EP1237222B1

Multiband transformation stage for a multiband r.f. switching device

Abstract

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EP1237222B1, drawing sheet 1
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Expired 27 February 2021, 5.6 years ago.

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14 claims: 14 independent, 0 dependent

  1. 1
    A multiband switching device (10), comprising:a multiband transformation stage (14) having: a common first signal port (20) and a common second signal port (26);anda signal path (50) coupled between the first signal port (20) and the second signal port (26), the signal path (50) being switchable via switching elements (D1, D2) between a first state with a first quarter wavelength transformer characteristic for a first transmit mode, a second state with a second quarter-wavelength transformer characteristic for a second transmit mode and a third state with a transmission characteristic for a receive mode,characterized in that, the multiband switching device (10) further comprises: a low-power stage (16) comprising: a signal input port (28) coupled to the common second signal port (26) of the multiband transformation stage (14);a first signal output port (56) for being coupled to a receiver operating in a first frequency range;a second signal output port (58) for being coupled to a receiver operating in a second frequency range, the second frequency range differing from the first frequency range;a third signal output port (60) for being coupled to a receiver operating in a third frequency range, the third frequency range differing from the first and second frequency ranges;an auxiliary port (62) that is terminated with a pre-determined impedance;anda signal input (64) to receive a control signal that specifies which of the low-power stage ports (56, 68, 60, 62) is to be coupled to the common second signal port (26) of the multiband transformation stage (14), wherein, depending on the received frequency range, one of the first, second, and third signal ports (56, 58, 60) is coupled when the multiband transformation stage is in the third state, and wherein the auxiliary port (62) is coupled when the multiband transformation stage is in the first and second states. Dispositif (10) de commutation multi-bandes, comprenant : un étage (14) de transformation multi-bandes comportant : un premier point d'accès commun (20) de signaux et un deuxième point d'accès commun (26) de signaux ;etun chemin (50) de signaux couplé entre le premier point d'accès (20) de signaux et le deuxième point d'accès (26) de signaux, le chemin (50) de signaux étant commutable au moyen d'éléments de commutation (D1, D2) entre un premier état avec une première caractéristique de transformateur quart d'onde destinée à un premier mode de transmission, un deuxième état avec une deuxième caractéristique de transformateur quart d'onde destinée à un deuxième mode de transmission, et un troisième état avec unecaractéristique de transmission destinée à un mode de réception,caractérisé en ce que le dispositif (10) de commutation multi-bandes comprend en outre : un étage basse puissance (16) comprenant : un point d'accès (28) d'entrée de signal couplé au deuxième point d'accès commun (26) de signaux de l'étage (14) de transformation multi-bandes ;un premier point d'accès (56) de sortie de signal destiné à être couplé à un récepteur fonctionnant dans une première bande de fréquence ;un deuxième point d'accès (58) de sortie de signal destiné à être couplé à un récepteur fonctionnant dans une deuxième bande de fréquence, la deuxième bande de fréquence différant de la première bande de fréquence ;un troisième point d'accès (60) de sortie de signal destiné à être couplé à un récepteur fonctionnant dans une troisième bande de fréquence, la troisième bande de fréquence différant de la première et de la deuxième des bandes de fréquence ;un point d'accès auxiliaire (62) qui se termine par une impédance prédéterminée ;etune entrée (64) de signal destinée à recevoir un signal de commande qui spécifie lequel des points d'accès (56, 58, 60, 62) de l'étage basse puissance doit être couplé au deuxième point d'accès commun (26) de signaux de l'étage (14) de transformation multi-bandes, dans lequel, en fonction de la bande de fréquence reçue, l'un des premier, deuxième et troisième points d'accès (56, 58, 60) de signal est couplé quand l'étage de transformation multi-bandes est dans le troisième état, et dans lequel le point d'accès auxiliaire (62) est couplé quand l'étage de transformation multi-bandes est dans le premier ou le deuxième des états. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10), umfassend: eine Mehrband-Wandlerstufe (14) mit: einem gemeinsamen ersten Signalanschluss (20) und einem gemeinsamen zweiten Signalanschluss (26);undeinem Signalpfad (50), der zwischen dem ersten Signalanschluss (20) und dem zweiten Signalanschluss (26) eingekoppelt ist, wobei der Signalpfad (50) über Schaltelemente (D1, D2) umschaltbar ist zwischen einem ersten Zustand mit einer ersten λ/4-Wandlereigenschaft für einen ersten Sendemodus, einem zweiten Zustand mit einer zweiten λ/4-Wandlereigenschaft für einen zweiten Sendemodus und einem dritten Zustand mit einer Übertragungseigenschaft für einen Empfangsmodus,dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) weiterhin umfasst: eine Niedrigleistungsstufe (16), umfassend: einen Signaleingangsanschluss (28), der mit dem gemeinsamen zweiten Signalanschluss (26) der Mehrband-Wandlerstufe (14) gekoppelt ist;einen ersten Signalausgangsanschluss (56), der zum Koppeln mit einem Empfänger vorgesehen ist, welcher in einem ersten Frequenzbereich arbeitet;einen zweiten Signalausgangsanschluss (58), der zum Koppeln mit einem Empfänger vorgesehen ist, welcher in einem zweiten Frequenzbereich arbeitet, wobei das zweite Frequenzband sich vom ersten Frequenzband unterscheidet;einen dritten Signalausgangsanschluss (60), der zum Koppeln mit einem Empfänger vorgesehen ist, welcher in einem dritten Frequenzbereich arbeitet, wobei das dritte Frequenzband sich vom ersten und zweiten Frequenzband unterscheidet;einen Hilfsanschluss (62), der mit einer vorbestimmten Impedanz abschliesst;undeinen Signaleingang (64) zum Empfangen eines Steuersignals, das festlegt, welcher der Niedrigleistungsstufenanschlüsse (56, 58, 60, 62) mit dem gemeinsamen zweiten Signalanschluss (26) der Mehrband-Wandlerstufe (14) zu koppeln ist, wobei abhängig von dem empfangenen Frequenzbereich einer von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Signalanschluss (56, 58, 60) angekoppelt wird, wenn die Mehrband-Wandlerstufe sich im dritten Zustand befindet, und wobei der Hilfsanschluss (62) angekoppelt wird, wenn sich die Mehrband-Wandlerstufe in dem ersten und dem zweiten Zustand befindet.
  2. 2
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon la revendication 1, dans lequel deux éléments de commutation (D1, D2) seulement sont utilisés pour commuter entre chacun des premier, deuxième et troisième des états, et dans lequel chaque état nécessite un maximum d'un seul des éléments de commutation pour être mis en oeuvre. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei nur zwei Schaltelemente (D1, D2) verwendet werden, um zwischen jedem der ersten, zweiten und dritten Zustände umzuschalten, und wobei jeder Zustand maximal eines der Schaltelemente benötigt, um angeschaltet zu werden. The multiband switching device (10) of claim 1, wherein only two switching elements (D1, D2) are utilized to switch between each of the first, second, and third states, and that each state requires a maximum of one of the switching elements to be turned on.
  3. 3
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le chemin (50) de signaux comporte une première partie (T1) couplée entre le premier point d'accès (20) de signaux et un premier noeud (52) et une deuxième partie (T2) entre le premier noeud (52) et le deuxième point d'accès (26) de signaux, la première partie (T1) ayant une caractéristique quart d'onde pour le premier mode de transmission et l'ensemble de la première partie (T1) et de la deuxième partie (T2) ayant une caractéristique quart d'onde pour le deuxième mode de transmission. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Signalpfad (50) einen ersten Abschnitt (T1) ausweist, der zwischen dem ersten Signalanschluss (20) und einem ersten Knoten (52) eingekoppelt ist, sowie einen zweiten Abschnitt (T2), der zwischen dem ersten Knoten (52) und dem zweiten Signalanschluss (26) eingekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt (T1) eine λ/4-Eigenschaft für den ersten Sendemodus aufweist und der erste Abschnitt (T1) und der zweite Abschnitt (T2) zusammen eine λ/4-Eigenschaft für den zweiten Sendemodus aufweisen. The multiband switching device (10) according to claim 1 or 2, wherein the signal path (50) has a first portion (T1) coupled between the first signal port (20) and a first node (52) and a second portion (T2) coupled between the first node (52) and the second signal port (26), the first portion (T1) having a quarter-wavelength characteristic for the first transmit mode and the first portion (T1) and the second portion (T2) together having a quarter-wavelength characteristic for the second transmit mode.
  4. 4
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon la revendication 3, dans lequel la deuxième partie (T2) est couplée entre le premier noeud (52) et un deuxième noeud (54) couplé au deuxième point d'accès (26) de signal, et dans lequel l'étage (14) de transformation multi-bandes comprend en outre, pour la commutation entre les trois états, un premier élément de commutation (D1) couplé au premier noeud (52) et un deuxième élément de commutation (D2) couplé au deuxième noeud (54). Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der zweite Abschnitt (T2) zwischen dem ersten Knoten (52) und einem zweiten Knoten (54), der mit dem zweiten Signalanschluss (26) gekoppelt ist, eingekoppelt ist, und wobei die Mehrband-Wandlerstufe (14) zum Umschalten zwischen den drei Zuständen weiterhin ein mit dem ersten Knoten (52) gekoppeltes erstes Schaltelement (D1) und ein mit dem zweiten Knoten (54) gekoppeltes zweites Schaltelement (D2) umfasst. The multiband switching device (10) according to claim 3, wherein the second portion (T2) is coupled between the first node (52) and a second node (54) coupled to the second signal port (26) and wherein the multiband transformation stage (14) further comprises, for switching between the three states, a first switching element (D1) coupled to the first node (52) and a second switching element (D2) coupled to the second node (54).
  5. 5
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étage (14) de transformation multi-bandes est réalisé au moyen d'une technologie multi-couches ou à l'aide d'éléments discrets. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrband-Wandlerstufe (14) in Mehrschichttechnik oder mit diskreten Elementen aufgebaut ist. The multiband switching device (10) according to one of the preceding claims, wherein the multiband transformation stage (14) is constructed in multi-layer technology or with discrete components.
  6. 6
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étage basse puissance (16) est un dispositif à circuit intégré monolithique hyperfréquence (MMIC). Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Niedrigleistungsstufe (16) eine MMIC-Vorrichtung ist. The multiband switching device (10) according to one of the preceding claims, wherein the low-power stage (16) is a MMIC device.
  7. 7
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étage basse puissance (16) est un commutateur (16) de récepteur multi-bandes ou un commutateur d'émetteur/récepteur multi-bandes. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Niedrigleistungsstufe (16) ein Mehrband-Empfangsschalter (16) oder ein Mehrband-Sende/Empfangs-Schalter ist. The multiband switching device (10) according to one of the preceding claims, wherein the low-power stage (16) is a multiband receiver switch (16) or a multiband transmitter/receiver switch.
  8. 8
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un étage haute puissance (12) couplé au premier point d'accès (20) de signaux de l'étage (14) de transformation multi-bandes. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Hochleistungsstufe (12), die mit dem ersten Signalanschluss (20) der Mehrband-Wandlerstufe (14) gekoppelt ist. The multiband switching device (10) according to one of the preceding claims, further comprising a high-power stage (12) coupled to the first signal port (20) of the multiband transformation stage (14).
  9. 9
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon la revendication 8, comprenant en outre un point d'accès d'entrée/sortie couplé à l'étage haute puissance (12) et au premier point d'accès de signal de l'étage (14) de transformation multi-bandes. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Eingangs/Ausgangs-Anschluss, der mit der Hochleistungsstufe (12) und dem ersten Signalanschluss der Mehrband-Wandlerstufe (14) gekoppelt ist. The multiband switching device (10) according to claim 8, further comprising an input/output port coupled to the high-power stage (12) and the first signal port of the multiband transformation stage (14).
  10. 10
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon la revendication 9, dans lequel le point d'accès d'entrée/sortie est un point d'accès d'antenne. Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei der Eingangs/Ausgangs-Anschluss ein Antennenanschluss (22) ist. The multiband switching device (10) according to claim 9, wherein the input/output port is an antenna port (22).
  11. 11
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel l'étage haute puissance est un commutateur d'émetteur multi-bandes (12). Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Hochleistungsstufe ein Mehrband-Sendeschalter (12) ist. The multiband switching device (10) according to one of claims 8 to 10, wherein the high-power stage is a multiband transmitter switch (12).
  12. 12
    Dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel l'étage haute puissance (12) est réalisé au moyen d'une technologie multi-couches ou à l'aide d'éléments discrets. Mehrband-Umschaltvorrichtung nach einem Ansprüche 8 bis 11, wobei die Hochleistungsstufe (12) in Mehrschichttechnik oder mit diskreten Elementen aufgebaut ist. The multiband switching device according to one of claims 8 to 11, wherein the high-power stage (12) is constructed in multi-layer technology or with discrete components.
  13. 13
    Dispositif de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :la première bande de fréquence est approximativement centrée sur 1900 MHz ;et/oula deuxième bande de fréquence est approximativement centrée sur 1800 MHz ;et/oula troisième bande de fréquence est approximativement centrée sur 900 MHz. Mehrband-Umschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: der erste Frequenzbereich ungefähr um 1900 MHz herum zentriert ist;und / oderder zweite Frequenzbereich ungefähr um 1800 MHz herum zentriert ist;und / oderder dritte Frequenzbereich ungefähr um 900 MHz herum zentriert ist. The multiband switching device according to one of the preceding claims, wherein: the first frequency range is approximately centered at 1900 MHz;and / orthe second frequency range is approximately centered at 1800 MHz;and / or the third frequency range is approximately centered at 900 MHz.
  14. 14
    A mobile telephone comprising the multiband switching device (10) according to one of the preceding claims, the multiband switching device (10) being configured as an antenna switch. Mobiltelefon, umfassend die Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrband-Umschaltvorrichtung (10) als ein Antennenschalter konfiguriert ist. Téléphone mobile comprenant le dispositif (10) de commutation multi-bandes selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif (10) de commutation multi-bandes étant configuré comme un commutateur d'antenne.
Independent claims14