CN103843257A - 前端电路、阻抗调整方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种前端电路，在载波聚合中即使在多个频带中同时对信号进行发送接收的情况下，也能够防止向其他电路的信号泄漏。包括：发送接收共用天线（91）；将公共侧接点与发送接收共用天线（91）连接的2电路N接点的开关（92）；将天线侧端子分别连接到开关（92）的N个切换侧接点的N个可变阻抗调整电路（17-1、…、17-N）；将公共端子与可变阻抗调整电路（17-1、…、17-N）的RFIC侧端子连接并且被输入第1、…、第N频带的发送/接收信号的N个双工器（93-1、…、93-N）；通过控制线与可变阻抗调整电路（17-1、…、17-N）以及开关（92）连接，并且执行可变阻抗调整电路（17-1、…、17-N）以及开关（92）的切换控制的控制部（18）；以及对控制部（18）发送控制信号的RFIC（16）。

Description

前端电路、阻抗调整方法
技术领域
本发明涉及用于便携式终端的前端电路、以及在用于便携式终端的前端电路中调整阻抗的阻抗调整方法。
背景技术
近来，作为使已在3GPP_Rel.8/9中标准化的LTE（长期演进）进一步发展的标准，LTE-Advanced被标准化。LTE-Advanced的一个规格中有载波聚合技术。载波聚合技术是指，捆绑多个被称为分量载波的划分为20MHz宽度的频带块的载波而同时发送/接收的技术。在载波聚合中，有捆绑多个同一频带的分量载波而用于发送接收的带内（Intraband）载波聚合、以及捆绑多个不同频带的分量载波而用于发送接收的带间（Interband）载波聚合。
在对不同频带的分量载波同时进行发送/接收的情况下，在便携式终端的前端电路中需要例如图1那样对不同频带的载波同时进行调制、解调的结构。图1是表示能够进行多频带（第1、第2、…、第N频带，N为2以上的整数）中的发送/接收的以往例的前端电路90的结构的方框图。如图1所示，前端电路90包括：发送接收共用天线91；将公共侧接点与发送接收共用天线91连接了的2电路N接点的开关92；公共端子被分别连接到开关92的N个切换侧接点且被输入第1、第2、…、第N频带的发送/接收信号的双工器93-1、93-2、…、93-N；连接到双工器93-1、93-2、…、93-N的接收端子且放大第1、第2、…、第N频带的接收信号的低噪声放大器94-1、94-2、…、94-N；连接到双工器93-1、93-2、…、93-N的发送端子且放大第1、第2、…、第N频带的发送信号的放大器95-1、95-2、…、95-N；以及具有第1、第2、…、第N频带的发送端口Tx1、Tx2、…、TxN和第1、第2、…、第N频带的接收端口Rx1、Rx2、…、RxN的RFIC96。为了同时使用从基站分配的一次分量载波（Primary component carrier）和二次分量载波（Secondary componentcarrier）的两个频带，开关92能够连接与所分配的分量载波对应的两个双工器和发送接收共用天线91。作为实现了多频带中的发送接收的前端电路，例如有专利文献1。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]特开2011-182271号公报
发明内容
发明要解决的课题
参照图2说明在图1的例子中，被分配的分量载波的频带为UMTS波段1、波段3的情况和UMTS波段1、波段8的情况。图2是表示在图1所示的以往例的前端电路90中执行了载波聚合的情况下的频率分配的一例的图。在图2的例子中，假设第n1个（n1是满足1≦n1≦N的整数）频率为UMTS_波段1且固定，第n2个（n2是满足1≦n2≦N的整数，n1≠n2）频率有是UMTS_波段3的情况、和是UMTS_波段8的情况的两个模式。此外，在图2的例子中，假设双工器93-n2是使期望的频带无损耗地通过，且在除此以外的频带中成为完全阻止（公共端子的输入阻抗为无限大）的理想的双工器，开关92是理想的开关。参照图3说明此时的双工器93-n1以及双工器93-n2的通过特性。图3是表示前端电路90中的载波聚合时的双工器的通过特性的仿真结果的图。图3A是表示双工器93-n1的反射特性的仿真结果的史密斯图，将横轴设为将50Ω标准化为1的标准化阻抗。图3B是表示双工器93-n1以及双工器93-n2（UMTS_波段3）的通过特性的仿真结果的图表，横轴为频率（GHz），纵轴为S参数。图3C是表示双工器93-n1以及双工器93-n2（UMTS_波段8）的通过特性的仿真结果的图表，横轴为频率（GHz），纵轴为S参数。在图3BC中，实线-四角形的凡例所示的是双工器93-n1的发送侧滤波器的通过特性、实线-三角形的凡例所示的是双工器93-n1的接收侧滤波器的通过特性、点线所示的是双工器93-n2的发送侧滤波器的通过特性、虚线所示的是双工器93-n2的接收侧滤波器的通过特性。第n2个频率为UMTS_波段3的情况下，如图3B的点线以及虚线所示，双工器93-n2（UMTS_波段3）的通过特性好且损耗少。这是因为，如图3A所示那样，在UMTS_波段3附近的频带（1.7GHz周边）中，从天线侧看到的双工器93-n1的输入阻抗变高，因而UMTS_波段3的发送接收信号向双工器93-n1的潜入被充分抑制。另一方面，第n2个频率为UMTS_波段8的情况下，如图3C的点线以及虚线所示，双工器93-n2（UMTS_波段8）的通过特性为损耗变大。这是因为，如图3A所示那样，在UMTS_波段8附近的频带（1.0GHz周边）中，从天线侧看到的双工器93-n1的输入阻抗变低，因而会发生UMTS_波段8的发送接收信号向双工器93-n1的潜入（泄漏）。如此，在载波聚合中，有时会通过分量载波的组合而从其他电路的双工器发生信号泄漏从而导致***损耗增大，在前端电路的安装上成为问题。因此在本发明中，其目的在于提供一种前端电路，在载波聚合中即使在多个频带中同时对信号进行发送接收的情况下，也能够防止向其他电路的信号泄漏。
用于解决课题的方案
本发明的前端电路，包括：发送接收共用天线；2电路N接点的开关（N为2以上的整数），将公共侧接点与发送接收共用天线连接；N个可变阻抗调整电路，包含天线侧端子和RFIC侧端子，并且将天线侧端子分别连接到开关的N个切换侧接点；N个双工器，将公共端子与N个可变阻抗调整电路的RFIC侧端子连接，并且被输入第1、第2、…、第N频带的发送/接收信号；控制部，通过控制线与N个可变阻抗调整电路以及开关连接，并经由控制线执行N个可变阻抗调整电路以及开关的切换控制；以及RFIC，对控制部发送控制信号。
发明效果
根据本发明的前端电路，在载波聚合中即使在多个频带中同时对信号进行发送接收的情况下，也能够防止向其他电路的信号泄漏。
附图说明
图1是表示能够进行多频带中的发送/接收的以往例的前端电路的结构的方框图。
图2是表示在以往例的前端电路中执行了载波聚合的情况下的频率分配的一例的图。
图3是表示以往例的前端电路中的载波聚合时的双工器的通过特性的仿真结果的图，图3A是表示双工器的反射特性的仿真结果的史密斯图，图3B是表示双工器（UMTS_波段3）的通过特性的仿真结果的图，图3C是表示双工器（UMTS_波段8）的通过特性的仿真结果的图。
图4是表示在改良后的前端电路中执行了载波聚合的情况下的频率分配的一例的图。
图5是表示改良后的前端电路中的载波聚合时的双工器的通过特性的仿真结果的图，图5A是表示双工器的反射特性的仿真结果的史密斯图，图5B是表示双工器（UMTS_波段8）的通过特性的仿真结果的图。
图6是表示实施例1的前端电路的结构的方框图。
图7是表示实施例1的可变阻抗调整电路的结构例的方框图。
图8是表示实施例1的RFIC具备的控制***的结构的方框图。
图9是表示实施例1的RFIC具备的控制***的动作的流程图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。另外，对具有相同功能的结构部附加相同编号，省略重复说明。
参照图4说明对前述的以往例的前端电路90的一部分进行改良后的前端电路90’。图4是表示在改良后的前端电路90’中执行了载波聚合时的频率分配的一例的图。如图4所示，改良后的前端电路90’除了以往的结构之外，还具备阻抗调整电路97-n1。阻抗调整电路97-n1的天线侧端子与开关92的一个切换侧接点连接，阻抗调整电路97-n1的RFIC侧端子与双工器93-n1的公共端子连接。与图2的相同点在于，第n1个频率为UMTS_波段1且固定，第n2个频率有是UMTS_波段3的情况和是UMTS_波段8的情况的两个模式。假设阻抗调整电路97-n1在1GHz的电长度中是105°的传输线路（移相器）。参照图5说明此时的双工器93-n1以及双工器93-n2的通过特性。图5是表示改良后的前端电路90’中的载波聚合时的双工器的通过特性的仿真结果的图。图5A是表示双工器93-n1的反射特性的仿真结果的史密斯图，将横轴设为将50Ω标准化为1的标准化阻抗。图5B是表示双工器93-n1以及双工器93-n2（UMTS_波段8）的通过特性的仿真结果的图表，横轴为频率（GHz），纵轴为S参数。如前述那样，实线-四角形的凡例所示的是双工器93-n1的发送侧滤波器的通过特性、实线-三角形的凡例所示的是双工器93-n1的接收侧滤波器的通过特性、点线所示的是双工器93-n2的发送侧滤波器的通过特性、虚线所示的是双工器93-n2的接收侧滤波器的通过特性。
第n2个频率为UMTS_波段8的情况下，如图5B的点线以及虚线所示，双工器93-n2（UMTS_波段8）的通过特性为损耗变小。这是因为，如图5A所示那样，在UMTS_波段8附近的频带（1.0GHz周边）中，由于移相器的相位偏移的影响而导致从天线侧看到的双工器93-n1的输入阻抗变高，因而UMTS_波段8的发送接收信号向双工器93-n1的潜入（泄漏）被抑制。如图4、图5所示，可知为了防止向其他电路的双工器的信号泄漏，阻抗调整电路是有效的。
[实施例1]
根据上述研究，参照图6说明在载波聚合中防止向其他电路的信号泄漏的实施例1的前端电路的概要。图6是表示本实施例的前端电路10的结构的方框图。如图6所示，本实施例的前端电路10包括发送接收共用天线91；将公共侧接点与发送接收共用天线91连接了的2电路N接点的开关92；具有天线侧端子和RFIC侧端子，并且天线侧端子与开关92的N个切换侧接点分别连接了的可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N；将可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N的RFIC侧端子与公共端子连接并且被输入第1、第2、…、第N频带的发送/接收信号的双工器93-1、93-2、…、93-N；连接到双工器93-1、93-2、…、93-N的接收端子且放大第1、第2、…、第N频带的接收信号的低噪声放大器94-1、94-2、…、94-N；连接到双工器93-1、93-2、…、93-N的发送端子且放大第1、第2、…、第N频带的发送信号的放大器95-1、95-2、…、95-N；具有第1、第2、…、第N频带的发送端口Tx1、Tx2、…、TxN和第1、第2、…、第N频带的接收端口Rx1、Rx2、…、RxN的RFIC16；以及通过控制线（图中用虚线表示）与可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N以及开关92连接，且经由控制线执行可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N以及开关92的切换控制的控制部18。控制部18通过控制信号线（图中用白色箭头表示）连接到RFIC16。控制部18经由控制信号线从RFIC16接收控制信号。关于本实施例的前端电路10的可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N、控制部18、RFIC16以外的结构，由于与以往例的前端电路90中附加了相同编号的各个结构相同，因此省略说明。下面，参照图7说明可变阻抗调整电路17-n（n=1、2、3、…、N）的结构的一例。图7是表示本实施例的可变阻抗调整电路17-n的结构例的方框图。如图7所示，本实施例的可变阻抗调整电路17-n（n=1、2、3、…、N）具有公共的构造，包括1电路N+1接点的开关17-n-a、传输线路17-n-0、N个电路模块（电路模块17-n-1、电路模块17-n-2、…、电路模块17-n-N）、1电路N+1接点的开关17-n-b。传输线路17-n-0、N个电路模块的输入输出端子分别与开关17-n-a、17-n-b的N+1个切换侧接点连接。将传输线路17-n-0构成为尽可能短，从而使基于传输线路17-n-0的阻抗变动大致为零。后面说明的控制信号表示不需要阻抗调整的情况下，控制部18对开关17-n-a、17-n-b进行切换控制，从而使电路通过传输线路17-n-0而导通，不进行阻抗调整。电路模块17-n-1是构成为使覆盖第1频率的发送信号、接收信号的频带中的从天线侧看到的输入阻抗增大的电路模块。同样地，电路模块17-n-2、3、4、…、N是构成为使覆盖第2、3、4、…、N频率的发送信号、接收信号的频带中的从天线侧看到的输入阻抗增大的电路模块。电路模块17-n-1、2、3、…、N例如可以是阻抗调整电路97-n1那样的调整了电长度的相位器（传输线路）。在本实施例中，通过开关17-n-a、17-n-b的切换控制而选择任一个电路模块从而实现了可调的可变阻抗调整电路17-n，但不限于此，也可以利用通过对可变容量电容器、线圈、传输线路等进行组合而设为可调的以往的阻抗调整电路来构成可变阻抗调整电路17-n。如此，本实施例的可变阻抗调整电路17-n能够增大第1、第2、…、第N频带的其中一个频带中的从天线侧看到的输入阻抗。这里，作为阻抗调整的目标，由于所附加的***损耗大概成为1dB以下较为理想，因此假设在载波聚合中选择为频带为第p频带、第q频带的情况下（p、q为满足1≦p、q≦N的整数，p≠q），从可变阻抗调整电路17-p的天线侧看到的输入阻抗成为从第q频带的双工器即双工器93-q的天线侧看到的输入阻抗的4倍以上即可。
另外，在图7中，通过可变阻抗调整电路17-n具备与N个频带分别对应的N个电路模块，从而能够以单一的电路结构来共享可变阻抗调整电路17-n（n=1、2、3、…、N）。除此之外，在连接到第k个（k是满足1≦k≦N的整数）频带的双工器93-k的可变阻抗调整电路17-k中，由于不需要用于调整第k个频带的阻抗的电路模块，因此也可以丢掉作为对应的电路模块的电路模块17-k-k。这时，可变阻抗调整电路17-n由N-1个电路模块和传输线路17-n-0构成。
以下，参照图8、图9说明本实施例的RFIC16具备的控制***的结构以及动作。图8是表示本实施例的RFIC16具备的控制***的结构的方框图。图9是表示本实施例的RFIC16具备的控制***的动作的流程图。在RFIC16中被编入了用于执行本实施例的可变阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N、开关92的控制的控制***。具体地，控制***可以在RFIC16内作为嵌入式软件而构成。若将该嵌入式软件按功能划分表现，则成为图8那样。如图8所示，RFIC16内的控制***包括信道质量参数测定部161、信道质量参数发送部162、分配分量载波接收部163、控制信号生成部164。信道质量参数测定部161在对任一个小区连接了无线链路之后，接收并解码来自该小区的广播信息，获得周边小区信息。将该动作称为小区搜索。信道质量参数测定部161测定进行了小区搜索的全部小区的信道质量参数（S161）。信道质量参数发送部162将所测定的信道质量参数发送到基站（S162）。基站基于信道质量参数，决定分量载波。这时，基站一般分配接收水平最大的分量载波作为一次分量载波，分配接收水平第二大的分量载波作为二次分量载波。基站对便携式终端发送用于广播已分配的分量载波的信息。本实施例的RFIC具备的分配分量载波接收部163接收基站分配的分量载波的广播信息（S163）。控制信号生成部164基于接收到的分配分量载波的广播信息而生成控制信号，并发送到控制部18。例如，所分配的分量载波是一次分量载波为第p频带（p是满足1≦p≦N的整数），二次分量载波为第q频带（q是满足1≦q≦N的整数，p≠q）的情况下，控制信号是如下控制开关92的信号：使与对应于第p以及第q频带的可变阻抗调整电路17-p、17-q连接的切换侧接点和公共侧接点导通。此外，是如下调整的控制信号：从天线侧去看与第p频带对应的可变阻抗调整电路17-p时，使得第q频带的输入阻抗比第q频带的双工器93-q中的阻抗还要大。此外，是如下调整的控制信号：从天线侧去看与第q频带对应的可变阻抗调整电路17-q时，使得第p频带的输入阻抗比第p频带的双工器93-p中的阻抗还要大。如前述那样，为了使所附加的***损耗大概成为1dB以下，优选将可变阻抗调整电路的阻抗设为对应的频带的双工器的阻抗的4倍以上。控制部18按照控制信号所示的控制内容，执行开关92以及可变阻抗调整电路17-p、17-q的切换控制。
如此，本实施例的前端电路10将可变的阻抗调整电路17-1、17-2、…、17-N配置在双工器93-1、93-2、…、93-N的后级，在载波聚合中选择了第p、第q频带的情况下，控制部18进行切换控制使得从第p（q）频带的可变阻抗调整电路17-p（q）的天线侧看到的输入阻抗在第p（q）个频带中增大，因此能够抑制向其他电路的泄漏所导致的信号损失。

Claims (5)

1.一种前端电路，包括：
发送接收共用天线；
2电路N接点的开关，将公共侧接点与所述发送接收共用天线连接；
N个可变阻抗调整电路，具有天线侧端子和RFIC侧端子，并且将所述天线侧端子分别连接到所述开关的N个切换侧接点；
N个双工器，将公共端子与所述N个可变阻抗调整电路的RFIC侧端子连接，并且被输入第1、第2、…、第N频带的发送/接收信号；
控制部，通过控制线与所述N个可变阻抗调整电路以及所述开关连接，并经由控制线执行所述N个可变阻抗调整电路以及所述开关的切换控制；以及
RFIC，对所述控制部发送控制信号，
其中，将N设为2以上的整数。
2.如权利要求1所述的前端电路，
所述RFIC包括：
信道质量参数测定部，执行小区搜索，并测定进行了所述小区搜索的全部小区的信道质量参数；
信道质量参数发送部，将所述测定到的信道质量参数发送到基站；
分配分量载波接收部，从所述基站接收分配分量载波的广播信息；以及
控制信号生成部，基于所述接收到的分配分量载波的广播信息，生成控制信号，并将该生成的控制信号发送到所述控制部。
3.如权利要求2所述的前端电路，
设p为满足1≦p≦N的整数、q为满足1≦q≦N的整数、p≠q，
所述控制信号生成部生成的控制信号是，
当所述分配的分量载波为第p频带以及第q频带时，控制所述开关使得连接到与第p以及第q频带对应的可变阻抗调整电路的切换侧接点和公共侧接点导通的信号，并且是如下的控制信号，即进行调整使得从天线侧去看与所述第p频带对应的可变阻抗调整电路时第q频带的输入阻抗增大，进行调整使得从天线侧去看与所述第q频带对应的可变阻抗调整电路时第p频带的输入阻抗增大。
4.一种阻抗调整方法，在前端电路中调整阻抗，该前端电路包括：
发送接收共用天线；
2电路N接点的开关，将公共侧接点与所述发送接收共用天线连接；
N个可变阻抗调整电路，具有天线侧端子和RFIC侧端子，并且将所述天线侧端子分别连接到所述开关的N个切换侧接点；
N个双工器，将公共端子与所述N个可变阻抗调整电路的RFIC侧端子连接，并且被输入第1～第N频带的发送/接收信号；
控制部，通过控制线与所述N个可变阻抗调整电路以及所述开关连接，并经由控制线执行所述N个可变阻抗调整电路以及所述开关的切换控制；以及
RFIC，对所述控制部发送控制信号，
其中，将N设为2以上的整数，
所述阻抗调整方法包括：
信道质量参数测定步骤，执行小区搜索，并测定进行了所述小区搜索的全部小区的信道质量参数；
信道质量参数发送步骤，将所述测定到的信道质量参数发送到基站；
分配分量载波接收步骤，从所述基站接收分配分量载波的广播信息；以及
控制信号生成步骤，基于所述接收到的分配分量载波的广播信息，生成控制信号，并将该生成的控制信号发送到所述控制部。
5.如权利要求4所述的阻抗调整方法，
设p为满足1≦p≦N的整数、q为满足1≦q≦N的整数、p≠q，
所述控制信号生成步骤生成的控制信号是，
当所述分配的分量载波为第p频带以及第q频带时，控制所述开关使得连接到与第p以及第q频带对应的可变阻抗调整电路的切换侧接点和公共侧接点导通的信号，并且是如下的控制信号，即进行调整使得从天线侧去看与所述第p频带对应的可变阻抗调整电路时第q频带的输入阻抗增大，进行调整使得从天线侧去看与所述第q频带对应的可变阻抗调整电路时第p频带的输入阻抗增大。
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