CN1832249A - 双工器中使用传输线的阻抗变换 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有滤波器和传输线(24)的双工器，所述传输线(24)将滤波器的阻抗变换到天线(16)的阻抗。

Description

双工器中使用传输线的阻抗变换
技术领域
本发明涉及双工器中使用传输线的阻抗变换。
背景技术
双工器是一种能够经由天线来同时发射和接收信号的设备。双工器包括发射滤波器和接收滤波器。发射滤波器将发射频带内的能量从发射机传递到天线，并阻断发射频带外的能量。接收滤波器将接收频带内的能量从天线传递到接收机，并阻断接收频带外的能量。双工器可以包括四分之一波长传输线，该传输线提供90度的相移，该相移可防止接收滤波器使发射滤波器过载。
双工器通常被实现为使其阻抗与连接到该双工器的天线的阻抗相匹配。例如，连接到双工器的天线通常具有50欧姆的阻抗。因此，双工器中的发射和接收滤波器通常被实现为具有50欧姆的阻抗。另外，双工器中的四分之一波长传输线通常被实现为具有50欧姆的阻抗。
具有相对较低阻抗(例如50欧姆)的接收滤波器的双工器可能具有多种缺点。例如，连接到双工器的接收滤波器的接收机可能具有相对较高的输入阻抗。这样一来，在接收机和双工器的接收滤波器之间可能需要匹配网络。不幸的是，匹配网络会增大接收机的成本，并且会导致接收机的信号丢失。另外，双工器中的低阻抗接收滤波器会对接收滤波器的整体大小施加下限，从而会进一步增大成本。
发明内容
所公开的双工器具有滤波器和传输线，该传输线将滤波器的阻抗变换到天线的阻抗。由传输线提供的阻抗变换使滤波器能够被实现为具有比天线高得多的阻抗，从而避免了匹配网络的使用，并且有助于采用了根据本教导的双工器的***的小型化。
本发明的其他特征和优点将从以下详细描述中显现出来。
附图说明
本发明是根据其特定示例性实施例来描述的，并且据此参考附图，在附图中：
图1示出了根据本技术的双工器。
具体实施方式
图1示出了根据本技术的双工器10。双工器10使发射机30和接收机32能够经由天线16来发射和接收信号。双工器10包括发射滤波器20、接收滤波器22和传输线24。
发射滤波器20将发射频带内的能量从发射机30传递到天线16，并阻断发射频带外的能量。接收滤波器22将接收频带内的能量从天线16传递到接收机32，并阻断接收频带外的能量。该双工器可以被包含在蜂窝通信台(例如便携式手机)中。在一个实施例中，根据蜂窝通信标准，发射频带是1850-1910MHz，而接收频带是1930-1990MHz。在另一实施例中，根据另一蜂窝通信标准，发射和接收频带都在800MHz区域中。
传输线24将接收滤波器22的阻抗(ZRx)变换成天线16的阻抗(ZA)。在一个实施例中，传输线24在发射滤波器20的频率上是四分之一波长传输线。
从接收滤波器22的阻抗ZRx到天线16的阻抗ZA的变换是通过根据以下等式将传输线24的阻抗(ZL)选择为ZRx和ZA的几何平均来实现的。
ZL＝sqrt(ZRx*ZA)
发射滤波器20的阻抗也与ZA相匹配。
在一个实施例中，接收滤波器22的阻抗ZRx是200欧姆，而天线16的阻抗ZA是50欧姆。这些值产生100欧姆的几何平均，用于传输线24的阻抗ZL，如下所述：
ZL＝sqrt(200*50)＝100
对于四分之一波长传输线24，在其分别连接到天线16和接收滤波器22的a端和b端处的阻抗如下：
ZLa＝ZL 2/ZRx＝100*100/200＝50欧姆
ZLb＝ZL 2/ZA＝100*100/50＝200欧姆
因此，在传输线24的a端处的阻抗与天线16的阻抗50欧姆相匹配，而在传输线24的b端处的阻抗与接收滤波器22的阻抗200欧姆相匹配。
由传输线24提供的阻抗变换使得在双工器10的接收端能够使用更高阻抗的结构。例如，在b端处的更高阻抗使得在接收机32中能够使用相对更高阻抗且较低噪声的输入放大器。另外，由传输线24提供的阻抗变换使得在双工器10的接收端能够实现小结构，例如更小的裸芯(die)。
传输线24的所需阻抗可以通过使用已知技术在支撑双工器10的基板上形成适当几何形状的传输线结构来实现。例如，可以选择传输线24中导体结构的宽度以及距离地平面的高度来提供传输线24的所需阻抗。在一个实施例中，传输线24的长度可以被选择为在发射滤波器20的发射频带中提供90度相移以防止发射机30过载。
在一个实施例中，双工器10被形成为具有用于发射滤波器20和接收滤波器22的声学滤波器部分。
以上出于举例说明的目的而详细描述了本发明，但是不希望该描述是穷尽性的或将本发明限制于所公开的确定实施例。因此，本发明的范围由所附权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种双工器，包括滤波器和传输线(24)，该传输线将所述滤波器的阻抗变换到天线(16)的阻抗。
2.如权利要求1所述的双工器，其中所述传输线(24)具有响应于所述阻抗的几何平均而被选中的阻抗。
3.如权利要求1所述的双工器，其中所述传输线(24)在所述双工器的发射滤波器(20)的频率上是四分之一波长传输线。
4.如权利要求1所述的双工器，其中所述滤波器是接收滤波器(22)。
5.如权利要求1所述的双工器，其中所述传输线(24)的长度被选择为在所述双工器的发射滤波器(20)的发射频带中提供90度相移。
6.一种蜂窝通信台，包括：
天线(16)；
滤波器；
具有传输线(24)的双工器，所述传输线将所述滤波器的阻抗变换到所述天线(16)的阻抗。
7.如权利要求6所述的蜂窝通信台，其中所述传输线(24)具有响应于所述阻抗的几何平均而被选中的阻抗。
8.如权利要求6所述的蜂窝通信台，其中所述传输线(24)在所述双工器的发射滤波器(20)的频率上是四分之一波长传输线。
9.如权利要求6所述的蜂窝通信台，其中所述滤波器是接收滤波器(22)。
10.如权利要求6所述的蜂窝通信台，其中所述传输线(24)的长度被选择为在所述双工器的发射滤波器(20)的发射频带中提供90度相移。
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