CN1795617B - 包括匹配网络端口的四频带天线接口模块 - Google Patents

Abstract

四频带天线接口模块包括：配置成与天线端口连接的同向双工器、连接到所述同向双工器的切换核心以及连接到所述切换核心且配置为提供四频带的发送和接收端口的多个滤波器。至少一个匹配网络端口连接于切换核心与至少所述多个发送滤波器之一之间且配置成与匹配网络连接。可以设置三个滤波器和三个匹配网络端口。还可以设置可切换阻抗匹配网络和/或单独的双二极管开关。

Description

包括匹配网络端口的四频带天线接口模块

发明领域

本发明涉及射频(RF)发送和接收设备，更具体地说涉及无线设备的天线接口模块。

发明背景

无线终端广泛应用于语音和/或数据通信。在本文中，术语“无线终端”涵盖各种可以接入无线通信***的便携的或固定的无线设备。无线终端包括具有多行显示屏的蜂窝无线电电话、可以将蜂窝无线电电话与数据处理、传真和/或数据通信功能组合的个人通信***(PCS)终端、可以包括无线电电话、传呼机、因特网/企业内部网接入、Web浏览器、组织器、日程表和/或全球定位***(GPS)接收器的个人数据助理(PDA)以及含有无线接收器的常规膝上型、掌上型和/或普遍计算设备(pervasive computing)。

人们常常希望无线终端在多个频带上进行发送和接收，例如为了提供PCS和GSM能力。还可能希望提供在四个RF频带上工作的无线终端。例如，可能希望提供可以在美国使用的GSM850频带(也简称为GSM)、在欧洲使用的EGSM900频带(也简称为EGSM)、在欧洲使用的DCS 1800频带(也简称为DCS)和在美国使用的PCS1900频带(也简称为PCS)上工作的无线终端。这些频带的发送(TX)和接收(RX)频率如表1所示：

表1

频率范围	频带
		824Mhz-849Mhz	GSM850 TX频带：美国
869Mhz-894Mhz	GSM850 RX频带：美国

[0007]

880Mhz-915Mhz	EGSM900 TX频带：欧洲
		925Mhz-960Mhz	EGSM900 RX频带：欧洲
1710Mhz-1785Mhz	DCS 1800 TX频带：欧洲
		1805Mhz-1880Mhz	DCS 1800 RX频带：欧洲
1850Mhz-1910Mhz	PCS1900 TX频带：美国
		1930Mhz-1990Mhz	PCS1900 RX频带：美国

四频带天线接口模块可用在天线端口与用于四个频带的发送和接收端口之间提供接口。遗憾的是，可能难于设计可以低成本提供令人满意的RF性能的四频带天线接口模块。具体而言，在四频带天线接口模块中可能难以获得满意的电压驻波比(VSWR)和/或获得满意的端口到端口的隔离。

如本领域技术人员所熟知，VSWR是可用于量化能量源与负载之间的端口失配损耗的品质因数。VSWR与源端至负载失配损耗之间的关系一般由如下式定义：

$\mathrm{Mismatch}\_\mathrm{Loss}=10*\mathrm{Log}(1-{\left[\frac{\mathrm{VSWR}-1}{\mathrm{VSWR}+1}\right]}^2)---\left(1\right)$

因此，2∶1的VSWR转换为0.5dB的损耗。3∶1的VSWR转换为1.25dB的损耗。4∶1的VSWR转换为1.93dB的损耗。此额外的***损耗可能会直接影响无线终端的整体RF性能。因为无线终端性能的剩余部分可能是固定的，因此可能希望降低或最小化端口失配损耗，以取得满意的无线终端性能。

此外，无线终端可能越来越多地采用内部天线结构。与外部天线结构比较，内部天线可能给RF电路造成大得多的VSWR范围。采用内部天线可能使降低或最小化四个频带上的失配损耗更加困难。

如上所述，可能还难以获得期望的发送端口与接收端口隔离度。具体而言，已知反馈到无线终端电路的发送能量可能导致压控振荡器频率牵引效应(frequency pulling)，而这可能导致发送模式频率误差。但遗憾的是，因为频带重叠的原因，可能难以在上述四频带频率中实现足够的TX与RX隔离。

具体而言，图1显示了表1的四频带频率中的频率重叠情况。箭头110、120和130分别表示EGSM发送频带与GSM接收频带之间的频带重叠区域、两倍EGSM发送频带与DCS 1800接收频带之间的频带重叠区域以及PCS发送频带与DCS频带之间的频带重叠区域。这些重叠区域可以定义最坏情况的衰减需求。箭头130表示的重叠区域可以表示最苛刻的隔离要求。可能希望的是提供约35dB或以上的PCS TX与DCS RX的隔离度，以减少或最小化发送器调制误差。

已经有人提出一些四频带天线接口模块。例如，图2显示了muRata公司出售的标记为LMSP-0032TEMP的四频带接口模块，对此模块的说明可参见编号为SP-LMZ-88、标题为“四频带的Switchplexer^TM、试验部件编号LMSP-0032TEMP(2002)”的目标规格说明书。在2003，有可供此模块利用的集成接收表面声波(SAW)滤波器。

图3显示了松下公司出售的标记为GN040xxN的四频带天线接口，对此模块的描述可参见2002年1月9日颁布的标题为“GN040xxN：SP6T GaAs天线切换模块”的初始规格说明书。索尼公司出售的标记为为CXGSP6TM的四频带接口模块具有类似的结构。在2003，这些模块均可以集成RX SAW滤波器。

遗憾的是，上述四频带天线接口模块可能未在切换核心(switching core)与接收器SAW滤波器之间提供足够的阻抗匹配，这可能导致最坏情况下接收灵敏度较低和/或音频劣化。再者，DCS/PCS_TX端口至DCS_RX端口的隔离可能也不充分，这可能转换为TX模式峰值相位误差和/或TX链路调制失真。在两倍发送频率上EGSM_TX端口至DCS_RX端口的隔离也可能不充分，这会转嫁为TX模式峰值相位误差和/或TX链路调制失真。最后，在两倍发送频率上EGSM_TX端口至GSM850_RX端口的隔离也不充分，且可能转换为TX模式峰值相位误差和/或TX链路调制失真。

发明概述

根据本发明一些实施例的四频带天线接口模块包括配置成与天线端口连接的同向双工器、连接到所述同向双工器的切换核心以及连接到所述切换核心且配置成提供用于四频带的发送和接收端口的多个滤波器。至少一个匹配网络端口连接于所述切换核心和至少所述多个滤波器之一之间且配置成与匹配网络连接。在一些实施例中，所述多个滤波器包括三个滤波器单元，以及所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，其中一个相应的端口连接于所述切换核心和至少所述三个滤波器单元中相应的一个滤波器单元之间且配置成与匹配网络连接。在一些实施例中，所述多个滤波器包括多个发送滤波器和多个接收滤波器，以及所述至少一个匹配网络端口连接于所述切换核心和至少所述多个接收滤波器之一之间。在一些实施例中，匹配网络端口不包括在所述切换核心和所述多个发送滤波器之间。

在本发明另一些实施例中，所述四频带包括第一频带(如GSM850频带)、至少部分与所述第一频带重叠的第二频带(如EGSM900频带)、第三频带(如DCS 1800频带)以及至少部分与所述第三频带重叠的第四频带(如PCS 1900频带)。所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠。所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器以及用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器。所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关以及连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关。所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关，以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关。

在一些实施例中，所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第二发送/接收开关与所述第一接收滤波器之间的匹配网络端口。在另一些实施例中，所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第二发送/接收开关与所述第二接收滤波器之间的匹配网络端口。在再一些实施例中，所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第三和第四接收滤波器之间的匹配网络端口。在再一些实施例中，所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第三接收滤波器之间的匹配网络端口。在再一些实施例中，所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第四接收滤波器之间的匹配网络端口。还可以根据本发明的某些实施例提供这些匹配网络端口配置的组合和子组合。

本发明的其它实施例还在所述天线和所述天线端口之间设置可切换阻抗匹配网络。所述可切换阻抗匹配网络包括连接到所述天线端口的PI匹配网络。所述PI匹配网络包括第二和第三阻抗元件以及它们之间的第一阻抗元件。旁路切换网络配置为在匹配模式下将所述第二和第三阻抗元件耦合到固定电位(如地电位)，以及以及在旁路模式下旁路所述第一阻抗元件且将所述第二和第三阻抗元件与地解耦。在另一些实施例中，所述旁路切换网络包括连接于所述第二阻抗元件与所述固定电位(如地电位)之间的第二开关、连接于所述第三阻抗元件和地之间的第三开关以及连接在所述第一阻抗元件两端的第一开关。还应理解，根据本发明这些实施例的可切换匹配网络可用于其它RF应用，以将RF输入与RF输出耦合，同时允许真正旁路开关匹配。

在本发明的再一些实施例中，所述切换核心包括多个二极管开关。至少所述二极管开关之一包括单独补偿的双二极管网络。在一些实施例中，所述单独补偿双二极管网络包括一对电并联到所述信号路径的二极管以及连接于所述二极管对和固定电位(如地电位)之间的补偿电容器。在其它实施例中，所述补偿电容器两端连接有电阻器。还应理解，单独补偿的双二极管网络可在其它RF应用用作RF输入与RF输出之间的切换开关。最后，应理解本发明的上述任一实施例可以与多个无线终端组件组合来提供无线终端。

附图简介

图1是说明四个公用无线通信发送和接收频带的频谱。

图2和3是常规四频带天线接口模块的框图。

图4-7是根据本发明的各个实施例的包括匹配网络端口的四频带天线接口模块的框图。

图8是常规可切换阻抗匹配网络的框图。

图9是根据本发明的一些实施例的可切换阻抗匹配网络的框图。

图10是根据本发明的一些实施例的可切换阻抗匹配网络的电路图。

图11是根据本发明一些实施例的双二极管并联网络的电路图。

发明的详细说明

随后参考附图更全面地描述本发明，附图中显示了本发明的各种实施例。但是，本发明还可以许多不同的形式实施，而不应理解成本发明范围局限于本文所陈述的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了既透彻又完整地公开本发明，并使本领域技术人员充分了解本发明的范围。全文中相似的编号指代相似的部件。

应理解，当提到一个元件“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到所述另一个元件，或者也可能存在中间元件。相比之下，当提到一个元件“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，则不存在中间元件。

图4是根据本发明一些实施例的四频带天线接口模块的框图。如图4所示，这些四频带天线接口模块400包括同向双工器420(也可称为分离器或复用器)，其配置成连接到天线端口450。切换核心430连接到该同向双工器。多个滤波器440连接到该切换核心430且配置成提供用于四频带的发送和接收端口460。至少一个匹配网络端口470连接于切换核心430与至少多个滤波器440之一之间。该匹配网络端口470配置成与一个匹配网络连接。在一些实施例中，同向双工器420、切换核心430和滤波器440位于单个衬底410上，而天线端口450、四频带发送/接收端口460和匹配网络端口470配置成提供至该衬底的外部输入/输出连接。

如图4所示，根据本发明的一些实施例，至少一个匹配网络端口470设在切换核心430与至少滤波器440之一之间。在一些实施例中，滤波器440包括多个发送滤波器和多个接收滤波器，以及所述至少一个匹配端口470位于切换核心430与至少所述多个接收滤波器之一之间。在另一些实施例中，匹配网络端口不设在所述切换核心与任何发送滤波器之间。因此，根据本发明一些实施例的匹配网络无需影响发送路径调谐。

再者，滤波器440可以实施为SAW器件，其可以是天线匹配模块400中的最高Q(最窄带宽)器件。当该器件未被正确地端接时，SAW滤波器***损耗及纹波性能可能劣化。通常，无线终端设计可以基于50Ω的***阻抗。因此，连接到无线终端的接口应该满足此要求。遗憾的是，内部天线技术可能不在八个工作频带上提供标准的50Q***阻抗。但是，根据本发明一些实施例的匹配网络端口可以适当地与SAW滤波器匹配。如果无需匹配，则可以将50Ω跳线安装(并联)在选择的匹配网络端口上。

图5显示本发明的另一些实施例，其中设有三个分开的匹配网络端口。在这些实施例中，四频带包括第一频带、与第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带。第一和第二频带不与第三和第四频带重叠。部分重叠的第一和第二频带在本文中可以统称为“低频带”，而部分重叠的第三和第四频带在本文中可以统称为“高频带”。

如图5所示，所述同向双工器包括用于高频带的第一同向双工器滤波器520a和用于低频带的第二同向双工器滤波器520b。此外，切换核心包括连接到第一同向双工器滤波器520a的第一发送/接收(T/R)开关530a和连接到第二同向双工器滤波器520b的第二发送/接收(T/R)开关530b。最后，所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收器滤波器540a-540d，第一和第二接收滤波器540a和540b连接到第二发送/接收开关530b以及第三和第四接收滤波器540c和540d连接到第一发送/接收开关530a。

仍然继续参考图5进行说明，可以设置一个、两个或三个匹配网络端口570a-570c。第一匹配网络端口570a(也称为RX LOW1匹配网络端口)连接于第二发送/接收开关530b与第一接收滤波器540a之间。第二匹配网络端口570b(也称为RX LOW2匹配网络端口)连接于第二发送/接收开关530b与第二接收滤波器540b之间。第三匹配网络端口570c(也称为RX HIGH匹配网络端口)连接于第一发送/接收开关530a与第三和第四接收滤波器540c和540d之间。如上所述，在本发明的其它实施例中可以提供RX LOW1匹配网络端口570a、RX LOW2匹配网络端口570b和RX HIGH匹配网络端口570c的组合。最后，如图所示，可以将所述同向双工器、切换核心和滤波器包括在单个衬底510上。

图5的实施例还可以视为包括发送/接收切换核心530a和530b，其连接到天线端口555以提供分开的发送路径532和接收路径534。至少一个接收滤波器540a-540d连接到接收路径534，并且配置成提供用于至少一个频带的至少一个接收端口560a-560d。至少一个匹配网络端口570a-570c连接于切换核心的接收路径534与至少多个接收滤波器540a-540d之一之间，并配置成与一个匹配网络连接。最后，至少一个发送滤波器542a、542b连接到切换核心的发送路径532，并配置成提供用于至少一个频带的至少一个发送端口562a、562b。该天线接口模块500在发送路径532和发送滤波器542a-542b之间不含匹配网络端口。

图6和7以框图说明根据本发明其它实施例的天线接口模块，这些天线接口模块可用于以上表1所示的四频带。在图6和7中，高频带(DCS 1800和PCS 1900)由HB表示，而低频带(GSM850和EGSM900)由LB表示。在图6和7中，600序列和700序列引用号分别对应于图5中的序列引用号，所不同的是，图5中设有组合的GSM850/EGSM900接收端口660a。还显示了分别用于控制切换核心630a、630b和730a、730b的控制端口680和780。分别对应于EGSM、GSM和PCS/DCS 690a-690c和790a-790c的匹配网络显示为分别连接在匹配网络端口670a-670c和770a-770c上。当不需要时，一条分路可以跨接在一个或多个匹配网络端口上。

用于GSM应用的流行切换技术可以基于P-本征-N(PIN)二极管。在端口阻抗失配条件下，这些器件可具有优良的线性。但遗憾的是，PIN二极管可能使用约6mA至约10mA的偏置电流，大于基于晶体管的开关。因为DCS/PCS滤波器的同向双工作用，本发明的实施例(如图6和图7的实例所示)无需在PCS_RX模式下使用DC偏置电流，因而提供更好的待机时间性能。

下文将描述根据本发明其它实施例的真正的旁路可切换阻抗匹配网络。具体地说，无线终端可能需要同时通过“传导”性能测试和“辐射”性能测试。传导性能测试可以通过将50Ω测试***连接到无线终端来实现，而辐射性能测试则通过无线终端天线来测量。如果无线终端天线VSWR因阻抗不是50Ω而很高，则天线可如上所述得益于匹配网络。遗憾的是，使无线终端阻抗与天线阻抗匹配可能会使传导性能劣化。因此，可能希望将可切换阻抗匹配网络设在天线和天线接口模块之间。

图8显示了常规的可切换阻抗匹配网络。如图8所示，该可切换匹配网络可以设在天线和天线接口模块之间，并且可提供可利用旁路切换网络切换的的直通路径(thru-path)及匹配的网络。遗憾的是，图8的可切换匹配网络可能非常昂贵，且可能产生比预期高的损耗。

图9是根据本发明一些实施例的可切换阻抗匹配网络的框图，它可以提供真正的旁路。如图9所示，在一些实施例中，这些可切换匹配网络900可以在与图4-7所示的各衬底410、510、610或710分开的一个衬底上，分别设在以上各图所示的天线与天线端口450、550、650或750之间。在另一些实施例中，图9的可切换匹配网络900可以分别在图4-7所示的衬底410、510、610或710上设在这些图中相应的天线端口450、550、650或750与相应的同向双工器420、520、620或720之间。

如图9所示，可切换阻抗匹配网络900包括可以连接于天线和天线端口之间的PI匹配网络。所述PI匹配网络包括第二和第三阻抗元件910b和910c以及它们之间的第一阻抗元件910a。旁路切换网络配置成在匹配模式下将第二和第三阻抗元件910b和910c耦合到固定电位(如地电位)，以及在旁路模式下旁路第一阻抗元件910a两端并将第二和第三阻抗元件910b和910c与地解耦。在一些实施例中，所述旁路切换网络包括连接于第二阻抗元件910b与所述固定电位(如地电位)之间的开关920b、连接于第三阻抗元件910c与所述固定电位(如地电位)之间的第三开关920c以及连接于第一阻抗元件910a两端的第一开关920a。

下面进一步讨论图9所示实施例。第一开关920a在旁路模式下是直通路径开关。阻抗元件910a-910c形成PI阻抗匹配网络。当第一开关920a闭合且开关920b和920c断开时启动旁路模式。第一开关使第一阻抗元件910a短路，而阻抗元件910b和910c浮地。在此模式下，PI网络阻抗元件910a-910c不工作。当第一开关920a断开而第二和第三开关920b和920c闭合时启用匹配模式。在此模式下，该电路起PI阻抗转换网络的作用。

根据本发明一些实施例的真正的旁路的可切换匹配网络***损耗可能比图8所示常规开关低，因为在RF信号路径上只需要一个开关920a。此外，可以占用更少的空间来将图9所示实施例集成到一个功能模块中，因为可能只需要第一开关920a是真正的RF开关。开关920b和920c在信号路径之外，可能只需要提供良好的RF地。

图10是图9所示可切换匹配网络的实施例的电路图。晶体管Q1、Q2和Q3用作第一至第三开关920a-920c。当0Vdc栅极至电源电压(V_gs)存在时出现截止状态(高漏极至源极电阻-R_ds)。在施加正电压V_gs期间，出现导通状态(低R_ds)。在一些实施例中，晶体管Q1、Q2和Q3可以是增强模式的N信道器件。在图10中，路径1表示真旁路模式RF信号流。路径2表示匹配模式RF信号流。表2提供了图10所示电路的真值表。晶体管Q1、Q2和Q3的V_gs显示为模式的函数。

表2

模式(状态)	Q1V<sub>gs</sub>状态	Q2V<sub>gs</sub>状态	Q3V<sub>gs</sub>状态
				真旁路模式	未施加电压	来施加电压	施加正电压
匹配模式	施加正电压	施加正电压	未施加电压

应理解，根据本发明这些实施例的真旁路可切换匹配电路可用作其它应用中的匹配网络，用以将RF输入耦合到RF输出。这些实施例可以在RF输入和RF输出之间提供旁路和匹配模式，如上所述。

下文将描述根据本发明一些实施例，采用双分流二极管的切换核心。如上所述，最好提供TX与RX的隔离，因为无线终端可能在TX与RX的端口隔离因图1所示的频带重叠而不充分时会表现出发送器调制失真和/或峰值相位误差。对于图1的箭头130所示的PCS TX与DCS RX的隔离情况，可以采用一个分流元件来将信号分流到地，从而产生期望的隔离性能。对于50Ω***，等式2定义了作为对地电阻函数的隔离：

$\mathrm{Loss}=10*\log {\left(\frac{2}{2+50/R_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}}\right)}^2---\left(2\right)$

表3中提供了等式2的结果。

表3

隔离目标(dB)	对地分流电阻(Ohms)
		20	2.70
25	1.50
		30	0.80
35	0.45

因此，35dB的隔离可能需要较低的分流电阻值。遗憾的是，常规的PIN二极管提供表4所示电阻与DC偏置电流性能。

表4

DC偏置电流(mA)	PIN二极管电阻(Ohms)
		1	1.5
3	0.95
		5	0.8
7	0.7
		9	0.65

基于上述数据，似乎常规PIN二极管不能达到期望的35dB的隔离性能和/或可能为此消耗过多电流。

根据本发明一些实施例的双二极管并联网络可以解决这些问题。这些并联网络可用于各图4-7所示的切换核心430、530、630或730中。这些双工PIN二极管并联网络还可用于其它应用中，以选择性地将RF输入与RF输出连接，其中采用常规的PIN二极管开关并且可以期望提高隔离性能。

图11是根据本发明一些实施例的双二极管开关的框图。如图11所示，双二极管开关1100包括电并联到RF输入1120a和RF输出1120b之间的信号路径的一对二极管(如PIN二极管1110a和1110b)。与一个二极管相比较，这可以使电阻值减少一半。补偿电容器1130连接于该二极管对1110a和1110b与固定电位(如地电位)之间。偏置电阻器1140还可以连接在补偿电容器1130两端。还可以提供高阻抗(Hi-Z)馈电1150以使二极管1110a和1110b导通和截止。

如上所述，在本发明一些实施例中，图11的实施例可以用在图4-7所示的切换核心中。因为PCS TX和DCS RX频带在1850MHz至1880MHz的频率范围内重叠(图1的箭头130所示)，所以可将网络调谐成在1865MHz上谐振。在本发明的一些实施例中，R_bias元件值受特定计算限制，以及由并联PIN二极管对1110a和1110b的等效电感来推导出C_comp元件值。在等式3中定义了PIN二极管1110a和1110b之一的导通阻抗：

$Z{\left(N\right)}_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}=\frac{\mathrm{Re}\left[\frac{1}{R_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}+j2*\mathrm{PI}*F*L_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}\_}}\right]*N-\mathrm{jIm}\left[\frac{1}{R_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}+j2*\mathrm{PI}*F*L_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}}\right]*N}{[{\left(\mathrm{Re}\right[\frac{1}{R_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}+j2*\mathrm{PI}*F*L_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}}]*N)}^2+{\left(\mathrm{Im}\right[\frac{1}{R_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}+j2*\mathrm{PI}*F*L_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}}]*N)}^2]}$

(3)

其中

N＝并联Pin二极管的数量；

R_{PIN_Diode}＝当按期望的DC电流正向偏置时的PIN二极管电阻(欧姆)；

L_{PIN_Diode}＝当按期望的DC电流正向偏置时的PIN二极管电感(亨)；

F＝期望的调谐频率(赫兹)。

将PIN二极管1110a和1110b并联将使该电阻降低，因此，可以增加隔离性能。但是，还可以将R_bias和C_comp设计为提供最低的可能的并联电阻。等式(4)显示补偿电容的计算：

$C_{\mathrm{Comp}}=\frac{1}{2*\mathrm{PI}*1865E6*\mathrm{IM}\left(Z{\left[N\right]}_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}\right)}---\left(4\right)$

等式(5)给出偏置电阻的计算：

$R_{\mathrm{Bias}}=\frac{{\left|\mathrm{IM}\left(Z{\left[N\right]}_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}\right)\right|}^2}{0.20*\mathrm{Re}\left(Z{\left[N\right]}_{\mathrm{PIN}\_\mathrm{Diode}}\right)}---\left(5\right)$

可以利用C_comp值来设置共振频率，以及可以利用R_bias值来设置最终并联电阻，以便限制最大DC偏置电流。成本效率高的35dB隔离设计可以通过实施图11定义的拓扑和利用等式2-5来实现。还应理解，还可以利用图11的实施例来实现不同于四频带天线接口模块的切换核心的应用中RF输入与RF输出之间的切换开关。最后，应理解上述任何一个本发明实施例可以与多个无线终端组件组合来提供无线终端。

通过附图和本说明书公开了本发明的一些实施例；虽然采用了特定的术语，但这些术语在一般意义上使用，而不是为了限制，本发明范围由所附权利要求书阐明。

Claims (29)

1.四频带天线接口模块，包括：

配置成与天线端口连接的同向双工器；

连接到所述同向双工器的切换核心；

多个滤波器，其连接到所述切换核心且配置为提供四频带的发送和接收端口；以及

至少一个匹配网络端口，其连接于所述切换核心与至少所述多个滤波器之一之间且配置成与外部匹配网络连接，

其中，所述多个滤波器包括三个滤波器单元；以及所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，其中的各匹配网络端口连接于所述切换核心与所述三个滤波器单元中相应的一个滤波器单元之间且配置成与匹配网络连接。

2.四频带天线接口模块，包括：

配置成与天线端口连接的同向双工器；

连接到所述同向双工器的切换核心；

多个滤波器，其连接到所述切换核心且配置为提供四频带的发送和接收端口；以及

至少一个匹配网络端口，其连接于所述切换核心与至少所述多个滤波器之一之间且配置成与外部匹配网络连接，

其中，所述多个滤波器包括多个发送滤波器和三个接收滤波器单元；以及所述至少一个匹配端口连接于所述切换核心与所述三个接收滤波器单元中相应的一个接收滤波器单元之间。

3.四频带天线接口模块，包括：

配置成与天线端口连接的同向双工器；

连接到所述同向双工器的切换核心；

多个滤波器，其连接到所述切换核心且配置为提供四频带的发送和接收端口；以及

至少一个匹配网络端口，其连接于所述切换核心与至少所述多个滤波器之一之间且配置成与外部匹配网络连接，

其中，所述多个滤波器包括多个发送滤波器和多个接收滤波器；以及所述至少一个匹配端口不连接于所述切换核心与所述多个发送滤波器之间而连接在所述切换核心与所述多个接收滤波器之间。

4.四频带天线接口模块，包括：

配置成与天线端口连接的同向双工器；

连接到所述同向双工器的切换核心；

多个滤波器，其连接到所述切换核心且配置为提供四频带的发送和接收端口；以及

至少一个匹配网络端口，其连接于所述切换核心与至少所述多个滤波器之一之间且配置成与外部匹配网络连接，

其中，所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，所述三个匹配网络端口各包括一个匹配网络或与其并联。

5.如权利要求2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：所述多个滤波器包括三个滤波器单元；以及所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，其中的各匹配网络端口连接于所述切换核心与所述三个滤波器单元中相应的一个滤波器单元之间且配置成与匹配网络连接。

6.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：所述多个滤波器包括多个发送滤波器和多个接收滤波器；以及所述至少一个匹配端口连接于所述切换核心与至少所述多个接收滤波器之一之间。

7.如权利要求1、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：所述多个滤波器包括多个发送滤波器和三个接收滤波器单元；以及所述至少一个匹配端口连接于所述切换核心与所述三个接收滤波器单元中相应的一个接收滤波器单元之间。

8.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述四频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带；所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器和用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器；

所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关和连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关；

所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关；以及

其中所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第二发送/接收开关与所述第一接收滤波器之间的匹配网络端口。

9.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述四频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带，所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器和用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器；

所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关和连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关；

所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关；以及

其中所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第二发送/接收开关与所述第二接收滤波器之间的匹配网络端口。

10.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述四频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带，所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器和用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器；

所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关和连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关；

所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关；以及

所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第三和第四接收滤波器之间的匹配网络端口。

11.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述四频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带，所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器和用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器；

所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关和连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关；

所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关；以及

所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第三接收滤波器之间的匹配网络端口。

12.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述四频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带，所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述同向双工器包括用于所述第三和第四频带的第一同向双工器滤波器和用于所述第一和第二频带的第二同向双工器滤波器；

所述切换核心包括连接到所述第一同向双工器滤波器的第一发送/接收开关和连接到所述第二同向双工器滤波器的第二发送/接收开关；

所述多个滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器，所述第一和第二接收滤波器连接到所述第二发送/接收开关以及所述第三和第四接收滤波器连接到所述第一发送/接收开关；以及

所述至少一个匹配网络端口包括连接于所述第一发送/接收开关与所述第四接收滤波器之间的匹配网络端口。

13.如权利要求10所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述匹配网络端口包括第一匹配网络端口，所述四频带天线接口模块还包括：

第二匹配网络端口，其连接于所述第二发送/接收开关与所述第一接收滤波器之间；以及

第三匹配网络端口，其连接于所述第二发送/接收开关与所述第二接收滤波器之间。

14.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于还包括：

至少一个匹配网络，其中相应的一个匹配网络连接到所述至少一个匹配网络端口中相应的一个匹配网络端口。

15.如权利要求10所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述第一频带是GSM850频带，所述第二频带是EGSM900频带，所述第三频带是DCS 1800频带，以及所述第四频带是PCS 1900频带。

16.如权利要求1、2或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述多个滤波器包括多个发送滤波器和多个接收滤波器；以及所述至少一个匹配端口不连接于所述切换核心与所述多个发送滤波器之间而连接在所述切换核心与所述多个接收滤波器之间。

17.如权利要求1所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述三个匹配网络端口各包括一个匹配网络或与其并联。

18.如权利要求2或3所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

其中，所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，所述三个匹配网络端口各包括一个匹配网络或与其并联。

19.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于还包括：

连接到所述天线端口的PI匹配网络，所述PI匹配网络包括第二和第三阻抗元件以及它们之间的第一阻抗元件；以及

旁路切换网络，其配置成在匹配模式下将所述第二和第三阻抗元件耦合到固定电位，以及在旁路模式下旁路所述第一阻抗元件并且将所述第二和第三支路阻抗元件与所述固定电位解耦。

20.如权利要求19所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述旁路切换网络包括连接于所述第二阻抗元件与所述固定电位之间的第二开关、连接于所述第三阻抗元件与所述固定电位之间的第三开关以及连接于所述第一阻抗元件两端的第一开关。

21.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述切换核心包括多个二极管开关，至少所述二极管开关之一包括：

与信号路径并联的一对二极管；以及

连接于所述二极管对与固定电位之间的补偿电容器。

22.如权利要求21所述的四频带天线接口模块，其特征在于还包括：

连接于所述补偿电容器两端的偏置电阻器。

23.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：

所述同向双工器、所述切换核心和所述多个滤波器位于单个衬底上；以及所述天线端口、用于四个频带的所述发送和接收端口以及所述至少一个匹配网络端口配置成提供至所述衬底的外部输入/输出连接。

24.如权利要求1、2、3或4所述的四频带天线接口模块，其特征在于：其结合多个四频带无线终端组件来提供四频带无线终端。

25.一种天线接口模块，包括：

发送/接收切换核心，其连接到天线端口以提供分开的发送路径和接收路径；

至少一个接收滤波器，其连接到所述切换核心的所述接收路径且配置成提供用于至少一个频带的至少一个接收端口；

至少一个匹配网络端口，其连接到所述切换核心的所述接收路径且配置成与匹配网络连接；以及

至少一个发送滤波器，其连接到所述切换核心的所述发送路径且配置成提供用于所述至少一个频带的至少一个发送端口，所述发送路径不含匹配网络端口，

其中，所述至少一个接收滤波器包括三个接收滤波器单元；以及所述至少一个匹配网络端口包括三个匹配网络端口，其中的各匹配网络端口连接于所述切换核心与所述三个接收滤波器单元中相应的一个接收滤波器单元之间且配置成与匹配网络连接。

26.如权利要求25所述的天线接口模块，其特征在于：

所述至少一个频带包括第一频带、与所述第一频带部分重叠的第二频带、第三频带以及与所述第三频带部分重叠的第四频带，所述第一和第二频带不与所述第三和第四频带重叠；

所述至少一个接收滤波器包括分别用于所述第一至第四频带的第一至第四接收滤波器；

所述至少一个匹配网络端口包括连接到所述第三和第四接收滤波器的匹配网络端口。

27.如权利要求26所述的天线接口模块，其特征在于：

所述匹配网络端口包括第一匹配网络端口，所述四频带天线接口模块还包括：

第二匹配网络端口，其连接于所述第二发送/接收开关与所述第一接收滤波器之间；以及

第三匹配网络端口，其连接于所述第二发送/接收开关与所述第二接收滤波器之间。

28.如权利要求25所述的天线接口模块，其特征在于：

所述发送/接收切换核心、所述至少一个接收滤波器和所述至少一个发送滤波器位于单个衬底上；所述天线端口、所述至少一个发送端口、所述至少一个接收端口以及所述至少一个匹配网络端口配置成提供至所述衬底的外部输入/输出连接。

29.如权利要求25-28中任何一项所述的天线接口模块，其特征在于：其结合多个无线终端组件来提供无线终端。

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