与载波聚合前端模块应用有关的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年9月17日提交的、名称为支持载波聚合前端模块应用的改善 的切换的多工器架构的美国临时申请第61/879,128号、以及于2013年1月21日提交的名称 为与载波聚合前端模块应用有关的系统和方法的美国临时申请第61/929,961号的优先权 益，其每一个的公开内容通过在此对其各个的全部内容的引用而被明确地结合于此。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及用于在前端模块应用中的载波聚合的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 用于诸如智能电话和平板计算机的无线装置的许多设计期望更低的成本和更小 的尺寸，而同时增加的复杂度和性能要求。射频(RF)前端模块(FEM)提供可以实现至少一些 这样的设计的平台。例如，与切换、滤波和功率放大器(PA)相关联的功能可以实现在FEM中。
【发明内容】
[0005] 根据一些实现方式，本公开涉及N路复用系统，该N路复用系统包含被配置为提供N 个过滤的路径的滤波器组件滤波器组件、和与所述滤波器组件通信的开关电路。开关电路 被配置为提供所述滤波器组件和天线端口之间的多个可切换路径，以允许所述N个过滤的 路径和所述天线端口之间的同时操作。
[0006] 在一些实施例中，N可以等于4,使得所述N路复用系统是四路复用系统。在一些实 施例中，所述滤波器组件可以包含第一双工器和第二双工器，其中每一个双工器被配置为 提供两个过滤的路径。在一些实施例中，所述滤波器组件可以包含双工器和两个单独的滤 波器，其中所述双工器被配置为提供两个过滤的路径，并且每个单独的滤波器被配置为提 供一个过滤的路径。在一些实施例中，所述滤波器组件可以包含四个单独的滤波器，其中每 个单独的滤波器被配置为提供一个过滤的路径。
[0007] 在一些实施例中，N可以等于2,使得所述N路复用系统是双工系统。滤波器组件可 以包含两个单独的滤波器，其中每个单独的滤波器被配置为提供一个过滤的路径。
[0008] 在一些实施例中，所述N路复用系统可以进一步包含实现在所述滤波器组件和所 述开关电路之间的多个信号调节电路。在一些实施例中，所述信号调节电路的至少一些可 以包含阻抗匹配电路。在一些实施例中，所述信号调节电路的至少一些可以包含被配置为 排斥谐波分量的滤波器。这样的滤波器可以被配置为陷波滤波器，并且所述谐波分量可以 包含二次谐波。
[0009] 在一些实施例中，所述信号调节电路的至少一些可以包含相移电路。这样的相移 电路可被配置为包含相位的可谐调移动。
[0010] 在多个实现方式中，本公开涉及用于操作无线装置的方法。所述方法包含使能N个 过滤的信号的同时操作。所述方法还包含执行一个或多个切换操作以提供用于去往和来自 天线的所述N个过滤的信号的多个切换的路径。
[0011] 在一些实现方式中，本公开涉及开关模块，该开关模块包含被配置为容纳多个组 件的封装衬底、和实现所述封装衬底上的开关电路。所述开关电路包含在天线端口和各个 滤波器节点之间的多个可切换路径。所述多个可切换路径被配置为一起操作以允许在所述 天线端口和耦接到所述滤波器节点的N个过滤的路径之间的同时操作。
[0012] 在多个教导中，本公开涉及前端模块(FEM)，该前端模块包含被配置为提供N个过 滤的路径的滤波器电路，其中每一个过滤的路径包含能够耦接到接收器电路或发送器电路 的节点。所述FEM还包含与所述滤波器通信的开关电路。开关电路被配置为提供在所述滤波 器电路和天线端口之间的多个可切换路径，以允许所述N个过滤的路径和所述天线端口之 间的同时操作。
[0013] 在一些实施例中，所述开关电路可被实现在天线开关模块(ASM)上。在一些实施例 中，所述开关电路可以实现在半导体裸芯上。在一些实施例中，所述滤波器电路的至少一些 可以实现在所述半导体裸芯上。
[0014]根据一些实现方式，本公开涉及射频(RF)装置，该射频(RF)装置包含被配置为处 理RF信号的收发器、和与所述收发器通信的前端模块(FEM)。所述FEM包含滤波器电路，该滤 波器电路被配置为提供N个过滤的路径，其中每一个过滤的路径包含能够耦接到接收器电 路或发送器电路的节点。所述FEM还包含与所述滤波器通信的开关电路。开关电路被配置为 提供在所述滤波器电路和天线端口之间的多个可切换路径以允许所述N个过滤的路径和所 述天线端口之间的同时操作。所述RF装置还包含与所述天线端口通信的天线。在一些实施 例中，所述RF装置可以包含诸如蜂窝电话的无线装置。
[0015] 在一些实现方式中，本公开涉及开关电路，该开关电路具有在B1双工器和天线端 口之间的第一开关和在B7双工器和所述天线端口之间的第二开关。
[0016] 在一些实现方式中，本公开涉及开关电路，该开关电路具有在B2双工器和天线端 口之间的第一开关和在Μ双工器和所述天线端口之间的第二开关。
[0017] 在一些实现方式中，本公开涉及开关电路，该开关电路具有在Β5双工器和天线端 口之间的第一开关和在Β12双工器和所述天线端口之间的第二开关。
[0018] 在一些实现方式中，本公开涉及开关电路，该开关电路具有在Β8双工器和天线端 口之间的第一开关和在Β17或Β20双工器和所述天线端口之间的第二开关。
[0019]在一些实现方式中，本公开涉及射频(RF)电路，该射频(RF)电路包含被配置为提 供用于多个频带的每一个的双工器能力的滤波器组件。所述滤波器组件包含被配置为过滤 与第一频带相关联的第一 RF信号和与不同于所述第一频带的第二频带相关联的第二RF信 号的聚合滤波器。所述RF电路还包含与所述滤波器组件和天线端口通信的开关电路。所述 开关电路包含与所述聚合滤波器和所述天线端口通信的可切换路径。所述可切换路径被配 置为促进所述第一 RF信号和所述第二RF信号通过所述聚合滤波器的通路。
[0020] 在一些实施例中，所述开关电路可以进一步包含与所述可切换路径和所述天线端 口通信的频带选择开关，其中所述开关电路被配置为为多个频带的每一个选择双工信号路 径。在一些实施例中，所述RF电路可以进一步包含相位延迟部件的组件，其中相位延迟部件 的组件被配置为促进由所述聚合滤波器的操作产生的RF信号路径的聚合。
[0021] 在一些实施例中，所述可切换的电路可以包含场效应晶体管(FET)开关。所述FET 开关可以包含绝缘体上硅(SOI)FET。
[0022]在一些实施例中，所述第一频带和所述第二频带的至少一些部分可以重叠。多个 频带例如可以包含B1、B3和B4,其中B1具有1920到1980MHz的发送(TX)频率范围和2110到 2170MHz的接收(RX)频率范围，B3具有1710到1785MHz的TX频率范围和1805到1880MHz的RX 频率范围，并且Μ具有1710到1755MHz的TX频率范围和2110到2155MHz的RX频率范围。所述 聚合滤波器可被配置为聚合B1RX和B4RX频带。所述聚合滤波器可被配置为聚合B3TX和B4TX 频带。在一些实施例中，多个频带可以进一步包含具有1850到1910MHz的TX频率范围和1930 到1990MHz的RX频率范围的B2。
[0023]根据多个实现方式，本公开涉及射频(RF)模块，该射频(RF)模块包含被配置为容 纳多个部件的封装衬底、和实现所述封装衬底上的滤波器组件。所述滤波器组件被配置为 提供用于多个频带的每一个的双工器能力。所述滤波器组件包含被配置为过滤与第一频带 相关联的第一 RF信号和与不同于所述第一频带的第二频带相关联的第二RF信号的聚合滤 波器。所述RF模块还包含实现在封装模块上的天线开关模块(ASM)。所述ASM与所述滤波器 组件和天线端口通信。所述ASM包含与所述聚合滤波器和所述天线端口通信的可切换路径。 所述可切换路径被配置为促进所述第一 RF信号和所述第二RF信号通过所述聚合滤波器的 通路。
[0024]在一些实施例中，所述RF模块可以是前端模块(FEM)。所述FEM可以进一步包含具 有多个功率放大器的功率放大器模块(PAM)。
[0025]根据一些实现方式，本公开涉及射频(RF)装置，该射频(RF)装置包含被配置为处 理RF信号的收发器、和与所述收发器通信的前端模块(FEM)。所述FEM包含被配置为提供用 于多个频带的每一个的双工器能力的滤波器组件。所述滤波器组件包含被配置为过滤与第 一频带相关联的第一 RF信号和与不同于所述第一频带的第二频带相关联的第二RF信号的 聚合滤波器。所述FEM还包含与所述滤波器组件和天线端口通信的天线开关模块(ASM)。所 述ASM包含与所述聚合滤波器和所述天线端口通信的可切换路径。所述可切换路径被配置 为促进所述第一 RF信号和所述第二RF信号通过所述聚合滤波器的通路。所述RF装置还包含 与所述天线端口通信的天线。所述天线被配置为促进RF信号的发送和接收的任一个或两 者。在一些实施例中，RF装置可以包含诸如蜂窝电话的无线装置。
[0026]为了总结本公开的目的，在这里描述了本发明的某些方面、益处和新颖特征。将理 解的是，可能比不必要实现根据本发明的任何特定实施例的所有这样的益处。因此，可以以 实现或者优化如这里所教导的一个益处或者益处的组合而不必要实现这里可能教导或建 议的其它益处的方式实现或执行被发明。
【附图说明】
[0027]图1示意性地描述了具有如这里所述的一个或多个特征的载波聚合体系结构。 [0028]图2示出了使用B1、B3和Μ频带的传统的实现方式的前端模块(FEM)体系结构的示 例。
[0029] 图3示出了其中可以移除与Μ双工器相关联的电路和有关组件的一些或全部的示 例。
[0030] 图4示出了其中可以被实现为解决4G系统的载波聚合配置的示例。
[0031]图5示出了其中诸如图4的示例的载波聚合配置可以被修改为适应更复杂设计的 示例。
[0032]图6示出了使用传统双工器和四路复用器设计以支持LTE载波聚合的FEM的示例。
[0033] 图7示出了使用具有如这里所述的一个或多个特征以尤其支持LTE载波聚合的设 计的FEM的示例。
[0034] 图8示出了使用具有如这里所述的一个或多个特征以尤其支持LTE载波聚合的设 计的FEM的另一个示例。
[0035]图9示出了用于支持用于B25+B4、B1+B7和B3+B7的LTE载波聚合的切换的多路复用 配置的示例。
[0036] 图10示出了可以解决谐波问题的切换的多路复用配置的示例。
[0037] 图11示出了示例接通的滤波器配置，该示例接通的滤波器配置包含双工器，该双 工器通过固定的相移电路和可谐调的相移电路耦接到在天线开关模块(ASM)上的其相应的 开关。
[0038] 图12示出了在一些实现方式中、本公开的可以实现在用于诸如无线装置的射频 (RF)装置的FEM中的一个或多个特征。
[0039] 图13示意性地描述了具有这里描述的一个或多个有益的特征的示例无线装置。
【具体实施方式】
[0040] 这里提供的标题，如果有，仅是为了方便而不必要影响所要求的发明的范围或含 义。
[0041] 图1示意性地描述了具有如这里所述的一个或多个特征的载波聚合体系结构100。 在一些实施例中，这种体系结构可以包括滤波器组件102和开关电路106,滤波器组件102和 开关电路106被配置为提供用于将被发送的射频(RF)信号(RF_TX)和接收的RF信号(RF_RX) 的双工或多路复用功能。这样的RF信号可以通过一个或多个天线发送和接收。这样的双工/ 多路复用功能可以被提供以用于与无线装置相关联的不同的频带。
[0042] 图1进一步示出了在一些实现方式中，在滤波器组件102中的至少一个滤波器可以 是聚合滤波器104,该聚合滤波器104被配置为提供用于两个或更多不同的频带的过滤功 能。如这里所述，这样的聚合滤波器可以有益地减少滤波器和RF端口的数量。图1进一步示 出了开关电路106可以包括开关路径108,该开关路径108被配置为适应与聚合滤波器104相 关联的聚合的过滤功能。在这里更加详细地描述这样的聚合滤波器和切换的路径的各种示 例。
[0043] 用于诸如智能手机和平板计算机的无线装置的许多设计期望更低的成本和更小 的尺寸、而同时增大的复杂性和要求。射频(RF)前端模块(