[0001] 本发明有关于一种射频模块。

[0002] 无线通信已逐渐变成电子装置，尤其是可携电子装置的基本功能。可执行无线通信的电子装置通常包括射频（radio frequency，RF）模块以处理RF信号。RF模块包括若干电子元件。这些元件经常通过批量生产（mass production）制成，因此这些元件可能并不精确地符合上述若干电子元件的规格。例如，相比理想模型，RF模块可能在整体传输线路上与理想模型有差异，或在传输线路的一些子频带（sub-band）上与理想模型有差异。因此，所传输的RF信号的功率水平可能偏离与理想功率水平。此外，相较于理想模型，RF模块可能在整体接收线路上与其不同，或在接收线路的一些子频带上与理想模型有差异。因此，接收线路所产生的实际损耗（actual loss）可能偏离预期量。

[0003] 现在已对应地提出一些校准机制（calibration mechanism）。然而，其中的一些机制需要使用过多的附加元件（additional component），因此而显著增加了整体硬件成本。又或者其中的一些机制仅校准RF信号线路的一部分（传输线路或接收线路），并不能对RF信号线路的剩余部分补偿归因变量（variance attributable）。例如，如果RF模块包括天线交换模块（antenna switch module，ASM)，其中，ASM允许若干RF信号线路共享单一天线，ASM为功率/损耗变化的来源，但归因于ASM的功率/损耗变化却几乎未被校准。

[0019] 在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

[0020] 请参考图1，图1为根据本发明第一实施例RF模块的方块图。在此具体实施方式中，“RF模块”表示电子模块，可与包括在电子装置中以产生并传输RF信号，或接收并处理RF信号，又或者同时用于传输和接收RF信号。除RF模块以外，电子装置可更包括其他元件，例如基频电路，以用于整体电子装置的操作。

[0021] 在此实施例中，RF模块100包括RF信号处理器110、多个RF信号线路130_1，130_2,…,以及130_M,ASM170、耦合器180以及天线190，其中，M为大于一的正整数。RF信号处理器110具有功率检测器（power detector，PDET）111，PDET111耦接于耦合器180。
PDET111用作RF信号处理器110的校准元件并用于对RF信号线路130_1～130_M其中至少一个进行校准。

[0022] 在此具体实施方式描述中，“RF信号处理器”表示RF传输器、RF接收器或RF收发器。在此实施例中，如果RF信号处理器110为RF传输器，则RF信号线路130_1～130_M为传输线路。即，RF信号线路130_1～130_M从RF信号处理器110接收RF信号并将RF信号输出至ASM170以用于传输。如果RF信号处理器110为RF收发器，则RF信号线路130_1～130_M可包括至少一个RF传输线路以及至少一个RF接收线路。RF传输线路从RF信号处理器110接收RF信号并将RF信号输出至ASM170；RF接收线路从ASM170接收RF信号并将RF信号输出至RF信号处理器110。

[0023] 尽管图1中未显示，RF信号线路130_1～130_M具有各种内部元件。例如，如果RF信号线路130_N为RF传输线路，其中N为等于或小于M的正整数，线路130_N可包括功率放大器（power amplifier，PA）。如果RF信号线路130_N为RF接收线路，线路130_N可包括表面声波（surface acoustic wave）滤波器。此外，RF信号线路130_1～130_M中多于一个的线路，例如线路130_1～130_M中的一个RF传输线路和一个RF接收线路，可共享双工器（duplexer）。共享的双工器或将RF传输线路连接至ASM170，或将ASM170连接至RF接收线路。

[0024] ASM170允许多个RF信号线路130_1～130_M共享单一天线190。具体地，ASM170一次仅选择多个RF信号线路130_1～130_M中的其中一个并将其连接至ASM170的天线端口171。由于天线端口171通过耦合器180连接至天线190，所选择的多个RF信号线路130_1～130_M中的其中一个可发送RF信号至天线190以用于传输，或从天线190接收RF信号以进行处理。

[0025] 耦合器180包括输入端口181、传输端口183以及耦合端口185。如果RF信号透过输入端口181进入耦合器180，RF信号的一部分将透过传输端口183离开耦合器180，而RF信号的另一部分将透过输入耦合端口185离开耦合器180。如果RF信号透过耦合端口185进入耦合器180，则RF信号的至少一部分将透过输入端口181离开耦合器180。可以定向耦合器（directional coupler）实现耦合器180。其中，定向耦合器具有输入端口、传输端口、耦合端口以及分离端口（isolated port）。分离端口可终端耦接一个匹配负载（matched load）。定向耦合器的输入端口、耦合端口以及传输端口可分别用作耦合器180的输入端口181、耦合端口185以及传输端口183，或者分别用作耦合器180的耦合端口185、输入端口
181以及传输端口183。

[0026] 此实施例的RF模块100允许对RF信号线路130_1～130_M的RF传输线路进行实时校准。以RF信号线路130_K为例并假设其为传输线路，其中K为小于或等于M的正整数，RF信号线路130_K的频率响应可能并不总是与理想模型的频率响应完全相同。例如，如果制造的RF信号线路130_K与理想模型相比有差异。又例如，如果RF信号线路130_K并不处于完美的环境中或处于完美条件下，（例如RF传输线路130_K已经积聚一些热量因此不能再理想运作）。如果RF信号线路130_K不能再理想运作，所传输的RF信号的功率的在整体上或者在一些子频带上可能与理想功率水平（power level）有差异。功率水平上的差别可能影响通信质量。为解决此问题，本实施例允许对RF信号线路130_K进行实时校准，即在使用RF信号线路130_K时对其进行校准。

[0027] 在使用RF信号线路130_K时，ASM170将RF传输线路130_K连接至天线端口171。透过ASM170的天线端口171、耦合器180的输入端口181以及传输端口183，来自RF信号线路130_K的RF传输信号到达天线190并由天线190进行传输。此外，耦合器180耦合RF传输信号以在耦合端口185产生耦合RF信号。

[0028] 在耦合RF信号达到PDET111之后，PDET111检测耦合RF信号的功率水平。理论上，耦合RF信号的功率水平应与RF传输信号的功率水平成正比。因此，实际上，PDET111检测离开ASM170并进入天线190的RF传输信号的功率。

[0029] 如果所检测的功率水平（无论在整体上或仅在一些子频带上）低于参考水平（reference level），则RF传输线路130_K未提供足够的功率放大（power amplification）。对应地，可对RF模块100进行校准以对放大不足（insufficient amplification）进行补偿。如果所检测的功率水平（无论在整体上或仅在一些子频带上）高于参考水平，则RF传输线路130_K正提供比预期更多的功率放大。对应地，可对RF模块100进行校准以对放大过度（excessive amplification）进行补偿，例如，从而进行降低功率。可由RF信号处理器110自身或连接至RF信号处理器110的基频电路执行所述的比较、确定、校准或三者的组合操作。

[0030] 本实施例并不使用N个功率检测器，其中，N个功率检测器中的每个都连接至ASM170，且N个功率检测器中的每个都连接至M个RF信号线路130_1～130_M中N个RF传输线路的其中一个，其中，N为等于或小于M的正整数，本实施例仅使用一个PDET111和一个耦合器180。因此，由于PDET111检测的功率揭示实际传输的RF信号功率，而实际传输的RF信号功率不仅受RF传输线路130_K的影响也受ASM170的影响，归因于ASM的功率水平误差也可被校准。相反地，如果功率检测器连接至RF传输线路130_K与ASM之间的传输线（transmission line），则功率检测器不能检测归因于ASM的功率水平误差，因此归因于ASM的误差将维持为未校准（un-calibrated）。

[0031] 此外，由于可实时校准RF信号线路130_1～130_M，RF模块100的制造商或包括RF模块100的电子装置的制造商可能可以省略校准RF传输线路。最终，这些RF传输线路将在实际使用时得到校准。因此，此实施例有可能进一步降低制造商的整体成本。

[0032] 图2为根据本发明第二实施例的RF模块方块图。除了一些不同之处，本实施例与图1所示的实施例十分相似。为简洁，下述仅讨论两个实施例的不同之处。

[0033] 请参考图2，RF模块200包括RF信号处理器210。RF信号处理器210具有测试音频产生器（test tone generator，TTG）213而并不具有PDET111。测试音频产生器213用作RF信号处理器210的校准元件并用于对RF信号线路130_1～130_M其中至少一个进行校准。如果RF信号处理器210为RF接收器，则RF信号线路130_1～130_M为RF接收线路。如果RF信号处理器210为RF收发器，则RF信号线路130_1～130_M可包括至少一个RF传输线路以及至少一个RF接收线路。

[0034] 此实施例的RF模块200允许对RF信号线路130_1～130_M的RF接收线路进行自动校准，尤其是在包括RF模块200的电子装置已出售给终端用户以后。以RF信号线路130_L为例并假设其为RF接收线路，其中L为小于或等于M的正整数，RF接收线路130_L的频率响应可能不与理想模型的频率响应完全相同。例如，如果制造的RF接收线路130_L与理想模型相比有差异。又例如，如果RF接收线路130_L并不处于完美的环境中或处于完美条件下，（例如RF信号线路130_K已经积聚了一些热量因此不能再理想运作）。如果RF信号线路130_L不能再理想运作，可能产生比预期更多的损耗。为解决此问题，本实施例允许在使用RF接收线路130_L之前对其进行校准。

[0035] 为校准RF接收线路130_L，ASM170需要将天线端口171连接至RF接收线路130_L。TTG213产生测试音频并将其提供给耦合器180的耦合端口185。为使能精确校准，测试音频的功率级别应尽可能接近预设水平。耦合器180耦合测试音频以在输入端口181产生耦合测试音频。理论上，耦合测试音频的功率水平应与进入耦合端口185的测试音频的功率级别成正比。因此，实际上TTG213在一些衰减（attenuation）过后向ASM170的天线端口171提供测试音频。

[0036] 耦合测试音频在经过ASM170和RF接收线路130_L之后到达RF信号处理器210。然后RF信号处理器210检测所接收信号的功率水平。如果检测的功率水平（无论在整体上或仅在一些子频带上）低于参考水平，RF接收线路130_L和ASM170产生比预期更多的损耗。对应地，可对RF模块200进行校准以对损耗过度（excessive loss）进行补偿。如果所检测的功率水平（无论在整体上或仅在一些子频带上）高于参考水平，则RF传输线路130_L和ASM170产生比预期更少的损耗。如果有需要，可对RF模块200进行校准以处理比预期少的损耗。可由RF信号处理器210自身或连接至RF信号处理器210的基频电路执行所述的比较、确定、校准或三者的组合操作。

[0037] 在包括RF模块200的电子装置的终端用户打开该电子装置不久之后并在使用RF接收线路传输包括有用信息的RF信号之前，可对RF信号线路130_1～130_M的全部RF接收线路执行上述校准操作。

[0038] 本实施例的RF模块200具有若干优势。例如，RF模块200仅使用一个TTG213和一个耦合器180以允许对RF信号线路130_1～130_M的全部RF接收线路进行校准。因此，本实施例并不会产生许多额外硬件成本。此外，当包括RF模块200的电子装置已在终端用户手中时，本实施例允许对RF信号线路130_1～130_M的RF接收线路进行校准。因此，RF模块200的制造商或包括RF模块200的电子装置的制造商可省略校准RF接收线路。因此，本实施例有可能进一步降低制造商的整体成本。而且，由于ASM170为损耗变化（loss variation）的潜在来源，RF模块200可消除归因于ASM170的损耗变化将是十分有益的。

[0039] 图3为根据本发明第三实施例的RF模块方块图。本实施例结合第一实施例和第二实施例的发明精神，且本实施例与第一实施例和第二实施例仅有少数不同之处。为简洁，下述仅讨论不同之处。

[0040] 请参考图3，本实施例的RF模块300包括RF信号处理器310。RF信号处理器310同时具有PDET11和TTG213，而不是只具有PDET11或TTG213的其中一个。RF信号处理器310为RF收发器；RF信号线路130_1～130_M可包括至少一个RF传输线路以及至少一个RF接收线路。如果不能同时连接PDET11和TTG213，RF信号处理器310可进一步包括开关，该开关用于一次仅选择PDET11和TTG213的其中一个并将其连接至耦合端口185以将PDET11和TTG213彼此分离。

[0041] 类似于RF模块100，RF模块300允许对RF信号线路130_1～130_M的RF传输线路进行实时校准。类似于RF模块200，RF模块300允许对RF信号线路130_1～130_M的RF接收线路进行校准，尤其在包括RF模块300的电子装置已在终端用户手中之后。因此，RF模块300同时结合了RF模块100和RF模块200的功能和优势。

[0042] 图4为根据本发明第四实施例的RF模块方块图。本实施例的RF模块400包括RF信号处理器410。RF信号处理器410可为RF传输器或RF收发器。在此实施例中，PDET111并不是RF信号处理器410的内部元件而为独立元件或模块475的内部元件，其中，模块475更包括ASM170和耦合器180。当ASM170将RF传输线路130_K连接至天线端口171时，PDET111可将功率检测结果报告给连接至RF信号处理器410的基频电路。根据功率检测结果，基频电路可校准RF传输线路130_K和ASM170。除去上述不同之处，本实施例与图1所示的实施例十分相似，且这两个实施例具有若干共同的优势。

[0043] 由于PDET111为独立元件或模块475的内部元件，PDET111的制造商或模块475的制造商（而不是RF信号处理器410的制造商）将承担PDET111的制造成本且必须保证PDET11具有可接受的精度（precision）。

[0044] 图5为根据本发明第五实施例的RF模块方块图。在此实施例中，PDET111并不透过耦合器180连接至ASM170，而是连接至ASM170和天线190之间的线路。当使用RF传输线路130_K时，ASM170将RF传输线路130_K连接至天线端口。PDET111感知（sense）ASM170和天线190之间线路上的功率以检测经过RF传输线路130_K和ASM170的RF传输信号的功率。PDET111可将功率检测结果报告给连接至RF信号处理器410的基频电路，由此根据功率检测结果，基频电路可校准RF传输线路130_K和ASM170。除去上述不同之处，本实施例与图4所示的实施例十分相似，且这两个实施例具有若干共同的优势。

[0045] 由于PDET111为独立元件或包括ASM170在内的模块575的内部元件，PDET111的制造商或模块575的制造商（而不是RF信号处理器410的制造商）将承担PDET111的制造成本且必须保证PDET11具有可接受的精度。

[0046] 图6为根据本发明第六实施例的RF模块方块图。本实施例的RF模块600包括RF信号处理器610。RF信号处理器610可为RF收发器。在此实施例中，PDET111和TTG213并不是RF信号处理器610的内部元件而为独立元件或模块675的内部元件，其中，模块675更包括ASM170和耦合器180。当ASM170将RF信号线路130_1～130_M的RF传输线路130_K连接至天线端口171时，PDET111可将功率检测结果报告给连接至RF信号处理器610的基频电路。根据功率检测结果，基频电路可校准RF传输线路130_K。除去上述不同之处，本实施例与图3所示的实施例十分相似，且这两个实施例具有若干共同的优势。

[0047] 由于PDET111和TTG213为独立元件或模块675的内部元件，PDET111和TTG213的制造商或模块675的制造商（而不是RF信号处理器610的制造商）将承担PDET111和TTG213的制造成本且必须保证这两个元件具有可接受的精度。

[0048] 图7为根据本发明第七实施例的RF模块方块图。在此实施例中，PDET111并不连接至耦合器180的耦合端口185，而是连接至ASM170和耦合器180之间的线路。当使用RF传输线路130_K时，ASM170将透过耦合器180连接至天线190。PDET111感知ASM170和耦合器180之间线路上的功率或者耦合器180和天线190之间线路上的功率，从而检测经过RF传输线路130_K和ASM170的RF传输信号的功率。

[0049] 除去上述不同之处，本实施例与图6所示的实施例十分相似，且这两个实施例具有若干相同的优势。PDET111和TTG213的制造商或包括PDET111、TTG213、ASM170及耦合器180的模块775的制造商（而不是RF信号处理器610的制造商）将承担PDET111和TTG213的制造成本且必须保证这两个元件具有可接受的精度。

[0050] 图8为根据本发明第八实施例的RF模块方块图。本实施例的RF模块800包括RF信号处理器810。RF信号处理器810可为RF收发器或RF接收器。不同于图7所示的RF模块700，本实施例的RF模块800包括模块875，其中，模块875并不具有PDET111。因此，不同于RF模块700，RF模块800可能不允许在使用RF传输线路130_K时对其进行校准。

[0051] 图8所示的实施例与图2所示的实施例具有一些共同的优势。TTG213的制造商或包括TTG213、ASM170及耦合器180的模块875的制造商（而不是RF信号处理器810的制造商）将承担TTG213的制造成本且必须保证此元件具有可接受的精度。

[0052] 图9为根据本发明第九实施例的RF模块方块图。在此实施例中，将使用开关979而并不使用耦合器180。当使用RF模块900时，开关979将ASM170的天线端口171连接至天线190。且当使用RF传输线路130_K时，ASM170和开关979将RF传输线路130_K连接至天线190；PDET111感知ASM170和开关979之间线路上的功率或者开关979和天线190之间线路上的功率，从而检测经过RF传输线路130_K和ASM170的RF传输信号的功率。当不使用RF模块900且需要对RF接收线路130_L进行校准时，开关979连接TTG213至ASM170的天线端口171以允许TTG213向RF接收线路130_L提供测试音频。

[0053] 除了前述不同之处，本实施例与图7所示的实施例十分相似，这两个实施例具有若干共同优势。PDET111和TTG213的制造商或包括PDET111、TTG213、ASM170及开关979的模块975的制造商（而不是RF信号处理器610的制造商）将承担PDET111和TTG213的制造成本且必须保证这两个元件具有可接受的精度。

[0054] 图10为根据本发明第十实施例的RF模块方块图。本实施例的RF模块1000包括RF信号处理器810。RF信号处理器810可为RF收发器或RF接收器。不同于图9所示的RF模块900，本实施例的RF模块1000包括模块1075，其中，模块1075并不具有PDET111。因此，不同于RF模块900，RF模块1000可能不允许在使用RF传输线路130_K时对其进行校准。

[0055] 图10所示的实施例与图2所示的实施例具有若干共同的优势。TTG213的制造商或包括TTG213、ASM170和开关979的模块1075的制造商（而不是RF信号处理器810的制造商）将承担TTG213的制造成本且必须保证此元件具有可接受的精度。

[0056] 在前述的具体实施方式中，本发明以特定实施例进行描述。显然在不脱离本发明精神和专利权利要求设定的范围内，可对上述实施例的些许特征作更动、润饰和组合。具体实施方式以及附图仅为说明而并非用于限制本发明。