為滿足CA操作的要求，相應(yīng)的雙工器須在移動(dòng)電話的前端電路中同時(shí)活動(dòng)，而不會(huì)互相干擾。然而，倘若將兩個(gè)雙工器連接至同一天線端子，這通常表示四工器，針對(duì)這種特殊應(yīng)用需將其優(yōu)化成新的構(gòu)件。

總而言之，在技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)所建議的那些頻帶對(duì)，其頻帶在頻率上相隔甚遠(yuǎn)，例如頻帶20與頻帶3。它們能夠在共同的天線端子處與簡(jiǎn)單的雙工器相結(jié)合，該雙工器具有通常超過(guò)20dB的良好隔離。通過(guò)這種方式，能夠確保連接至共同的天線端子的雙工器不會(huì)互相干擾，因此信號(hào)僅通過(guò)期望的雙工器進(jìn)行傳導(dǎo)并且在另一雙工器中不產(chǎn)生不必要的損耗。

除低損耗之外，四工器還需在TX與RX子頻帶之間具有良好的隔離，即在相應(yīng)的發(fā)射頻帶與接收頻帶之間具有良好的隔離。這不僅適用于同一頻帶內(nèi)的TX/RX隔離，而且適用于第一頻帶的TX操作與組合的第二頻帶的RX操作之間的TX/RX隔離。針對(duì)可以使用雙工器的情況而言，這些要求已經(jīng)得到滿足。

然而，在此建議CA頻帶對(duì)的情況下(此時(shí)頻帶的頻率彼此接近)，例如，在5&17、8&20或2&4的CA頻帶組合時(shí)，常規(guī)的雙工器無(wú)法簡(jiǎn)單地在天線端子處組合。在此情況下，雙工器的低通與高通之間的隔離不足以用于頻帶的相互隔離，并且雙工器必須直接相配。為此，在一個(gè)雙工器的通帶中，在另一雙工器中需使天線端子處的阻抗呈現(xiàn)為無(wú)窮大，這一般需要相應(yīng)的阻抗相移。因此，雙工器對(duì)于另一頻帶的頻率(即其通帶之外)須在天線端子處具有高反射系數(shù)。借助相移器在這個(gè)頻率范圍內(nèi)將阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大，來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

圖1示出一種已知的第一雙工器DPX1和第二雙工器DPX2的布置方案，這兩個(gè)雙工器與共同的天線端子AT相連接。在天線端子AT與每個(gè)雙工器的輸入端之間分別布置有相移電路PS1、PS2，這兩個(gè)相移電路應(yīng)使相應(yīng)另外的雙工器的通帶中的阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大。

通常情況下，在雙工器中，將TX濾波器(發(fā)射濾波器)配置成呈梯型布置的電抗濾波器，其由串聯(lián)諧振器和并聯(lián)諧振器構(gòu)成。這些諧振器可以配置成SAW或BAW諧振器。除梯型結(jié)構(gòu)之外，相應(yīng)的RX濾波器(接收濾波器)還可以具有其它濾波器部件，例如聲耦合的諧振器結(jié)構(gòu)，諸如DMS結(jié)構(gòu)。

梯型濾波器的傳輸特性具有三個(gè)不同的特征部分：在通帶兩側(cè)以及通帶本身的遠(yuǎn)程抑制(即帶外(Out of band)區(qū)域)、低極點(diǎn)或衰減最大值。有利地，單個(gè)雙工器本身使用傳輸特性中的特征性低極點(diǎn)(陷波)，以便在TX與RX區(qū)段之間獲得極高的衰減。在通常通過(guò)并聯(lián)諧振器的諧振頻率確定通帶之下的極點(diǎn)頻率期間，通過(guò)并聯(lián)諧振器的反諧振頻率和串聯(lián)諧振器的諧振頻率確定通帶之下的極點(diǎn)頻率。另外，正如并聯(lián)諧振器的反諧振一樣，串聯(lián)諧振器的串聯(lián)諧振也必然位于通帶之內(nèi)。

為了優(yōu)化衰減最大值相對(duì)于通帶的確切位置或者為了增加諧振器的帶寬，已知將電感與并聯(lián)諧振器串聯(lián)。由此，能夠在濾波器響應(yīng)中產(chǎn)生另外的極點(diǎn)。然而，由于附加的電感的品質(zhì)因子(Q因子)有限，故具有這類(lèi)電感的電路在通帶中具有額外的插入衰減。此外，更重要的是，這些電感使雙工器在與通帶相距較遠(yuǎn)的帶外頻率下的反射率明顯降低。通常，只要雙工器在單模式中操作，即不在CA模式中操作，這就不會(huì)受到干擾。但是，當(dāng)雙工器作為四工器的一部分操作時(shí)，反射率降低便成為嚴(yán)重問(wèn)題，其原因在于，在某些頻率下，雙工器的反射率較低會(huì)直接對(duì)另外雙工器的插入衰減造成負(fù)面影響。

圖2在模擬圖中示出了，濾波器或雙工器的插入衰減IL通過(guò)接入并聯(lián)支路中的電感作為相應(yīng)的天線端子處的反射率REF的函數(shù)而額外地增加。圖中示出，在反射率為0.8及更低時(shí)，預(yù)計(jì)會(huì)嚴(yán)重妨礙雙工器的特性。即使雙工器完美適配并且具有理想的(即無(wú)損耗的)適配元件以適配于共同的天線端子，但如曲線K1所示，在這種理想情況下，0.8的反射率同樣會(huì)在通帶中造成約0.45dB的損耗。于是，適配度的任何劣化都會(huì)導(dǎo)致更高的反射率并相應(yīng)產(chǎn)生更高的損耗。0.6以上的反射率會(huì)導(dǎo)致增加超過(guò)1dB的插入衰減。如由圖中的其它曲線所示，天線端子具有更低的反射系數(shù)(S22)，則進(jìn)一步惡化這種狀況。

圖3通過(guò)模擬圖根據(jù)所用電感的品質(zhì)因子Q示出了隨頻率FR繪制的雙工器在天線端子處的反射系數(shù)REF，其針對(duì)Q＝50(最下方的曲線)至Q＝300(最上方的曲線)的取值來(lái)繪制。圖中示出，品質(zhì)因子也對(duì)反射率并由此對(duì)插入衰減具有顯著影響。圖中所示的值是針對(duì)在第一并聯(lián)支路中具有與并聯(lián)諧振器串聯(lián)的電感的雙工器算得，所述并聯(lián)支路即指在分支電路中最接近天線端子的并聯(lián)支路。其頻帶位于所示通帶之下或之上的另一雙工器由于低反射率而具有高損耗。即使是理想的線圈或者后補(bǔ)適配元件，也無(wú)法消除這種影響。

除發(fā)射率增高方面的缺點(diǎn)之外，電感還通過(guò)改善RX濾波器的通帶中的RX/TX隔離而表現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)。此外，如果考慮到單個(gè)雙工器，則品質(zhì)因子為50的電感僅使插入衰減略有下降。

本發(fā)明的目的是，提出一種雙工器，其不僅具有良好的RX/TX隔離性，而且可配置用于在四工器中的操作，共同天線端子處的反射率也得以改善。

本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案為具有權(quán)利要求1所給出特征的雙工器。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案以及特別是由這種雙工器制成的四工器請(qǐng)參閱其它權(quán)利要求。

本發(fā)明指出，在濾波器中，對(duì)連接有電感的并聯(lián)路徑的選擇對(duì)濾波器的反射率具有顯著影響。業(yè)已證實(shí)，常規(guī)的電感在并聯(lián)路徑中直接鄰近天線端子的布置方案最不可取。本發(fā)明在此指出，電感的最佳布置方案是布置在最遠(yuǎn)離天線端子的并聯(lián)支路中的并聯(lián)諧振器串聯(lián)。

于是，從天線端子角度所見(jiàn)的根據(jù)本發(fā)明的第一并聯(lián)支路必須直接接地。同樣有利的是，除最遠(yuǎn)離天線端子的支路以外的其它并聯(lián)支路也直接接地。

根據(jù)本發(fā)明的雙工器包括天線端子，其與兩個(gè)分路相連接，即發(fā)射路徑和接收路徑。在發(fā)射路徑中布置有串聯(lián)的串聯(lián)諧振器，而與之并聯(lián)的n個(gè)并聯(lián)路徑接地。在每個(gè)并聯(lián)路徑中分別布置有并聯(lián)諧振器或者串聯(lián)的并聯(lián)諧振器的級(jí)聯(lián)。在此，數(shù)目n優(yōu)選為0<n<8。也可能有8個(gè)以上并聯(lián)支路，然而這在正常情況下并非必要或有利，在多數(shù)情況下，至多5個(gè)并聯(lián)支路便足矣。至少在一個(gè)并聯(lián)支路中，將接地的電感與并聯(lián)諧振器串聯(lián)，其中，最接近天線端子的并聯(lián)支路直接接地，因?yàn)槠渲胁⑽床贾秒姼小?/p>

在根據(jù)本發(fā)明的雙工器中，在通帶附近的頻率下的TX/RX隔離大體相當(dāng)于已知雙工器(其在并聯(lián)支路處具有電感)的TX/RX隔離，但反射率明顯更佳，并且所述雙工器表現(xiàn)出與電感的Q因子的更低相關(guān)性。其優(yōu)點(diǎn)在于，不必要求高品質(zhì)的電感來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的特性。

根據(jù)本發(fā)明的雙工器能夠包括與所述雙工器的不同并聯(lián)支路串聯(lián)的多個(gè)電感。于是，有利之處在于，在濾波器的帶外區(qū)域中產(chǎn)生附加的極點(diǎn)，以便抑制某些系統(tǒng)頻率下的干擾。這樣的系統(tǒng)頻率是在移動(dòng)電話中除所述雙工器以及視情況由兩個(gè)雙工器組裝的四工器的頻帶之外可能會(huì)用到的那類(lèi)頻率。

針對(duì)多個(gè)這樣的電感而言，它們也以最大限度上遠(yuǎn)離天線端子的方式布置于梯型電路中。在此情形下，所述方法已指出，第一并聯(lián)諧振器直接接地，即第一并聯(lián)支路(從天線端子角度所見(jiàn))的并聯(lián)諧振器直接接地，并且在該并聯(lián)支路中沒(méi)有布置電感，這種影響最大，但通過(guò)在最遠(yuǎn)離天線端子的并聯(lián)支路中布置電感，還會(huì)得到進(jìn)一步改善。

根據(jù)一種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的第一雙工器配置用于第一發(fā)射頻帶和第一接收頻帶。在天線端子處連接有第二雙工器，其配置用于第二發(fā)射頻帶和第二接收頻帶，其中，第一雙工器與第二雙工器的頻帶不同。在天線端子與第一雙工器之間以及在天線端子與第二雙工器之間分別布置有相移電路，該相移電路使對(duì)相應(yīng)另外的雙工器的發(fā)射頻帶和/或接收頻帶的頻率的阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大。此外，針對(duì)所述第二雙工器而言，其發(fā)射路徑包括串聯(lián)的串聯(lián)諧振器以及自其分支出的接地的并聯(lián)路徑，其中分別布置有并聯(lián)諧振器或者串聯(lián)的并聯(lián)諧振器的級(jí)聯(lián)。發(fā)射路徑中的并聯(lián)路徑中的至少一個(gè)與接地的電感串聯(lián)，其中，最接近天線端子的并聯(lián)路徑包括直接接地的并聯(lián)諧振器，以致在相應(yīng)的并聯(lián)路徑中沒(méi)有布置電感。

這種實(shí)施例方式表示一種四工器，其在緊鄰卻仍不同的頻帶中也在兩個(gè)雙工器之間具有徹底的分隔或良好的隔離。

采用這類(lèi)四工器僅在結(jié)合頻帶的一定最大距離內(nèi)有用或有利，其原因在于，四工器的更遠(yuǎn)頻帶對(duì)可以毫無(wú)困難地借助天線分離濾波器(Diplexer)來(lái)分隔。然而，根據(jù)本發(fā)明的四工器也能夠使這些頻帶對(duì)分隔。

如果第一雙工器配置用于頻帶X并且第二雙工器配置用于頻帶Y，并且如果f_C1是頻帶X的接收頻帶中的中間頻率以及f_C2是頻帶Y的接收頻帶中的中間頻率，則限定成，通過(guò)關(guān)系式f_C1≤1.45f_C2使f_C1與f_C2相關(guān)聯(lián)。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)關(guān)系式f_C1≤1.30f_C2使f_C1與f_C2相關(guān)聯(lián)。

在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)關(guān)系式f_C1≤1.20f_C2使f_C1與f_C2相關(guān)聯(lián)。對(duì)于待分隔頻帶間的這種小距離，同樣形成卓越的隔離。

由于根據(jù)本發(fā)明布置的電感，根據(jù)本發(fā)明的四工器也在反射率方面得以改善，如此在CA模式中操作不成問(wèn)題，其中，除頻帶的TX和RX操作之外，至少一個(gè)另外的附加發(fā)射頻帶和/或附加接收頻帶活動(dòng)，以便提高通話或數(shù)據(jù)連接其間的數(shù)據(jù)速率或帶寬。電感不僅能夠改善雙工器中的TX/RX隔離，而且還能夠改善四工器中的TX/RX隔離，卻不會(huì)由此使反射率劣化。另外，所述雙工器或四工器的特性與電感的Q因子的相關(guān)性極低或完全無(wú)關(guān)，因此能夠使用具有低Q因子的電感，即成本低廉的部件。

通過(guò)本發(fā)明顯著改善了Tx/Rx隔離以及兩個(gè)結(jié)合頻帶間的隔離，因此根據(jù)本發(fā)明的四工器中的頻帶能夠采用任何一種雙工法來(lái)操作。此外，還能夠在四工器內(nèi)針對(duì)兩個(gè)頻帶或者兩個(gè)相連的雙工器使用不同的雙工法。能夠?qū)⒃诘谝浑p工器中使用FDD方法與在第二雙工器或者第二雙工器的分濾波器中將TDD方法結(jié)合起來(lái)。這同樣適用于迄今尚未實(shí)現(xiàn)但可以設(shè)想的兩個(gè)Rx頻帶與兩個(gè)Tx頻帶的CA組合，該CA組合需要用于單一通信連接的全制四工器操作，利用根據(jù)本發(fā)明的雙工器可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

在一種實(shí)施方式中，在兩個(gè)雙工器之一中，在另一并聯(lián)支路中，另一電感與另一并聯(lián)諧振器串聯(lián)。該另一電感的電感值如此標(biāo)定，即產(chǎn)生另一衰減極點(diǎn)，其引起另一系統(tǒng)頻率時(shí)的衰減增大。通過(guò)這種方式，能夠在雙工器的傳輸特性中隱沒(méi)移動(dòng)電話使用的系統(tǒng)頻率。這類(lèi)要濾除的系統(tǒng)頻率可以屬于諸如GSM、WCDMA、GPS、GLONASS、Galileo、Bluetooth、W-Lan、WiFi或IoT(物聯(lián)網(wǎng)，Internet of Things)的任何其它通信或?qū)Ш筋l帶的Tx或Rx頻帶和/或DBT頻率。原則上，通過(guò)這種方式能夠產(chǎn)生任何其它極點(diǎn)或者使其它極點(diǎn)轉(zhuǎn)移到任何頻率，以防雙工器在這些系統(tǒng)頻率下受到干擾性影響。時(shí)常出現(xiàn)但非普遍性的是，極點(diǎn)的數(shù)目受限于濾波器中的分流或并聯(lián)支路的數(shù)目。

根據(jù)一種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的雙工器耦合至天線或天線端子，其上耦合具有另一發(fā)射濾波器的至少一個(gè)另外的發(fā)射支路或具有另一接收濾波器的另外的接收支路或者第二雙工器。在天線與另外的發(fā)射支路之間或者在天線與另外的接收支路之間布置至少一個(gè)相移器，其在第一雙工器的輸入端使對(duì)于第二雙工器的相應(yīng)另一發(fā)射支路和/或另一接收支路的頻率的阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大，或者其在另外的接收支路中使對(duì)所述雙工器的發(fā)射濾波器的頻率的阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大。具有第一雙工器和另外支路的總體布局構(gòu)造用于載波聚合模式中的操作。同時(shí)，這一點(diǎn)允許實(shí)現(xiàn)通過(guò)所述雙工器的發(fā)射和接收路徑的發(fā)射和接收操作，另外還允許實(shí)現(xiàn)通過(guò)另一接收濾波器的接收操作或者實(shí)現(xiàn)通過(guò)所述第二雙工器的接收濾波器或發(fā)射濾波器的接收或發(fā)射操作。通過(guò)所述相移器確保，不會(huì)有干擾的發(fā)射頻率進(jìn)入耦合至相同天線端子的接收濾波器或者雙工器的接收分濾波器的接收路徑中。因此，使待分隔支路的彼此緊鄰的頻率也能實(shí)現(xiàn)多工功能。另外，產(chǎn)生高反射率，這樣兩個(gè)濾波器都可以在其插入衰減方面形成最佳配置。

在一種實(shí)施方式中，第一雙工器和第二雙工器耦合至共同的天線。所述第一雙工器配置用于LTE頻帶5，而所述第二雙工器配置用于LTE頻帶17。在該實(shí)施方式中，與天線端子并聯(lián)并借此與接地的天線并聯(lián)的電感用作相移器。在該實(shí)施方式中，業(yè)已利用該唯一的元件實(shí)現(xiàn)相移器的功能。該元件在此以理想的方式用于兩個(gè)雙工器的信號(hào)，使對(duì)相應(yīng)另一雙工器的頻率的阻抗轉(zhuǎn)向無(wú)窮大。針對(duì)兩個(gè)雙工器與共同的天線連接的載波聚合模式中的其它頻帶組合，可能需要附加元件用于至少一個(gè)相移電路。

下面參照實(shí)施例及相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。這些附圖純屬示意性示出并且只是用于促進(jìn)理解，從而圖中會(huì)省略那些無(wú)關(guān)緊要或顯而易見(jiàn)的細(xì)節(jié)。

圖1示出本發(fā)明提出的具有兩個(gè)雙工器的四工器，這兩個(gè)雙工器與共同的天線端子連接。

圖2借助各種曲線圖示出第一濾波器的損耗與第二濾波器的反射率以及與天線端子的反射率的相關(guān)性。

圖3示出針對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)已知的雙工器的隨頻率變化的發(fā)射率的曲線，其還受天線端子附近耦接的電感的品質(zhì)因數(shù)的影響。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的雙工器電路。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的雙工器的發(fā)射和接收濾波器的通帶。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的雙工器與已知雙工器相比的傳輸特性。

圖7示出類(lèi)似于圖3的反射率隨頻率變化的曲線，其被繪制為受根據(jù)本發(fā)明的雙工器的不同品質(zhì)因子的影響。

圖8示出具有額外衰減極點(diǎn)的根據(jù)本發(fā)明的雙工器。

圖9和圖10示出圖8中所示的根據(jù)本發(fā)明的雙工器的傳輸特性。

圖11示出其反射率隨頻率變化。

圖12示出具有用于特定頻帶組合的根據(jù)本發(fā)明的相移器的雙工器電路。

圖13和圖14示出共同耦合成四工器的兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的雙工器的隔離。

圖15A至圖15C示出建議的用于在根據(jù)3GPP的載波聚合模式中操作的頻帶組合的表格。

圖1示出四工器電路，其中第一雙工器DPX1和第二雙工器DPX2與共同的天線端子AT相連接。在第一發(fā)射與接收混合路徑TRP1和第一雙工器DPX1中布置有第一相移電路PS1，而在第二發(fā)射與接收混合路徑TRP2中，第二相移電路PS2被布置于天線端子AT與第二雙工器DPX2之間。相移電路PS導(dǎo)致，輸入阻抗ZI在發(fā)射與接收混合路徑TRP中對(duì)于相應(yīng)另外的雙工器的信號(hào)而言很高，這是因相應(yīng)另外的信號(hào)的阻抗被轉(zhuǎn)向無(wú)窮大所致。與之相應(yīng)，在第一發(fā)射與接收混合路徑TRP1中的輸入阻抗ZI1對(duì)于第二雙工器DPX2的信號(hào)而言很高。相應(yīng)地，在第二發(fā)射與接收混合路徑TRP2中的輸入阻抗ZI2對(duì)于第一雙工器DPX1的信號(hào)而言很高。如此調(diào)節(jié)相移器，例如，即相移器PS1扭轉(zhuǎn)第二雙工器DPX2的信號(hào)的阻抗，使得第一雙工器DPX1盡可能少地負(fù)載，也盡可能好地反射第二雙工器的信號(hào)。這同樣適用于配位調(diào)換的第二相移器PS2。

利用這樣的四工器電路，具有相近頻帶的雙工器能夠徹底地相互隔離，以便確保四工器工作不受干擾。不言而喻，如果第一雙工器DPX1以全雙工模式操作，而第二雙工器DPX2僅用作發(fā)射濾波器或者僅用作接收濾波器，則四工器也支持三工器工作。這種三工器工作相當(dāng)于載波聚合模式，對(duì)此，采用本發(fā)明提出的架構(gòu)，不再需要單獨(dú)的發(fā)射與接收濾波器用于與之耦合的頻帶。根據(jù)本發(fā)明，確切而言，四工器電路使用第二雙工器，作為用于附加頻帶的CA模式中的濾波器。

盡管如圖1所示的四工器使得兩個(gè)由雙工器所用的頻帶能夠彼此良好隔離，但該四工器特別在三工器工作或四工器工作中也會(huì)由于反射率高而易受電損耗。圖2以直觀方式示出損耗如何隨反射率下降(即變差)而增高。在此僅示出因天線端子上的反射率而產(chǎn)生的額外損耗。針對(duì)具有不同S22值的不同場(chǎng)景確定不同的曲線圖。倘若S22最小(即完美適配，參見(jiàn)最上方的曲線)，則額外的插入衰減純屬歸因于“另外”雙工器的有限反射率。天線上的任何失配都會(huì)使這種性能變差。不同的曲線圖顯示曲線雖然在優(yōu)化適配的情況下可能略微平緩，但損耗在反射率進(jìn)一步下降時(shí)仍會(huì)急劇增長(zhǎng)。

這表示，在反射率例如為0.8及更差的情況下，已經(jīng)存在約0.45dB范圍內(nèi)的高損耗，這就在反射率為0.6及更低時(shí)導(dǎo)致超過(guò)1dB的劣化。如果伸出殼外的天線具有低反射系數(shù)，還會(huì)進(jìn)一步惡化這種狀況。

圖3示出已知雙工器的隨頻率繪制的反射率，該雙工器在第一并聯(lián)支路中與接地的電感串聯(lián)。不同的曲線對(duì)應(yīng)具有不同品質(zhì)因子Q的電感。曲線的凹部表示，該電感的品質(zhì)因子不佳使反射率額外變差。

然而，在已知的雙工器中，即使采用品質(zhì)例如為Q＝300的高質(zhì)元件，而在某些頻率下，卻引起令人難以接受的高反射率，隨之產(chǎn)生令人難以接受的高損耗(同樣參見(jiàn)圖2)。

在圖4中示出根據(jù)本發(fā)明的雙工器，其大幅減少天線端子處的反射率過(guò)高的問(wèn)題。照常，發(fā)射支路TX和接收支路RX與共同的天線端子AT相連接。無(wú)論在發(fā)射支路還是在接收支路中，都構(gòu)造濾波器作為梯型錯(cuò)接的諧振器。如此，發(fā)射支路包括一系列串聯(lián)諧振器TRSX，接地的并聯(lián)諧振器TRPX在并聯(lián)支路中與這些串聯(lián)諧振器連接。在本圖中示出了三個(gè)串聯(lián)諧振器TRS1至TRS3以及三個(gè)具有并聯(lián)諧振器TRP1至TRP3的并聯(lián)支路。接地的并聯(lián)電感PI1與第三并聯(lián)支路串聯(lián)。RX支路RX中的接收濾波器在此包括具有相同數(shù)目的串聯(lián)諧振器RRS和并聯(lián)諧振器RRP的類(lèi)似的梯型結(jié)構(gòu)，這些諧振器僅在其諧振頻率方面有別于發(fā)射濾波器。

在這兩個(gè)濾波器中的每一個(gè)與天線端子AT之間設(shè)置有相移電路PS1、PS2，它們負(fù)責(zé)雙工器內(nèi)的TX/RX隔離。每個(gè)相移電路包括選自電感或電容的至少一個(gè)元件，其能夠與相應(yīng)的支路并聯(lián)或串聯(lián)。相移電路還能夠包括L型電路、T型電路和π型電路。兩個(gè)支路中的兩個(gè)相移電路還有可能借助唯一的相移電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在圖5中，較粗的曲線K1表示圖4所示的用于發(fā)射頻帶和接收頻帶的雙工器的通帶，其中第二曲線K2分別表示不具有并聯(lián)電感的相同濾波器或相同雙工器。從圖中可以看出，附加的并聯(lián)電感幾乎不會(huì)改變通帶的帶寬和邊緣。

然而，如圖6所示，采用附加的電感將改善RX濾波器的通帶中的TX/RX隔離。針對(duì)所選的實(shí)施例而言，提高了20dB的隔離。另一方面，TX濾波器的通帶中，極小的劣化可忽略不計(jì)，因而本發(fā)明的積極作用顯而易見(jiàn)。

圖7示出，所用的附加電感PI1的Q因子在實(shí)踐中并不影響圖4所示的雙工器在天線端子處的反射率。在圖7中重疊示出針對(duì)電感的不同Q值(從Q＝50到Q＝300)的反射率曲線。這些曲線實(shí)際上并無(wú)區(qū)別。與圖3中針對(duì)已知雙工器的相應(yīng)視圖相比，顯示了根據(jù)本發(fā)明的雙工器的顯著改善的反射率。特別是靠近通帶，在其緊下方和緊上方，發(fā)射率提高至少0.1，參照?qǐng)D2，這意味著插入損耗減少0.3至0.5dB。

根據(jù)本發(fā)明將并聯(lián)電感布置成盡量遠(yuǎn)離天線端子的構(gòu)思能夠擴(kuò)展到與其它并聯(lián)支路串聯(lián)的多個(gè)電感。在此，另外的電感同樣最大限度地遠(yuǎn)離天線端子，在任何情況下，第一個(gè)并聯(lián)支路都保持不具有附加的電感。利用這些另外的電感，能夠獲得臨界頻率的額外的衰減最大值，以便濾出某些系統(tǒng)頻率。

在圖8中所示的雙工器能夠例如配置用于頻帶17。利用附加的電感，可以產(chǎn)生更強(qiáng)的衰減，即在頻帶5的頻率下產(chǎn)生衰減最大值，以便針對(duì)可行的載波聚合模式能夠提高雙工器之間的TX/RX隔離。在約2.4GHz的頻率下，能夠產(chǎn)生進(jìn)一步的衰減最大值，用以衰減WLAN頻率。通過(guò)這種方式，根據(jù)本發(fā)明的雙工器的特性得到進(jìn)一步改善，以便其應(yīng)用于四工器中，在此特別是應(yīng)用于頻帶5/頻帶17的載波聚合模式。

圖9示出圖8中所示的配置用于頻帶17的雙工器在通帶區(qū)域及緊鄰區(qū)域內(nèi)的傳輸特性，特別是在該實(shí)施方式中示出在頻帶5的中間頻率下產(chǎn)生的陷波。

圖10示出雙工器在約2500MHz的WLAN頻率范圍內(nèi)的隔離，其通過(guò)所產(chǎn)生的額外衰減最大值而得以改善。在一切情況下，RX/TX隔離ISO都得到顯著改善。

圖11示出圖8中所示的配置用于頻帶17的雙工器在具有兩個(gè)并聯(lián)電感的情況下隨頻率繪制的反射率。該圖繪出不同的曲線，其中，所用電感的品質(zhì)從50到300變化。在此還示出，盡管有第二電感，反射率只發(fā)生微小變化，特別是在通帶附近，但與已知的雙工器相比卻大為改善。雖然示出了與所用電感的品質(zhì)因子的相關(guān)性，但這種相關(guān)性顯然極低。使用具有不同品質(zhì)的電感的雙工器的曲線圖表現(xiàn)出極大的相似性，在數(shù)值上只有細(xì)微差別。

圖12示出具有雙工器的頻帶5/頻帶17四工器的簡(jiǎn)化電路。針對(duì)特定的頻帶組合和根據(jù)本發(fā)明的雙工器，可以通過(guò)單個(gè)并聯(lián)電感PI實(shí)現(xiàn)相移電路，該并聯(lián)電感與接地的天線端子AT并聯(lián)。在此情形下，兩個(gè)單獨(dú)的雙工器DPX1、DPX2中的每一個(gè)都如此優(yōu)化，即每個(gè)雙工器均具有盡可能最佳的反射率，同時(shí)TX信號(hào)相對(duì)于在CA模式下耦接的其它RX支路的隔離度更高。在圖12的四工器中，兩個(gè)雙工器的相位以適宜的方式彼此相對(duì)優(yōu)化，這還會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)單個(gè)相移元件，即并聯(lián)電感PI。除節(jié)省元件之外，通過(guò)這種方式還使插入衰減的損耗保持最低限度。

圖13和圖14示出采用由根據(jù)本發(fā)明的雙工器拼合的四工器能夠獲得比由已知雙工器組成的四工器更佳的隔離。

在圖13中示出針對(duì)由現(xiàn)有的用于頻帶5和頻帶17的雙工器組裝的四工器的隔離。這兩個(gè)雙工器中的任何一個(gè)就載波頻帶聚合而言都未得以改進(jìn)，從而這種雙工器或者由其制成的四工器仍具有前文已述的問(wèn)題。如此，例如，兩個(gè)雙工器在RX頻帶中的隔離遠(yuǎn)比在TX頻帶中更差。

在圖14中，用于頻帶5和頻帶17的雙工器根據(jù)本發(fā)明來(lái)構(gòu)造并且已然適用于載波頻帶聚合操作。在參照?qǐng)D14的根據(jù)本發(fā)明的四工器中，顯示出在兩個(gè)雙工器的RX頻率的各自范圍內(nèi)的隔離得到明顯改善。在兩個(gè)頻帶中，隔離已然為60dB以上，因此隔離提高了20dB及更多。

通過(guò)比較圖13和圖14可以表明，通過(guò)四工器工作中或者載波聚合模式中的相應(yīng)第二雙工器，在RX區(qū)域內(nèi)不再表現(xiàn)出任何明顯劣化，而如圖13所示，在已知四工器中或者在由已知雙工器制成的四工器中仍舊觀察到這種明顯劣化。

僅根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明予以說(shuō)明，因此本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的雙工器也能夠針對(duì)其它LTE頻帶來(lái)優(yōu)化，并且能夠?qū)⑦m用的雙工器連接成四工器。在此情形下，在圖15A中舉例說(shuō)明，并且支持當(dāng)前版本的3GPP針對(duì)FDD Rx區(qū)域內(nèi)的載波聚合模式所建議的頻帶組合。圖15B示出3GPP(TS36.101)針對(duì)Tx FDD頻帶的帶間載波聚合所建議的相應(yīng)頻帶組合。圖15C示出針對(duì)Tx TDD頻帶的帶間載波聚合所建議的相應(yīng)頻帶組合。

針對(duì)圖15A中包含的CA模式，其組合三個(gè)不同的頻帶，分別只有兩個(gè)頻帶彼此緊鄰，這樣就需要使用由根據(jù)本發(fā)明的雙工器構(gòu)建的四工器。第三個(gè)頻帶的頻率位置(Frequenzlage)充分遠(yuǎn)離另外兩個(gè)頻帶的頻率位置，這樣置于四工器之前的簡(jiǎn)單雙工器就足以使它們分隔。

因根據(jù)本發(fā)明的雙工器顯著改善了隔離，故在兩個(gè)雙工器聚集并且同時(shí)在同一天線端子上操作的載波聚合模式中也未觀察到雙工器的通帶中存在任何進(jìn)一步的劣化，特別是在雙工器的相應(yīng)RX頻帶中。

根據(jù)本發(fā)明的雙工器當(dāng)然也可以僅在純雙工器工作中操作，或者可替選地在雙工器工作或四工器工作中操作。

附圖標(biāo)記列表

DPX1、DPX2 第一和第二雙工器

AT 天線端子

TX 發(fā)射路徑

RX 接收路徑

TRS1 發(fā)射路徑中的串聯(lián)諧振器

RRS1 接收路徑中的串聯(lián)諧振器

RRP 發(fā)射路徑中的并聯(lián)諧振器

TRP 接收路徑中的并聯(lián)諧振器

PI 電感，接地的并聯(lián)路徑

PS1、PS2 相移電路

TRPl、TRP2 發(fā)射/接收混合路徑

ZI1 TRP1中的輸入阻抗

ZI2 TRP2中的輸入阻抗

IL 插入衰減

REF 反射率(反射系數(shù))

K1 圖2中的優(yōu)化曲線

FR 頻率

ISO 隔離

LB 低頻帶(<1GHz)

MB 中頻帶(1GHz<MB<2.2GHz)

HB 高頻帶(2.2GHz<HB<3GHz)

UB 超高頻帶(3GHz<UB)