專(zhuān)利名稱(chēng)：三模終端的三工器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三模終端的三工器電路，特別是在同時(shí)處理CDMA(碼分多址)、GPS、US-PCS(個(gè)人通信系統(tǒng))等多種模式的三模終端中，不使用獨(dú)立濾波器，而是組合多個(gè)無(wú)源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號(hào)的三模終端的三工器電路。
背景技術(shù)：
以往的雙頻終端帶有可以通過(guò)一個(gè)天線(xiàn)接收互不相同的兩個(gè)頻段(CDMA、PCS)并加以分離的雙工器，從而能夠一起處理具有兩個(gè)頻段的信號(hào)。但最近已經(jīng)開(kāi)始在原有的雙頻終端中添加GPS(Global Position System全球定位系統(tǒng))功能，采用能夠分離三個(gè)頻段(US-PCS1850～1990MHz(F1)、GPS1570～1580MHz(F2)、CDMA824MHz～894MHz(F3))并進(jìn)行處理的三頻(Triple-band)方式。
從應(yīng)用于三模(Tri-mode)終端的三工器頻率范圍分配形式來(lái)看，大體利用2種方式選擇頻段。
第一種方式是以SPDT(單刀雙擲)形式利用RF(射頻)開(kāi)關(guān)和雙工器(Diplexer)，首先利用RF開(kāi)關(guān)分配F1、F2，然后利用雙工器分配F3，或者利用RF開(kāi)關(guān)分配F1、F3，然后利用雙工器分配F2，第二種方式是利用有源(Active)元件分配頻率。
如上所述，對(duì)于用于同時(shí)處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三工器(Triplexer)而言，近來(lái)幾乎都以芯片形式加以實(shí)現(xiàn)。
然而，如上所述，隨著必須在終端中實(shí)現(xiàn)的模式數(shù)的增加，模式間的頻率間隔越來(lái)越近，制作用于同時(shí)過(guò)濾多種信號(hào)的獨(dú)立濾波器存在困難。而且，對(duì)于GPS和US-PCS而言，頻率間隔近乎300MHz左右，難于制作用于信號(hào)分離所需的雙工器及三工器。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明正是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種三模終端的三工器電路，在同時(shí)處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三模終端中，它不使用獨(dú)立濾波器，而是組合多個(gè)無(wú)源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號(hào)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，在用于把通過(guò)天線(xiàn)接收的信號(hào)分離成3個(gè)頻段(第1、2、3頻段)的三工器電路中，本發(fā)明的特征包括第1諧振部，其一端連接于天線(xiàn)(Ant)，濾去除第1頻段之外的其它頻段信號(hào)；第2諧振部，它連接于上述第1諧振部的另一端，只使第1頻段信號(hào)通過(guò)；第3、第5諧振部，它們與上述第1諧振部并聯(lián)于上述天線(xiàn)，濾去除第2頻段之外的其它頻段信號(hào)；第4、第6諧振部，它們連接于上述第3、第5諧振部之間及第5諧振部的另一端，只使第2頻段信號(hào)通過(guò)；電感器和濾波器(Saw)，其中，電感器與上述第3諧振部并聯(lián)于上述天線(xiàn)，濾波器(Saw)串聯(lián)于該電感器的另一端，分離第3頻段信號(hào)。


圖1是顯示本發(fā)明三模終端的三工器電路構(gòu)成的電路圖；圖2是顯示上述圖1電路中各頻段的插入損耗、回波損耗、衰減度特性的圖表；圖3是顯示上述圖1電路中的各頻段的隔離度特性的圖表；圖4是顯示本發(fā)明的各頻段的輸出阻抗特性的史密斯圓圖。
附圖主要部分的符號(hào)說(shuō)明如下100第1諧振部101第2諧振部102第3諧振部103第4諧振部104第5諧振部105第6諧振部106GPS Saw(全球定位系統(tǒng)表面聲波)濾波器具體實(shí)施方式
本發(fā)明的目的在于提供一種只組合GPS Saw濾波器和無(wú)源元件來(lái)分離3種頻段的三工器電路，它直接使用本發(fā)明的分立(Discrete)電路，既可以體現(xiàn)為多層頻率分離電路，也可以作為基于芯片組的單片微波集成電路(MMIC)應(yīng)用。
下面參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的有益實(shí)施例。
圖1是顯示本發(fā)明三模終端的三工器電路構(gòu)成的電路圖。首先，天線(xiàn)(Ant)在發(fā)射時(shí)，把發(fā)射器的高頻電能轉(zhuǎn)換成電波能量發(fā)射到空中，接收時(shí)，接收空中的電波能量，轉(zhuǎn)換成電并供應(yīng)給各接收器電路。
這樣一來(lái)，通過(guò)上述天線(xiàn)(Ant)接收的信號(hào)通過(guò)本發(fā)明的三工器電路，被分離成CDMA頻段(824MHz～894MHz)和由GPS Saw濾波器決定的GPS頻段(1570MHz～1580MHz)、US PCS頻段(1850MHz～1990MHz)。
如圖1所示，本發(fā)明由如下幾個(gè)部分構(gòu)成第1諧振部100，其一端與天線(xiàn)(Ant)連接；第2諧振部101，它連接在上述第1諧振部100的另一端；第3諧振部102，它與上述第1諧振部并聯(lián)于上述天線(xiàn)(Ant)；第4、第5、第6諧振部103～105，它們依次串聯(lián)于上述第3諧振部102的另一端；電感器L4，它與上述第3諧振部102并聯(lián)于上述天線(xiàn)(Ant)；Saw濾波器部106，它連接于上述電感器L4的另一端。
CDMA頻段的頻率通過(guò)上述第1、2諧振部100、101得以分離，US PCS頻段的頻率通過(guò)上述第3～第6諧振部102～105得以分離，GPS頻段的頻率通過(guò)上述電感器L5和Saw濾波器部106得以分離。
上述第1諧振部100是電容器C2和電感器L2并聯(lián)的短路式諧振部，發(fā)揮帶阻(band rejection)作用，第2諧振部101是開(kāi)路式諧振部，發(fā)揮波段選擇(band selection)的作用，它由兩個(gè)電感器L5、L6和一個(gè)電容器C4構(gòu)成，其中，一個(gè)電感器L6的一端連接于第1諧振部100輸出端，電容器C4的一端連接于上述電感器L6的另一端，另一個(gè)電感器L5的一端連接于該電容器C4的另一端，而另一端接地。即，上述第1、2諧振部只有選擇地從通過(guò)天線(xiàn)(Ant)接收的信號(hào)中輸出CDMA頻段的頻率。
也就是說(shuō)，相互并聯(lián)的電容器和電感器構(gòu)成開(kāi)放式諧振形態(tài)，在高頻段下，可以選擇需要的波段，短路式諧振部對(duì)除所需頻段之外的其它頻段發(fā)揮帶阻的作用。
與之類(lèi)似，第3諧振部102通過(guò)并聯(lián)的電容器C1和電感器L1形成短路式諧振部，第5諧振部104通過(guò)并聯(lián)的電容器C6和電感器L8形成短路式諧振部，第4諧振部103通過(guò)并聯(lián)的電容器C3和電感器L3形成開(kāi)路式諧振部，第6諧振部105通過(guò)并列串聯(lián)于電容器C7的電容器C5和電感器L7形成開(kāi)路式諧振部。即，上述第3～第6諧振部只有選擇地從通過(guò)天線(xiàn)(Ant)接收的信號(hào)中輸出US PCS頻段的頻率。
而且，串聯(lián)的電感器L4、Saw濾波器部106只有選擇地從通過(guò)天線(xiàn)(Ant)的信號(hào)中輸出GPS頻段的頻率。
為此，在圖1的電路中，選擇C1＝7pF、C2＝1pF、C3＝2pF、C4＝4pF、C5＝4pRC6＝7pF、C7＝1.5pF，選擇L1＝4.7nH、L2＝3.3nH、L3＝2.0nH、L4＝1.2nH、L5＝2.7nH、L6＝3nH、L7＝2.7nH、L8＝3.9nH，以此實(shí)現(xiàn)了三工器。
此時(shí)，上述3個(gè)頻段通過(guò)高頻(RFRadio Frequency)處理部(三工器)，在CDMA頻段中把接收發(fā)射頻段分別分成25MHz頻段，在US PCS頻段中把接收發(fā)射頻段分別分成60MHz頻段，在GPS的中心(1575.42MHz)頻段把接收發(fā)射頻段分別分成1MHz頻段。
這種三工器電路利用串聯(lián)及并聯(lián)電路，可以獲得更好的隔離度(Isolation)和插入損耗(Insertion Loss)。
特別是在GPS頻段中，對(duì)使用電感器L5的高頻段一US PCS頻段的插入損耗進(jìn)行了補(bǔ)償，由于內(nèi)置了Saw濾波器，在MMIC及分立電路中應(yīng)用了選擇1575.42MHz的最佳值。
在上述圖1中，如果以數(shù)學(xué)式的方式來(lái)表現(xiàn)三工器諧振的概念，可以表現(xiàn)為數(shù)學(xué)式1。
數(shù)學(xué)式1Q=f0BW3dB]]>Q＝全響應(yīng)的相對(duì)帶寬f0＝雙工器中心頻率(Hz)BW3dB＝所需全響應(yīng)的3-dB帶寬(Hz)下面參照?qǐng)D2至圖4，詳細(xì)說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了圖1電路的三工器的工作。
圖2至圖4是顯示上述本發(fā)明三工器電路各種特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表，其中，圖2是顯示各頻段的插入損耗、回波損耗(Return loss)、衰減度(Attenuation)特性的圖表。
由上述圖2的圖表可知，在本發(fā)明的三工器電路中，CDMA頻段(m8、m9)的插入損耗是-0.8～-0.5(dB)，與原有的其它雙工器沒(méi)有大的差異；在內(nèi)置了GPS Saw濾波器的GPS頻段(m4)中的插入損耗是-0.756(dB)，利用Saw濾波器可以最大限度地確保性能；在US PCS頻段(m1)中的插入損耗是-1.526dB，雖然比其它頻段稍高，但仍處于十分良好的水平，在低頻段及高頻段(m2、m3、m5、m6、m7、m10、m11、m12)中的回波損耗具有大大超過(guò)15dB的容限，衰減度在所有頻段也擁有充分的容限。
圖3是顯示在CDMA、GPS、US PCS下觀察其它頻段時(shí)的隔離度特性的圖表如圖所示，在882.0MHz(m15、m20、m21)、1.575GHz(m13、m18、m19)、1.960GHz(m14、m16、m17)頻段，相互間(S(2，3)、S(2，4)、S(4，3))至少保持15dB以上的良好容限(Margin)，實(shí)現(xiàn)了隔離度。即，通過(guò)圖表可知，本發(fā)明電路的隔離度特性較好。
作為參考，對(duì)于RF而言，始終考慮阻抗(Impedance)，阻抗“Z”是與電流相反的詞，可以說(shuō)是由電阻(Resistance)和電抗(Reactance)構(gòu)成的2維矢量。其中，電阻R表示阻礙電流流動(dòng)的程度，電抗X表現(xiàn)電容以及電感能量，可以說(shuō)是測(cè)量能量積累、消耗大小的單位。
在低頻段下，阻抗可以用直角坐標(biāo)來(lái)表示，其中，X軸為電阻區(qū)間，Y軸為電感性(Inductive)和電容性(Capacitive)區(qū)間，在頻率提高的同時(shí)，與頻率對(duì)應(yīng)的阻抗變化非常大，因此，從此刻起開(kāi)始使用史密斯圓圖(SmithChart)。通過(guò)圖4中的史密斯圓圖，可以了解本發(fā)明的各頻段(m13、m14、m15)中的輸出阻抗特性。
如上述所作的說(shuō)明，本發(fā)明三模終端的三工器電路具有如下效果，即，在同時(shí)處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三模終端中，不使用獨(dú)立濾波器，而是組合多個(gè)無(wú)源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號(hào)。
本發(fā)明的另一效果是，通過(guò)以分立(Discrete)電路的形式實(shí)現(xiàn)內(nèi)置有使用了無(wú)源元件的GPS Saw濾波器的電路，從而可使制作成本降低，在設(shè)計(jì)終端時(shí)，可以最大限度地利用電路板(PCB)的空間，還可以通過(guò)提出的電路實(shí)現(xiàn)MMIC。
本發(fā)明的另一效果是，對(duì)于基于原有SPDT及SP3T(單刀三擲)的三工器而言，雖然存在抗靜電性能薄弱的缺點(diǎn)，但本發(fā)明以無(wú)源元件加以實(shí)現(xiàn)，從而可以消除靜電引起的問(wèn)題。同時(shí)，采用串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振，可以只選擇符合其特性的所需頻率，并進(jìn)一步改裝了CDMA、US PCS和GPS頻段的隔離度特性。
權(quán)利要求
1.一種三模終端的三工器電路，用于把通過(guò)天線(xiàn)接收的信號(hào)分離成第1、第2和第3頻段，其特征是包括第1諧振部，其一端與連接天線(xiàn)連接，用于濾去所述第1頻段之外的其它頻段信號(hào)；第2諧振部，與所述第1諧振部的另一端相連接，只使第1頻段信號(hào)通過(guò)；第3、第4、第5、第6諧振部，它們依次串聯(lián)，并與串聯(lián)的所述第1、第二諧振部并聯(lián)在所述天線(xiàn)上，所述第3、第5諧振部用于濾去除第2頻段之外的其它頻段信號(hào)；所述第4、第6諧振部用于只使第2頻段信號(hào)通過(guò)；電感器和濾波器，相互串聯(lián)，并與所述串聯(lián)的第3、第4、第5、第6諧振部并聯(lián)在所述天線(xiàn)上，用于分離第3頻段信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第1諧振部由電容器(C2)和電感器(L2)并聯(lián)構(gòu)成，對(duì)除第1頻段之外的頻段信號(hào)發(fā)揮帶阻的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第2諧振部由兩個(gè)電感器和一個(gè)電容器構(gòu)成，其中，一個(gè)電感器的一端連接于第1諧振部輸出端，電容器連接于上述電感器的另一端，另一個(gè)電感器的一端連接于該電容器的另一端，而另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第3、第5諧振部通過(guò)并聯(lián)的電容器和電感器，對(duì)除第2頻段之外頻段信號(hào)發(fā)揮帶阻作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第4諧振部利用電容器(C3)及電感器(L3)，使第2頻段信號(hào)通過(guò)，其中，電容器(C3)的一端連接于第3諧振部輸出端，另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是上述第6諧振部利用兩個(gè)電容器和電感器，使第2頻段信號(hào)通過(guò)，其中，一個(gè)電容器的一端連接于第5諧振部輸出端，電感器的一端連接于該電容器另一端，另一端接地，另一個(gè)電容器的一端連接于上述第5諧振部的輸出端，另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三模終端的三工器電路，用于把通過(guò)天線(xiàn)接收的信號(hào)分離成3個(gè)頻段(第1、2、3頻段)，包括第1諧振部，其一端連接于天線(xiàn)(Ant)，濾去除第1頻段之外的其它頻段信號(hào)；第2諧振部，它連接于上述第1諧振部的另一端，只使第1頻段信號(hào)通過(guò)；第3、第5諧振部，它們與上述第1諧振部并聯(lián)于上述天線(xiàn)，濾去除第2頻段之外的其它頻段信號(hào)；第4、第6諧振部，它們連接于上述第3、第5諧振部之間及第5諧振部的另一端，只使第2頻段信號(hào)通過(guò)；電感器和濾波器(SaW)，其中，電感器與上述第3諧振部并聯(lián)于上述天線(xiàn)，濾波器(Saw)串聯(lián)于該電感器的另一端，分離第3頻段信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B1/16GK1607734SQ20041005849
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2004年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
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