CN206657863U - 具有低噪声放大器模块的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种具有低噪声放大器模块的电子设备。电子设备可包括天线、收发器电路、和耦接在收发器电路和天线之间的低噪声放大器模块，该低噪声放大器模块在第一配置中将接收信号从天线放大到收发器电路，并且在第二配置中将发射信号从收发器传递到天线。低噪声放大器模块可包括耦接到天线的第一切换电路、耦接到收发器的第二切换电路、耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的至少一个低噪声放大器、和耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的发射旁路路径。收发器可位于第一电子设备区域中，而低噪声放大器模块和天线可位于第二区域中。低噪声放大器模块可帮助补偿第一区域和第二区域之间的信号损失，并允许发射信号传递到天线。

Description

具有低噪声放大器模块的电子设备
技术领域
本文整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有天线的电子设备。
背景技术
电子设备常常包括天线。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备常常包含天线以用于支持无线通信。
常常要求电子设备支持在多个频带中的无线通信。对于紧凑的电子设备诸如移动电子设备，天线结构要在受限于设备面积或体积约束的同时支持多个频带可能是有挑战性的。常常要求一个天线处理多个频带中的通信。
前端电路诸如滤波器和开关用于分开在特定天线处所接收的不同频带的射频信号。前端电路在射频收发器电路和一个或多个天线之间传送接收信号和发射信号。然而，要确保足够的无线性能可能是有挑战性的。例如，天线可位于在与收发器电路相距不同距离处。位于与收发器电路相距一定距离处的天线可能需要经由射频传输线诸如同轴电缆的连接。位于不同距离处的天线可能遭受不同量的信号损失，这对无线性能有不利影响。滤波器和开关在传送不同频带的射频信号时也可能产生不同量的损失。此外，不同频带的信号可能潜在地由于非线性电路操作而导致干扰。
因此，希望能够为无线电子设备提供改善的射频前端电路。
发明内容
一种电子设备可包括天线、收发器电路、和低噪声放大器模块，低噪声放大器模块在第一配置中将接收信号从天线放大到收发器电路，并且在第二配置中将发射信号从收发器电路传递到天线。低噪声放大器模块可包括耦接到天线的第一切换电路、耦接到收发器电路的第二切换电路、耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的至少一个低噪声放大器、和耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的发射旁路路径。滤波电路可插置在第一切换电路和低噪声放大器之间，以帮助阻止发射信号泄露到达低噪声放大器。
收发器电路可位于电子设备的第一区域中，而低噪声放大器模块和天线可位于电子设备的第二区域中。第一区域和第二区域可位于电子设备的相对端部处。传输线可连接电子设备的第一区域和第二区域。传输线可将发射信号从收发器电路传送到低噪声放大器模块，并且可将经放大的接收信号从低噪声放大器模块传送到收发器电路。
除了位于电子设备的第二区域中的第一天线之外，电子设备还可包括在电子设备的第一区域中的第二天线。位于电子设备的第一区域中的切换电路可选择性地将收发器电路中的发射器电路耦接到第一天线和第二天线，以提供天线发射分集。低噪声放大器模块可帮助补偿传输线上的信号损失，同时还通过将发射信号向第一天线传递来容许天线发射分集操作。
低噪声放大器模块可包括多个低噪声放大器，其中每个低噪声放大器处理不同频带中接收信号的放大。可提供滤波电路以将接收信号滤波到所述频带中以由低噪声放大器放大。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括天线、收发器电路、和耦接在收发器电路和天线之间的低噪声放大器模块，低噪声放大器模块在第一配置中将从所述天线到所述收发器电路的接收信号放大，并且在第二配置中将发射信号从收发器电路传递到天线。
根据另一实施方案，该电子设备具有第一区域和第二区域，收发器电路位于电子设备的第一区域中，低噪声放大器模块和天线位于电子设备的第二区域中，电子设备包括将电子设备的第一区域和第二区域连接的传输线，传输线将发射信号从收发器电路传送到低噪声放大器模块，并且将经放大的接收信号从低噪声放大器模块传送到收发器电路。
根据另一实施方案，第一区域和第二区域位于电子设备的相对端部处。
根据另一实施方案，天线包括第一天线，电子设备包括在电子设备的第一区域中的第二天线，其中第一天线位于与收发器相距第一距离处，第二天线位于与收发器相距第二距离处，其中第一距离大于第二距离，并且低噪声放大器模块补偿与第一距离相关联的增大的信号损失。
根据另一实施方案，电子设备包括位于电子设备的第一区域中的切换电路，该切换电路将收发器电路中的发射器电路选择性地耦接到第一天线和第二天线，以提供天线发射分集。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括耦接到天线的第一切换电路、耦接到收发器电路的第二切换电路、耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的至少一个低噪声放大器、和耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的发射旁路路径。
根据另一实施方案，至少一个低噪声放大器包括用于不同频带的多个低噪声放大器。
根据另一实施方案，所述多个低噪声放大器包括第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述低噪声放大器模块包括耦接在第一低噪声放大器和第一切换电路之间的滤波电路、以及耦接在第一低噪声放大器和滤波电路之间的第三切换电路。
根据另一实施方案，滤波电路包括用于第一频带的第一滤波器和用于第二频带的第二滤波器，并且第三切换电路将第一滤波器和第二滤波器中的选择的一个滤波器电耦接到第一低噪声放大器。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括具有耦接在第二切换电路和第一低噪声放大器之间的第一滤波器和耦接在第二切换电路和第二低噪声放大器之间的第二滤波器的双工器。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括耦接在低噪声放大器和第一切换电路之间的第一可调滤波器和耦接在第二切换电路和低噪声放大器之间的第二可调滤波器。
根据另一个实施方案，电子设备还包括切换电路，其中低噪声放大器模块包括耦接到切换电路的低噪声放大器和发射旁路路径，切换电路在第一配置中将天线通过低噪声放大器模块电耦接到收发器电路，并且在第二配置中将收发器电路通过旁路路径电耦接到天线。
根据另一个实施方案，切换电路在第二配置中将低噪声放大器模块从天线和收发器电路电断开连接。
根据另一个实施方案，天线包括第一天线，其中电子设备还包括第二天线，电子设备还包括附加切换电路，用于通过将射频发射信号从收发器电路传送到第一天线和第二天线中的选择的一个天线来执行天线发射分集操作。
根据另一个实施方案，与射频发射信号相关联的发射信号泄露从所述附加切换电路传递到低噪声放大器模块，其中低噪声放大器模块包括低噪声放大器和插置在低噪声放大器和收发器电路之间的滤波电路，并且滤波电路阻止发射信号泄露到达低噪声放大器。
根据另一个实施方案，电子设备还包括控制电路，其中控制电路确定无线通信在不同频带之间在低噪声放大器模块处是否具有冲突，并且响应于确定无线通信在不同频带之间在低噪声放大器模块处具有冲突，调节低噪声放大器模块以提供增大的线性。
根据一实施方案，提供了一种低噪声放大器模块，该低噪声放大器模块包括第一端口和第二端口、耦接在第一端口和第二端口之间的低噪声放大器、以及用于将发射信号从第一端口传递到第二端口的发射旁路路径，低噪声放大器被配置为放大第二端口处的接收信号。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括将第一端口选择性地耦接到低噪声放大器和发射旁路路径的第一切换电路和将低噪声放大器和发射旁路路径选择性地耦接到第二端口的第二切换电路。
根据另一实施方案，低噪声放大器包括耦接在第一端口和第二端口之间的多个低噪声放大器中的一个低噪声放大器，所述多个低噪声放大器中的每个低噪声放大器处理相应频带，低噪声放大器包括插置在所述多个低噪声放大器和第二端口之间的切换和滤波电路，切换和滤波电路将接收信号滤波到所述频带中以供所述多个低噪声放大器放大。
附图说明
图1为根据一个实施方案的具有无线电路的示例性电子设备的框图。
图2为根据一个实施方案的具有传递发射信号的低噪声放大器电路的示例性电子设备的示意图。
图3为根据一个实施方案的包括低噪声放大器电路的示例性电子设备的图示，该低噪声放大器电路可补偿将电子设备的第一区域和第二区域连接的传输线中的信号损失。
图4为根据一个实施方案的经由发射旁路路径传递发射信号的示例性低噪声放大器电路的图示。
图5为根据一个实施方案的经由发射旁路路径传递发射信号并且包括滤波和切换电路的示例性低噪声放大器电路的图示，该滤波和切换电路将用于低噪声放大器的射频频带分开。
图6为根据一个实施方案的经由发射旁路路径传递发射信号并且包括用于处理多个频带的可调滤波器的示例性低噪声放大器电路的图示。
图7为根据一个实施方案的经由发射旁路路径传递发射信号并且包括载波聚合旁路开关的示例性低噪声放大器电路的图示。
图8为根据一个实施方案可在配置和使用具有发射旁路能力的低噪声放大器模块中执行的示例性步骤的流程图。
图9是示出频率多路复用电路可如何被实施为三工器的示例性图示。
图10是示出频率多路复用电路可如何被实施为四工器的示例性图示。
具体实施方式
本专利申请要求2014年7月17日提交的美国专利申请14/333,912的优先权，该美国专利申请据此全文以引用方式并入本文。
电子设备诸如图1的电子设备10可具有无线通信电路。无线通信电路可用于支持远程无线通信，诸如蜂窝电话频带中的通信。可由设备10处理的远程(蜂窝电话)频带的示例包括：800MHz频带、850MHz频带、900MHz 频带、1800MHz频带、1900MHz频带、2100MHz频带、700MHz频带和其他频带。设备10所使用的远程频带可包括所谓的LTE(长期演进)频带。 LTE频带被编号(例如，1、2、3等)，并且有时被称为E-UTRA操作频带。远程信号诸如与卫星导航频带相关联的信号可由设备10的无线通信电路接收。例如，设备10可使用无线电路来在与全球定位***(GPS)通信相关联的 1575MHz频带中接收信号。近程无线通信也可由设备10的无线电路支持。例如，设备10可包括用于处理局域网络链路诸如2.4GHz和5GHz下的链路、2.4GHz下的链路等的无线电路。
如图1所示，设备10可包括存储和处理电路28。存储和处理电路28 可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路28中的处理电路可被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。
存储和处理电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作***功能、与射频传输和接收操作期间通信频带选择相关的功能等。为了支持与外部装置的交互，存储和处理电路28可用于实现通信协议。可利用存储和处理电路28实施的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如IEEE 802.11协议--有时称为)、其他短程无线通信链路协议诸如协议、蜂窝电话协议、MIMO(多输入多输出)协议、天线分集协议等。无线通信操作诸如通信频带选择操作可利用存储并运行于设备10上(即存储并运行于存储和处理电路28和/或输入输出电路30上) 的软件来控制。
输入输出电路30可包括输入输出设备32。输入输出设备32可用于允许将数据供应到设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入输出部件。例如，输入输出设备可包括触摸屏、没有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、点击式转盘、滚轮、触控板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、运动传感器(加速计)、电容传感器、接近传感器等。
输入输出电路30可包括用于与外部设备进行无线通信的无线通信电路 34。无线通信电路***34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线、传输线和其他用于处理射频(RF)无线信号的电路形成的射频(RF)收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。
无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路 90。例如，电路34可包括收发器电路36,38和42。收发器电路36可针对(IEEE 802.11)通信处理2.4GHz和5GHz频带并且可处理2.4GHz 通信频带。电路34可使用蜂窝电话收发器电路38，用于在蜂窝电话频带中(诸如850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz和/或LTE频带和其他频带(举例来说)下)处理无线通信。电路38可处理语音数据和非语音数据。无线通信电路34可包括处理基带信号的基带电路，基带信号(例如在信号传输期间)被上变频到射频，或者(例如在信号接收期间)被下变频。
无线通信电路34可包括全球定位***(GPS)接收器装置，诸如GPS接收器电路42，用于接收1575MHz的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据。在和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内传送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。
无线通信电路34可包括一个或多个天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可以包括具有谐振元件的天线，由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、这些设计的混合等形成。可以针对不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。
可实现天线分集方案，其中多个冗余天线用于处理一个或多个特定频带的通信。在天线分集方案中，存储和处理电路28可基于信号强度测量或其他数据来选择将实时使用哪个天线。在多输入多输出(MIMO)方案中，多个天线可用于发射和接收多个数据流，由此增强数据吞吐量。
其中可在设备10中形成天线40的示例性位置如图2所示。如图2所示，电子设备10可具有外壳诸如外壳12。外壳12可包括塑料壁、金属外壳结构、由碳纤维材料或其他复合物、玻璃、陶瓷或其他适合材料形成的结构。外壳 12可使用单件材料(例如，使用整体构型)形成，或可由框架、外壳壁以及被装配形成完整外壳结构的其他单独零件形成。图1所示的设备10的部件可安装在外壳12内。天线结构40可安装在外壳12内，并且可根据需要利用外壳12的部件形成。例如，外壳12可包括金属外壳侧壁、***导电构件诸如带形构件(具有或不具有电介质间隙)、导电嵌框以及可用于形成天线结构40的其他导电结构。
如图2所示，天线结构40可通过路径诸如路径45耦接到收发器电路90。路径45可包括传输线结构诸如同轴电缆、微带传输线、带状线传输线等。路径45还可包括阻抗匹配电路、滤波器电路和切换电路。阻抗匹配电路可用于确保天线40在感兴趣的通信频带中有效地耦接到收发器电路90。滤波器电路可用于实现基于频率的多路复用电路，诸如双信器、双工器或其他多路复用电路。切换电路可用于将天线40选择性地耦接到收发器电路90的所需端口。例如，在一种操作模式中，开关可被配置为将一个路径45路由到给定天线，并且在另一种操作模式中，开关可被配置为将另一个不同的路径 45路由到给定天线。在收发器电路90与天线40之间使用切换和滤波电路允许设备10利用有限数量的天线来支持感兴趣的多个通信频带。
在设备(诸如具有细长矩形轮廓的蜂窝电话)中，可能期望将天线40 放置在设备的一个或两个端部处。如图2所示，例如，一些天线40可放置在外壳12的上端区域43中，并且一些天线40可放置在外壳12的下端区域 44中。设备10中的天线结构可包括区域43中的单个天线、区域44中的单个天线、区域43中的多个天线、区域44中的多个天线，或可包括位于外壳 12中别处的一个或多个天线。
可在一些或所有区域诸如区域43和区域44内形成天线结构40。例如，天线诸如天线40T-1可位于区域43-1内，或可形成填充一些或所有区域43-1 的天线诸如天线40T-2。天线诸如天线40B-1可填充一些或所有区域44-2，或天线诸如天线40B-2可在区域44-1中形成。这些类型的布置不一定是互相排斥的。例如，区域44可包含第一天线诸如天线40B-1和第二天线诸如天线40B-2。
收发器电路90可包含发射器诸如发射器48和接收器诸如接收器50。发射器48和接收器50可使用一个或多个集成电路(例如，蜂窝电话通信电路、无线局域网络通信电路、用于通信的电路、用于接收卫星导航***信号的电路、用于增加传输信号功率的功率放大器电路、用于增加接收信号中的信号功率的低噪声放大器、其他合适的无线通信电路以及这些电路的组合)来实现。
设备10可以是相对较大的设备(例如，外壳12的横向尺寸可为几十厘米或更大)，或可以是相对紧凑的设备，诸如沿外壳12的主轴的纵向尺寸为15cm或更小、10cm或更小或者5cm或更小并且横向尺寸更小的手持设备。
在某些情况下，天线40可位于与收发器电路90相距不同距离处。在图 2所示的示例中，上部设备区域43可与收发器90的发射器48和接收器50 间隔开距离D1，而下部设备区域44可与收发器90间隔开距离D2。距离 D1可大于距离D2。例如，收发器电路90可安装在印刷电路板上邻近或相邻于下部区域44。在收发器电路90和上部区域43之间传递的发射信号和接收信号因此可比收发器90和下部区域44之间的信号穿过更长的路径45。
路径45可能导致跨这些路径传送的信号损失。损失量取决于路径的长度，使得越长的路径表现出越大的信号损失量，而越短的路径具有越少的信号损失。上部设备区域43与收发器电路90之间的路径45比下部设备区域 44与收发器电路90之间的路径45长，因此上部设备区域43中的天线的信号可经历更大量的信号损失。
低噪声放大器模块52可插置在区域43的天线(例如天线40T-1)与收发器电路90的发射器和接收器之间的路径45中。低噪声放大器模块52可通过放大所接收的天线信号来帮助补偿天线40T-1与接收器50之间的信号损失(例如由于传输路径45增大的长度而导致的信号损失)。例如，低噪声放大器模块52可为天线40T-1所接收的信号提供大约3dB的放大。
低噪声放大器模块52可连接到上部区域43中的一个或多个天线40。在一些情况下，可省略放大。例如，路径45可在没有低噪声放大器模块52放大的情况下为天线40T-2处的无线通信提供足够的无线性能。
在正常操作期间，一个或多个天线40可能经历性能劣化。例如，用户可能不小心阻挡下部区域44中的天线或上部区域43中的天线。为了帮助确保足够的无线性能，设备10的天线40可被配置为实施天线发射分集。特别地，路径45中的切换电路可被配置为更换用于发射射频信号的天线。响应于检测到设备10的第一区域(例如下部区域44)中的第一天线处的性能降低，设备10可配置切换电路以将发射信号路由到设备10的第二区域(例如位于设备10的相对端部处的上部区域44)中的相对的第二天线。
除了放大来自天线的接收信号之外，还可为低噪声放大器模块52提供将发射信号从发射器48传递到天线的能力。模块52因此在本文中有时可被称为双向模块，因为模块52在天线和发射器电路之间在两个方向上传递信号。模块52的双向能力除了补偿由于较长的信号路径长度导致的接收信号损失之外还可帮助容许发射分集(例如当发射信号被路由到天线40T-1时)。
每个天线可被配置为处理多个射频频带中的无线通信。图3是其中天线处理多个射频频带的示例性电子设备10的图示。
如图3所示，设备10可包括电子设备的区域102和104中的无线电路。例如，区域102可包括图2的上部设备区域43，而区域104可包括下部设备区域44。
设备10的区域102可包括天线40T-1和40T-2。天线40T-1和40T-2可处理不同通信频带中的无线通信。在图3所示的示例中，天线40T-1可处理 699MHz至2690MHz频率范围内的频带中的蜂窝信号、GPS信号和WiFi信号，而天线40T-2可处理5GHz WiFi频带中的WiFi信号。
与天线40T-1和40T-2相关联的WiFi发射和接收信号可由WiFi通信电路106处理。WiFi通信电路106可包括收发器电路，诸如图1的WiFi收发器电路36。在图3的示例中，WiFi通信电路位于区域102中。如果需要， WiFi通信电路(例如包括收发器和/或基带电路)可位于设备10内的任何期望位置处。
区域102可包括帮助分开不同频带中的无线信号的基于频率的多路复用电路108。多路复用电路108可包括隔离不同频率范围中的无线信号的滤波器。在图3所示的示例中，多路复用电路108可隔离低频带(LB)信号、组合的中频带(MB)和高频带(HB)信号、GPS信号、和WiFi信号(例如用于2.4GHz WiFi)。例如，多路复用电路108可包括覆盖多个低频带诸如蜂窝LTE频带12、13、17、28、29、20、27、26、8等的滤波器。又如，多路复用电路108可包括覆盖多个中频带和高频带诸如蜂窝LTE频带25、1、 3、4、7、30等的滤波器。
区域102可相对远离包括收发器电路90的区域104。例如，区域102 可以是位于设备10的第一端部处的上部设备区域，而区域104可以是位于设备10的相对的第二端部处的下部设备区域。区域102可经由传输线110 诸如同轴传输线(例如110-1、110-2和110-3)连接到区域104。由于传输线110的长度，区域102中的天线40T-1的信号可能经历比区域104中的天线40B-1的信号更大的信号损失(例如因为天线40T-1比天线40B-1距离收发器90更远)。
可在区域102中提供放大器电路，以帮助补偿与天线40T-1相关联的增加的信号损失。可为仅接收的无线通信诸如GPS提供低噪声放大器(LNA)，诸如LNA 112。可为可能需要双向通信的无线通信诸如蜂窝通信提供除了传递发射信号之外还提供对接收信号的低噪声放大的双向放大器模块52。如图 3所示，放大器模块52可连接到并处理中频带和高频带频率中的射频信号。如果需要，放大器模块52可经由可选路径118连接到低频带滤波器，并处理低频带中的射频信号。
低噪声放大器模块52可从电源电路114接收偏置电压VBIAS。偏置电压VBIAS可偏置模块52中的晶体管以在节省电力的同时提供所期望的线性量。例如，偏置电压VBIAS可以是提供给晶体管栅极的偏置电压，或者可以是为晶体管供应电力的电源电压(例如VDD)。如果需要，电源电路114 可以是可调节的，并且提供基于所期望的放大器性能而实时调节的可调节偏置电压。
设备10的区域104可包括收发器电路90、基带电路116、和前端电路诸如开关和滤波器。收发器电路90处理发射射频信号和接收射频信号。收发器电路90可从基带电路10接收基带发射信号，并将基带发射信号上变频成适当频带中的射频信号。收发器电路90可从天线40接收射频信号，并将射频接收信号下变频成基带接收信号以供基带电路116处理。
设备10的区域104中的前端电路可包括切换电路122和124以及双信器120。双信器120可用于隔离和分开天线40B-1的不同频率范围的信号。可将低频带信号与中频带和高频带信号隔离。与天线40B-1和40T-1相关联的低频带信号可被路由到低频带切换电路124的相应端口。低频带切换电路可经由各自处理低频带相应部分中的无线通信的多个路径而耦接到收发器电路90。例如，低频带可包括各自与收发器电路90和低频带切换电路124 之间的相应路径相关联的多个蜂窝频带。低频带切换电路124可被配置为选择用于发射和/或接收信号的天线。例如，通过选择在低频带频率范围中的发射操作期间连接到收发器电路90的天线，低频带切换电路124可被配置用于天线发射分集。
中频带和高频带(MB/HB)切换电路122可类似地连接到天线40B-1 和40T-1，以提供发射分集能力。双工器诸如双工器126可用于提供载波聚合能力。双工器126包括隔离不同频带中的射频信号的两个滤波器。双工器 126包括经由路径130耦接到MB/HB切换电路122的第一端口。双工器126 包括经由开关134分别耦接到路径128和130的第二端口和第三端口。双工器126允许组合不同频带中的发射信号以及分开接收信号以进行处理。
例如，路径128可向以及从收发器电路90传送LTE频带1，而路径132 处理LTE频带7信号。在载波聚合操作期间，开关134可闭合(启用)以将 LTE频带1和频带7信号传递到双工器126。双工器126经由路径130将组合的LTE频带1和频带7信号提供给切换电路122。类似地，来自天线的接收信号可被双工器126在频带中分开，并通过适当的路径128和132传送给收发器电路90。
开关134和路径128和132可在诸如当设备10能够工作于载波聚合和非载波聚合模式中时的情景中提供改善的性能。考虑LTE通信有时需要第一和第二LTE频带之间的载波聚合，而在其他时候需要第一和第二LTE频带中的独立通信的情景。在该情景中，开关134可被闭合以启用路径128和132 的频带之间的载波聚合，并且被断开以禁用路径128和132的频带之间的载波聚合。当开关134断开时，路径128和132上的通信可独立执行，而没有来自双工器126的任何损失(例如因为双工器126从路径128和132断开连接)。
前端电路诸如切换电路122,124和134可由基带电路116经由将基带电路116耦接到每个电路的相应控制信号路径(未示出)来控制。类似地，基带电路116可提供控制电源电路114向放大器模块52提供所需VBIAS的控制信号。
图4为除了提供接收信号的低噪声放大之外还传递发射信号的一种低噪声放大器模块52的示例性图示。如图4所示，放大器模块52可包括并行地耦接在切换电路156和158之间的低噪声放大器152和发射(TX)旁路路径160。每个低噪声放大器152可放大相应一组一个或多个频带(例如LTE 频带)中的信号。切换电路156和158可被(例如基带电路)配置为经由端口162将低噪声放大器152(例如在第一开关配置中)或发射旁路路径160 (例如在第二开关配置中)之一选择性地耦接到天线。类似地，切换电路156 和158可被配置为经由端口164将低噪声放大器152或发射旁路路径160之一选择性地耦接到收发器电路。如果需要，切换电路156和158可被配置为在端口162和164之间同时连接发射旁路路径160和低噪声放大器152。
切换和/或滤波器电路154可用于分开和隔离低噪声放大器152的信号 (例如每个相应低噪声放大器的不同LTE频带中的信号)。
发射旁路路径160提供除了低噪声放大器152提供的低噪声放大能力之外还具有将发射信号从端口164传递到端口162的能力的放大器模块52。切换电路156和158可在天线分集模式期间将LNA放大器152电断开连接，在天线分集模式中，发射旁路路径160电连接在端口164和162之间。如果需要，切换电路156和158可在连接LNA放大器152和TX旁路路径之间来回切换(例如在时间共享布置中)，可以同时连接发射旁路路径160和低噪声放大器152。
切换和滤波器电路154可包括用于分开和隔离信号以供低噪声放大器 152放大的切换和滤波电路的任何期望的组合。图5为具有示例性切换和滤波器电路154的放大器模块52的图示。如图5所示，电路154可包括切换电路162,164和166以及滤波电路诸如双工器168,172和174和三工器170。双工器168,172和174和三工器170分开不同频带(例如LTE频带)中的信号，同时帮助减少切换电路156上所需开关端口的数量(例如通过组合多个频带的信号)。
开关162,164和166可在与不同频带相关联的路径之间进行选择，并且还帮助确保频带之间的隔离。如图5所示，电路154的每个开关可具有选择性地耦接到低噪声放大器152以用于放大的任何所期望数量(例如两个、三个、四个或更多个)的开关端口。
如果需要，多个LNA路径(即开关156和158之间包括LNA 152的路径)可在通过滤波器诸如双工器176耦接到开关158时组合。双工器176可帮助确保与LNA路径178和180相关联的信号隔离。换句话讲，双工器176 可帮助防止路径178和180之间的干扰。
在某些情况下，两个不同频率处的通信能够导致第三频率处的干扰。考虑以下情景：路径180处理介于2620MHz至2690MHz之间的LTE频带7 接收信号，而收发器电路同时从图3的天线40B-1发射LTE频带7中的射频信号并且处理与40T-1的WiFi通信。2.4GHz的WiFi信号可能泄露到LNA 放大器152的输入端(例如由于图3的多路复用电路108处不完全的滤波)，而LTE频带7发射信号可能泄露到LNA放大器152的输出端(例如由于 MB/HB切换电路122处不完全的隔离)。在该情景中，LNA 152的输出端处的互调(有时被称为反向互调)可能在LTE频带7接收范围(即2620MHz 至2690MHz)内的频率生成三阶非线性。双工器176可帮助防止这样的反向调制情景，因为双工器176帮助防止路径178和180上LNA放大器152的输出端处WiFi和LTE频带7发射信号的混合。如果需要，路径178和180 上的放大器152的线性可响应于可能发生反向互调的情景(例如当天线40T-1 正处理2.4GHz WiFi和LTE频带7接收，并且天线40B-1正处理LTE频带 7发射时)被调节。放大器152的线性可由基带电路经由指示可调节电源电路调节提供给放大器的偏置电压的控制信号来调节。
图5所示的示例仅仅是例示性的，其中切换和滤波器电路154用于为 LNA路径在频率中划分通信。如果需要，可以没有某些或全部LNA路径中的切换电路，使得每个LNA 152只处理一个通信频带中的射频信号。例如，可以省略切换电路162，并且低噪声放大器152可连接到双工器168的每个滤波器(即，低噪声放大器与接收频带的比率可为1:1)。省略切换电路就可帮助改善性能，而使用切换电路可帮助使低噪声放大器的数量最小化，从而潜在地降低成本。
图5所示的示例仅仅是例示性的，其中使用多个频率滤波器用于低噪声放大器152。如图6所示，可在分开地放大接收信号中使用可调滤波器电路。可调滤波器182可由基带电路通过控制路径提供的控制信号独立地或成组地调节。例如，可调滤波器182可被调节成只传递期望频带内的射频信号，而拒绝期望频带之外的信号。如果需要，双工器184和185可耦接到LNA 152，以提供载波聚合。双工器184可将接收信号分开以供LNA 152分别放大，而双工器185可组合经放大的信号以用于传送给收发器电路。
开关186和188可被配置成将收发器电路和天线之间的TX路径和RX 路径选择性地连接，这使放大器模块52除了经由旁路路径160传递发射信号之外还能够经由放大器152进行低噪声放大。
在图6所示的示例中，放大器模块52可包括处理低频带信号的端口194 和196(例如端口194可经由图3的路径118连接到多路复用电路108的用于低频带信号的端口)。放大器模块52可包括具有低频带发射旁路路径160 的低噪声放大器电路，类似于连接在端口162和164之间的MB/HB放大器电路。低频带电路可只包括一个LNA路径(LNA 152和可调滤波器182)，如图6所示，或者可包括附加的LNA路径，并且如果需要可包括滤波器诸如双工器185，用于低频带频率范围内的LTE频带的载波聚合。
如图7所示，可为图6所示的模块52添加附加的切换电路，以在载波聚合被禁用或以其它方式使用时提供专用路径。附加的开关202可***置在 LNA 152和双工器184之间。开关202可被配置为在第一配置和第二配置之间切换，在第一配置中，利用双工器184执行载波聚合，在第二配置中，开关202将LNA 152连接到路径204和206(例如将双工器184旁路，这防止了与双工器184相关联的信号损失)。在第二配置中，路径204和206可独立地处理不同频带上的射频信号。
图8为可在配置具有发射旁路的低噪声放大器模块以及使用该低噪声放大器模块来在容许发射分集的同时放大接收信号中使用的示例性步骤的流程图210。流程图210的操作例如可通过利用电子设备中的基带电路或其他控制电路生成和提供控制信号来执行。电子设备可利用正常用于信号传输的主要天线以及可在主要天线性能不理想时用于信号传输的次要天线(分集天线)来实施天线发射分集。低噪声放大器模块可连接到次要天线(例如因为次要天线与主要天线相比通常距离收发器电路更远)。
在步骤212期间，控制电路可确定对于无线通信所期望的天线配置。所期望的配置可基于从基站接收的信息(例如用于载波聚合的指令)、基于检测到的天线性能(例如天线是否被阻挡或以其它方式执行不良)等来确定。响应于选择次要天线用于发射，可执行步骤216的操作。响应于选择主要天线用于发射，可执行步骤214的操作。
在步骤214期间，控制电路可将次要天线处的低噪声放大器模块配置为将次要天线通过低噪声放大器电耦接到收发器的第一配置。例如，图4所示的开关158,156和154可被配置为将端口164经由低噪声放大器152之一连接到端口162。
在步骤216期间，控制电路可将次要天线处的低噪声放大器模块配置为启用发射旁路路径的第二配置。例如，图4所示的开关156和158可被配置为将端口164经由发射旁路路径160连接到端口162。
在步骤218期间，控制电路可配置分集切换电路(例如开关122和/或 124)来实施所期望的天线配置(例如将天线连接到收发器电路90上的期望端口)。
在可选步骤220期间，控制电路可确定当前天线配置是否具有潜在的频带间冲突。例如，控制电路可确定低噪声放大器模块处的非线性诸如反向互调是否能够导致不同频带中的通信之间的干扰。响应于识别到冲突，控制电路可调节低噪声放大器模块中受影响的放大器的线性。例如，控制电路可为可调节电源电压电路提供控制信号来向受影响的放大器提供经调节的电源电压。
图9为示出频率多路复用电路(例如图3所示的电路108)可如何被实施为三工器108A的示例性图示。如图9所示，三工器108A包括连接到天线 40T-1的单馈点的三个滤波器232,234和236。三工器的每个滤波器可只传递预先确定的频率范围中的信号。滤波器232可处理WiFi信号(即传递WiFi 频带诸如2.4GHz频带中的WiFi信号)。滤波器234可处理蜂窝电话频带中的蜂窝频率(例如LTE频带，诸如介于699MHz至960MHz、2300MHz至 2400MHz和2496MHz至2690MHz之间的频率范围中的那些频带)。滤波器234例如可以是在其频率响应中具有陷波的陷波滤波器，其阻碍或以其它方式阻止WiFi和GPS信号在天线40T-1和蜂窝电路之间传递。滤波器236可通过将GPS频带中的射频信号从天线40T-1传递到LNA放大器112来处理 GPS信号。
图9所示的示例仅仅是例示性的，其中滤波器232和236为带通滤波器，并且滤波器234是陷波滤波器。一般来讲，三工器108A具有只传递相应射频频带中的信号的第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器。
如果需要，多路复用电路可被实施为图10所示的四工器。在图10所示的示例中，四工器108B具有将天线40T-1的单馈点耦接到收发器电路的四个滤波器FLB、FMB/HB、FGPS、和FWIFI。考虑四工器108B充当图3的多路复用电路108的情景。在该情景中，滤波器FLB可将蜂窝低频带信号从天线40T-1传递到低频带切换电路124，滤波器FMB/HB可将中频带和高频带信号传递到低噪声放大器模块52，滤波器FGPS可将GPS信号传递到低噪声放大器112，并且滤波器FWIFI可将WiFi信号传递到WiFi电路106。
图9和图10的示例仅仅是例示性的，其中三工器或四工器用于分开不同频带中的射频信号。如果需要，可将任意数量的滤波器合并在多路复用部件中，其可一般性地被称为N工器。使用N工器(例如三工器、四工器等) 允许单个天线容许任何所需数量的频带中的通信。N工器因此可帮助减少为了支持多个频带中的通信(例如蜂窝、WiFi、GPS等)而需要的天线数量。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括天线、收发器电路、和耦接在收发器电路和天线之间的低噪声放大器模块，低噪声放大器模块在第一配置中将接收信号从天线放大到收发器电路，并且在第二配置中将发射信号从收发器电路传递到天线。
根据另一实施方案，该电子设备具有第一区域和第二区域，收发器电路位于电子设备的第一区域中，低噪声放大器模块和天线位于电子设备的第二区域中，电子设备包括将电子设备的第一区域和第二区域连接的传输线，传输线将发射信号从收发器电路传送到低噪声放大器模块，并且将经放大的接收信号从低噪声放大器模块传送到收发器电路。
根据另一实施方案，第一区域和第二区域位于电子设备的相对端部处。
根据另一实施方案，天线包括第一天线，电子设备包括在电子设备的第一区域中的第二天线，其中第一天线位于与收发器相距第一距离处，第二天线位于与收发器相距第二距离处，其中第一距离大于第二距离，并且低噪声放大器模块补偿与第一距离相关联的增大的信号损失。
根据另一实施方案，电子设备包括位于电子设备的第一区域中的切换电路，该切换电路将收发器电路中的发射器电路选择性地耦接到第一天线和第二天线，以提供天线发射分集。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括耦接到天线的第一切换电路、耦接到收发器电路的第二切换电路、耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的至少一个低噪声放大器、和耦接在第一切换电路和第二切换电路之间的发射旁路路径。
根据另一实施方案，至少一个低噪声放大器包括用于不同频带的多个低噪声放大器。
根据另一实施方案，所述多个低噪声放大器包括第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述低噪声放大器模块包括耦接在第一低噪声放大器和第一切换电路之间的滤波电路、以及耦接在第一低噪声放大器和滤波电路之间的第三切换电路。
根据另一实施方案，滤波电路包括用于第一频带的第一滤波器和用于第二频带的第二滤波器，并且第三切换电路将第一滤波器和第二滤波器中的选择的一个滤波器电耦接到第一低噪声放大器。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括具有耦接在第二切换电路和第一低噪声放大器之间的第一滤波器和耦接在第二切换电路和第二低噪声放大器之间的第二滤波器的双工器。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括耦接在低噪声放大器和第一切换电路之间的第一可调滤波器和耦接在第二切换电路和低噪声放大器之间的第二可调滤波器。
根据一个实施方案，提供了一种操作具有用于无线通信的天线和收发器的电子设备的方法，该方法包括：利用低噪声放大器电路在第一配置中放大来自天线的射频接收信号，以及利用低噪声放大器电路在第二配置中将射频发射信号从收发器传递到天线。
根据另一实施方案，低噪声放大器电路包括耦接到切换电路的低噪声放大器和发射旁路路径，该方法包括：利用切换电路在第一配置中将天线通过低噪声放大器电路电耦接到收发器，以及利用切换电路在第二配置中将收发器通过旁路路径电耦接到天线。
根据另一实施方案，该方法包括：利用切换电路在第二配置中将低噪声放大器电路从天线和收发器电断开连接。
根据另一实施方案，天线包括第一天线，电子设备包括第二天线，该方法包括利用附加的切换电路通过将射频发射信号从收发器传送到第一天线和第二天线中的选择的一个天线来执行天线发射分集操作。
根据另一实施方案，与射频发射信号相关联的发射信号泄露从所述附加的切换电路传递到低噪声放大器电路，低噪声放大器电路包括低噪声放大器和插置在低噪声放大器和收发器电路之间的滤波电路，该方法包括：利用低噪声放大器电路中的滤波电路，阻止发射信号泄露到达低噪声放大器。
根据另一实施方案，该方法包括：利用控制电路确定无线通信在不同频带之间在低噪声放大器电路处是否具有冲突，并且响应于确定无线通信在不同频带之间在低噪声放大器电路处具有冲突而调节低噪声放大器电路来提供增大的线性。
根据一个实施方案，提供了一种低噪声放大器模块，该低噪声放大器模块包括第一端口和第二端口、耦接在第一端口和第二端口之间的低噪声放大器、以及用于将发射信号从第一端口传递到第二端口的发射旁路路径，低噪声放大器被配置为放大第二端口处的接收信号。
根据另一实施方案，低噪声放大器模块包括将第一端口选择性地耦接到低噪声放大器和发射旁路路径的第一切换电路和将低噪声放大器和发射旁路路径选择性地耦接到第二端口的第二切换电路。
根据另一实施方案，低噪声放大器包括耦接在第一端口和第二端口之间的多个低噪声放大器中的一个低噪声放大器，所述多个低噪声放大器中的每个低噪声放大器处理相应频带，低噪声放大器包括插置在所述多个低噪声放大器和第二端口之间的切换和滤波电路，切换和滤波电路将接收信号滤波到所述频带中以供所述多个低噪声放大器放大。
以上内容仅是示例性的，并且本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。上述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (19)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
天线；
收发器电路；和
低噪声放大器模块，所述低噪声放大器模块耦接在所述收发器电路和所述天线之间，其中所述低噪声放大器模块在第一配置中将从所述天线到所述收发器电路的接收信号放大，并且在第二配置中将发射信号从所述收发器电路传递到所述天线。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备具有第一区域和第二区域，其中所述收发器电路位于所述电子设备的所述第一区域中，其中所述低噪声放大器模块和所述天线位于所述电子设备的所述第二区域中，并且其中所述电子设备进一步包括：
传输线，所述传输线将所述电子设备的所述第一区域和所述第二区域连接，其中所述传输线将所述发射信号从所述收发器电路传送到所述低噪声放大器模块，并且将经放大的接收信号从所述低噪声放大器模块传送到所述收发器电路。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域位于所述电子设备的相对端部处。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述天线包括第一天线，其中所述电子设备进一步包括在所述电子设备的所述第一区域中的第二天线，其中所述第一天线位于与所述收发器电路相距第一距离处，其中所述第二天线位于与所述收发器电路相距第二距离处，其中所述第一距离大于所述第二距离，并且其中所述低噪声放大器模块补偿与所述第一距离相关联的增大的信号损失。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
位于所述电子设备的所述第一区域中的切换电路，其中所述切换电路将所述收发器电路中的发射器电路选择性地耦接到所述第一天线和所述第二天线，以提供天线发射分集。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述低噪声放大器模块包括：
耦接到所述天线的第一切换电路；
耦接到所述收发器电路的第二切换电路；
耦接在所述第一切换电路和所述第二切换电路之间的至少一个低噪声放大器；和
耦接在所述第一切换电路和所述第二切换电路之间的发射旁路路径。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个低噪声放大器包括用于不同频带的多个低噪声放大器。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述多个低噪声放大器包括第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，并且其中所述低噪声放大器模块进一步包括：
耦接在所述第一低噪声放大器和所述第一切换电路之间的滤波电路；和
耦接在所述第一低噪声放大器和所述滤波电路之间的第三切换电路。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述滤波电路包括用于第一频带的第一滤波器和用于第二频带的第二滤波器，并且其中所述第三切换电路将所述第一滤波器和所述第二滤波器中的选择的一个滤波器电耦接到所述第一低噪声放大器。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述低噪声放大器模块进一步包括：
具有耦接在所述第二切换电路和所述第一低噪声放大器之间的第一滤波器和耦接在所述第二切换电路和所述第二低噪声放大器之间的第二滤波器的双工器。
11.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述低噪声放大器模块进一步包括：
耦接在所述至少一个低噪声放大器和所述第一切换电路之间的第一可调滤波器；和
耦接在所述第二切换电路和所述至少一个低噪声放大器之间的第二可调滤波器。
12.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括切换电路，其中所述低噪声放大器模块包括耦接到所述切换电路的低噪声放大器和发射旁路路径，所述切换电路在所述第一配置中将所述天线通过所述低噪声放大器模块电耦接到所述收发器电路，并且在所述第二配置中将所述收发器电路通过旁路路径电耦接到所述天线。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述切换电路在所述第二配置中将所述低噪声放大器模块从所述天线和所述收发器电路电断开连接。
14.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述天线包括第一天线，其中所述电子设备进一步包括第二天线，所述电子设备进一步包括附加切换电路，以用于通过将射频发射信号从所述收发器电路传送到所述第一天线和所述第二天线中的选择的一个天线来执行天线发射分集操作。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，与所述射频发射信号相关联的发射信号泄露从所述附加切换电路传递到所述低噪声放大器模块，其中所述低噪声放大器模块包括低噪声放大器和插置在所述低噪声放大器和所述收发器电路之间的滤波电路，并且所述滤波电路阻止所述发射信号泄露到达所述低噪声放大器。
16.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括控制电路，其中所述控制电路确定无线通信在不同频带之间在所述低噪声放大器模块处是否具有冲突，并且响应于确定无线通信在不同频带之间在所述低噪声放大器模块处具有冲突，调节所述低噪声放大器模块以提供增大的线性。
17.一种低噪声放大器模块，其特征在于，所述低噪声放大器模块包括：
第一端口和第二端口；
低噪声放大器，所述低噪声放大器耦接在所述第一端口和所述第二端口之间，其中所述低噪声放大器被配置为放大所述第二端口处的接收信号；和
发射旁路路径，所述发射旁路路径用于将发射信号从所述第一端口传递到所述第二端口。
18.根据权利要求17所述的低噪声放大器模块，其特征在于，所述低噪声放大器模块还包括：
将所述第一端口选择性地耦接到所述低噪声放大器和所述发射旁路路径的第一切换电路；和
将所述低噪声放大器和所述发射旁路路径选择性地耦接到所述第二端口的第二切换电路。
19.根据权利要求17所述的低噪声放大器模块，其特征在于，所述低噪声放大器包括耦接在所述第一端口和所述第二端口之间的多个低噪声放大器中的一个低噪声放大器，并且其中所述多个低噪声放大器中的每个低噪声放大器处理相应频带，所述低噪声放大器还包括：
插置在所述多个低噪声放大器和所述第二端口之间的切换和滤波电路，其中所述切换和滤波电路将所述接收信号滤波到所述频带中以供所述多个低噪声放大器放大。
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