專利名稱：雙工器中使用傳輸線的阻抗變換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙工器中使用傳輸線的阻抗變換。
背景技術(shù)：
雙工器是一種能夠經(jīng)由天線來同時發(fā)射和接收信號的設(shè)備。雙工器包括發(fā)射濾波器和接收濾波器。發(fā)射濾波器將發(fā)射頻帶內(nèi)的能量從發(fā)射機(jī)傳遞到天線，并阻斷發(fā)射頻帶外的能量。接收濾波器將接收頻帶內(nèi)的能量從天線傳遞到接收機(jī)，并阻斷接收頻帶外的能量。雙工器可以包括四分之一波長傳輸線，該傳輸線提供90度的相移，該相移可防止接收濾波器使發(fā)射濾波器過載。
雙工器通常被實現(xiàn)為使其阻抗與連接到該雙工器的天線的阻抗相匹配。例如，連接到雙工器的天線通常具有50歐姆的阻抗。因此，雙工器中的發(fā)射和接收濾波器通常被實現(xiàn)為具有50歐姆的阻抗。另外，雙工器中的四分之一波長傳輸線通常被實現(xiàn)為具有50歐姆的阻抗。
具有相對較低阻抗(例如50歐姆)的接收濾波器的雙工器可能具有多種缺點。例如，連接到雙工器的接收濾波器的接收機(jī)可能具有相對較高的輸入阻抗。這樣一來，在接收機(jī)和雙工器的接收濾波器之間可能需要匹配網(wǎng)絡(luò)。不幸的是，匹配網(wǎng)絡(luò)會增大接收機(jī)的成本，并且會導(dǎo)致接收機(jī)的信號丟失。另外，雙工器中的低阻抗接收濾波器會對接收濾波器的整體大小施加下限，從而會進(jìn)一步增大成本。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的雙工器具有濾波器和傳輸線，該傳輸線將濾波器的阻抗變換到天線的阻抗。由傳輸線提供的阻抗變換使濾波器能夠被實現(xiàn)為具有比天線高得多的阻抗，從而避免了匹配網(wǎng)絡(luò)的使用，并且有助于采用了根據(jù)本教導(dǎo)的雙工器的系統(tǒng)的小型化。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將從以下詳細(xì)描述中顯現(xiàn)出來。


本發(fā)明是根據(jù)其特定示例性實施例來描述的，并且據(jù)此參考附圖，在附圖中圖1示出了根據(jù)本技術(shù)的雙工器。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本技術(shù)的雙工器10。雙工器10使發(fā)射機(jī)30和接收機(jī)32能夠經(jīng)由天線16來發(fā)射和接收信號。雙工器10包括發(fā)射濾波器20、接收濾波器22和傳輸線24。
發(fā)射濾波器20將發(fā)射頻帶內(nèi)的能量從發(fā)射機(jī)30傳遞到天線16，并阻斷發(fā)射頻帶外的能量。接收濾波器22將接收頻帶內(nèi)的能量從天線16傳遞到接收機(jī)32，并阻斷接收頻帶外的能量。該雙工器可以被包含在蜂窩通信臺(例如便攜式手機(jī))中。在一個實施例中，根據(jù)蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)射頻帶是1850-1910MHz，而接收頻帶是1930-1990MHz。在另一實施例中，根據(jù)另一蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)射和接收頻帶都在800MHz區(qū)域中。
傳輸線24將接收濾波器22的阻抗(ZRx)變換成天線16的阻抗(ZA)。在一個實施例中，傳輸線24在發(fā)射濾波器20的頻率上是四分之一波長傳輸線。
從接收濾波器22的阻抗ZRx到天線16的阻抗ZA的變換是通過根據(jù)以下等式將傳輸線24的阻抗(ZL)選擇為ZRx和ZA的幾何平均來實現(xiàn)的。
ZL＝sqrt(ZRx*ZA)發(fā)射濾波器20的阻抗也與ZA相匹配。
在一個實施例中，接收濾波器22的阻抗ZRx是200歐姆，而天線16的阻抗ZA是50歐姆。這些值產(chǎn)生100歐姆的幾何平均，用于傳輸線24的阻抗ZL，如下所述ZL＝sqrt(200*50)＝100
對于四分之一波長傳輸線24，在其分別連接到天線16和接收濾波器22的a端和b端處的阻抗如下ZLa＝ZL2/ZRx＝100*100/200＝50歐姆ZLb＝ZL2/ZA＝100*100/50＝200歐姆因此，在傳輸線24的a端處的阻抗與天線16的阻抗50歐姆相匹配，而在傳輸線24的b端處的阻抗與接收濾波器22的阻抗200歐姆相匹配。
由傳輸線24提供的阻抗變換使得在雙工器10的接收端能夠使用更高阻抗的結(jié)構(gòu)。例如，在b端處的更高阻抗使得在接收機(jī)32中能夠使用相對更高阻抗且較低噪聲的輸入放大器。另外，由傳輸線24提供的阻抗變換使得在雙工器10的接收端能夠?qū)崿F(xiàn)小結(jié)構(gòu)，例如更小的裸芯(die)。
傳輸線24的所需阻抗可以通過使用已知技術(shù)在支撐雙工器10的基板上形成適當(dāng)幾何形狀的傳輸線結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。例如，可以選擇傳輸線24中導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的寬度以及距離地平面的高度來提供傳輸線24的所需阻抗。在一個實施例中，傳輸線24的長度可以被選擇為在發(fā)射濾波器20的發(fā)射頻帶中提供90度相移以防止發(fā)射機(jī)30過載。
在一個實施例中，雙工器10被形成為具有用于發(fā)射濾波器20和接收濾波器22的聲學(xué)濾波器部分。
以上出于舉例說明的目的而詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是不希望該描述是窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開的確定實施例。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種雙工器，包括濾波器和傳輸線(24)，該傳輸線將所述濾波器的阻抗變換到天線(16)的阻抗。
2.如權(quán)利要求1所述的雙工器，其中所述傳輸線(24)具有響應(yīng)于所述阻抗的幾何平均而被選中的阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的雙工器，其中所述傳輸線(24)在所述雙工器的發(fā)射濾波器(20)的頻率上是四分之一波長傳輸線。
4.如權(quán)利要求1所述的雙工器，其中所述濾波器是接收濾波器(22)。
5.如權(quán)利要求1所述的雙工器，其中所述傳輸線(24)的長度被選擇為在所述雙工器的發(fā)射濾波器(20)的發(fā)射頻帶中提供90度相移。
6.一種蜂窩通信臺，包括天線(16)；濾波器；具有傳輸線(24)的雙工器，所述傳輸線將所述濾波器的阻抗變換到所述天線(16)的阻抗。
7.如權(quán)利要求6所述的蜂窩通信臺，其中所述傳輸線(24)具有響應(yīng)于所述阻抗的幾何平均而被選中的阻抗。
8.如權(quán)利要求6所述的蜂窩通信臺，其中所述傳輸線(24)在所述雙工器的發(fā)射濾波器(20)的頻率上是四分之一波長傳輸線。
9.如權(quán)利要求6所述的蜂窩通信臺，其中所述濾波器是接收濾波器(22)。
10.如權(quán)利要求6所述的蜂窩通信臺，其中所述傳輸線(24)的長度被選擇為在所述雙工器的發(fā)射濾波器(20)的發(fā)射頻帶中提供90度相移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有濾波器和傳輸線(24)的雙工器，所述傳輸線(24)將濾波器的阻抗變換到天線(16)的阻抗。
文檔編號H04B1/48GK1832249SQ20051012429
公開日2006年9月13日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者理查德·C·盧比, 保羅·布拉德雷, 邁克爾·L·富蘭克 申請人:安捷倫科技有限公司