低噪声放大器模块及其实施的方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及无线通信系统的领域，并且更具体地涉及例如用于在无线通信系统的基站中使用的高性能开关以及低噪声放大器模块。
【背景技术】
[0002]在通常的无线通信系统中(例如，移动或蜂窝式无线电网络)，移动用户设备单元经由无线电接入网络与一个或多个核心网络通信。移动用户设备单元可以是具有移动终端的诸如移动电话(即手机)和笔记本电脑、平板电脑等的移动站，并且因此可以是与无线电接入网络通信声音和/或数据的例如便携式、口袋式、手持式、包括计算机的或者车载的移动设备。
[0003]无线电接入网络覆盖被分成小区区域的地理区域，每个小区区域由无线通信系统的基站服务。小区是由在基站位置处的基站设备提供无线电覆盖的地理区域。每个小区由在小区中广播的唯一的标识(identity)来标识。无线电基站经过空中接口(例如，射频信号)与基站的范围内的用户设备单元通信。基站的天线接收无线“输入”(例如，射频信号)并且然后将不需要的噪声过滤掉并且将射频信号放大。有时这些放大器被称作低噪声放大器(LNA)并且可以是安装到通信塔上的放大器。低噪声可以是指噪声因数低于不期望的水平(例如，如以分贝测量)。
[0004]然而，当放大器有问题时，例如因为向放大器供电的故障，为了使射频信号能被接收，经常提供输出接收到的未经放大的射频信号的旁路分支。这允许基站即便在放大器不工作的情况下也能运行。以这种方式，即便放大器不起作用，运营商(operator)也可以继续提供(例如，受限的)服务。因此，旁路分支可以以所谓的旁路模式连接到被输入的射频信号(例如，从天线)。
[0005]现有的旁路解决方案可能需要在旁路分支中提供阻抗(例如，可变阻抗)以平衡放大器的阻抗和/或提供两个或多个放大器以创建平衡的放大器模块。
[0006]现有的旁路解决方案可以具有相互影响的低噪声放大器和旁路路径，S卩，(例如，未使用的)端口不具有基本全反射并且因此影响其他端口。此外，在现有的旁路解决方案中，在旁路模式下，放大器输入阻抗是任意的，因此在旁路路径中的信号是任意的，并且与此同时，放大器是有源部件，因此旁路线性度也受到放大器路径限制。
【发明内容】
[0007]在一个实施例中，过滤射频[RF]信号(102)和选择性地连接到输出(111、112、113)的高性能开关模块(100)包括滤波器单元(110、410)和多个开关(131、132、133)，该滤波器单元具有被配置成连接到射频信号(102、202、302)的滤波器(440)并且具有多个并联输出端口(121、122、123)。多个开关(131、132、133)被连接在多个并联输出端口和输出之间。多个开关被配置成连接到控制输入以将多个并联输出端口的输出端口(121、122、123)选择性地连接到输出并且将多个并联输出端口的剩余部分选择性地连接到为滤波器单元的多个并联输出端口的剩余部分提供基本全反射的连接(104、106、108)。
[0008]在一个实施例中，在高性能开关模块(100)中实施一种方法以过滤射频信号(102)并且选择性地连接到输出(111、112、113)。该方法可以包括利用高性能开关模块(100)接收(502)射频信号(102)，利用具有连接到射频信号的滤波器(440)并且具有多个并联输出端口(121、122、123)的高性能开关模块的滤波器单元(210、310、410)过滤(504)射频信号。多个开关(131、132、133)被连接到多个并联输出端口和输出。将控制输入传输(506)到多个开关，该多个开关将多个并联输出端口的输出端口(121、122、123)选择性地连接到输出并且将多个并联输出端口的剩余部分选择性地连接到为滤波器单元的多个并联输出端口的剩余部分提供基本全反射的连接(104、106、108)。
[0009]在一个实施例中，例如，公开了用于在无线通信系统的基站中使用的具有旁路分支(203、303)以将未从低噪声放大器(201、301)放大的射频信号(202、302)选择性地提供给输出(211、311)的低噪声放大器(LNA)模块(200、300)。LNA模块可以包括滤波器单元(210、310、410)，该滤波器单元具有被配置成连接到射频信号的滤波器(440)并且具有第一并联输出端口( 221、321)和第二并联输出端口( 222、322)。LNA模块可以进一步地包括将输出选择性地连接到低噪声放大器的输出开关(233、333)以及将第一并联输出端口选择性地连接到低噪声放大器和为第一并联输出端口提供基本全反射的连接(204、305)的开关(231、232、331、332)。该开关将第二并联输出端口选择性地连接到旁路分支和为第二并联输出端口提供基本全反射的连接(206、307)的开关。输出开关和开关中的至少一个被配置成连接到控制输入。无线通信系统的基站可以包括根据本文公开的任意的低噪声放大器模块。
[0010]在一个实施例中，公开了在低噪声放大器模块(200、300)中实施的方法，该低噪声放大器模块(200、300)具有将未从低噪声放大器(201、301)放大的射频信号(202、302)选择性地提供给输出(211、311)的旁路分支(203、303)。方法可以包括利用低噪声放大器模块接收(602)射频信号并且利用滤波器单元(210、310、410)过滤(604)射频信号，该滤波器单元(210、310、410)具有连接到射频信号的滤波器(440)并且具有第一并联输出端口(221、321)和第二并联输出端口(222、322)。利用输出开关(233、333)将输出选择性地连接到(606)低噪声放大器和旁路分支中的一个。当输出开关将输出连接到低噪声放大器时，方法利用开关(231、232、331、332)将第一并联输出端口选择性地连接(608)到低噪声放大器并且将第二并联输出端口选择性地连接到为第二并联输出端口提供基本全反射的连接(206、307)。当输出开关将输出连接到旁路分支时，方法还利用开关将第一并联输出端口选择性地连接(610)到为第一并联输出端口提供基本全反射的连接(204、305)并且将第二并联输出端口选择性地连接到旁路分支。无线通信系统的基站可以包括配置成执行本文公开的任何方法的低噪声放大器模块。
【附图说明】
[0011]通过参考用来说明本发明的实施例的以下描述和附图可以最好地理解本发明。在附图中:
[0012]图1图示了根据本发明的一个实施例的高性能开关。
[0013]图2A图示了根据本发明的一个实施例的处于LNA模式下的低噪声放大器(LNA)模块。
[0014]图2B图示了根据本发明的一个实施例的处于旁路模式下的低噪声放大器(LNA)模块。
[0015]图3图示了根据本发明的一个实施例的低噪声放大器(LNA)模块。
[0016]图4A图示了根据本发明的一个实施例的具有滤波器单元的低噪声放大器(LNA)模块。
[0017]图4B图示了根据本发明的一个实施例的具有滤波器单元的低噪声放大器(LNA)模块。
[0018]图4C图示了根据本发明的一个实施例的具有滤波器单元的低噪声放大器(LNA)模块。
[0019]图5图示了根据本发明的一个实施例的在高性能开关模块中实施的方法。
[0020]图6图示了根据本发明的一个实施例的在低噪声放大器中实施的方法。
【具体实施方式】
[0021]在以下的描述中阐述了众多特定细节。然而，应当理解可以不带有这些特定细节实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的电路、结构和技术未被详细地示出以避免模糊该描述的理解。然而，本领域技术人员将理解可以不带有这种特定细节实践本发明。在其他实例中，控制结构、门级电路和完整的软件指令序列未被详细地示出以避免模糊本发明。利用所包括的描述，在有限试验的情况下，本领域技术人员将能够实施适当的功能。
[0022]在说明中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”的参考指示描述的实施例可以具有特定的特征、结构或特性，但是每个实施不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，这种短语不一定指代相同的实施例。进一步地，当特定的特征、结构或特性与实施例相关联地描述时，应当提出:无论是否显式地描述，影响与其他实施例相关联的这种特征、结构或特性在本领域技术人员的常识内。
[0023]在以下的描述和权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”连同它们的衍生词。应当理解这些词并不旨在作为彼此的同义词。可以使用“耦合”连同它的衍生词指示可能或者可能不与彼此直接物理或电接触的两个或多个元件与彼此相互协作或相互作用。可以使用“连接”连同它的衍生词指示与彼此耦合的两个或多个元件之间的通信的建立。可以使用“选择性地连接”连同它的衍生词指示例如响应于控制输入，在第一状态下(例如，电气地和/或物理地)连接在一起并且在第二状态下去耦合的两个或多个元件。例如，可以选择性地连接端口 A、B和C使得可以在第一状态下将端口 A连接到端口 B以及可以在第二状态下将端口 A连接到端口 C。例如，可以选择性地连接端口 A、B和C使得可以在第一状态下将端口 A电连接到端口B以及可以在第二状态下将端口A电连接到端口C。在一个实施例中，一次只可以将端口 A连接到端口 B和端口 C中的一个。
[0024]图1图示了根据本发明的一个实施例的高性能(例如，高性能是低插入损耗[IL])开关100。射频信号102可以被发射(例如，输出和/或从天线输出)到滤波器单元110的输入。滤波器单元110包括滤波器，例如以从射频信号102中过滤掉任何不需要的射频信号(例如，波)。可以选择滤波器以接收射频信号102并且输出带有可接受的噪声因数(例如，如以分贝测量)的射频信号。滤波器可以是腔体滤波器、表面声波(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器或者它们的任意组合。滤波器单元110被描绘成具有三个并联输出端口 121-123，但是在不脱离本发明的精神的情况下，可以使用任意多个并联输出端口。例如滤波器单元可以具有两个或更多的并联输出端口、三个或更多的并联输出端口、四个或更