專利名稱：多頻帶接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收器，更特別地，涉及多頻帶接收器。
很多已知的各種通信裝置均工作于多頻帶。例如，已經(jīng)有工作在900MHz全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)和工作在歐洲1.8GHz數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)(DCS)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電話。另外，在美國(guó)這樣的國(guó)家，已經(jīng)有工作于800MHz和1.9GHz頻帶的雙頻通信裝置。
在這樣的通信裝置中，接收器必須能夠?qū)邮掌黝l帶以外的信號(hào)提供足夠高的衰減。另外，還必須對(duì)每一個(gè)頻帶來(lái)說(shuō)有獨(dú)立的信號(hào)路徑。因?yàn)轭l帶相隔是如此的遠(yuǎn)，以致于可以使用一個(gè)簡(jiǎn)單的天線共用器就能夠分隔頻帶中的接收信號(hào)。可以通過(guò)使用多個(gè)濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的衰減。但是，當(dāng)頻帶的數(shù)目增加時(shí)，所有濾波器的尺寸和費(fèi)用需求就會(huì)增加，這是不利的。
所以，需要性價(jià)比很好的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)可以工作在多頻帶的接收器，并且需要這樣一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，以能夠在較小的電路板上和較小的機(jī)殼中容納更多數(shù)目的頻帶。


圖1是示例說(shuō)明一個(gè)無(wú)線通信裝置的框圖中的一個(gè)電路原理圖。
圖2是一個(gè)3通帶的一個(gè)示例。
圖3是示例說(shuō)明用于圖2中3通帶的一個(gè)接收器的一個(gè)電路原理圖。
圖4是示例說(shuō)明用于圖2中3通帶的一個(gè)替代接收器的一個(gè)電路原理圖。
圖5是示例說(shuō)明用于圖2中3通帶的另一個(gè)替代接收器的一個(gè)電路原理圖。
圖6是示例說(shuō)明用于圖2中3通帶的另一個(gè)替代接收器的一個(gè)電路原理圖。
圖7是示例說(shuō)明用于圖2中3通帶的另一個(gè)替代接收器的一個(gè)電路原理圖。
一個(gè)多頻帶接收器接收至少兩個(gè)相互很近但是不相鄰的兩個(gè)頻帶。第一帶通濾波器通過(guò)第一頻帶內(nèi)的信號(hào)。第二帶通濾波器通過(guò)第二頻帶內(nèi)的信號(hào)。第一和第二濾波器中的每一個(gè)濾波器均將第一和第二頻帶之間的信號(hào)衰減到至少一第一電平，以使在第一和第二頻率之間的頻率范圍內(nèi)提供選擇性，以避免這些頻帶之間的信號(hào)被這個(gè)通信裝置進(jìn)行進(jìn)一步的處理。連接到第一和第二濾波器的第三濾波器通過(guò)第一和第二頻率內(nèi)的信號(hào)，并且衰減那些頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較高的濾波器的通帶頻率還高的信號(hào)，和衰減那些頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較低的濾波器的通帶頻率還低的信號(hào)。
一個(gè)無(wú)線通信裝置100包括一個(gè)接收器102和一個(gè)發(fā)送器104。這個(gè)發(fā)送器和這個(gè)接收器經(jīng)過(guò)一個(gè)天線106與其它裝置進(jìn)行通信。由天線檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)在接收器102中被濾波和被解調(diào)。接收器的輸出被提供到一個(gè)控制器108。這個(gè)控制器108可以用一個(gè)微處理器，一個(gè)微控制器，一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器，邏輯裝置，或者這些裝置的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)控制器將信號(hào)輸出到發(fā)送器104，以經(jīng)過(guò)天線106與一個(gè)遠(yuǎn)程裝置(沒(méi)有顯示)進(jìn)行通信。從這個(gè)遠(yuǎn)程裝置接收的、并且用于經(jīng)過(guò)一個(gè)揚(yáng)聲器110進(jìn)行輸出的信號(hào)在音頻電路112中被處理。麥克風(fēng)114輸入到這個(gè)音頻電路的信號(hào)被經(jīng)過(guò)這個(gè)發(fā)送器進(jìn)行通信。
這個(gè)控制器108還產(chǎn)生用于標(biāo)識(shí)這個(gè)被接收信號(hào)頻帶的一個(gè)參考信號(hào)，并且還向振蕩器116提供一個(gè)參考信號(hào)。振蕩器116產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，以將這個(gè)被接收的信號(hào)解調(diào)到一個(gè)中頻信號(hào)，如該領(lǐng)域中眾所周知的。
接收器102優(yōu)選能夠接收頻帶fband1，fband2，和fband3內(nèi)的信號(hào)。頻帶fband1是GSM的900MHz頻帶，fband2是DCS的1.8GHz頻帶，和fband3是PCS的1.9GHz頻帶。這個(gè)通信裝置優(yōu)選工作于所有這3個(gè)頻帶中。但是，本發(fā)明將能應(yīng)用到任何多頻帶接收器中，其中兩個(gè)頻帶相互靠近，但是仍然需要對(duì)其通帶進(jìn)行隔離。換句話說(shuō)，在每一個(gè)頻帶之間的頻率范圍必須被衰減到一預(yù)定數(shù)量，以符合這些裝置的規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)。
參考圖3，圖3公開了接收器中的一個(gè)濾波器和解調(diào)電路。連接到天線106的一個(gè)開關(guān)302根據(jù)這個(gè)通信裝置100的工作模式或者工作頻帶，將信號(hào)從天線106輸出到濾波器304，306，和308中的一個(gè)濾波器。這樣，這個(gè)開關(guān)根據(jù)這個(gè)裝置所工作的3個(gè)頻率中的一個(gè)，連接這些濾波器中的一個(gè)濾波器?？梢允褂煤线m的開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)開關(guān)，例如利用PIN二極管和/或者GaAs FETs的開關(guān)。特別地，當(dāng)這個(gè)通信裝置工作在使用Fband1的一個(gè)模式中時(shí)，天線106連接到濾波器308。當(dāng)這個(gè)通信裝置工作在使用Fband2的一個(gè)模式中時(shí)，天線106經(jīng)過(guò)開關(guān)302連接到濾波器306。類似地，當(dāng)這個(gè)通信裝置工作在使用Fband3的一個(gè)模式中時(shí)，天線106經(jīng)過(guò)開關(guān)302連接到濾波器304。
在所描述的示例中，濾波器308的頻帶離頻帶304和306很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，而濾波器304和306的頻帶是靠近的，盡管它們的頻率不直接相鄰。濾波器304，306，和308是帶通濾波器，并且可以使用任何分別能夠通過(guò)約60MHz，75MHz，和35MHz帶寬的濾波器類型來(lái)實(shí)現(xiàn)。濾波器304，306，和308在它們通帶邊緣的20MHz內(nèi)能夠提供選擇性。
濾波器308將一個(gè)信號(hào)輸出到放大器312對(duì)這個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行放大。然后，放大器312的輸出被輸入到能夠?qū)邮招盘?hào)進(jìn)行附加濾波的濾波器316。濾波器308在放大器312將信號(hào)進(jìn)行放大以前，將靠近通帶的信號(hào)衰減到一個(gè)所希望的電平。濾波器316提供附加的衰減，以確保遠(yuǎn)離所需通帶的頻率被足夠衰減，以符合所應(yīng)用的性能規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)。濾波器316可以用任何合適的、具有35MHz通帶寬度的濾波器類型來(lái)實(shí)現(xiàn)。濾波器316不對(duì)很靠近其通帶的信號(hào)提供衰減。典型地，它不提供衰減，直到它距通帶邊緣大于20MHz，而小于50MHz。
從濾波器306輸出的信號(hào)在放大器311中被放大，并且被輸入到一個(gè)開關(guān)314。類似的，在放大器310進(jìn)行放大以前，濾波器304去掉頻帶3外的信號(hào)。放大器310的輸出被輸入到開關(guān)314。開關(guān)314也是與模式相關(guān)的，這樣放大器310和311中一個(gè)放大器的輸出被輸入到一個(gè)濾波器318。濾波器318的通帶比濾波器304和306的組合帶寬稍微寬一點(diǎn)，這樣fband2和fband3中的信號(hào)將均可以被濾波器318通過(guò)，但是這些頻帶以外的信號(hào)，更特別地，在頻帶3的高端頻率上面的信號(hào)和在頻帶2的低端頻率下面的信號(hào)將被衰減。濾波器318將對(duì)fband2和fband3提供附加濾波，這樣這些頻帶外的信號(hào)被衰減到規(guī)范所要求的理想程度。濾波器316和318的輸出被輸入到產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)的解調(diào)器320。中頻信號(hào)被輸入到能夠去除復(fù)用器320產(chǎn)生的噪聲的一個(gè)濾波器322。
當(dāng)接收器工作在Fband2或者Fband3時(shí)，本發(fā)明允許使用單個(gè)濾波器318來(lái)提供接收器通帶進(jìn)一步需要的必需衰減。一單個(gè)濾波器的使用消除了要提供兩個(gè)濾波器的需求，由此減少了接收器的成本，而沒(méi)有嚴(yán)重降低其性能。應(yīng)注意的是，需要濾波器304和306來(lái)衰減fband2的高頻F2H和fband3的低頻F3L之間的信號(hào)。另外，在標(biāo)準(zhǔn)和性能規(guī)范中所規(guī)定的特定工作模式期間，兩個(gè)濾波器(或者是濾波器304加濾波器318，或者是濾波器306加濾波器318)的和提供遠(yuǎn)離接收器通帶的信號(hào)的衰減。
開關(guān)302和314提供通過(guò)濾波器304和放大器310的信號(hào)路徑和通過(guò)濾波器306與放大器311的信號(hào)路徑之間的隔離。
根據(jù)一個(gè)替代的實(shí)施方式，開關(guān)302可以被開關(guān)402和一個(gè)雙工器404替代，如圖4所顯示的。復(fù)用器404的輸出被輸出到一個(gè)濾波器308和濾波器306。在濾波器308的通帶內(nèi)的信號(hào)被雙工器輸出，并且與濾波器306隔離。類似地，在濾波器306所需通帶內(nèi)的信號(hào)被輸出到濾波器306，并且被與濾波器308隔離。開關(guān)402被用于隔離頻帶2和頻帶3的通帶中的信號(hào)，因?yàn)殡p工器不能夠完全地執(zhí)行這個(gè)功能。這樣，當(dāng)這個(gè)裝置處于傳遞濾波器308或者306的頻帶中的信號(hào)的模式中時(shí)，開關(guān)402將來(lái)自天線106的信號(hào)傳遞到雙工器404。當(dāng)這個(gè)裝置處于使用濾波器304的通帶進(jìn)行工作的模式中時(shí)，開關(guān)402將濾波器304連接到天線106。
濾波器304和306可以通過(guò)隔離放大器304和306的一個(gè)開關(guān)405連接起來(lái)。開關(guān)405的輸出被輸入到對(duì)輸入到其上的信號(hào)進(jìn)行放大的放大器406。放大器406的輸出被輸入到一個(gè)濾波器318，這個(gè)濾波器318提供附加的濾波來(lái)給濾波器2和3的通帶外的信號(hào)提供必需的衰減，而通過(guò)頻帶304和濾波器306的通帶內(nèi)的信號(hào)，卻不會(huì)產(chǎn)生很大的衰減。濾波器318和316的輸出被輸入到產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)以進(jìn)行進(jìn)一步處理的復(fù)用器320。濾波器322去除由復(fù)用器320產(chǎn)生的噪聲。
參考圖5，開關(guān)502被用于將濾波器308的頻帶內(nèi)的信號(hào)與濾波器304和306的頻帶內(nèi)的信號(hào)隔離開。從開關(guān)502輸出的、濾波器304和306的通帶內(nèi)的信號(hào)將首先在濾波器318中被濾波，這對(duì)在上頻帶F3H上面的信號(hào)和在下頻帶F2L下面的信號(hào)提供衰減，但是通過(guò)fband2和fband3內(nèi)的信號(hào)。根據(jù)工作的模式，開關(guān)504將濾波器318的輸出或者傳遞到濾波器304，或者傳遞到濾波器306。開關(guān)314將濾波器304的輸出或者將濾波器306的輸出連接到放大器406。放大器406被連接到復(fù)用器320，復(fù)用器320將來(lái)自濾波器316或者放大器406的信號(hào)解調(diào)成一個(gè)中頻信號(hào)。濾波器322去除由復(fù)用器320所產(chǎn)生的噪聲。
根據(jù)另一個(gè)替代實(shí)施方式，如圖6所顯示的，開關(guān)504連接到放大器310和311，放大器310和311反過(guò)來(lái)又連接到相應(yīng)的濾波器304和306。在濾波器304通帶內(nèi)的信號(hào)將被放大器310所放大，并且被從濾波器304直接輸入到復(fù)用器320。類似地，在濾波器306通帶內(nèi)的信號(hào)將被放大器311所放大，并且被濾波器306所濾波，以僅傳遞頻帶2內(nèi)的頻帶，并且在復(fù)用器320中被共用。
圖7示例說(shuō)明了基本上與圖3的實(shí)施方式類似的一個(gè)實(shí)施方式，除了使用一個(gè)雙工放大器電路702外。雙工放大器702對(duì)來(lái)自控制器108的模式控制信號(hào)作出響應(yīng)，以選擇放大器310，311中的一個(gè)放大器，放大器的輸出被直接輸入到濾波器308。
可以看出，所公開的多頻帶濾波器和復(fù)用電路可以減少有效地提供根據(jù)所需規(guī)范的多頻帶操作所需的部件。這樣，可以用一個(gè)更小的空間和較低的成本來(lái)提供電路。在需要以一個(gè)可能最小的體積來(lái)制造裝置的情形下，節(jié)省空間是特別重要的。
盡管在上面的描述和圖中已經(jīng)描述和示例說(shuō)明了本發(fā)明，應(yīng)理解，這個(gè)描述僅僅是示例，并且該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行很多修改和變化，而不會(huì)偏離本發(fā)明的精神和范圍。盡管本發(fā)明在便攜式無(wú)線裝置，例如蜂窩無(wú)線電話中可以找到應(yīng)用，本發(fā)明可以應(yīng)用到任何采用多頻帶的裝置中，包括其它類型的電話設(shè)備。本發(fā)明應(yīng)僅由下述權(quán)利要求書來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一個(gè)多頻帶接收器，其中至少兩個(gè)頻帶靠近但是不相鄰，包括一第一頻帶濾波器，用于通過(guò)第一頻帶中的信號(hào)；一第二帶通濾波器，用于通過(guò)第二頻帶中的信號(hào)，并且其中第一和第二濾波器中每一個(gè)濾波器將第一和第二頻帶之間的信號(hào)衰減到至少一第一電平，以在第一和第二頻率之間的頻率范圍內(nèi)提供選擇性，從而避免這些頻率之間的信號(hào)被通信裝置進(jìn)行進(jìn)一步的處理；和一第三濾波器，連接到第一和第二濾波器，第三濾波器通過(guò)第一和第二頻帶內(nèi)的信號(hào)，并且衰減頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較高的濾波器的通帶頻率還高的信號(hào)，和衰減頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較低的濾波器的通帶頻率還低的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括至少在第一濾波器和第三濾波器之間的一個(gè)放大器。
3.如權(quán)利要求2的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括一個(gè)開關(guān)，所述開關(guān)具有連接到第一濾波器的一個(gè)輸出的第一輸入和連接到第二濾波器的一個(gè)輸出的第二輸入，這個(gè)開關(guān)選擇性地將第一和第二濾波器中的一個(gè)濾波器連接到第三濾波器。
4.如權(quán)利要求2的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括連接在第一濾波器和第三濾波器之間的一第二放大器。
5.如權(quán)利要求4的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括連接到第一放大器，第二放大器，和第三濾波器的一個(gè)開關(guān)，所述開關(guān)選擇性地將第一和第二放大器中的一個(gè)放大器連接到第三濾波器。
6.如權(quán)利要求1的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括一個(gè)開關(guān)，所述開關(guān)具有用于接收一個(gè)接收器信號(hào)的、并且用于將這個(gè)接收器信號(hào)輸出到第一和第二濾波器的一個(gè)輸入。
7.如權(quán)利要求6的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括用于通過(guò)第三頻帶內(nèi)的信號(hào)的第四濾波器，第三頻帶遠(yuǎn)離第一和第二頻帶，第四濾波器連接到這個(gè)開關(guān)。
8.如權(quán)利要求7的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括一個(gè)復(fù)用器，這個(gè)復(fù)用器被連接成用于接收在一個(gè)輸入端被第三濾波器傳遞的信號(hào)，和用于接收在另一個(gè)輸入端被第四濾波器傳遞的信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8的多頻帶接收器，進(jìn)一步包括連接在這個(gè)開關(guān)的一個(gè)輸出和第二和第四濾波器之間的一個(gè)雙工器，所述第一濾波器被連接到這個(gè)開關(guān)。
10.如權(quán)利要求1的多頻帶接收器，其中所述第三濾波器被連接到第一和第二濾波器前面的一個(gè)天線，第一和第二濾波器中至少一個(gè)濾波器的輸出被連接到一個(gè)復(fù)用器。
全文摘要
一個(gè)多頻帶接收器(102)接收至少兩個(gè)很靠近、但是不相鄰的頻帶。一第一頻帶濾波器(304)通過(guò)在第一頻帶內(nèi)的信號(hào)。一第二帶通濾波器(306)通過(guò)在第二頻帶內(nèi)的信號(hào)。第一和第二濾波器中的每一個(gè)濾波器將第一和第二頻帶之間的信號(hào)衰減到至少一第一電平,以在第一和第二頻率之間的頻率范圍內(nèi)提供選擇性,從而避免這些頻率之間的信號(hào)被通信裝置進(jìn)行進(jìn)一步的處理。一第三濾波器(322),連接到第一和第二濾波器,第三濾波器通過(guò)第一和第二頻帶內(nèi)的信號(hào),并且衰減頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較高的濾波器的通帶還高的信號(hào),和衰減頻率比第一和第二濾波器中通帶頻率較低的濾波器的通帶還低的信號(hào)。
文檔編號(hào)H03D7/00GK1264963SQ0010239
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期2000年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月22日
發(fā)明者戴維·S·貝克漢姆, 戴維·Z·丁, 弗蘭克·斯庫(kù)塔, 羅伯特·M·約漢遜 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司