基于转换器的天线切换网络制造技术

一种基于转换器的天线切换网络，其包括转换器，所述转换器具有在第一端子与第二端子之间延伸的次级绕组。第一端子通过第一开关耦合到地，并连接到第一天线。第二端子通过第二开关耦合到地，并连接到第二天线。并连接到第二天线。并连接到第二天线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于转换器的天线切换网络
[0001]本申请要求享有于2019年10月8日提交的题为“TRANSFORMER
‑
BASED ANTENNA SWITCHING NETWORK”的美国非临时申请No.16/595,987的专利优先权，该申请被转让给本申请的申请人，并且由此通过引用的方式明确地并入本文。


[0002]本申请涉及收发机，并且更具体而言，涉及用于选择性地将收发机与天线进行耦合的基于转换器(transformer)的天线切换网络。

技术介绍

[0003]无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息收发和广播。典型的无线通信系统可以采用能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户的通信的多址技术。这种多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC
‑
FDMA)系统和时分同步码分多址(TD
‑
SCDMA)系统。
[0004]这些多址技术已经在各种电信标准中被采用，以提供使得不同无线设备能够在城市、国家、地区甚至全球级别上进行通信的公共协议。一种示例性电信标准是5G新无线电(NR)。5G NR是由第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的连续移动宽带演进的一部分，以满足与延时、可靠性、安全性、可缩放性(与物联网(IoT)的可缩放性)相关联的新需求以及其他需求。5GNR包括与增强型移动宽带(eMBB)、大规格机器类型通信(mMTC)和超可靠低时延通信(URLLC)相关联的服务。5G NR的一些方面可以基于4G长期演进(LTE)标准。存在对5G NR技术的进一步改进的需求。这些改进可以应用于其他多址技术和使用这些多址技术的电信标准。

技术实现思路

[0005]根据本公开内容的第一方面，公开了一种基于转换器的天线切换网络，其包括：具有次级绕组的第一转换器；第一开关，其耦合在第一转换器的次级绕组的第一端子与地之间；第一天线，其耦合到所述第一端子；第二开关，其耦合在第一转换器的次级绕组的第二端子与地之间；以及第二天线，其耦合到所述第二端子。
[0006]根据本公开内容的第二方面，公开了一种天线切换方法，其包括：打开耦合在第一转换器的次级绕组的第一端子与地之间的第一开关；以及闭合耦合在第一转换器的次级绕组的第二端子与地之间的第二开关，以便选择连接到所述第一端子的第一天线并且隔离连接到所述第二端子的第二天线。
[0007]根据本公开内容的第三方面，公开了一种基于转换器的天线切换网络，其包括：具有第一次级绕组的第一转换器；具有第二次级绕组的第二转换器，其中，第二次级绕组包括第一端子，所述第一端子连接到所述第一次级绕组的第一端子；具有第三次级绕组的第三转换器；具有第四次级绕组的第四转换器，其中，第四次级绕组包括第一端子，所述第一端
子连接到第三次级绕组的第一端子；第一天线，其连接到第一次级绕组的第二端子；第一开关，其耦合在地与第一次级绕组的第二端子之间；第二开关，其耦合在地与第二次级绕组的第二端子之间；第三开关，其耦合在地与第三次级绕组的第二端子之间；第四开关，其耦合在地与第四次级绕组的第二端子之间；以及第二天线，其连接到第四次级绕组的第二端子。
[0008]根据本公开内容的第四方面，提供了一种基于转换器的天线切换网络，其包括：包括次级绕组和初级绕组的转换器；第一开关，其耦合在转换器的次级绕组的第一端子与地之间；第二开关，其耦合在转换器的次级绕组的第二端子与地之间；以及具有第一输出端和第二输出端的差分功率放大器，所述第一输出端连接到转换器的初级绕组的第一端子，并且所述第二输出端连接到转换器的初级绕组的第二端子。
[0009]通过以下具体实施方式，可以更好地理解这些有利特征以及其他有利特征。
附图说明
[0010]图1A例示了根据本公开内容的一个方面，用于在两个天线之间进行切换的、包括两个并联开关晶体管的基于转换器的天线切换网络。
[0011]图1B例示了在图1A的基于转换器的天线切换网络中的并联开关晶体管中的第一个开关晶体管的关断电容和并联开关晶体管中的第二个开关晶体管的导通电阻。
[0012]图1C例示了根据本公开内容的一个方面，利用串联开关晶体管对来对图1A的基于转换器的天线切换网络的修改。
[0013]图2例示了根据本公开内容的一个方面，用于在三个天线之间进行切换的、包括两个转换器和四个并联开关的基于转换器的天线网络。
[0014]图3例示了根据本公开内容的一个方面的对图2的基于转换器的切换网络的修改，以包括两个额外的功率放大器。
[0015]图4例示了对图1的基于转换器的切换网络的修改，以包括具有两个单端低噪声放大器的接收路径。
[0016]图5例示了对图1的基于转换器的切换网络的修改，以包括具有差分低噪声放大器的接收路径。
[0017]图6是根据本公开内容的一个方面的用于使用基于转换器的切换网络来从一对天线中选择第一天线的方法的流程图。
[0018]图7例示了根据本公开内容的一个方面的一些示例性电子系统，其每一个都包括基于转换器的切换网络。
[0019]图8例示了根据本公开内容的一个方面的波束成形收发机，其包括天线阵列和对应的天线切换网络。
[0020]通过参考如下具体实施方式，最佳地理解本公开内容的各个实施例及其优点。应理解的是，类似的参考标记用于标识一个或多个附图中的类似的元素。
具体实施方式
[0021]为了支持诸如第五代(5G)蜂窝网络技术之类的现代蜂窝通信协议的高数据速率，发射波长正在扩展到毫米波频谱。由于在这些较高频率处较小的波长尺寸，移动设备可以结合天线阵列，尽管移动设备具有相对小的形状因数。通过利用阵列内不同类型的天线，移
动设备可以根据射频(RF)环境来改变其波束宽度和其他发射参数。
[0022]为了驱动阵列内的不同天线，移动设备可以包括分开的发射机，这些分开的发射机通过专用发射机路径驱动特定天线。但是，由于形成各种发射机所需的半导体管芯空间的增加，使用分开的发射机会增加成本。为了降低成本，可以使用共享发射机，通过天线切换网络在两个或更多个天线之间进行选择，所述天线切换网络具有与所述共享发射机和所述天线中的相应天线串联的开关。例如，通过闭合在共享发射机与第一天线之间串联的第一开关晶体管，同时打开在共享发射机与第二天线之间串联的第二开关晶体管，共享发射机可以驱动第一天线同时隔离第二天线。如果随后打开第一开关晶体管且闭合第二开关晶体管，则共享发射机随后可以驱动第二天线同时隔离第一天线。
[0023]尽管这种共享发射机架构在较低频率下是可行的，但注意，开关晶体管在关断时将具有一定量的关断电容(Coff)。在诸如用于5G的毫米波频率处，大量泄漏功率将因此通过共享发射机的被关断的开关晶体管中的关断电容泄漏。由此，功率作为从未被选择的天线(其本应被隔离)发出的辐射而被不希望地损失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于转换器的天线切换网络，其包括：具有次级绕组的第一转换器；第一开关，其耦合在所述第一转换器的次级绕组的第一端子与地之间；第一天线，其耦合到所述第一转换器的次级绕组的第一端子；第二开关，其耦合在所述第一转换器的次级绕组的第二端子与地之间；以及第二天线，其耦合到所述第一转换器的次级绕组的第二端子。2.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：控制器，其被配置为闭合所述第二开关并打开所述第一开关以选择所述第一天线，并且其中，所述控制器还被配置为闭合所述第一开关并打开所述第二开关以选择所述第二天线。3.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：所述第一转换器的初级绕组；具有第一输出端和第二输出端的第一差分功率放大器，所述第一输出端连接到所述第一转换器的初级绕组的第一端子，并且所述第二输出端连接到所述第一转换器的初级绕组的第二端子。4.如权利要求3所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：具有射频前端的发射机，所述射频前端包括所述第一差分功率放大器。5.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述第一天线和所述第二天线被包括在相控天线阵列中。6.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述基于转换器的天线切换网络被包括在蜂窝设备中。7.如权利要求3所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：具有初级绕组和次级绕组的第二转换器；具有第一输出端和第二输出端的第二差分功率放大器，所述第一输出端连接到所述第二转换器的次级绕组的第一端子，并且所述第二输出端连接到所述第二转换器的初级绕组的第二端子；第三开关，其耦合在所述第二转换器的次级绕组的第一端子与地之间；第三天线，其耦合到所述第二转换器的次级绕组的第一端子；第四开关，其耦合在所述第二转换器的次级绕组的第二端子与地之间；以及第四天线，其耦合到所述第二转换器的次级绕组的第二端子。8.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述第二天线包括具有第一端子的偶极天线，所述第一端子耦合到所述第一转换器的次级绕组的第二端子，所述基于转换器的天线切换网络进一步包括：具有次级绕组的第二转换器；第三开关，其耦合在所述第二转换器的次级绕组的第一端子与地之间，其中，所述偶极天线包括第二端子，所述第二端子耦合到所述第二转换器的次级绕组的第一端子；第四开关，其耦合在所述第二转换器的次级绕组的第二端子与地之间；以及第三天线，其耦合到所述第二转换器的次级绕组的第二端子。9.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述第一天线是贴片天线，
而所述第二天线是偶极天线。10.如权利要求3所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：第一电容器，其连接在所述第一转换器的初级绕组的第一端子与所述第一转换器的初级绕组的第二端子之间，并且其中，所述第一开关是第一开关电容器。11.如权利要求10所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：第二电容器，其连接在所述第一转换器的次级绕组的第一端子与所述第一转换器的次级绕组的第二端子之间。12.如权利要求11所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述第一开关晶体管的关断电容、所述第二电容器的电容、以及所述第一转换器的次级绕组的电感被组合在谐振电路中，所述谐振电路在所述第一差分功率放大器的传输频率处谐振。13.如权利要求10所述的基于转换器的天线切换网络，其中，所述第一开关晶体管的关断电容以及所述第一转换器的次级绕组的电感被组合在谐振电路中，所述谐振电路在所述第一差分功率放大器的传输频率处谐振。14.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：第三开关，其中，所述第一天线通过所述第三开关耦合到所述第一转换器的次级绕组的第一端子；以及第四开关，其中，所述第二天线通过所述第四开关耦合到所述第一转换器的次级绕组的第二端子。15.如权利要求1所述的基于转换器的天线切换网络，进一步包括：具有第一输入端和第二输入端的低噪声放大器，所述第一输入端通过第三开关耦合到所述第一转换器的次级绕组的第一端子，并且所述第二输入端通过第四开关耦合到所述第一转换器的次级绕组的第二端子。16.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：