本发明涉及电子电路,并且更具体地涉及射频电子电路和相关方法。(2)
背景技术:
许多现代电子系统包括射频(rf)收发器;示例包括蜂窝电话、个人计算机、平板计算机、无线网络部件、电视、有线系统“机顶盒”、汽车通信系统、无线传感设备和雷达系统。许多rf收发器能够在多个频带中的多个频率上以双工或半双工模式进行发射和接收;例如,在美国,2.4ghz频带被划分为间隔约5mhz的14个信道。作为另一个示例,现代“智能电话”可以包括rf收发器电路系统,该rf收发器电路系统能够在不同的蜂窝通信系统(例如,600至6000mhz范围内的多个频带中的gsm、cdma、lte和5g)、不同的无线网络频率和协议(例如,在2.4ghz、5ghz和6ghz处的各种ieee 802.11“wifi”协议)以及“个人”区域网络(例如,基于蓝牙的系统)上同时工作。频分双工无线电系统在一个射频(rf)频带中操作用于发射rf信号,并且在单独的rf频带中操作用于接收rf信号。时分双工无线电系统在单个rf频带中操作,并且在单个频带中发射或接收rf信号之间频繁切换。rf频带通常跨越频率范围(例如,每个频带10至100mhz),并且实际上信号发射和接收可以在这样的频带的子频带或信道中,这样的频带的子频带或信道可以交叠。替选地,两个宽间隔的rf频带可以分别用于信号发射和接收。诸如一些蜂窝电话系统的更先进的无线电系统可以在多个rf频带上操作用于信号发射和接收。这样的多频带操作允许单个无线电系统与不同国际频率分配和信号编码系统(例如,5g、lte、cdma、gsm)互操作。一些先进的无线电系统使用多输入多输出(mimo)技术,以通过使用多个发射和接收天线以利用多径传播来增加无线电链路的容量。可以使用相同的mimo架构来提高无线电链路的信噪比(snr),而不是其容量。为了适应多个频率和多个协议(特别是mimo),系统部件(例如,用户的蜂窝电话,有时被称为“用户设备”或ue)可以包括多个天线。一些无线电系统例如由第三代合作伙伴计划(3gpp,公知的行业标准制定组织)定义的5g nr(用于“第五代,新无线电”)和4g lte(用于“第四代,长期演进”)蜂窝电话系统,需要具有精确定时约束的复杂数据结构。在某些情况下,系统部件(例如,用户的蜂窝电话)的特定操作需要在多个天线之间切换。常规地,当在天线之间切换时,rf功率被关闭,同时到天线的信号路径被改变——这就是所谓的“冷切换”。例如,在5g nr和4g lte ue的情况下,当切换天线时,信号传输之间需要15μs的时间间隔。在手持蜂窝电话中,这样的时间间隔意味着在间隙期间可能会浪费电池功率,因为没有一个或多个信号传输事件。在冷切换间隙期间,在保持有源的电路中耗散的任何功率都被浪费了。另外,在间隙期间没有信号传输事件发生的情况下,总网络吞吐量会受到冷切换间隙的负面影响。因此,使得在至少一些传输事件期间能够实现从一个天线到另一个天线的稳定且可靠的“热切换”(即,在不关闭至天线的rf功率的情况下切换天线)将是有用的。
背景技术
技术实现思路
1、本发明包括下述电路和方法,该电路和方法使得在至少一些传输事件期间在无线rf系统中能够实现从一个天线到另一个天线的稳定且可靠的“热切换”(即,在不关闭至天线的rf功率的情况下切换天线)。本发明的实施方式在5g nr和4g lte蜂窝电话系统中特别有用,但也可以用于其他类型的无线rf系统。
2、一个实施方式包括rf开关电路,该rf开关电路包括:公共端口,其被配置成传递rf信号;多个开关臂,所述多个开关臂各自耦接至公共端口并且包括相关联的端口;以及分路终端阻抗,其可通过开关选择性地耦接至公共端口。分路终端阻抗在以下情况下通过开关耦接至公共端口:(1)在第一开关臂从接通状态转换到断开状态而第二开关臂处于断开状态之前;(2)当第一开关臂转换到断开状态而第二开关臂处于断开状态时;以及(3)当第二开关臂从断开状态转换到接通状态而第一开关臂处于断开状态时。
3、另一个实施方式包括一种用于将施加至开关的公共端口的rf信号从最初处于接通状态的第一开关臂切换到最初处于断开状态的第二开关臂的方法,该方法包括:将第二开关臂设置为接通状态,以及然后将第一开关臂设置为断开状态。
4、本发明的一个或更多个实施方式的细节在附图和下面的描述中进行阐述。根据说明书和附图并且根据权利要求书,本发明的其他特征、目的和优点将是明显的。
1.一种射频(rf)开关电路,包括:
2.根据权利要求1所述的发明,其中,所述分路终端阻抗在以下情况下通过所述开关耦接至所述公共端口:(1)在第一开关臂从接通状态转换到断开状态而所述多个开关臂中的其余开关臂处于断开状态之前;(2)当所述第一开关臂转换到断开状态而所述多个开关臂中的其余开关臂处于断开状态时;以及(3)当所述多个开关臂中的第二开关臂从断开状态转换到接通状态而所述第一开关臂处于断开状态时。
3.根据权利要求2所述的发明,其中,所述分路终端阻抗以其它方式与所述公共端口电断开。
4.根据权利要求1所述的发明,其中,每个开关臂包括耦接在所述公共端口与所述相关联端口之间的串行开关,并且一个或更多个开关臂包括分路开关,所述分路开关耦接至所述相关联端口并被配置成耦接至参考电势。
5.根据权利要求1所述的发明,其中,所述分路终端阻抗包括电阻器。
6.根据权利要求1所述的发明,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有在大约80.9欧姆的大约+5.7%和-13.1%范围内的值。
7.根据权利要求1所述的发明,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有导致调制误差小于大约3%的值。
8.根据权利要求1所述的发明,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有导致失配损耗小于或等于大约-0.25db的值。
9.一种用于将施加至开关的公共端口的射频信号从最初处于接通状态的第一开关臂切换到最初处于断开状态的第二开关臂的方法,其中,所述公共端口能够通过连接开关选择性地电耦接至分路终端阻抗,所述方法包括:
10.根据权利要求9所述的方法,其中,每个开关臂包括耦接在所述公共端口与相关联端口之间的串行开关,并且一个或更多个开关臂包括分路开关,所述分路开关耦接至所述相关联端口并且被配置成耦接至参考电势。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,所述分路终端阻抗包括电阻器。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有在大约80.9欧姆的大约+5.7%和-13.1%范围内的值。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有导致调制误差小于大约3%的值。
14.根据权利要求9所述的方法,其中,所述开关和所述分路终端阻抗的有效实阻抗具有导致失配损耗小于或等于大约-0.25db的值。
15.一种用于将施加至开关电路的公共端口的rf信号从最初处于接通状态的第一开关臂切换到最初处于断开状态的第二开关臂的方法,所述方法包括:
16.根据权利要求15所述的方法,其中,每个开关臂包括耦接在所述公共端口与相关联端口之间的串行开关,并且一个或更多个开关臂包括分路开关,所述分路开关耦接至所述相关联端口并且被配置成耦接至参考电势。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,所述方法导致调制误差小于大约6%。
18.根据权利要求15所述的方法,其中,所述方法导致失配损耗小于或等于大约-0.5db。