專利名稱：用于rf接收機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電路和方法，并且更具體地，涉及一種用于RF接收機(jī)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
移動通信系統(tǒng)中的頻帶和標(biāo)準(zhǔn)的漸增的數(shù)目提高了移動電話的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，這是由于一些移動電話現(xiàn)在被配置為使用多個標(biāo)準(zhǔn)在多個頻帶上進(jìn)行操作。此外，移動電話還可以包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)。在許多移動電話中，通過在可耦合至一個或多個天線的多個信號路徑內(nèi)使用多個射頻(RF)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)這些多個頻帶和標(biāo)準(zhǔn)。然而，在移動電話內(nèi)引入越來越多的頻帶可能由于在移動電話的電路內(nèi)造成失真產(chǎn)物而在人為干擾(jamming)方面導(dǎo)致一些問題，其中，移動電話內(nèi)的一些系統(tǒng)可以同時發(fā)送和接收，或者移動電話中的一些系統(tǒng)可以在其他系統(tǒng)進(jìn)行接收時進(jìn)行發(fā)送。例如，從UMTS/LTE收發(fā)機(jī)發(fā)送的能量可以產(chǎn)生被耦合至GNSS接收機(jī)的接收路徑中的互調(diào)產(chǎn)物和諧波，并可能不利地影響GNSS接收機(jī)的性能。由于GNSS接收機(jī)從GNSS衛(wèi)星接收低電平信號，以及由于互調(diào)產(chǎn)物和諧波是從移動電話本地發(fā)送功率的結(jié)果，所以在互調(diào)產(chǎn)物和諧波生成的方面明顯使GNSS接收機(jī)不靈敏并不會獲得很多。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施例，一種被配置為在第一頻率處接收射頻(RF)信號的無線電設(shè)備(radio)的RF前端，所述RF前端包括:天線端口，被配置為耦合至天線；和陷波濾波器，具有與所述天線端口耦合的輸入。所述陷波濾波器被配置為抑制(reject)—個或多個頻率，使得所述第一頻率是所述一個或多個頻率的諧波或互調(diào)失真產(chǎn)物。所述RF前端還包括壓電濾波器，具有與所述陷波濾波器的輸出耦合的輸入以及被配置為與RF放大器耦合的輸出。所述壓電濾波器具有包括所述第一頻率的通帶。在附圖和以下描述中闡述了本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)勢根據(jù)描述和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求將顯而易見。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)勢，現(xiàn)在參照結(jié)合附圖所做出的以下描述，在附圖中:
圖1示意了傳統(tǒng)多頻帶移動電話系統(tǒng)；
圖2示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的前端模塊；
圖3示意了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的前端模塊；
圖4示意了示出實(shí)施例系統(tǒng)的傳輸損耗的曲線圖；以及 圖5示意了實(shí)施例移動電話系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)討論當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的作出和使用。然而，應(yīng)當(dāng)意識到，本發(fā)明提供了可在許多種具體上下文中實(shí)現(xiàn)的許多可應(yīng)用的發(fā)明概念。所討論的具體實(shí)施例僅示意了作出和使用本發(fā)明的具體方式，而不限制本發(fā)明的范圍。將關(guān)于具體上下文中的優(yōu)選實(shí)施例，移動電話系統(tǒng)中的GNSS接收機(jī)的RF前端模塊，來描述本發(fā)明。實(shí)施例GNSS接收機(jī)可以支持各種導(dǎo)航系統(tǒng)中的一個或多個，這些導(dǎo)航系統(tǒng)包括但不限于全球定位系統(tǒng)(GPS)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GL0NASS)和伽利略。本發(fā)明還可以適用于其他系統(tǒng)和接收機(jī)類型的RF電路以及適用于其中對諧波和互調(diào)失真進(jìn)行管理的其他電路和系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)蜂窩電話可以是支持各種標(biāo)準(zhǔn)(例如，CDMA、TDMA、GSM、UMTS/LTE、藍(lán)牙和W1-Fi)并在這些標(biāo)準(zhǔn)操作于其上的各種頻帶上進(jìn)行發(fā)送的多系統(tǒng)和多頻帶設(shè)備。在一些情況下，收發(fā)機(jī)可以同時在這些多個頻帶上進(jìn)行發(fā)送，使得由于各個收發(fā)機(jī)的發(fā)送路徑內(nèi)的非線性以及由于GNSS接收路徑自身內(nèi)的非線性，被耦合至GNSS接收機(jī)的接收路徑中的所發(fā)送的能量可能產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物和諧波。圖1示意了傳統(tǒng)多頻帶移動電話100的框圖。移動電話100具有與天線108耦合的無線LAN系統(tǒng)102、與天線110耦合的3G/4G收發(fā)機(jī)104和與天線112耦合的GNSS接收機(jī)106。GNSS信號路徑可以包括前置濾波器114、低噪聲放大器(LNA) 116、后置濾波器118和GNSS接收機(jī)106。由無線LAN系統(tǒng)102發(fā)送的信號和由3G/4G收發(fā)機(jī)104發(fā)送的信號耦合至GNSS接收機(jī)的天線112中。由此，無線LAN收發(fā)機(jī)102和3G/4G收發(fā)機(jī)104利用濾波器120、122、124和126來限制帶外信號的生成和接收。然而，帶內(nèi)信號耦合至GNSS天線112中。即使在天線108、110和112之間可以存在10 dB與15 dB之間的天線隔離，仍可能有可觀的功率被GNSS天線112接收到。例如，天線112可以在無線LAN傳輸頻帶中接收O與5 dBm之間的功率，并在3G/4G傳輸頻帶內(nèi)接收10 dBm與15 dBm之間的功率。然而，由GNSS接收機(jī)典型地接收到的功率約為-127dBm。因此，應(yīng)當(dāng)意識到，由于從由GNSS接收機(jī)從蜂窩電話上存在的發(fā)射機(jī)接收到的信號所生成的諧波和互調(diào)失真產(chǎn)物，在GNSS接收頻帶內(nèi)可能造成干擾。在一個示意性示例中，當(dāng)移動設(shè)備同時在fl=2402 MHz (藍(lán)牙或IEEE802.1lg頻帶的較低頻率)和f2=827 MHz (LTE頻帶5的一部分)處發(fā)送信號時，fl_f2=1575 MHz的IMD2產(chǎn)物落入GNSS頻帶內(nèi)。當(dāng)在LTE頻帶8和藍(lán)牙/WLAN中同時發(fā)送時，出現(xiàn)相同問題。例如，如果fl=2480 MHz (藍(lán)牙或IEEE802.1lg頻帶的較高頻率)和f2=905 MHz (LTE頻帶8的一部分)，則所得到的頂2產(chǎn)物也落在1575 MHz處。此外，使用LTE頻帶13的蜂窩電話可以在頻率fl=787MHz處發(fā)送功率。當(dāng)被耦合至GNSS路徑中時，生成2*fl=1574 MHz處的2次諧波，并且該2次諧波可能與GNSS頻帶發(fā)生干擾并損害GNSS接收機(jī)的靈敏度。一般地，使用前置濾波器114來阻擋干擾器(jammer)信號和干擾信號，前置濾波器114可以是SAW、BAW或FBAR設(shè)備。還提供了后置濾波器118，以除去噪聲和帶外信號，例如由LNA 116在GNSS接收機(jī)106進(jìn)行下轉(zhuǎn)換之前產(chǎn)生的噪聲和失真。然而，應(yīng)當(dāng)意識到，不僅低噪聲放大器(LNA)可以產(chǎn)生失真，而且前置濾波器114也可以產(chǎn)生限制后續(xù)組件的性能的諧波和IMD產(chǎn)物。當(dāng)使用多系統(tǒng)天線時，如果不存在附加信號分離以防止更高的損耗和增大的噪聲指數(shù)，則所發(fā)送的功率可能直接耦合至GNSS路徑中。
在實(shí)施例中，通過對這些不期望的頻率進(jìn)行濾波來降低可產(chǎn)生互調(diào)失真和諧波的不期望頻率的信號電平。在一個實(shí)施例中，通過在GNSS接收路徑中的前置濾波器前面的所定義的拓?fù)渲惺褂镁哂幸粋€或多個諧振濾波器的LC濾波器電路來實(shí)現(xiàn)該濾波。對電感器和電容器值進(jìn)行選擇，使得諧振濾波器切掉(notch out)可能在GNSS頻帶內(nèi)產(chǎn)生互調(diào)失真產(chǎn)物和諧波的頻帶。圖2示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的GNSS RF前端系統(tǒng)200。前端系統(tǒng)200包括前置濾波器208、LNA 214以及集總元件諧振器電路202、204和206。此外，可以包括電感器210，以便使前置濾波器208與LNA 214相匹配，并且，可以使用偏置發(fā)生器212來對LNA214進(jìn)行偏置。在實(shí)施例中，RF前端系統(tǒng)200的一些元件可以駐留于模塊201上，并且其他組件可以駐留于模塊201外部的組件上。例如，電感器210以及集總元件諧振器電路202、204和206可以處于模塊201外部，并可以是使用印刷電感器和/或表面安裝的無源組件(例如，表面安裝器件(SMD)電感器和電容器)來實(shí)現(xiàn)的。在替換實(shí)施例中，可以在模塊上包括這些元件中的一些或所有元件。在一個實(shí)施例中，使用三個諧振LC電路來衰減從移動電話上的其他發(fā)射機(jī)接收到的信號。對諧振電路202中的LI和Cl的值進(jìn)行選擇，以衰減約2.4 GHz的頻率。諧振電路204被配置為具有約800 MHz的陷波中心頻率，并且諧振電路206被配置為具有約900MHz的陷波中心頻率，以便抑制約707 MHz至大約900 MHz的范圍內(nèi)的LTE頻帶5、頻帶8和頻帶13。在該實(shí)施例中，兩個諧振濾波器204和206的組合不僅用于提供更寬頻率范圍上的抑制，而且用于提供對這些頻率的更多衰減。在實(shí)施例中，諧振器電路202、204和206衰減約800 MHz處的低 頻帶信號電平，衰減高頻帶2.4 GHz干擾器，而針對GNSS或GPS頻帶提供最小插入損耗。在實(shí)施例中，針對諧振濾波器202、204和206使用以下值:L1=1.5nH ；C1=3.0 pF ；L2=6.2 nH ；C2=5.6 pF ；L3=12 nH;以及 C3=3.9 pF。應(yīng)當(dāng)意識到，這些值是表示一個具體實(shí)施例的示例值。可替換地，可以使用其他值。在圖2所示的實(shí)施例中，諧振器202和204被實(shí)現(xiàn)為并聯(lián)諧振電路，并且諧振器206被實(shí)現(xiàn)為串聯(lián)諧振電路。應(yīng)當(dāng)意識至IJ，在替換實(shí)施例中，可以在各種頻率處使用并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路的任何組合。通過使用諧振電路202、204和206，在前置濾波器(SAW、BAW、FBAR)之前衰減不期望的信號，并且因此，在前置濾波器和所有后續(xù)塊中生成的MD2產(chǎn)物和諧波顯著減小。此夕卜，濾波器電路針對2.4 GHz頻帶以及針對LTE頻帶5、8、13提供高阻抗，因此，在GNSS或GPS接收路徑經(jīng)由多系統(tǒng)天線與系統(tǒng)的其余部分共享天線的情況下維持這些頻帶的性能。在實(shí)施例中，第一濾波器級2 O 2是具有
/I = —^― =2.44 GHz的并聯(lián)諧振電路，從而，中心頻率/I上的減小的電感和增大的
電容降低了 GNSS頻帶中的插入損耗。在相同天線路徑中存在2.4 GHz系統(tǒng)(例如，藍(lán)牙、WLAN)的情況下，陷波濾波器針對該頻帶提供高輸入阻抗，因此，這不會影響2.4 GHz頻帶內(nèi)的天線性能。在實(shí)施例中，可以在濾波器前面提供附加傳輸線，以將其期望高輸入阻抗變換為不期望的低阻抗或短路。由于與800 MHz頻帶相比其波長更短，2.4 GHz輸入阻抗可以對傳輸線變換更靈敏。為此原因，在一些實(shí)施例中，2.4 GHz陷波濾波器置于多頻率陷波濾波器電路的第一位置處。在一些實(shí)施例中，諧振器電路的位置取決于其對傳輸線變換的靈敏度。因此，最靈敏的電路置于與RF輸入更接近處，而最不靈敏的電路置于與RF輸入更遠(yuǎn)處。然而，在其他實(shí)施例中，可以以不同方式對濾波器進(jìn)行排序。根據(jù)蜂窩電話所支持的低頻帶，可以將第二并聯(lián)陷波濾波器204和串聯(lián)諧振器206調(diào)諧至不同頻率，以便覆蓋整個頻率范圍。在實(shí)施例LTE系統(tǒng)中，使用頻帶5、頻帶8和
頻帶13，可以將并聯(lián)陷波調(diào)諧至約
權(quán)利要求
1.一種被配置為在第一頻率處接收射頻(RF)信號的無線電設(shè)備的RF前端，所述RF前端包括: 天線端口，被配置為耦合至天線； 陷波濾波器，具有與所述天線端口耦合的輸入，所述陷波濾波器被配置為抑制一個或多個頻率，其中，所述第一頻率是所述一個或多個頻率的諧波或互調(diào)失真產(chǎn)物；以及 壓電濾波器，具有與所述陷波濾波器的輸出耦合的輸入以及被配置為與RF放大器耦合的輸出，所述壓電濾波器具有包括所述第一頻率的通帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，還包括低噪聲放大器(LNA)，所述低噪聲放大器具有與所述壓電濾波器的輸出稱合的輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，其中，所述陷波濾波器包括集總元件陷波濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RF前端，其中，所述集總元件陷波濾波器包括串聯(lián)耦合在所述天線端口與所述壓電濾波器的輸入之間的第一并聯(lián)LC振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的RF前端，其中，所述集總元件陷波濾波器還包括耦合在所述壓電濾波器的輸入與參考電壓之間的串聯(lián)LC振蕩器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RF前端，其中: 所述第一并聯(lián)LC振蕩器包括與所述天線端口耦合的第一端和與所述壓電濾波器的輸入耦合的第二端；以及 所述串聯(lián)LC振蕩器耦合在所述第一并聯(lián)LC振蕩器的第二端與所述參考電壓之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RF前端，其中，所述串聯(lián)LC振蕩器包括與所述第一并聯(lián)LC振蕩器不同的中心頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RF前端，其中，所述集總元件陷波濾波器包括與電路板耦合的一個或多個分立電感器和電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RF前端，其中，所述集總元件陷波濾波器被布置在集成無源裸片(IPD)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，其中，所述第一頻率處于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)頻帶中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，其中，所述壓電濾波器包括表面聲波(SAW)濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，其中，所述第一頻率是所述一個或多個頻率的二次諧波。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF前端，其中，所述陷波濾波器在蜂窩通信頻帶內(nèi)或者在無線LAN頻帶內(nèi)對所述天線端口呈現(xiàn)高阻抗。
14.一種射頻RF前端模塊，包括: 集總元件陷波濾波器，具有與所述前端模塊的輸入端口耦合的輸入，所述集總元件陷波濾波器被配置為抑制第一頻率； 壓電濾波器，具有與所述集總元件陷波濾波器的輸出耦合的輸入，所述壓電濾波器具有包括第二頻率的通帶，所述第二頻率是所述第一頻率的諧波；以及RF放大器，耦合至所述壓電濾波器的輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的前端模塊，其中，所述第二頻率是所述第一頻率的二次諧波。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的前端模塊，其中，所述壓電濾波器包括表面聲波(SAW)濾波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的前端模塊，其中，所述集總元件陷波濾波器包括: 并聯(lián)諧振LC振蕩器，具有與所述輸入端口耦合的第一端和與所述RF放大器的輸入耦合的第二端；以及 串聯(lián)諧振LC振蕩器，具有與所述并聯(lián)諧振LC振蕩器的第二端耦合的第一端和與參考電壓耦合的第二端。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的前端模塊，其中，所述并聯(lián)諧振LC振蕩器和所述串聯(lián)諧振LC振蕩器包括分立電感器和電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的前端模塊，其中，所述并聯(lián)諧振LC振蕩器和所述串聯(lián)諧振LC振蕩器集成在集成無源裸片(IPD)中。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的前端模塊，其中，所述前端模塊是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)的前端模塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的前端模塊，其中，所述GNSS接收機(jī)是全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)。
22.—種射頻(RF)系統(tǒng)，包括: 集總元件陷波濾波器，具有與所述RF系統(tǒng)的輸入端口耦合的輸入，所述集總元件陷波濾波器被配置為抑制一個或多個頻率； 壓電濾波器，具有與所述集總元件陷波濾波器的輸出耦合的輸入，所述壓電濾波器具有包括第二頻率的通帶，所述第二頻率是所述一個或多個頻率的諧波或互調(diào)失真產(chǎn)物；以及 RF放大器，耦合至所述壓電濾波器的輸出。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的RF系統(tǒng)，其中，所述集總元件陷波濾波器包括: 并聯(lián)諧振LC振蕩器，具有與所述輸入端口耦合的第一端和與所述RF放大器的輸入耦合的第二端；以及 串聯(lián)諧振LC振蕩器，具有與所述并聯(lián)諧振LC振蕩器的第二端耦合的第一端和與參考電壓耦合的第二端。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的RF系統(tǒng)，還包括與所述RF放大器的輸出耦合的無線電接收機(jī)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的RF系統(tǒng)，其中，所述無線電接收機(jī)包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)。
26.一種在第一頻率處對射頻(RF)信號進(jìn)行處理的方法，所述方法包括: 接收RF信號； 使用集總元件陷波濾波器在一個或多個頻率處對所述RF信號進(jìn)行陷波濾波，以產(chǎn)生第一濾波后信號； 利用壓電濾波器來對所述第一濾波后信號進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生第二濾波后信號，所述壓電濾波器具有包括第二頻率的通帶，其中，所述第二頻率是所述一個或多個頻率的諧波或互調(diào)失真產(chǎn)物；以及利用RF放大器來對第二濾波后信號進(jìn)行放大。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，使用集總元件陷波濾波器在一個或多個頻率處對所述RF信號進(jìn)行陷波濾波包括:利用并聯(lián)諧振LC振蕩器進(jìn)行濾波，所述并聯(lián)諧振LC振蕩器具有與對系統(tǒng)的輸入稱合的第一端和與所述RF放大器的輸入稱合的第二端；以及利用串聯(lián)諧振LC振蕩器進(jìn)行濾波，所述串聯(lián)諧振LC振蕩器具有與所述并聯(lián)諧振LC振蕩器的第二端耦合的第一端和 與參考電壓耦合的第二端。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于RF接收機(jī)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)實(shí)施例，一種被配置為在第一頻率處接收射頻(RF)信號的無線電設(shè)備的RF前端，包括天線端口，被配置為耦合至天線；以及陷波濾波器，具有與所述天線端口耦合的輸入。所述陷波濾波器被配置為抑制一個或多個頻率，使得所述第一頻率是所述一個或多個頻率的諧波或互調(diào)失真產(chǎn)物。所述RF前端還包括壓電濾波器，所述壓電濾波器具有與所述陷波濾波器的輸出耦合的輸入以及被配置為與RF放大器耦合的輸出。所述壓電濾波器具有包括所述第一頻率的通帶。
文檔編號H04B1/16GK103166656SQ20121054164
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者K.容, D.克雷爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司