專利名稱：多模多頻手機(jī)射頻前端模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻前端模塊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兼容TD-LTE/TD-SCDMA/ GSM網(wǎng)絡(luò)的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊。
背景技術(shù)：
射頻前端模塊是目前手機(jī)里無(wú)法被收發(fā)器集成的一個(gè)重要射頻元件，主要包括射頻功率放大器和射頻開(kāi)關(guān)；射頻功率放大器主要負(fù)責(zé)將調(diào)制后的射頻信號(hào)放大到一定的功率值，再通過(guò)天線發(fā)射出去，射頻開(kāi)關(guān)則主要對(duì)射頻信號(hào)的發(fā)射與接收進(jìn)行切換；從目前的移動(dòng)通信發(fā)展來(lái)看，GSM是目前應(yīng)用最為成熟、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面最廣、用戶最多的一個(gè)2G通信標(biāo)準(zhǔn)。隨著用戶對(duì)手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸量及傳輸速度的要求越來(lái)越高，3G移動(dòng)通信得到了飛速的發(fā)展。TD-SCDMA作為中國(guó)的3G標(biāo)準(zhǔn)，從一開(kāi)始提出就得到了國(guó)家的高度重視，目前中國(guó)移動(dòng)已在國(guó)內(nèi)絕大部分城市鋪建好通信網(wǎng)絡(luò)。在2010年，我國(guó)TD-SCDMA 的用戶就達(dá)到3000萬(wàn)，預(yù)計(jì)今年用戶將達(dá)到4000萬(wàn)。國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商也相繼推出了兼容GSM 的TD-SCDMA雙模手機(jī)，其射頻前端模塊架構(gòu)如圖1所示，它包括兩路射頻放大鏈路及一個(gè) SPnT (單刀多擲)開(kāi)關(guān)，其中GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/E-GSM頻段通過(guò)GSM LB PA進(jìn)行放大，而TD B34和B39頻段則與GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PSC頻段共用一路射頻功率放大器TD/GSM HB PA,以通過(guò)共享射頻放大鏈路降低成本，同時(shí)系統(tǒng)采用一個(gè)SP6T射頻開(kāi)關(guān)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行切換。在3G技術(shù)進(jìn)展如火如荼的同時(shí)，4G技術(shù)也已經(jīng)得到了各個(gè)國(guó)家的重視，其中日本早在2009年就發(fā)放了 4個(gè)LTE牌照，預(yù)計(jì)今年年底就將給用戶提供4G業(yè)務(wù)；我國(guó)在4G 領(lǐng)域也基于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)提出了屬于自己的TD-LTE (Long Term Evolution，是3G標(biāo)準(zhǔn) TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)，是一種專門(mén)為移動(dòng)高寬帶應(yīng)用而設(shè)計(jì)的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn))4G標(biāo)準(zhǔn)，其相對(duì)TD-SCDMA 3G標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)上網(wǎng)速度更快，能夠達(dá)到TD-SCDMA技術(shù)的幾十倍，從而使無(wú)處不在的高速上網(wǎng)成為可能；國(guó)內(nèi)廠商聯(lián)芯科技已經(jīng)有演示的終端TD-LTE芯片，展訊也同樣會(huì)在今年年底宣布TD-LTE的終端基帶和收發(fā)器芯片。而同樣重要的射頻前端模塊 (FEM)則一直被歐美公司壟斷，射頻前端器件價(jià)格一直居高不下。并且TD-LTE作為新一代的4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其必須向下兼容現(xiàn)有3G TD-SCDMA及2G GSM標(biāo)準(zhǔn)，但目前仍然沒(méi)有合適的兼容TD-LTE/TD-SCDMA/GSM的射頻前端架構(gòu)，如果在現(xiàn)有的TD-SCDMA/GSM模塊的基礎(chǔ)上兼容TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)，其射頻前端模塊架構(gòu)如圖2所示，它除了包括如圖1所示的TD-SCDMA/GSM 射頻前端外，還包括一路TD-LTE射頻功率放大器及一個(gè)SP2T開(kāi)關(guān)，其中TD-SCDMA/GSM射頻前端與TD-LTE射頻功率放大器通過(guò)SP2T。開(kāi)關(guān)連接到天線；圖2所示的兼容TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM標(biāo)準(zhǔn)的射頻前端模塊除了需額外增加一個(gè)SP2T開(kāi)關(guān)導(dǎo)致成本增加外，還存在另外兩個(gè)問(wèn)題。首先由于SP2T開(kāi)關(guān)所固有的插入損耗，等于增大了 TD-SCDMA/GSM射頻前端發(fā)射與接收通路上的衰減。對(duì)于發(fā)射通路來(lái)說(shuō)，增加發(fā)射通路上的衰減相當(dāng)降低了發(fā)射功率，等效于降低了射頻功率放大器的發(fā)射效率，這對(duì)效率要求很高的3G系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可接受的；SP2T開(kāi)關(guān)的加入，對(duì)于接收通路來(lái)說(shuō)相當(dāng)于降低了其接收靈敏度，從而影響手機(jī)接收到的信號(hào)質(zhì)量，這與4G標(biāo)準(zhǔn)的要求是相悖的；此外，TD-LTE射頻功率放大器通過(guò)SP2T開(kāi)關(guān)直接接到天線，由于SP2T開(kāi)關(guān)的隔離度有限，經(jīng)TD-LTE PA放大后的射頻信號(hào)的高階諧波將通過(guò)SW2開(kāi)關(guān)泄漏出去，為了滿足通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泄漏功率的要求，就需在TD-LTE射頻功率放大器后增加濾波網(wǎng)絡(luò)，這會(huì)導(dǎo)致TD-LTE射頻功率放大器的設(shè)計(jì)成本與設(shè)計(jì)復(fù)雜度增加。綜上所述，目前的TD-SCDMA/GSM射頻前端模塊架構(gòu)并不適合于兼容4G TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM標(biāo)準(zhǔn)，而快速發(fā)展的4G TD-LTE通信系統(tǒng)又迫切需求一個(gè)合適的射頻前端架構(gòu)，該架構(gòu)能同時(shí)覆蓋TD-LTE/TD-SCDMA/GSM的4G、3G和2G的各個(gè)射頻放大鏈路，能夠降低TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM的終端體積，降低終端硬件研發(fā)的周期和成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型需解決的問(wèn)題是提供一種能同時(shí)覆蓋TD-LTE/TD-SCDMA/GSM的4G、3G 和2G的各個(gè)射頻放大鏈路且成本較低的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為提供一種多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，包括第一射頻功率放大器，其支持TD B40頻段信號(hào)；第二射頻功率放大器，同時(shí)支持TD B34 B39和GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS頻段信號(hào)；第三射頻功率放大器，支持GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/E-GSM頻段信號(hào)；SPlOT開(kāi)關(guān)，分別與所述第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器輸出端連接，用于射頻信號(hào)的切換，提供七個(gè)接收端口分別供GSM 四頻和TD三頻使用；LPF低通濾波器，與SPlOT開(kāi)關(guān)輸出端連接，SPlOT開(kāi)關(guān)通過(guò)該低通濾波器連接天線，用于濾除3GHz以上的諧波信號(hào)。一種優(yōu)選的方案為，所述第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體；SPlOT開(kāi)關(guān)及LPF低通濾波器與上述三個(gè)功率放大器集成于一體。另一種優(yōu)選的方案為，所述第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體，第一射頻功率放大器單獨(dú)設(shè)置；其中，SPlOT開(kāi)關(guān)及LPF低通濾波器與第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于(1)本實(shí)用新型采用一 SPlOT開(kāi)關(guān)用于切換射頻信號(hào)，并提供7個(gè)接收端口，分別供GSM四頻和TD三頻使用，配合能同時(shí)支持TD B34、B39及GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS頻段的射頻功率放大器，從而使TD B34、B39及與GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS頻段信號(hào)共享射頻放大鏈路， 簡(jiǎn)化了射頻前端模塊設(shè)計(jì)；并另外配合分別支持TD B40頻段信號(hào)及支持GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/ E-GSM頻段信號(hào)的兩個(gè)放大器，構(gòu)建一個(gè)能同時(shí)兼容TD-LTE/TD-SCDMA/GSM標(biāo)準(zhǔn)的射頻前端模塊；射頻前端模塊能同時(shí)覆蓋4G、3G、2G標(biāo)準(zhǔn)，只采用一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)，有效降低了開(kāi)關(guān)插損對(duì)系統(tǒng)性能的影響；(2)本實(shí)用新型所述模塊中采用LPF低通濾波器，其可濾除3GHz以上的諧波信號(hào)，從而減輕對(duì)4G、3G和2G各個(gè)放大器輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的濾波設(shè)計(jì)要求，簡(jiǎn)化各放大器的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中TD-SCDMA/GSM雙模手機(jī)射頻前端模塊組成示意圖；圖2為基于現(xiàn)有的TD-SCDMA/GSM射頻前端模塊構(gòu)建的TD-LTE/TD-SCDMA/GSM射
4頻前端模塊圖；圖3為本實(shí)用新型所述TD-LTE/TD-SCDMA/GSM射頻前端模塊第一實(shí)施例圖；圖4為本實(shí)用新型所述TD-LTE/TD-SCDMA/GSM射頻前端第二實(shí)施例模塊圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖3，本實(shí)施例所揭示的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊包括TD-LTE PA(第一射頻功率放大器)、TD-LTE/TD/GSM HB PA (第二射頻功率放大器)、GSM LB PA (第三射頻功率放大器)、SPlOT 開(kāi)關(guān)及一個(gè)低通濾波器 LPF，其中 TD-LTE PA、TD-LTE/TD/GSM HB PA、GSM LB PA輸出端與SPlOT開(kāi)關(guān)相接，SPlOT開(kāi)關(guān)輸出端通過(guò)低通濾波器LPF接到天線。其中，TD-LTE PA用于支持TD B40頻段信號(hào)；TD-LTE/TD/GSM HB PA用于支持TD B34 B39和GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS頻段信號(hào)，從而通過(guò)TD B!34和B39的PA與GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/ PCS PA共享射頻放大鏈路使射頻前端模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。GSM LB PA用于支持GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/ E-GSM頻段信號(hào)。SPlOT開(kāi)關(guān)用于切換射頻信號(hào)，并提供7個(gè)接收端口，分別供GSM四頻和 TD三頻使用；LPF低通濾波器用于濾除3GHz以上的諧波信號(hào)，從而減輕對(duì)4G、3G和2G各個(gè) PA輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的濾波要求，從而簡(jiǎn)化PA的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。上述模塊的工作原理如下當(dāng)使用GSM標(biāo)準(zhǔn)的E-GSM頻段發(fā)射頻信號(hào)時(shí)，GSM LB PA工作，射頻開(kāi)關(guān)SPlOT切換至GSM LB PA輸出端，從而經(jīng)GSM LB PA放大后的E-GSM頻段射頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)傳輸至低通濾波器LPF，再由LPF濾除掉高階諧波，然后通過(guò)天線發(fā)射出去；當(dāng)GSM標(biāo)準(zhǔn)的E-GSM RXl 口接收信號(hào)時(shí)，三路PA均不工作，射頻開(kāi)關(guān)SPlOT切換至E-GSM RXl 口，天線端接收到的射頻信號(hào)通過(guò)LPF后傳輸至開(kāi)關(guān)，再由開(kāi)關(guān)傳輸至E-GSM RXl端口， 最后傳輸給接收機(jī)進(jìn)行處理；其他頻段的發(fā)射與接收原理與E-GSM頻段的原理一致。在此不再贅述。圖3所示射頻前端模塊能同時(shí)覆蓋4G、3G、2G標(biāo)準(zhǔn)，并且只需采用一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)， 從而降低了開(kāi)關(guān)插損對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并通過(guò)在開(kāi)關(guān)輸出端增加一個(gè)低通濾波器用于濾除3GHz以上的諧波信號(hào)，從而能夠減輕對(duì)前端PA諧波抑制的要求，有助于簡(jiǎn)化射頻前端模塊的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)，還可以將TD-LTE PA與TD-LTE/TD/GSM HB PA、GSM LB PA集成到一個(gè)模塊內(nèi)，從而進(jìn)一步的減少射頻前端系統(tǒng)的體積并降低成本，實(shí)施例原理圖如圖4 所示，圖4與圖3所示實(shí)施例工作方式相同，在此不再描述。以上僅為本實(shí)用新型較優(yōu)選的實(shí)施例，需說(shuō)明的是，在未脫離本實(shí)用新型構(gòu)思前提下對(duì)其所做的任何微小變化及等同替換，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，其特征在于，包括第一射頻功率放大器，其支持TD B40頻段信號(hào)；第二射頻功率放大器，同時(shí)支持TD B34 B39和GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS頻段信號(hào)；第三射頻功率放大器，支持GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/E-GSM頻段信號(hào)；SPlOT開(kāi)關(guān)，分別與所述第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器輸出端連接，用于射頻信號(hào)的切換，提供七個(gè)接收端口分別供GSM四頻和TD三頻使用；LPF低通濾波器，與SPlOT開(kāi)關(guān)輸出端連接，SPlOT開(kāi)關(guān)通過(guò)該低通濾波器連接天線，用于濾除3GHz以上的諧波信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，其特征在于所述第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，其特征在于，所述SPlOT開(kāi)關(guān)及LPF低通濾波器與第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，其特征在于，所述第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體，第一射頻功率放大器單獨(dú)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多模多頻手機(jī)射頻前端模塊，其特征在于所述SPlOT開(kāi)關(guān)及LPF低通濾波器與第二射頻功率放大器、第三射頻功率放大器集成于一體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多模多頻的手機(jī)射頻前端模塊，包括分別支持TDB40、TDB34B39和GSM標(biāo)準(zhǔn)的DCS/PCS及GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM/E-GSM三個(gè)頻段信號(hào)的三個(gè)射頻功率放大器，三個(gè)功率放大器輸出端連接一SP10T開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用于射頻信號(hào)的切換，并提供七個(gè)接收端口分別供GSM四頻和TD三頻使用；SP10T開(kāi)關(guān)通過(guò)一低通濾波器連接天線。具體實(shí)施時(shí)，所述三個(gè)射頻功率放大器與SP10T開(kāi)關(guān)及LPF低通濾波器集成于一個(gè)模塊內(nèi)。本實(shí)用新型射頻前端模塊能同時(shí)覆蓋4G、3G、2G標(biāo)準(zhǔn)，只采用一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)，有效降低了開(kāi)關(guān)插損對(duì)系統(tǒng)性能的影響；且體積小，成本低。
文檔編號(hào)H03F3/20GK202103661SQ20112025049
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者彭鳳雄 申請(qǐng)人:惠州市正源微電子有限公司