專利名稱：無線信號切換電路和無線通信設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在通過利用天線發(fā)送多個無線發(fā)送機信號或接收多個無線接收機信號時切換信號的無線信號切換電路，以及利用該無線信號切換電路的無線通信設備。
本發(fā)明的無線信號切換電路應用于多頻帶兼容移動電話(蜂窩電話)或其它移動無線通信設備等。
背景技術：
近年來，在諸如移動電話或PDA(個人數(shù)字助理)的移動無線通信終端中，已經(jīng)實現(xiàn)了較低的功耗、較小的尺寸以及較輕的重量。實現(xiàn)多頻帶和多模式功能是必然的。與此同時，這種多頻帶兼容移動無線通信終端配置了無線信號切換電路，用于切換多個無線發(fā)送機信號或多個無線接收機信號。在這種無線信號切換電路中，強烈要求在多個路徑之間和在路徑中切換的同時減少損耗。
參考文件“用于三頻帶電話(EGSM/DCS/PCS)的芯片多層天線切換模塊(Chip Multilayer Antenna Switch Module for Triple BandPhone(EGSM/DCS/PCS))”，見HITACHI METALS，URLhttp://www.hitachi-metals.co.jp/product/isc2001/asm/shs 1090t.pdf，將解釋用于移動電話(蜂窩電話)或其它移動無線通信終端中的無線信號切換電路中的信號切換的實例。例如，將解釋利用三個頻率F1、F2和F3作為多頻帶的情況。但是，假定頻率具有這樣的關系F1＜＜F2＜F3。例如，F(xiàn)1＝900MHz，F(xiàn)2＝1800MHz，且F3＝1900MHz。
在圖1中圖示的無線信號切換電路中，雙工器102直接連接到無線發(fā)送機和接收機天線ANT的天線端子101，雙工器102將發(fā)送機和接收機信號的頻域大致分為二個。即，雙工器102將頻域劃分為低頻的頻率F1和高頻的頻率F2和F3。
開關元件103分離頻率F1的發(fā)送機信號F1TX和接收機信號F1RX。頻率F1的發(fā)送機信號F1TX通過低通濾波器106施加于開關元件103，并通過雙工器102從無線發(fā)送機和接收機天線ANT發(fā)送。在無線發(fā)送機和接收機天線ANT接收的頻率F1的接收機信號F1RX在雙工器102進行頻率劃分，并從開關元件103輸出。
開關元件104分離頻率F2或F3(F2/F3)的發(fā)送機信號F2或F3TX，以及頻率F2的接收機信號F2RX和頻率F3的接收機信號F3RX。頻率F2或F3的發(fā)送機信號F2或F3TX通過低通濾波器107施加于開關元件104，并通過雙工器102從無線發(fā)送機和接收機天線ANT發(fā)送。在無線發(fā)送機和接收機天線ANT接收的頻率F2或F3的接收機信號F2或F3RX在雙工器102進行分離，并從開關元件104輸出。此外，開關元件105分離頻率F2的接收機信號F2RX和頻率F3的接收機信號F3RX。
上述無線信號切換電路采用這樣的配置首先通過利用雙工器102將頻域大致分為二個，然后通過利用開關元件103到105切換頻率的路徑，因此需要許多開關元件。例如，在頻率F2或F3的接收側，信號經(jīng)過雙工器102、開關元件104和開關元件105，因此在開關元件的損耗累積導致接收機信號的較大衰減。接收機信號的衰減導致需要增加信號放大器電路以及對噪聲敏感的缺點。
在上述實例中，存在三個類型的頻率，但要使用的頻率類型越多，用于切換隨之而來的路徑的開關數(shù)量就越多。當將例如PIN(正本征負)二極管用作這種開關元件時，功耗變大。
當這種無線信號切換電路用在移動電話或者其它無線通信設備中時，無線通信設備的功耗變大。例如，移動電話由電池驅動，因此，功耗的增加導致諸如縮短電池使用壽命的缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種無線信號切換電路，用于降低損耗以及降低功耗。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用無線信號切換電路的無線通信設備，用于降低損耗以及降低功耗。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種無線信號切換電路，用于在無線通信中切換具有不同頻率用于由至少第一通信系統(tǒng)和第二通信系統(tǒng)通信的多個發(fā)送機信號和接收機信號，所述無線信號切換電路包括天線端子，連接到天線；第一信號路徑切換部件，它具有多個開關部件，用于選擇第一通信系統(tǒng)中具有不同頻率的多個發(fā)送機信號和接收機信號；相位旋轉部件，其一端連接到天線端子，并對提供給第一信號路徑切換部件的頻率分量的信號相位進行90度的相位旋轉；以及第二信號路徑切換部件，它具有雙工器，用于分離具有比上述第一通信系統(tǒng)中的多個頻率更低的第一通信系統(tǒng)的更加不同頻率的發(fā)送機信號和接收機信號與第二通信系統(tǒng)的發(fā)送機和接收機信號，雙工器的公共輸入和輸出端連接到相位旋轉部件的另一端，雙工器的第一濾波器側端子提供了具有第一通信系統(tǒng)的更加不同頻率的發(fā)送機和接收機信號，并且雙工器的第二濾波器側端子提供了第二通信系統(tǒng)的發(fā)送機和接收機信號。
最好，相位旋轉部件具有衰減第二通信系統(tǒng)發(fā)送的信號的諧波分量的特性。
更好地是，雙工器的第一濾波器側是低頻濾波器側，并且雙工器的第二濾波器側是高頻濾波器側。
最好，相位旋轉部件配置有電感器，其一端連接到天線端子，且另一端連接到雙工器的公共輸入和輸出端子；第一電容器，連接在電感器的一端和參考電勢節(jié)點之間；第二電容器，連接在電感器的另一端和參考電勢節(jié)點之間；第一開關部件，其一端連接到電感器的另一端；以及第三電容器，連接在第一開關部件的另一端和參考電勢節(jié)點之間，并且所述相位旋轉部件具有如下特性在第一開關部件激活時，由電感器和第一到第三電容器限定的電路對提供給第一信號路徑切換部件的頻率分量的信號相位進行90度的相位旋轉，并在第一開關部件無效時，由電感器和第一和第二電容器限定的電路衰減第二通信系統(tǒng)發(fā)送的信號的諧波分量。
例如，第一通信系統(tǒng)是三頻帶GSM系統(tǒng)，并且第二通信系統(tǒng)是UMTS系統(tǒng)。
最好，第一信號路徑切換部件配置有第一接收機信號切換電路，它連接到天線端子，并具有多個開關部件，用于選擇第一通信系統(tǒng)中具有多個不同頻率的接收機信號；以及第一發(fā)送機信號切換電路，它連接到天線端子，并具有一個開關部件，用于選擇第一通信系統(tǒng)中具有多個不同頻率的發(fā)送機信號，并且第一發(fā)送機信號切換電路還具有連接到開關部件的濾波部件。
更好的是，第二信號路徑切換部件具有連接到雙工器的第一濾波器側端子并選擇具有第一通信系統(tǒng)的更加不同頻率的發(fā)送機信號的開關部件，以及用于選擇具有第一通信系統(tǒng)的更加不同頻率的接收機信號的開關部件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種無線通信設備，它配置有無線發(fā)送機和接收機天線以及無線信號切換電路。
最好，無線通信設備是移動無線通信設備，包括三頻帶GSM系統(tǒng)作為第一通信系統(tǒng)并且UMTS系統(tǒng)作為第二通信系統(tǒng)的雙模式兼容移動電話。
更好的是，雙工器的第二濾波器側端子連接到UMTS用發(fā)送和接收電路的前端，并且該前端具有雙工器，用于切換UMTS發(fā)送機信號和UMTS接收機信號；低噪聲放大器電路，用于放大通過此雙工器輸入的UMTS接收機信號；以及功率放大器電路，用于放大UMTS發(fā)送機信號。
本發(fā)明的這些及其它目的和特征在參考附圖給出的以下說明后將變得更加清楚。


圖1是傳統(tǒng)無線信號切換電路的電路圖。
圖2是本發(fā)明的無線信號切換電路實施例的無線信號切換電路的電路圖。
圖3A和3B是圖2中圖示的無線信號切換電路中90度相位旋轉電路的輸入信號和輸出信號的波形圖。
圖4是顯示圖2中圖示的無線信號切換電路中90度相位旋轉電路的衰減特性的圖解。
圖5是利用圖2中圖示的無線信號切換電路的雙模式兼容移動電話的部分圖解，作為本發(fā)明的無線通信設備的實施例。
具體實施例方式
下面將參考附圖給出本發(fā)明的無線信號切換電路和無線通信設備的優(yōu)選實施例的詳細解釋。
第一實施例圖2是作為本發(fā)明的無線信號切換電路的實施例的無線信號切換電路的配置實例的電路圖。
在本實施例中，例示了一個雙模式兼容移動電話(蜂窩電話)，它用例如三頻帶GSM(移動通信系統(tǒng)的全球系統(tǒng))系統(tǒng)作為第一通信系統(tǒng)，并且用例如UMTS(通用移動電信系統(tǒng))系統(tǒng)作為第二通信系統(tǒng)。
此外，執(zhí)行利用三個頻率F1、F2和F3的TDMA(時分多址)操作，即，具有F1＜＜F2＜F3的關系的三個頻率作為GSM系統(tǒng)的多頻帶。在UMTS系統(tǒng)中的雙模式中，例示了執(zhí)行FDD(頻分雙工)操作的GSM和UMTS雙模式。
舉例來說，設置F1＝900MHz、F2＝1800MHz并且F3＝1900MHz。此外，在UMTS系統(tǒng)中，同時執(zhí)行發(fā)送和接收。舉例來說，發(fā)送頻率設置為1950MHz，并且接收頻率設置為2150MHz。
圖2中圖示的無線信號切換電路1具有連接到無線發(fā)送機和接收機天線ANT的天線端子11、連接到頻率為F2或者F3的各發(fā)送系統(tǒng)(TX)的發(fā)送端子12、連接到頻率為F1的發(fā)送系統(tǒng)(TX)的發(fā)送端子13、連接到頻率為F1的接收系統(tǒng)(RX)的接收端子14、連接到頻率為F2和F3的接收系統(tǒng)的接收端子15和16以及連接到UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的發(fā)送和接收端子17。此外，無線信號切換電路1在這些端之間配置了F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20、F1/UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30以及90度相位旋轉電路40。
特別是，90度相位旋轉電路40配置在F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20和F1/UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30之間。
無線信號切換電路1還配置了控制部件60，用于控制F2/F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20、F1/UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30和90度相位旋轉電路40中開關元件的斷開/閉合。
在本說明書中，“/”表示“或者”。例如，F(xiàn)2/F3表示F2或F3。另一方面，“·”表示“和”。例如F1/UMTS表示F1和UMTS。
本發(fā)明的第一信號路徑切換部件實例的F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑切換電路20具有開關元件21，該元件串聯(lián)在天線端子11和用于F2或F3發(fā)送機信號F2或F3TX和例如低通濾波器(LPF)22的諧波抑制濾波器的發(fā)送端子12之間。此外，F(xiàn)2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20具有連接在天線端子11和接收端子15之間的開關元件23，以便選擇和提取頻率為F2的接收機信號F2RX。此外，F(xiàn)2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20具有連接在天線端子11和接收端子16之間的開關元件24，以便選擇和提取頻率為F3的接收機信號F3RX。
本發(fā)明的第二信號路徑切換部件實例的F1和UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30具有雙工器31，該雙工器包括對應于多模式頻率的頻帶的通帶濾波器的組合，即，本實例中的低通濾波器(LPF)和高通濾波器(HPF)，并且其HPF側端子連接到UMTS發(fā)送和接收端子17，開關元件32連接在此雙工器31的LPF側端子和F1發(fā)送機信號(F1TX)用端子13之間，以及開關元件33連接在雙工器31的LPF側端子和F1接收機信號(F1RX)用端子14之間。在F1和UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30中，雙工器31的HPF側端子連接到UMTS發(fā)送和接收端子17。
90度相位旋轉電路40具有電感器41，其一端40a連接到天線端子11，并且另一端40b連接到雙工器31的輸入和輸出端子31a；電容器42，連接在電感器41的一端側40a和作為參考電勢節(jié)點的地之間；電容器43，連接在電感器41另一端40b和地之間；以及開關元件44和電容器45，串聯(lián)在電感器41另一端40b和地之間。
在90度相位旋轉電路40中，電感器41、電容器42和電容器43一直連接，但電容器45基于控制部件60根據(jù)開關元件44的斷開/閉合而連接到電感器41、電容器42和電容器43或斷開與它們的連接。
90度相位旋轉電路40具有如下特性通過頻率為F1的發(fā)送機信號或接收機信號或者UMTS發(fā)送機和接收機信號，同時將相位旋轉90度并隔離頻率為F2或F3的發(fā)送機信號或接收機信號，以使頻率為F2或F3的信號實質上未施加到F1和UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30。
為此，在90度相位旋轉電路40中，電感器41的電感L和電容器42和43的電容C1和C2將頻率為F2和F3的信號的相位旋轉90度。最好，90度相位旋轉電路40設置為一個值，使得它還具有相對于用在來自UMTS發(fā)送和接收端子17的UMTS路徑中的傳輸頻率的諧波分量(傳輸頻率的2倍或3倍的頻率分量)呈現(xiàn)衰減特性的低通濾波器(LPF)的特性，如圖4所示。
圖3A和圖3B顯示了90度相位旋轉電路40的輸入和輸出特性。當圖3A中圖示的正弦波輸入信號施加于90度相位旋轉電路40時，其輸出變?yōu)榫哂袌D3B中圖示的90度相位延遲的輸出信號。在圖3A和圖3B中，橫坐標表示時間。
圖4顯示90度相位旋轉電路40的衰減特性的實例。在本實例中，F(xiàn)1＝900MHz、F2＝1800MHz并且F3＝1900MHz。此外，UMTS系統(tǒng)的傳輸頻率設置為1950MHz，并且接收頻率設置為2150MHz。
圖4中圖示的衰減特性設置為一個值，它也具有在F1＝900MHz時呈現(xiàn)幾乎不衰減、但相對于用在來自UMTS發(fā)送和接收端子17的UMTS路徑中的傳輸頻率的諧波分量(傳輸頻率1950MHz的2倍或3倍的頻率分量)呈現(xiàn)大衰減的衰減特性的低通濾波器(LPF)特性。
開關元件44由控制部件60驅動，以便與開關元件21的斷開或閉合操作同步地斷開或閉合，開關元件21變?yōu)椤伴]合”以便將F2或F3發(fā)送機信號F2或F3TX施加到天線端子11和用于選擇F2接收機信號F2RX的開關元件23或者用于選擇F3接收機信號F3RX的開關元件24。
作為F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20中的開關元件21、23和24，F(xiàn)1或者UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30中的開關元件32和33以及90度相位旋轉電路40中的開關元件42、43和44，可利用諸如場效應晶體管(FET)或者PIN二極管的半導體開關構成。這些開關元件最好是具有良好高頻特性的元件，也就是說，能夠執(zhí)行高速操作，并具有小的漏電流。
這些開關元件根據(jù)控制部件60的控制指令斷開或閉合。在本說明書中，例如，開關元件21和控制部件60一起稱為“開關部件”。
在本說明書中，例如，將開關元件21設置為閉合狀態(tài)(或接通狀態(tài))稱為“激活狀態(tài)”，而將開關元件21設置為斷開狀態(tài)(或打開狀態(tài))稱為“無效狀態(tài)”。
接下來將解釋具有上述配置的無線信號切換電路1的操作。
(1)利用頻率F2或F3發(fā)送發(fā)送機信號F2或F3TX時控制部件60將開關元件21設置為閉合(接通)狀態(tài)，并將開關元件23設置為斷開(打開)狀態(tài)，然后將開關元件44設置為閉合狀態(tài)。當然，控制部件60將開關元件32和開關元件33設置為斷開狀態(tài)。
在此狀態(tài)下，施加到發(fā)送端子12的發(fā)送機信號F2或F3TX通過LPF 22和開關元件21，施加到天線端子11，并且從無線發(fā)送機和接收機天線ANT發(fā)送。
當控制部件60將開關元件44設置為閉合狀態(tài)時，由電感器41和電容器42、43和45配置的電路呈現(xiàn)將相位旋轉90度并將頻率為F2或F3的信號接地的特性，并且相對于頻率分量變?yōu)楦咦杩?。由此，能夠保證F2或F3TX和F2或F3RX的F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側與F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側之間的隔離。由此，能夠減少F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側對F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側的影響，并且同時，在頻率為F2或F3時發(fā)送路徑的損耗能夠變小。
(2)利用頻率F2或F3接收接收機信號F2或F3RX時控制部件60將開關元件21設置為斷開(打開)狀態(tài)，并將開關元件23或開關元件24設置為閉合(接通)狀態(tài)，然后將開關元件44設置為閉合狀態(tài)。當然，控制部件60將開關元件32和開關元件33保持在斷開狀態(tài)。
在此狀態(tài)下，在施加到無線發(fā)送機和接收機天線ANT的天線端子11的接收機信號F2或F3RX中，在開關元件23處于閉合狀態(tài)時，從端子15輸出F2接收機信號F2RX，并在開關元件24處于閉合狀態(tài)時，從端子16輸出F3接收機信號F3RX。
在開關元件44設置為閉合狀態(tài)時90度相位旋轉電路40的操作模式與以上描述相同。即，它呈現(xiàn)這樣的特性由電感器41和電容器42、43和45配置的電路將頻率為F2或F3的信號的相位旋轉90度并接地，并且相對于頻率分量變?yōu)楦咦杩?。因此，能夠保證F2或F3RX的接收系統(tǒng)的路徑側與F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側之間的隔離。由此，F(xiàn)1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側對F2或F3接收系統(tǒng)的路徑側的影響能夠減少，并且同時，在頻率為F2或F3時發(fā)送路徑的損耗能夠變小。
(3)利用頻率F1發(fā)送發(fā)送機信號F1TX時控制部件60將開關元件32設置為閉合(接通)狀態(tài)，并將開關元件33和開關元件44設置為斷開(打開)狀態(tài)。當然，它將開關元件21和開關元件23和24保持在斷開狀態(tài)。
施加到F1發(fā)送機信號用端子13的F1發(fā)送機信號F1TX通過開關元件32，從雙工器31的LPF側端子31b輸入到雙工器31，通過雙工器31中的LPF，通過90度相位旋轉電路40，施加到天線端子11，并從無線發(fā)送機和接收機天線ANT發(fā)送。
在這時，90度相位旋轉電路40用作用于根據(jù)圖4中例示的衰減特性來衰減UMTS傳輸頻率的諧波分量并防止它通過的LPF，但相對于傳輸頻率F1(例如900MHz)變?yōu)橥◣АＲ虼?，此發(fā)送路徑中的損耗主要變?yōu)殡p工器31中的損耗。雙工器31的損耗極小，因此有可能減少頻率為F1時發(fā)送路徑的損耗。
(4)利用頻率F1接收接收機信號F1PX時控制部件60將開關元件33設置為閉合(接通)狀態(tài)，并將開關元件32和開關元件44設置為斷開(打開)狀態(tài)。當然，它將開關元件21和開關元件23和24保持在斷開狀態(tài)。
利用頻率F1的接收機信號F1RX從無線發(fā)送機和接收機天線ANT的端子11輸入，通過90度相位旋轉電路40，分離到雙工器31中的LPF側，并且通過處于閉合(接通)狀態(tài)下的開關元件33輸出到接收端子14。
也在這時，90度相位旋轉電路40相對于頻率為F1的接收機信號變?yōu)橥◣?。此接收路徑中的損耗變?yōu)殡p工器31中的損耗，因此能夠減少頻率為F1時接收路徑的損耗。
(5)發(fā)送UMTS發(fā)送機信號控制部件60將開關元件21、開關元件23和24、開關元件44以及開關元件32和33中的所有開關元件設置為斷開(打開)狀態(tài)。
UMTS發(fā)送機信號從發(fā)送和接收端子17輸入，還從雙工器31的HPF側端子31c輸入，通過雙工器31中的HPF，然后通過90度相位旋轉電路40，施加到天線端子11，并從無線發(fā)送機和接收機天線ANT發(fā)送。
90度相位旋轉電路40相對于UMTS傳輸頻率變?yōu)橥◣?，并且相對于諧波(UMTS頻率的2倍或3倍的頻率)變?yōu)樗p頻帶，如圖4所示，因此能夠抑制諧波分量。此發(fā)送路徑中的損耗主要變?yōu)殡p工器31中的損耗。由于雙工器31的損耗極小，因此能夠減少UMTS傳輸頻率下發(fā)送路徑的損耗。
(6)接收UMTS接收機信號控制部件60將開關元件21、開關元件23和24、開關元件44以及開關元件32和33中的所有開關元件設置為斷開(打開)狀態(tài)。
將在無線發(fā)送機和接收機天線ANT接收的UMTS接收機信號施加到天線端子11，通過90度相位旋轉電路40，然后由雙工器31分離到HPF側31c，并且通過發(fā)送和接收端子17輸出。
90度相位旋轉電路40相對于UMTS接收機信號變?yōu)橥◣?。此接收路徑中的損耗主要變?yōu)殡p工器31中的損耗，因此能夠減少UMTS接收頻率下接收路徑的損耗。
如上所述，在三頻帶GSM系統(tǒng)和UMTS系統(tǒng)的雙模式兼容性的情況下，在由F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20進行信號路徑切換時，通過利用90度相位旋轉電路40的功能防止F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換20側上的頻率分量提供給F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路30側，保證了F2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側與F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側之間的隔離，并且能夠減少相互影響，因此三頻帶和雙模式切換時的損耗減少了，從而電路能夠實現(xiàn)為低功耗和小尺寸的電路配置。
此外，通過向90度相位旋轉電路40給予相對于UMTS頻率的諧波分量的衰減特性，如圖4所示，能夠在90度相位旋轉電路40中衰減UMTS頻率的諧波分量。因此，在隨后參考圖5解釋的UMTS用發(fā)送和接收電路中，當假定用于切換發(fā)送機信號和接收機信號的雙工器(頻帶切換單元)的通過損耗與沒給予90度相位旋轉電路40衰減特性時一樣，則可通過能夠衰減UMTS頻率諧波分量的正好的量來簡化雙工器的配置。相反，在假定雙工器的配置與沒給予90度相位旋轉電路40衰減特性時一樣的情況下，可通過能夠衰減諧波分量的正好的量來減少相對于UMTS頻率的通過損耗。
在諸如移動電話(蜂窩電話)或PDA的移動通信終端中，強烈要求在多頻帶中的較小和較低的功耗，例如，安裝了諸如移動電話和數(shù)字照相機等多個裝置的復合終端。特別是，在無線信號切換電路中，如上所述，假定使用一個發(fā)送機和接收機天線，則必須實現(xiàn)一個低損耗、低功耗和小尺寸的用于切換多個頻帶的多路徑切換電路。與此相反，在根據(jù)參考圖2解釋的本實施例的無線信號切換電路1中，F(xiàn)2或F3發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側與F1或UMTS發(fā)送和接收系統(tǒng)的路徑側之間的隔離通過利用90度相位旋轉電路40得以保證。在各路徑中通過不僅利用開關元件21到24、32和33而且利用雙工器31來分離多個路徑，可實現(xiàn)各路徑中的低損耗。因此，根據(jù)本實施例，實現(xiàn)了一個低損耗、低功耗和小規(guī)模電路配置的用于切換多個頻帶的多路徑切換電路。
如參考圖1所解釋的，在采用通過在某些信號路徑中插入多個串聯(lián)的開關元件來分離路徑的配置時，開關元件中的損耗累積，并且變成大的損耗。此外，在采用僅用開關元件切換多個路徑的配置時，在例如集成多個互相連接的開關元件、例如場效應晶體管FET(將它們形成在一個IC中)時，由于彼此連接的多個開關元件中的寄生電容，存在損耗將由于特別是處于打開狀態(tài)(斷開狀態(tài))的開關元件的增加而增加的可能性。與此相反，在根據(jù)本實施例的無線信號切換電路1中，通過采用利用90度相位旋轉電路40和雙工器31的分離路徑的配置，能夠減少插入在路徑中間的開關元件的數(shù)量，并且同時能夠減少彼此連接的開關元件的數(shù)量，因此由開關元件中寄生電容引起的有害影響能夠減少，并且能夠低損耗地分離多個路徑。
在實現(xiàn)本發(fā)明的無線信號切換電路時，電路配置不限于圖2例示的90度相位旋轉電路40的電路配置。在本實施例的無線信號切換電路1中，90度相位旋轉電路40的部件的值，也就是電感器41的電感L1和電容器42、43和45的電容C1到C3，都設置為使得90度相位旋轉電路40將頻率F2和F3的相位旋轉90度，并且用作相對于UMTS路徑頻率的LPF。代替這種配置，90度相位旋轉電路40的部件(許多所用的電容器和電感器以及電路配置)可調整為使得90度相位旋轉電路40變?yōu)橄鄬τ陔p工器31的LPF側路徑中使用的頻率F1的LPF。在這種情況下，它也必須相對于UMTS頻率是通帶。
還可能使90度相位旋轉電路40不僅用作雙工器31的LPF，而且廣泛地用作濾波器。
在本實施例中，作為實例解釋了利用GSM系統(tǒng)和UMTS系統(tǒng)作為不同通信系統(tǒng)的兩個通信系統(tǒng)的情況，但也可使用不同于這些通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。還可能將本發(fā)明應用到以與上述同樣的方式使用三個或更多個不同通信系統(tǒng)的情況。
上述根據(jù)本實施例的無線信號切換電路最好用于切換用于在諸如移動電話或PDA的多模式兼容移動無線通信設備中具有不同頻率的多個發(fā)送機和接收機信號的多個路徑。
第二實施例圖5是利用本發(fā)明無線信號切換電路的移動無線通信設備例如三頻帶GSM系統(tǒng)和UMTS系統(tǒng)的雙模式兼容移動電話的部分配置的實例的方框圖，作為本發(fā)明的無線通信設備的實例。
從圖5可以清楚地看出，根據(jù)第二實施例的雙模式兼容移動電話配置了天線51、無線信號切換電路52、對應于GSM系統(tǒng)的頻率F1、F2和F3提供的發(fā)送和接收電路53、54和55以及UMTS系統(tǒng)的發(fā)送和接收電路56。
無線信號切換電路52配置了天線端子521，連接到天線51的天線端51A；頻率為F1的接收機信號的接收端子522和頻率為F1的發(fā)送機信號的發(fā)送端子523；頻率為F2的接收機信號的接收端子524和頻率為F2的發(fā)送機信號的發(fā)送端子525；頻率為F3的接收機信號的接收端子526和頻率為F3的發(fā)送機信號的發(fā)送端子527；以及UMTS發(fā)送和接收端子528。
UMTS發(fā)送和接收電路56的前端配置了雙工器(頻帶切換單元)561，用于切換發(fā)送機信號和接收機信號；低噪聲放大器電路562，用于放大通過此雙工器561輸入的接收機信號；以及功率放大器電路563，用于放大發(fā)送機信號。
至于無線信號切換電路52，使用以上參考圖2解釋的無線信號切換電路1。
在電路配置中，與圖2相對應，圖2的發(fā)送端子13對應于發(fā)送端子522，接收端子14對應于接收端子523，發(fā)送端子12對應于發(fā)送端子524和發(fā)送端子526，接收端子15對應于接收端子525，接收端子16對應于接收端子527，并且發(fā)送和接收端子17對應于發(fā)送和接收端子528。
用于頻率F1的發(fā)送和接收電路53連接到發(fā)送端子522和接收端子523，用于頻率F2的發(fā)送和接收電路54連接到發(fā)送端子524和接收端子525，并且用于頻率F3的發(fā)送和接收電路55連接到發(fā)送端子526和接收端子527。此外，UMTS發(fā)送和接收電路56連接到發(fā)送和接收端子528。
如以上所解釋的，參考圖2解釋的無線信號切換電路1能夠以低損耗、低功耗和小規(guī)模電路配置實現(xiàn)三頻帶和雙模式的切換。因此，在圖5中部分圖示的移動電話中利用無線信號切換電路1能大大有助于移動電話的較低功耗、較小尺寸和更輕的重量。
特別是，圖2中圖示的90度相位旋轉電路40相對于UMTS頻率的諧波分量具有衰減特性，并且能夠衰減UMTS頻率的諧波分量。由此，在UMTS發(fā)送和接收電路56中，在假定雙工器561的通過損耗與沒給予90度相位旋轉電路40衰減特性時一樣的情況下，可通過能夠衰減UMTS頻率諧波分量的正好的量來簡化雙工器561的配置。相反，在假定雙工器561的配置與沒給予90度相位旋轉電路40衰減特性時一樣的情況下，可通過能夠衰減諧波分量的正好的量來減少相對于UMTS頻率的通過損耗。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的無線信號切換電路，路徑切換不僅利用開關元件執(zhí)行，而且利用雙工器執(zhí)行，同時通過利用90度相位旋轉部件保證了發(fā)送路徑和接收路徑之間的隔離，因此能夠以低損耗、低功耗和小規(guī)模電路配置實現(xiàn)用于切換多個頻帶的多路徑切換電路。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過在無線通信設備中利用這種無線信號切換電路，無線通信設備能夠配置為功耗低、規(guī)模小并且重量輕。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過用90度相位旋轉部件相對于UMTS頻率的諧波分量給予衰減特性，能夠衰減UMTS頻率的諧波分量。由此，能夠減少相對于UMTS頻率的通過損耗。
本發(fā)明不限于上述說明?？筛鶕?jù)本發(fā)明的技術思想采用各種修改。因此，本發(fā)明覆蓋權利要求書中公開的發(fā)明以及等效于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種無線信號切換電路，用于切換由至少第一通信系統(tǒng)和第二通信系統(tǒng)通信的無線通信中具有不同頻率的多個發(fā)送機和接收機信號，所述電路包括天線端子(11)，連接到天線(ANT)；第一信號路徑切換部件(20)，它具有多個開關部件(21，23，24，60)，用于在第一通信系統(tǒng)中選擇具有不同頻率(F2或F3)的多個發(fā)送機和接收機信號；相位旋轉部件(40)，其一端(40a)連接到天線端子(11)并對提供給第一信號路徑切換部件(20)的頻率分量的信號的相位給予90度的相位旋轉；以及第二信號路徑切換部件(30)，它具有雙工器(31)，用于分離第一通信系統(tǒng)的具有比上述第一通信系統(tǒng)中的多個頻率(F2，F(xiàn)3)更低的更加不同的頻率(F1)的發(fā)送機和接收機信號與第二通信系統(tǒng)的發(fā)送機和接收機信號，所述雙工器(31)的公共輸入和輸出端子(31a)連接到所述相位旋轉部件的另一端(40b)，所述雙工器(31)的第一濾波器側端子(31b)提供了具有第一通信系統(tǒng)的更加不同的頻率(F1)的發(fā)送機和接收機信號，并且所述雙工器(31)的第二濾波器側端子(31c)提供了第二通信系統(tǒng)的發(fā)送機和接收機信號。
2.如權利要求1所述的無線信號切換電路，其中所述相位旋轉部件具有衰減第二通信系統(tǒng)發(fā)送的信號的諧波分量的特性。
3.如權利要求1所述的無線信號切換電路，其中所述雙工器(31)的第一濾波器側是低頻濾波器側，并且所述雙工器(31)的第二濾波器側是高頻濾波器側。
4.如權利要求1所述的無線信號切換電路，其中所述相位旋轉部件配置有電感器(41)，其一端連接到所述天線端子(11)，而另一端(40b)連接到所述雙工器(31)的所述公共輸入和輸出端子(31a)，第一電容器(42)，連接在所述電感器(41)的一端和參考電勢節(jié)點之間，第二電容器(43)，連接在所述電感器的另一端和所述參考電勢節(jié)點之間，第一開關部件(44，60)，其一端連接到所述電感器(41)的另一端，以及第三電容器(45)，連接在第一開關部件(44，60)的另一端和所述參考電勢節(jié)點之間，并且具有如下特性在第一開關部件激活時，由所述電感器(41)和第一到第三電容器(42，43，45)限定的電路對提供給第一信號路徑切換部件(20)的頻率分量的信號的相位給予90度的相位旋轉，并且在第一開關部件無效時，由所述電感器(41)和第一和第二電容器(42，43)限定的電路衰減第二通信系統(tǒng)發(fā)送的信號的諧波分量。
5.如權利要求1至4中任一項所述的無線信號切換電路，其中第一通信系統(tǒng)是三頻帶GSM系統(tǒng)，以及第二通信系統(tǒng)是UMTS系統(tǒng)。
6.如權利要求5所述的無線信號切換電路，其中第一信號路徑切換部件(20)包括第一接收機信號切換電路，它連接到所述天線端子(11)，并具有用于選擇第一通信系統(tǒng)中具有多個不同頻率(F2或F3)的接收機信號(F2RX或F3RX)的多個開關部件(23，24)，以及第一發(fā)送機信號切換電路，它連接到所述天線端子(11)，并具有開關部件(22)和連接到所述開關部件的濾波部件，所述開關部件用于選擇第一通信系統(tǒng)中具有多個不同頻率(F2或F3)的發(fā)送機信號(F2或F3TX)。
7.如權利要求1、5或6所述的無線信號切換電路，其中第二信號路徑切換部件(30)具有開關部件(32)，連接到所述雙工器(31)的第一濾波器側端子(31b)，并選擇第一通信系統(tǒng)的具有更加不同的頻率(F1)的發(fā)送機信號；以及開關部件(33)，用于選擇第一通信系統(tǒng)的具有更加不同的頻率(F1)的接收機信號。
8.一種無線通信設備，配置有無線發(fā)送機和接收機天線(ANT)，以及如權利要求1至7中任一項所述的無線信號切換電路。
9.如權利要求8所述的無線通信設備，其中所述無線通信設備是移動無線通信設備，包括三頻帶GSM系統(tǒng)作為第一通信系統(tǒng)并且UMTS系統(tǒng)作為第二通信系統(tǒng)的雙模式兼容移動電話。
10.如權利要求1所述的無線通信設備，其中所述雙工器的第二濾波器側端子連接到UMTS用發(fā)送和接收電路的前端，并且所述前端具有雙工器(561)，用于切換UMTS發(fā)送機信號和UMTS接收機信號，低噪聲放大器電路(562)，用于放大通過此雙工器輸入的所述UMTS接收機信號，以及功率放大器電路(563)，用于放大所述UMTS發(fā)送機信號。
全文摘要
提供一種無線信號切換電路，用于在例如雙模式兼容移動電話的移動無線通信設備中以低損耗切換多個無線發(fā)送/接收信號。無線信號切換電路具有F2/F3發(fā)送/接收系統(tǒng)的信號路徑切換(20)；包括頻帶分離器(31)的F1/UMTS發(fā)送/接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路(30)；以及90度相位旋轉電路(40)，其中F1≤F2＜F3。90度相位旋轉電路(40)具有在開關元件(44)閉合時將F2/F3信號相位旋轉90度并在開關元件(44)斷開時衰減UMTS諧波的特性。90度相位旋轉電路(40)在利用F2/F3發(fā)送/接收系統(tǒng)時分離F2/F3發(fā)送/接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路(20)和F1/UMTS發(fā)送/接收系統(tǒng)的信號路徑切換電路(30)。在利用F1/UMTS發(fā)送/接收系統(tǒng)時90度相位旋轉電路(40)具有通過特性。
文檔編號H04B1/44GK1839555SQ200480023720
公開日2006年9月27日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權日2003年6月26日
發(fā)明者永野弘明, 棲原章, 山田和弘, 青山惠哉 申請人:索尼株式會社, 日本特殊陶業(yè)株式會社