[发明专利]多模射频天线开关

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，是涉及一种多模射频天线开关。

背景技术

随着现代无线通信技术的发展，出现了多种无线通信标准并存的局面，如GSM（Global System for Mobile communications，全球移动通信系统），UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，第三代通用移动通信系统），LTE（Long Term Evolution，以OFDM/FDMA为核心的可以被看作“准4G”技术）等等。多模技术将这些无线通信标准整合到同一个多模手持终端，使同一部多模手持终端同时兼容上述的通信标准。由于上述通信标准的频段各异，使得射频天线开关必须覆盖上述标准全部的工作频率。多模射频天线开关是多模手持终端射频前端模块的重要组成部分，用于将手持终端的天线接入到射频发射通路和射频接收通路。

一个典型的用于GSM/UMTS/LTE多模移动通信的射频天线开关模块如图1所示。由图1可以看到，所述GSM/UMTS/LTE多模射频天线开关模块101是一个单刀十二掷的射频开关，其单刀射频端口连接到了天线105，十二掷分别接到了十二个射频信号端口，包括：GSM低频段发射信号GSM_TX，GSM高频段发射信号DCS_TX，以及UMTS/LTE的十路发射接收信号即UMTS/LTE_TRX1～UMTS/LTE_TRX10，其中UMTS/LTE_TRX8～UMTS/LTE_TRX10可分别作为GSM的第一接收信号GSM_RX1、第二接收信号GSM_RX2和第三接收信号GSM_RX3。射频天线开关模块101还连接到供电电源VDD及4个控制信号Vc1、Vc2、Vc3、Vc4，并且这4个控制信号的不同逻辑组态控制射频天线开关模块中天线端口连接到不同射频通路。为了满足GSM移动通信标准对于天线发射信号中谐波分量的抑制要求，如图1所示，通常需要在GSM_TX信号、DCS_TX信号与射频天线开关端口之间分别接入低通滤波器103、104，以滤除带外谐波信号。

对于单刀N掷（N>=10）射频天线开关模块中的射频开关，如图1中所示的102（单刀十二掷开关），现有的技术是将射频天线开关的各个掷以总线型的方式直接并联到天线端。这种总线型的连接方式，在射频天线开关掷数比较少的情况下很实用，如单刀双掷、单刀三掷、单刀四掷均比较适宜。但多模手持终端同时兼容多种通信标准，且频段范围广，需要更多的发射接收通路，常常会使用单刀十掷、单刀十二掷、甚至单刀十四掷射频天线开关。按照现有的技术，如图1所示，以单刀十二掷为例，直接将射频天线开关的各个掷以总线型的方式并联到天线端，当GSM_TX和DCS_TX的其中一路工作时，其他的十一条支路处于关断状态，从射频天线105看进去的到地寄生电容是这十一条支路的到地寄生电容之和。其弊端就是直接恶化了GSM_TX和DCS_TX的插入损耗，这也就大大增加了模块中低通滤波网络的设计难度。另外，GSM_TX和DCS_TX其中一路工作时，射频天线105承受相当大的射频电压摆幅，也就是每条关断支路都要承受这个高电压摆幅。在这个高电压摆幅作用下，每一条关断支路都相当于一个非线性电流源，因此从射频天线105看进去，射频天线上相当于并联了相当大的非线性电流源，在这些非线性电流源和寄生电容的共同作用下，大大恶化了GSM_TX或DCS_TX的谐波功率抑制能力和插入损耗。再如，当其中一条UMTS/LTE_TRX支路工作时，射频天线105到地也存在着非线性电流源和很大的寄生电容，使得UMTS/LTE_TRX的插入损耗恶化，带宽变窄且谐波功率抑制能力以及线性指标IMD2和IMD3下降。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何减少射频天线开关中的非线性电流源和寄生电容，以保障多模宽带手持终端的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多模射频天线开关，所述多模射频天线开关包括：一个干路开关单元、至少一个支路开关单元和至少一个节点开关单元；其中，

全部开关单元形成树形拓扑结构，每一节点开关单元连接一个发射/接收端口；以及，

由至少两个节点开关单元并联而成的至少一个支路，每一支路设有一支路开关单元；所述干路开关单元一端连接射频天线、另一端与各支路开关单元以单刀多掷方式连接。

优选地，所述多模射频天线开关还包括：控制单元和电源单元；其中，

控制单元用于控制射频信号在所述开关单元间进行信号传输通道的选择或切换，电源单元给整个多模射频天线开关进行供电。