方式中从多工信号导出分量信号。然而，如将在下面讨论的，滤波器部件24可以包括任何数量的不同的滤波器实现方式。所述部件还包括可以配置为以已知的方式接收和发射信号的收发器13以及向设备11提供电源的电池15。
[0014]图2更加详细地示出了无线设备11。如所示，设备11可以从包括主天线、分集天线及其类似者的多个天线14接收信号。主天线14可以经由天线切换模块12选择，使得信号可以被选择性地发射和接收。天线切换模块12经由功率放大器模块17从收发器13接收信号。收发器13被配置为生成发射信号和/或处理接收的信号。在一些实施例中，这样的发射和接收功能可以被实现在分开的部件中(例如，发射模块和接收模块)，或者被实现在同一的模块中。天线切换模块12可以被配置为在不同的频带和/或模式、发射和接收模式等之间切换。如也在图2中所示的，主天线14接收经由天线切换模块12提供到收发器13的信号并且还以已知的方式经由收发器13、功率放大器17和天线切换模块12从无线设备11发射信号。
[0015]图2的系统还包括连接到收发器13的电源管理系统19，所述电源管理系统19管理用于无线设备的操作的电源。电源管理系统19还可以控制基带子系统21以及无线设备11的其它部件的操作。电源管理系统19以已知的方式经由电池15向设备11提供电源。
[0016]基带子系统21被示出为连接到用户接口 23，以便利提供到用户或者从用户接收的语音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统21也可以被连接到被配置为存储数据和/或指令的存储器25以便利无线设备的操作、和/或为用户提供信息的存储。
[0017]功率放大器17可以被用于放大多种多样的RF信号。例如，一个或多个的功率放大器17可以接收使能信号，所述使能信号可以被用于脉冲功率放大器的输出以辅助发射无线局域网(WLAN)信号或者任何其它合适的脉冲信号。功率放大器17的每一个不需要放大相同类型的信号。例如，一个功率放大器可以放大WLAN信号，而另一个功率放大器例如可以放大全球移动通信系统(GSM)信号、码分多址(CDMA)信号、W-CDMA信号、长期演进(LTE)信号或者H)GE信号。
[0018]在某些实施例中，处理器可以被配置为促进这里所述的各种处理的实现方式。为了说明的目的，也可以参考流程图和/或方法、装置(系统)和计算机程序产品的框图描述本公开的实施例。应理解的是，流程图和/或框图的每个块，以及在流程图和/或框图中的块的组合，可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器或者其它可编程的数据处理装置以产生机器，使得通过计算机的处理器或者其它可编程的数据处理装置执行的所述指令，创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的手段。
[0019]在某些实施例中，这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读的存储器29中，所述计算机可读的存储器29可以引导计算机或者其它可编程的数据处理装置以特定方式操作，使得存储在计算机可读的存储器中的指令产生包括实现在流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的指令手段的制品(article)。计算机程序指令也可以被加载到计算机或者其它可编程的数据处理装置上以使得在计算机或者其它可编程的装置上进行一系列操作，以产生计算机实现的处理使得在计算机或者其它可编程的装置上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个块中明确的动作的步骤。
[0020]如也在图2中所示的，无线设备11还可以包括滤波器和放大器元件24，所述滤波器和放大器元件24在一个特定例子被修改以接收第一输入信号，并且将信号过滤为一个或多个输出信号并且放大输出信号。在一个特定实现方式中，滤波器和放大器元件24接收包括在带宽上发射的分量信号的聚合载波或者信道信号。元件24可以是RF前端的一部分或者可以插入在RF前端和收发器13之间。无论如何，在一个实现方式中，元件24接收诸如包括信号聚合的多于一个频带的双工信号的多工信号。这允许更多的数据和信号的发射。通常，在信号被使用之前需要将信号放大。在图2中所示的实现方式只是示例性的并且应该是非限制性的。
[0021]更具体地，如图2中所示，无线设备11可以包括从天线14接收信号的元件24。元件24包括诸如多工滤波器的滤波器42，所述多工滤波器接收包括多个信号分量的聚合信号。滤波器42然后将聚合信号分离为在不同频带上的信号分量并且将此经由优选地是可切换的网络50提供到低噪放大器44。如将在下面更加详细地描述地，网络50被设计为终止或者至少衰减落在分量信号的频带以外的分量信号的部分以减少噪声并改善信号性能。放大器44的输出可以然后被直接提供到收发器13，或者可以经由加法部件46求和。
[0022]在图2中应注意的是，元件24从分集天线14接收信号。然而，元件24也可以从主天线14接收信号或者可以实现为任何多个不同方式而不脱离本教导。
[0023]图3是用于聚合的信号的放大器电路40的示例性电路40。如所示，电路40包括例如双工滤波器的滤波器42，所述双工滤波器例如从天线14接收多工信号。在一个非限制性实现方式中，双工滤波器42可以包括接收双工信号并且在输出43a、43b上在两个分离的频带上输出两个分离的信号的表面声波(SAW)滤波器。输出然后被馈入低噪放大晶体管44a、44b的栅极，这导致放大的信号可以然后被直接提供到另一电路部件或者放大的信号可以被提供到加法电路或放大器46。加法电路46可以然后提供求和的输出信号。
[0024]在一个示例性实现方式中，低噪放大晶体管44a、44b被描述为FET型晶体管。但应理解的是，应用不应该仅限于FET型晶体管，而是可以使用任何的多种不同类型的放大设备而不脱离本公开的范围。例如，也可以使用双极型晶体管应用而不脱离本教导的范围。
[0025]在一个实现方式中，加法电路46包括从晶体管44a、44b接收信号的公共节点，但是其它实现方式也是可能的而不脱离本发明的范围。多工滤波器42可以从天线14或者从RF前端12或任何其它部件接收输入信号，并且加法电路46可以取决于实现方式向RF前端
12、向天线14或者任何其它部件提供放大的信号。再一次，本领域普通技术人员应理解部件可以实现在任何多种不同的配置的无线设备中。
[0026]图3的电路出现的一个难点是在多工滤波器42的输出的频带的每一个上可能有大量的噪声和差增益。这作为在一个频带上的信号反馈耦合到低噪放大器输入44a、44b并且在聚合的频带中的多工信号滤波器42处反射的结果而产生。这产生的原因是，在除了多工滤波器42的预期的通带之外的频率，滤波器42的输出是高度反射性的，这导致显著的增益变化。此外，当源极阻抗正确地匹配时，低噪放大器仅会给出低噪声系数。如果低噪放大器44a、44b的输入被提供具有聚合频带中的高度反射性的源极阻抗，则低噪放大器44a、44b的输出噪声可能非常高而裂化电路性能。
[0027]为了解决这些问题，可切换的网络50 (诸如无源网络)可以被实现在多工滤波器42和低噪放大器44a、44b之间。可切换的网络50被优选地调谐为使得网络50提供被反射的信号的部分的相互终止。换句话说，在具有频率分量落在用于输出43a、43b的频带之外的输出43a、 43b的每一个上的信号部分优选地被网络50终止或者衰减。可切换的网络50可以包含无源部件或者在一些实现方式中甚至有源设备的网络，所述无源部件诸如电阻器、电容器和电感器并且还可以包括分流器等。网络50被优选地调谐为使得在不是用于输出43a、43b的正确的频带的输出43的一个上的信号的部分被网络50终止或者至少衰减。
[0028]优选地，网络50是可切换的使得网络可以在两个输出43之间选择性地连接或断开。当滤波器42传递非聚合信号时，这允许使用输出43的任意一个，具有作为网络被切换到电路之外的结果的由网络50引入的损耗的减少。然而，当滤波器42在一个或多个的输出43上传递聚合信号时，无源网络50可以在两个输出43之间切换从而允许在否则将导致噪声和增益的不一致的输出上的信号的部分的终止。
[0029]图5是图2中所示的滤波器部件24的其它实现方式。如所示，滤波器部件24可以实际包括多个电路部件40，所述多个电路部件40的每一个包括多工滤波器42、可切换的无源网络50、放大器44a、44b和加法部件46。此外，多个多工滤波器42还可以包括是双工滤波器或者接收具有多于两个不同的离散频带的聚合信号的滤波器的多工滤波器42，如最下面的滤波器40η所示。也可以使用具有多个输出的任何其它滤波器或者滤波器组而不脱离本教导的精神。优选地，有具有多个无源部件的切换网络50η，使得在输出43的每一个上的不期望的信号分量可以以上述方式被终止并且所述输出可以被提供到多个晶体管44a - 44ηο滤波器部件24的精确配置可以取决于实现方式而变化。
[0030]图6是包括具有两个输出43a、43b的SAW滤波器42的滤波器部件40的实现方式的特定的示例性电路，其中所述两个输出43a、43b驱动用作低噪放大器的晶体管44a、44b的栅极。晶体管44a、44b的源极被提供到加法电路46，如上所述，所述加法电路46可以包括连接到晶体管44a、44b的每一个的公共节点。
[0031]在该实现方式中，切换无源网络50包括与通过开关连接到输出43a和43b的电感器L1并联的电阻器R1，所述开关可以通过处理器20或控制18控制(见图2)。当具有两个频带的聚合信号被SAW42接收时，SAW42在输出43a、43b上输出离散信号。为放大两者信号，晶体管44a和44b两者被使能。不期望的效应在每个频带的信号反馈耦合到相反频带的低噪放大器的输入，并且从多工滤波器42的相反频带的滤波器的端口反射时产生，从而导致一些信号功率被添加到原始信号或者从原始信号中去除。这导致严重的增益变化。为了校正此，闭合开关S1和S2并且并联的电阻器和电感器网络终止或者减少不期望的反射信号分量。特别地，网络不会实质上终止期望的正向信号分量，因为网络的相反端被连到由相反频带的滤波器端口表示的反射性阻抗。实际上网络对于期望的正向信号分量表现为调谐短截线。因此期望的信号的任何超额损耗被最小化。这导致更干净的信号被提供到放大器44a、44b以及到加法电路部件46。在SAW42不提供聚合信号的情况中，可以禁用开关使得在向低噪放大器44a、44b发射非聚合信号的损耗可以被减少。
[0032]图7和8还描述了其它实现方式。在图7的实现方式中，阻抗匹配网络包括可以被添加到低噪放大器44a、44b和开关S1和S2之间的电感器L2和L3，以提供尽可能最好的用于放大器44a、44b的噪声系数。类似地，在图8中，电感器L4和L5也可以被添加到开关S1和S2和SAW42之间以用于相同的目的。切换的网络50因此可以被实现在被选择以减少用于放大器44a、44b的噪声系数的匹配部件之前或者之后。
[0033]图9示出了如果使用两个完全分开的滤波器42，则结合图3的上述噪声和增益问题也可能出现。如在图9中所示，两个分开的滤波器42提供输出43a、43b并且所述输出以与上述相同的方式通过切换网络50连接。对于位于不在用于输出43a、43b的频带中的分开的滤波器42的输出43a、43b的一个上具有分量的方面来说，可切换的网络50可以被用于终止那些不期望的信号以降低噪声并且改善输出间的增益差。
[0034]尽管前述讨论提供了关于SAW设备讨论的示例实现方式。但是，应理解的是任何滤波器或者滤波器组，无论构造如何，可以对在它们各自通带之外的电路提供无端接的阻抗。如此，输出43a、43b可以是不同类型的滤波器的接收输出并且无端接的阻抗可以通过在本公开的范围内适当设计的可切换的网络50被类似地终止。
[0035]尽管前文已经示出、说明和描述了本发明的各种实现方式是使用，本领域的普通技术人员应理解对这里所述的实施例的各种改变、替换和修改可以由本领域技术人员作出而不脱离本发明的范围和精神。因此，本发明不应被限制在前述说明中而是应该由所附权利要求定义。
【主权项】
1.一种用于放大聚合信号的设备，包括: 至少一个滤波器，其接收包含具有不同的频带的多个信号分量的聚合信号，并将所述聚合信号分离为不同的频带的多个子信号到多个输出上； 多个放大器，其从所述多个不同的输出接收所述多个子信号，并放大所述多个子信号；以及 网络，其插入在所述多个输出之间，所述网络具有被选择用来终止所述多个输出上的所述信号的至少一部分的部件，所述多个输出上的所述信号的至少一部分具有在对应于输出的频带之外的频率。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述滤波器包含表面声波(SAW)滤波器。3.如权利要求2所述的设备，其中，所述表面声波(SAW)滤波器接收双工信号并且将两个信号输出到具有不同的频率的两个输出上。4.如权利要求2所述的设备，其中，所述至少一个滤波器包含多个滤波器。5.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个放大器包含由场效应晶体管或者双极型晶体管形成的低噪放大器。6.如权利要求1所述的设备，还包含对放大的子信号求和的加法部件。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述加法部件包含接收所述放大的子信号的公共节点。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述网络包含无源网络。9.如权利要求8所述的设备，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。10.如权利要求8所述的设备，其中，所述网络包含至少一个开关，使得当子信号被提供到所述多个输出时，所述无源网络选择性地耦接在所述多个输出之间，并且当只有单个输出信号被提供到所述多个输出的一个时所述无源网络选择性地断开。11.如权利要求10所述的设备，其中，所述至少一个开关包含分别耦接到所述多个输出的多个开关。12.一种无线设备，包括: 接收器，其接收无线信号； 处理器，其控制所述无线设备的操作； 至少一个滤波器，其接收包含具有不同的频带的多个信号分量的聚合信号，并将所述聚合信号分离为不同的频带的多个子信号到多个输出上； 多个放大器，其从多个不同的输出接收所述多个子信号并且放大所述多个子信号；以及 网络，其插入在所述多个输出之间，所述网络具有被选择用来终止所述多个输出上的所述信号的至少一部分的部件，所述多个输出上的所述信号的至少一部分具有在对应于输出的频带之外的频率。13.如权利要求12所述的设备，其中，所述滤波器包含表面声波(SAW)滤波器。14.如权利要求13所述的设备，其中，所述表面声波(SAW)滤波器接收双工信号并且将两个信号输出到具有不同的频率的两个输出上。15.如权利要求12所述的设备，其中，所述至少一个滤波器包含多个滤波器。16.如权利要求12所述的设备，其中，所述多个放大器包含由场效应晶体管或者双极型晶体管形成的低噪放大器。17.如权利要求12所述的设备，还包含对放大的子信号求和的加法部件。18.如权利要求17所述的设备，其中，所述加法部件包含接收所述放大的子信号的公共节点。19.如权利要求12所述的设备，其中，所述网络包含无源网络。20.如权利要求19所述的设备，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。21.如权利要求19所述的设备，其中，所述网络包含至少一个开关，使得当子信号被提供到所述多个输出时所述无源网络选择性地耦接在所述多个输出之间，并且当只有单个输出信号被提供到所述多个输出的一个时所述无源网络选择性地断开。22.如权利要求21所述的设备，其中，所述至少一个开关包含分别耦接到所述多个输出的多个开关。23.如权利要求12所述的设备，其中，所述设备包含接收聚合信号的多个滤波器。24.—种放大聚合信号的方法，包括: 将具有不同的频带的多个信号分量的所述聚合信号分离为预先选择的频带的子信号到输出上； 放大所述子信号； 经由阻抗网络互连所述输出，所述阻抗网络被选择以便至少部分终止在输出上的子信号的具有不同于预先选择的频带的频率的部分。25.如权利要求24所述的方法，其中，分离所述聚合信号包含使用多工表面声波(SAW)滤波器分离所述信号。26.如权利要求24所述的方法，其中，放大所述子信号包含使用低噪放大器放大所述子信号。27.如权利要求24所述的方法，其中，经由阻抗网络互连所述输出包含经由开关和无源网络互连所述输出。28.如权利要求27所述的方法，其中，所述无源网络包含与电感器并联的电阻器。29.如权利要求24所述的方法，还包含求和放大的子信号。30.如权利要求24所述的方法，其中，分离所述聚合信号包含使用多个滤波器分离所述信号以产生多个子信号。
【专利摘要】表面声波(SAW)滤波器，其接收聚合电路并且在输出上输出两个或多个子信号，每个具有不同的频带。子信号由低噪放大器放大并且，在一个实现方式中，所述放大的子信号可以被合并。经由切换的无源网络连接所述输出使得在不在选择的频带中的所述输出上的部分子信号被至少部分地终止。
【IPC分类】H04B1/40
【公开号】CN105490698
【申请号】CN201510458593
【发明人】L.P.沃利斯
【申请人】天工方案公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年7月30日
【公告号】DE102015213652A1, US20160099734
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