專利名稱：三模終端的三工器電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及三模終端的三工器電路，特別是在同時處理CDMA(碼分多址)、GPS、US-PCS(個人通信系統)等多種模式的三模終端中，不使用獨立濾波器，而是組合多個無源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號的三模終端的三工器電路。
背景技術：
以往的雙頻終端帶有可以通過一個天線接收互不相同的兩個頻段(CDMA、PCS)并加以分離的雙工器，從而能夠一起處理具有兩個頻段的信號。但最近已經開始在原有的雙頻終端中添加GPS(Global Position System全球定位系統)功能，采用能夠分離三個頻段(US-PCS1850～1990MHz(F1)、GPS1570～1580MHz(F2)、CDMA824MHz～894MHz(F3))并進行處理的三頻(Triple-band)方式。
從應用于三模(Tri-mode)終端的三工器頻率范圍分配形式來看，大體利用2種方式選擇頻段。
第一種方式是以SPDT(單刀雙擲)形式利用RF(射頻)開關和雙工器(Diplexer)，首先利用RF開關分配F1、F2，然后利用雙工器分配F3，或者利用RF開關分配F1、F3，然后利用雙工器分配F2，第二種方式是利用有源(Active)元件分配頻率。
如上所述，對于用于同時處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三工器(Triplexer)而言，近來幾乎都以芯片形式加以實現。
然而，如上所述，隨著必須在終端中實現的模式數的增加，模式間的頻率間隔越來越近，制作用于同時過濾多種信號的獨立濾波器存在困難。而且，對于GPS和US-PCS而言，頻率間隔近乎300MHz左右，難于制作用于信號分離所需的雙工器及三工器。
發明內容
為此，本發明正是為了解決如上所述的現有技術的問題而提出的，其目的在于提供一種三模終端的三工器電路，在同時處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三模終端中，它不使用獨立濾波器，而是組合多個無源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號。
為實現上述目的，在用于把通過天線接收的信號分離成3個頻段(第1、2、3頻段)的三工器電路中，本發明的特征包括第1諧振部，其一端連接于天線(Ant)，濾去除第1頻段之外的其它頻段信號；第2諧振部，它連接于上述第1諧振部的另一端，只使第1頻段信號通過；第3、第5諧振部，它們與上述第1諧振部并聯于上述天線，濾去除第2頻段之外的其它頻段信號；第4、第6諧振部，它們連接于上述第3、第5諧振部之間及第5諧振部的另一端，只使第2頻段信號通過；電感器和濾波器(Saw)，其中，電感器與上述第3諧振部并聯于上述天線，濾波器(Saw)串聯于該電感器的另一端，分離第3頻段信號。
圖1是顯示本發明三模終端的三工器電路構成的電路圖；圖2是顯示上述圖1電路中各頻段的插入損耗、回波損耗、衰減度特性的圖表；圖3是顯示上述圖1電路中的各頻段的隔離度特性的圖表；圖4是顯示本發明的各頻段的輸出阻抗特性的史密斯圓圖。
附圖主要部分的符號說明如下100第1諧振部101第2諧振部102第3諧振部103第4諧振部104第5諧振部105第6諧振部106GPS Saw(全球定位系統表面聲波)濾波器具體實施方式
本發明的目的在于提供一種只組合GPS Saw濾波器和無源元件來分離3種頻段的三工器電路，它直接使用本發明的分立(Discrete)電路，既可以體現為多層頻率分離電路，也可以作為基于芯片組的單片微波集成電路(MMIC)應用。
下面參照附圖，說明本發明的有益實施例。
圖1是顯示本發明三模終端的三工器電路構成的電路圖。首先，天線(Ant)在發射時，把發射器的高頻電能轉換成電波能量發射到空中，接收時，接收空中的電波能量，轉換成電并供應給各接收器電路。
這樣一來，通過上述天線(Ant)接收的信號通過本發明的三工器電路，被分離成CDMA頻段(824MHz～894MHz)和由GPS Saw濾波器決定的GPS頻段(1570MHz～1580MHz)、US PCS頻段(1850MHz～1990MHz)。
如圖1所示，本發明由如下幾個部分構成第1諧振部100，其一端與天線(Ant)連接；第2諧振部101，它連接在上述第1諧振部100的另一端；第3諧振部102，它與上述第1諧振部并聯于上述天線(Ant)；第4、第5、第6諧振部103～105，它們依次串聯于上述第3諧振部102的另一端；電感器L4，它與上述第3諧振部102并聯于上述天線(Ant)；Saw濾波器部106，它連接于上述電感器L4的另一端。
CDMA頻段的頻率通過上述第1、2諧振部100、101得以分離，US PCS頻段的頻率通過上述第3～第6諧振部102～105得以分離，GPS頻段的頻率通過上述電感器L5和Saw濾波器部106得以分離。
上述第1諧振部100是電容器C2和電感器L2并聯的短路式諧振部，發揮帶阻(band rejection)作用，第2諧振部101是開路式諧振部，發揮波段選擇(band selection)的作用，它由兩個電感器L5、L6和一個電容器C4構成，其中，一個電感器L6的一端連接于第1諧振部100輸出端，電容器C4的一端連接于上述電感器L6的另一端，另一個電感器L5的一端連接于該電容器C4的另一端，而另一端接地。即，上述第1、2諧振部只有選擇地從通過天線(Ant)接收的信號中輸出CDMA頻段的頻率。
也就是說，相互并聯的電容器和電感器構成開放式諧振形態，在高頻段下，可以選擇需要的波段，短路式諧振部對除所需頻段之外的其它頻段發揮帶阻的作用。
與之類似，第3諧振部102通過并聯的電容器C1和電感器L1形成短路式諧振部，第5諧振部104通過并聯的電容器C6和電感器L8形成短路式諧振部，第4諧振部103通過并聯的電容器C3和電感器L3形成開路式諧振部，第6諧振部105通過并列串聯于電容器C7的電容器C5和電感器L7形成開路式諧振部。即，上述第3～第6諧振部只有選擇地從通過天線(Ant)接收的信號中輸出US PCS頻段的頻率。
而且，串聯的電感器L4、Saw濾波器部106只有選擇地從通過天線(Ant)的信號中輸出GPS頻段的頻率。
為此，在圖1的電路中，選擇C1＝7pF、C2＝1pF、C3＝2pF、C4＝4pF、C5＝4pRC6＝7pF、C7＝1.5pF，選擇L1＝4.7nH、L2＝3.3nH、L3＝2.0nH、L4＝1.2nH、L5＝2.7nH、L6＝3nH、L7＝2.7nH、L8＝3.9nH，以此實現了三工器。
此時，上述3個頻段通過高頻(RFRadio Frequency)處理部(三工器)，在CDMA頻段中把接收發射頻段分別分成25MHz頻段，在US PCS頻段中把接收發射頻段分別分成60MHz頻段，在GPS的中心(1575.42MHz)頻段把接收發射頻段分別分成1MHz頻段。
這種三工器電路利用串聯及并聯電路，可以獲得更好的隔離度(Isolation)和插入損耗(Insertion Loss)。
特別是在GPS頻段中，對使用電感器L5的高頻段一US PCS頻段的插入損耗進行了補償，由于內置了Saw濾波器，在MMIC及分立電路中應用了選擇1575.42MHz的最佳值。
在上述圖1中，如果以數學式的方式來表現三工器諧振的概念，可以表現為數學式1。
數學式1Q=f0BW3dB]]>Q＝全響應的相對帶寬f0＝雙工器中心頻率(Hz)BW3dB＝所需全響應的3-dB帶寬(Hz)下面參照圖2至圖4，詳細說明實現了圖1電路的三工器的工作。
圖2至圖4是顯示上述本發明三工器電路各種特性的實驗結果的圖表，其中，圖2是顯示各頻段的插入損耗、回波損耗(Return loss)、衰減度(Attenuation)特性的圖表。
由上述圖2的圖表可知，在本發明的三工器電路中，CDMA頻段(m8、m9)的插入損耗是-0.8～-0.5(dB)，與原有的其它雙工器沒有大的差異；在內置了GPS Saw濾波器的GPS頻段(m4)中的插入損耗是-0.756(dB)，利用Saw濾波器可以最大限度地確保性能；在US PCS頻段(m1)中的插入損耗是-1.526dB，雖然比其它頻段稍高，但仍處于十分良好的水平，在低頻段及高頻段(m2、m3、m5、m6、m7、m10、m11、m12)中的回波損耗具有大大超過15dB的容限，衰減度在所有頻段也擁有充分的容限。
圖3是顯示在CDMA、GPS、US PCS下觀察其它頻段時的隔離度特性的圖表如圖所示，在882.0MHz(m15、m20、m21)、1.575GHz(m13、m18、m19)、1.960GHz(m14、m16、m17)頻段，相互間(S(2，3)、S(2，4)、S(4，3))至少保持15dB以上的良好容限(Margin)，實現了隔離度。即，通過圖表可知，本發明電路的隔離度特性較好。
作為參考，對于RF而言，始終考慮阻抗(Impedance)，阻抗“Z”是與電流相反的詞，可以說是由電阻(Resistance)和電抗(Reactance)構成的2維矢量。其中，電阻R表示阻礙電流流動的程度，電抗X表現電容以及電感能量，可以說是測量能量積累、消耗大小的單位。
在低頻段下，阻抗可以用直角坐標來表示，其中，X軸為電阻區間，Y軸為電感性(Inductive)和電容性(Capacitive)區間，在頻率提高的同時，與頻率對應的阻抗變化非常大，因此，從此刻起開始使用史密斯圓圖(SmithChart)。通過圖4中的史密斯圓圖，可以了解本發明的各頻段(m13、m14、m15)中的輸出阻抗特性。
如上述所作的說明，本發明三模終端的三工器電路具有如下效果，即，在同時處理CDMA、GPS、US-PCS等多種模式的三模終端中，不使用獨立濾波器，而是組合多個無源(Passive)元件，改善插入損耗和隔離度特性，從而能夠有效地分離各頻段間信號。
本發明的另一效果是，通過以分立(Discrete)電路的形式實現內置有使用了無源元件的GPS Saw濾波器的電路，從而可使制作成本降低，在設計終端時，可以最大限度地利用電路板(PCB)的空間，還可以通過提出的電路實現MMIC。
本發明的另一效果是，對于基于原有SPDT及SP3T(單刀三擲)的三工器而言，雖然存在抗靜電性能薄弱的缺點，但本發明以無源元件加以實現，從而可以消除靜電引起的問題。同時，采用串聯諧振和并聯諧振，可以只選擇符合其特性的所需頻率，并進一步改裝了CDMA、US PCS和GPS頻段的隔離度特性。
權利要求
1.一種三模終端的三工器電路，用于把通過天線接收的信號分離成第1、第2和第3頻段，其特征是包括第1諧振部，其一端與連接天線連接，用于濾去所述第1頻段之外的其它頻段信號；第2諧振部，與所述第1諧振部的另一端相連接，只使第1頻段信號通過；第3、第4、第5、第6諧振部，它們依次串聯，并與串聯的所述第1、第二諧振部并聯在所述天線上，所述第3、第5諧振部用于濾去除第2頻段之外的其它頻段信號；所述第4、第6諧振部用于只使第2頻段信號通過；電感器和濾波器，相互串聯，并與所述串聯的第3、第4、第5、第6諧振部并聯在所述天線上，用于分離第3頻段信號。
2.根據權利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第1諧振部由電容器(C2)和電感器(L2)并聯構成，對除第1頻段之外的頻段信號發揮帶阻的作用。
3.根據權利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第2諧振部由兩個電感器和一個電容器構成，其中，一個電感器的一端連接于第1諧振部輸出端，電容器連接于上述電感器的另一端，另一個電感器的一端連接于該電容器的另一端，而另一端接地。
4.根據權利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第3、第5諧振部通過并聯的電容器和電感器，對除第2頻段之外頻段信號發揮帶阻作用。
5.根據權利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是所述第4諧振部利用電容器(C3)及電感器(L3)，使第2頻段信號通過，其中，電容器(C3)的一端連接于第3諧振部輸出端，另一端接地。
6.根據權利要求1所述的三模終端的三工器電路，其特征是上述第6諧振部利用兩個電容器和電感器，使第2頻段信號通過，其中，一個電容器的一端連接于第5諧振部輸出端，電感器的一端連接于該電容器另一端，另一端接地，另一個電容器的一端連接于上述第5諧振部的輸出端，另一端接地。
全文摘要
本發明涉及一種三模終端的三工器電路，用于把通過天線接收的信號分離成3個頻段(第1、2、3頻段)，包括第1諧振部，其一端連接于天線(Ant)，濾去除第1頻段之外的其它頻段信號；第2諧振部，它連接于上述第1諧振部的另一端，只使第1頻段信號通過；第3、第5諧振部，它們與上述第1諧振部并聯于上述天線，濾去除第2頻段之外的其它頻段信號；第4、第6諧振部，它們連接于上述第3、第5諧振部之間及第5諧振部的另一端，只使第2頻段信號通過；電感器和濾波器(SaW)，其中，電感器與上述第3諧振部并聯于上述天線，濾波器(Saw)串聯于該電感器的另一端，分離第3頻段信號。
文檔編號H04B1/16GK1607734SQ20041005849
公開日2005年4月20日 申請日期2004年8月19日 優先權日2003年10月14日
發明者車承熏 申請人:樂金電子(中國)研究開發中心有限公司