低噪聲放大器模塊及其實施的方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施例涉及無線通信系統的領域，并且更具體地涉及例如用于在無線通信系統的基站中使用的高性能開關以及低噪聲放大器模塊。
【背景技術】
[0002]在通常的無線通信系統中(例如，移動或蜂窩式無線電網絡)，移動用戶設備單元經由無線電接入網絡與一個或多個核心網絡通信。移動用戶設備單元可以是具有移動終端的諸如移動電話(即手機)和筆記本電腦、平板電腦等的移動站，并且因此可以是與無線電接入網絡通信聲音和/或數據的例如便攜式、口袋式、手持式、包括計算機的或者車載的移動設備。
[0003]無線電接入網絡覆蓋被分成小區區域的地理區域，每個小區區域由無線通信系統的基站服務。小區是由在基站位置處的基站設備提供無線電覆蓋的地理區域。每個小區由在小區中廣播的唯一的標識(identity)來標識。無線電基站經過空中接口(例如，射頻信號)與基站的范圍內的用戶設備單元通信。基站的天線接收無線“輸入”(例如，射頻信號)并且然后將不需要的噪聲過濾掉并且將射頻信號放大。有時這些放大器被稱作低噪聲放大器(LNA)并且可以是安裝到通信塔上的放大器。低噪聲可以是指噪聲因數低于不期望的水平(例如，如以分貝測量)。
[0004]然而，當放大器有問題時，例如因為向放大器供電的故障，為了使射頻信號能被接收，經常提供輸出接收到的未經放大的射頻信號的旁路分支。這允許基站即便在放大器不工作的情況下也能運行。以這種方式，即便放大器不起作用，運營商(operator)也可以繼續提供(例如，受限的)服務。因此，旁路分支可以以所謂的旁路模式連接到被輸入的射頻信號(例如，從天線)。
[0005]現有的旁路解決方案可能需要在旁路分支中提供阻抗(例如，可變阻抗)以平衡放大器的阻抗和/或提供兩個或多個放大器以創建平衡的放大器模塊。
[0006]現有的旁路解決方案可以具有相互影響的低噪聲放大器和旁路路徑，S卩，(例如，未使用的)端口不具有基本全反射并且因此影響其他端口。此外，在現有的旁路解決方案中，在旁路模式下，放大器輸入阻抗是任意的，因此在旁路路徑中的信號是任意的，并且與此同時，放大器是有源部件，因此旁路線性度也受到放大器路徑限制。
【發明內容】
[0007]在一個實施例中，過濾射頻[RF]信號(102)和選擇性地連接到輸出(111、112、113)的高性能開關模塊(100)包括濾波器單元(110、410)和多個開關(131、132、133)，該濾波器單元具有被配置成連接到射頻信號(102、202、302)的濾波器(440)并且具有多個并聯輸出端口(121、122、123)。多個開關(131、132、133)被連接在多個并聯輸出端口和輸出之間。多個開關被配置成連接到控制輸入以將多個并聯輸出端口的輸出端口(121、122、123)選擇性地連接到輸出并且將多個并聯輸出端口的剩余部分選擇性地連接到為濾波器單元的多個并聯輸出端口的剩余部分提供基本全反射的連接(104、106、108)。
[0008]在一個實施例中，在高性能開關模塊(100)中實施一種方法以過濾射頻信號(102)并且選擇性地連接到輸出(111、112、113)。該方法可以包括利用高性能開關模塊(100)接收(502)射頻信號(102)，利用具有連接到射頻信號的濾波器(440)并且具有多個并聯輸出端口(121、122、123)的高性能開關模塊的濾波器單元(210、310、410)過濾(504)射頻信號。多個開關(131、132、133)被連接到多個并聯輸出端口和輸出。將控制輸入傳輸(506)到多個開關，該多個開關將多個并聯輸出端口的輸出端口(121、122、123)選擇性地連接到輸出并且將多個并聯輸出端口的剩余部分選擇性地連接到為濾波器單元的多個并聯輸出端口的剩余部分提供基本全反射的連接(104、106、108)。
[0009]在一個實施例中，例如，公開了用于在無線通信系統的基站中使用的具有旁路分支(203、303)以將未從低噪聲放大器(201、301)放大的射頻信號(202、302)選擇性地提供給輸出(211、311)的低噪聲放大器(LNA)模塊(200、300)。LNA模塊可以包括濾波器單元(210、310、410)，該濾波器單元具有被配置成連接到射頻信號的濾波器(440)并且具有第一并聯輸出端口( 221、321)和第二并聯輸出端口( 222、322)。LNA模塊可以進一步地包括將輸出選擇性地連接到低噪聲放大器的輸出開關(233、333)以及將第一并聯輸出端口選擇性地連接到低噪聲放大器和為第一并聯輸出端口提供基本全反射的連接(204、305)的開關(231、232、331、332)。該開關將第二并聯輸出端口選擇性地連接到旁路分支和為第二并聯輸出端口提供基本全反射的連接(206、307)的開關。輸出開關和開關中的至少一個被配置成連接到控制輸入。無線通信系統的基站可以包括根據本文公開的任意的低噪聲放大器模塊。
[0010]在一個實施例中，公開了在低噪聲放大器模塊(200、300)中實施的方法，該低噪聲放大器模塊(200、300)具有將未從低噪聲放大器(201、301)放大的射頻信號(202、302)選擇性地提供給輸出(211、311)的旁路分支(203、303)。方法可以包括利用低噪聲放大器模塊接收(602)射頻信號并且利用濾波器單元(210、310、410)過濾(604)射頻信號，該濾波器單元(210、310、410)具有連接到射頻信號的濾波器(440)并且具有第一并聯輸出端口(221、321)和第二并聯輸出端口(222、322)。利用輸出開關(233、333)將輸出選擇性地連接到(606)低噪聲放大器和旁路分支中的一個。當輸出開關將輸出連接到低噪聲放大器時，方法利用開關(231、232、331、332)將第一并聯輸出端口選擇性地連接(608)到低噪聲放大器并且將第二并聯輸出端口選擇性地連接到為第二并聯輸出端口提供基本全反射的連接(206、307)。當輸出開關將輸出連接到旁路分支時，方法還利用開關將第一并聯輸出端口選擇性地連接(610)到為第一并聯輸出端口提供基本全反射的連接(204、305)并且將第二并聯輸出端口選擇性地連接到旁路分支。無線通信系統的基站可以包括配置成執行本文公開的任何方法的低噪聲放大器模塊。
【附圖說明】
[0011]通過參考用來說明本發明的實施例的以下描述和附圖可以最好地理解本發明。在附圖中:
[0012]圖1圖示了根據本發明的一個實施例的高性能開關。
[0013]圖2A圖示了根據本發明的一個實施例的處于LNA模式下的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0014]圖2B圖示了根據本發明的一個實施例的處于旁路模式下的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0015]圖3圖示了根據本發明的一個實施例的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0016]圖4A圖示了根據本發明的一個實施例的具有濾波器單元的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0017]圖4B圖示了根據本發明的一個實施例的具有濾波器單元的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0018]圖4C圖示了根據本發明的一個實施例的具有濾波器單元的低噪聲放大器(LNA)模塊。
[0019]圖5圖示了根據本發明的一個實施例的在高性能開關模塊中實施的方法。
[0020]圖6圖示了根據本發明的一個實施例的在低噪聲放大器中實施的方法。
【具體實施方式】
[0021]在以下的描述中闡述了眾多特定細節。然而，應當理解可以不帶有這些特定細節實踐本發明的實施例。在其他實例中，公知的電路、結構和技術未被詳細地示出以避免模糊該描述的理解。然而，本領域技術人員將理解可以不帶有這種特定細節實踐本發明。在其他實例中，控制結構、門級電路和完整的軟件指令序列未被詳細地示出以避免模糊本發明。利用所包括的描述，在有限試驗的情況下，本領域技術人員將能夠實施適當的功能。
[0022]在說明中對“一個實施例”、“實施例”、“示例實施例”的參考指示描述的實施例可以具有特定的特征、結構或特性，但是每個實施不一定包括該特定的特征、結構或特性。而且，這種短語不一定指代相同的實施例。進一步地，當特定的特征、結構或特性與實施例相關聯地描述時，應當提出:無論是否顯式地描述，影響與其他實施例相關聯的這種特征、結構或特性在本領域技術人員的常識內。
[0023]在以下的描述和權利要求中，可以使用術語“耦合”和“連接”連同它們的衍生詞。應當理解這些詞并不旨在作為彼此的同義詞。可以使用“耦合”連同它的衍生詞指示可能或者可能不與彼此直接物理或電接觸的兩個或多個元件與彼此相互協作或相互作用。可以使用“連接”連同它的衍生詞指示與彼此耦合的兩個或多個元件之間的通信的建立。可以使用“選擇性地連接”連同它的衍生詞指示例如響應于控制輸入，在第一狀態下(例如，電氣地和/或物理地)連接在一起并且在第二狀態下去耦合的兩個或多個元件。例如，可以選擇性地連接端口 A、B和C使得可以在第一狀態下將端口 A連接到端口 B以及可以在第二狀態下將端口 A連接到端口 C。例如，可以選擇性地連接端口 A、B和C使得可以在第一狀態下將端口 A電連接到端口B以及可以在第二狀態下將端口A電連接到端口C。在一個實施例中，一次只可以將端口 A連接到端口 B和端口 C中的一個。
[0024]圖1圖示了根據本發明的一個實施例的高性能(例如，高性能是低插入損耗[IL])開關100。射頻信號102可以被發射(例如，輸出和/或從天線輸出)到濾波器單元110的輸入。濾波器單元110包括濾波器，例如以從射頻信號102中過濾掉任何不需要的射頻信號(例如，波)。可以選擇濾波器以接收射頻信號102并且輸出帶有可接受的噪聲因數(例如，如以分貝測量)的射頻信號。濾波器可以是腔體濾波器、表面聲波(SAW)濾波器、體聲波(BAW)濾波器或者它們的任意組合。濾波器單元110被描繪成具有三個并聯輸出端口 121-123，但是在不脫離本發明的精神的情況下，可以使用任意多個并聯輸出端口。例如濾波器單元可以具有兩個或更多的并聯輸出端口、三個或更多的并聯輸出端口、四個或更