專利名稱：多收發(fā)器放大裝置、方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明大致上是關(guān)于與雙向收發(fā)器/天線系統(tǒng)以起使用之傳輸訊號之放大。尤其是，本發(fā)明是關(guān)于設置于收發(fā)器之天線路徑中用以放大傳輸訊號而不損害接收訊號之裝置，方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻收發(fā)器在本領域中已知為一種使用許多射頻訊號用之傳輸及接收二者用之相同組件的組合傳輸器-接收器。雙向射頻天線在本領域中一樣是已知為用以提供一訊號射頻傳輸及接收用之二相反方向中的雙向訊號路徑。
雖然在本領域中存在許多射頻收發(fā)器及天線系統(tǒng)，例如由瑞典Ericsson Telefonakitebolaget L.M所提供的Ericsson Bluetoothmodule(藍芽模塊)，但小的，低成本以及短范圍射頻模塊逐漸被使用于需要通訊接口之不同型態(tài)的應用中?？梢允褂盟{芽收發(fā)器模塊的典型裝置為可攜式計算機，手持式無線裝置，數(shù)字相機，計算機外設，以及移動電話外圍裝置。通常，小的，相當?shù)统杀荆谭秶漕l收發(fā)器被大量制造于標準化的獨立運作的封裝(self-contained package)或模塊內(nèi)。
當希望增加輸出功率時，射頻收發(fā)器，一般是小的，低成本的射頻收發(fā)器，例如藍芽模塊，遭遇到嚴重的問題。一般來說，輸出訊號的振幅可以藉由在收發(fā)器之傳輸電路中提供一放大器而簡單達成，但不需要影響接收電路。雖然此放大解決方法在顧客收發(fā)器設計中是可接受的，大量生產(chǎn)及標準化之成本及時間優(yōu)勢將會損失，如果必須使用離架(off-the-shelf)收發(fā)器的話。例如，不可能僅是簡單地在藍芽射頻模塊的傳輸電路中加入一放大器。因此需要有成本效率的解決增加的輸出訊號功率問題的方法而同時避免損害訊號接收，但不需要修改離架(off-the-shelf)射頻收發(fā)器模塊及/或雙向天線。
發(fā)明綜合說明所揭露者為一種具有該收發(fā)器輸入/輸出埠與一雙向輸入/輸出天線之間之雙向訊號路徑之收發(fā)器所使用之放大裝置。該裝置舉有一第一分配器耦合至該收發(fā)器之輸入/輸出端口之雙向訊號路徑該第一分配器將該雙向訊號路徑分割為一獨立的傳輸路徑以及一獨立的接收路徑。一傳輸訊號放大器被包含于該傳輸路徑中永以放大該傳輸訊號。一第二分配器重新組合該獨立傳輸路徑與該獨立接收路徑為用以與一雙向天線耦合之一雙向訊號路徑。
同時揭露的是一種在一收發(fā)器輸入/輸出端口與一雙向天線之間執(zhí)行的訊號放大的方法。此方法放大一收發(fā)器輸出訊號以產(chǎn)生一放大的輸出訊號。被放大的訊號隨后使用雙向天線被廣播。使用雙向天線接收之訊號被允許通過進入收發(fā)器的輸入而不需要犧牲接收器的性能，藉由繞過(bypass)用以達成輸出訊號放大之訊號路徑。
此外，揭露一種收發(fā)器系統(tǒng)，提供具有雙向訊號路徑之收發(fā)器裝置，包括一傳輸/接收端口，一放大裝置用以放大被傳輸訊號，一接收路徑，以一傳輸/接收天線。
所揭露之本發(fā)明裝置，方法及系統(tǒng)實施例包括使用藍芽射頻模塊之本發(fā)明之實施。Bluetooth為瑞典Ericsson TelefonakitebolagetL.M的注冊商標。與藍芽射頻模塊一起使用之本發(fā)明提供將此模塊適用于不同應用的成本及彈性的優(yōu)點。
本發(fā)明另外的技術(shù)優(yōu)點在于可以提供傳輸訊號的振幅而不需要損害接收訊號，使用現(xiàn)存的射頻收發(fā)器及天線而不修改收發(fā)器及天線的硬件。
其它由本發(fā)明所實現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)點在于收發(fā)器之傳輸訊號可以比真實收發(fā)器輸出放大增加數(shù)個大小的級(orders of magnitude)，提供預定收發(fā)器用之增加的傳輸范圍。
圖式簡要說明以上的優(yōu)點以及本發(fā)明特定實施例將從以下描術(shù)結(jié)合所附圖
式而有更清楚的了解，其中第一圖系本發(fā)明可以實施之射頻收發(fā)器模塊及天線之方塊圖；第二圖系本發(fā)明與圖一之收發(fā)器及天線一起使用之范例的方塊圖；第三圖系本發(fā)明裝置之實施例之方塊圖。
不同的圖式中對應的標號及符號系指對應的部份，除非特別指示。
較佳實施例詳細說明雖然以下揭露本發(fā)明不同實施例之制造及使用的細節(jié)，應該了解的是本發(fā)明提供許多可以在廣泛特定內(nèi)容中使用的可利用的發(fā)明概念。應該了解的是本發(fā)明可以和不同型態(tài)及尺寸的收發(fā)器及天線一起使用。所表示及討論之某些實施例的特征為說明本發(fā)明原理被簡化或放大。
圖一系系本發(fā)明可以實施之射頻收發(fā)器模塊及天線之方塊圖。一收發(fā)器/天線系統(tǒng)10被顯示，其具有一射頻模塊12，例如美國Ericsson提供之0dB藍芽Bluetooth模塊。Bluetooth為瑞典Ericsson Telefonakitebolaget L.M的注冊商標。應該了解的是，在收發(fā)器/天線系統(tǒng)10內(nèi)的獨立(self-contained)收發(fā)器模祖12，因為其獨立的天性，而不容許修改，例如提供增加的傳輸功率。本發(fā)明可以和任何適合的收發(fā)器一起實施，其中有利于簡化來自收發(fā)器之傳輸訊號而不需要損害所有收發(fā)器所接收的訊號。
一雙向天線14經(jīng)由雙向傳輸線16連接至收發(fā)器12之輸入/輸出埠18。雙向天線14能夠接收來自大氣22的輸入訊號20。雙向天線14也能夠送從收發(fā)器12傳輸訊號24至大氣22。在本實施例中，收發(fā)器12包含一射頻特殊應用集成電路(Application-Specific-Circuit，ASIC)26耦合至傳輸電路28以及接收電路30。一天線開關(guān)32致能收發(fā)器12在傳輸與接收模式之間切換。一天線濾波器34被提供以阻擋接收模式中不想要的訊號，并降低傳輸模式中的諧波(harmonics)。應了解的是收發(fā)器/天線系統(tǒng)10于任何預定時間在傳輸模式或接收模式運作。然而，此系統(tǒng)10不同時傳輸及接收。
在傳輸模式中，射頻ASIC 26經(jīng)由傳輸電路28激活傳輸。之后，天線開關(guān)32切換至傳輸模式，一預傳輸訊號23被允許經(jīng)果濾波器34且一產(chǎn)生的傳輸訊號24經(jīng)由輸入/輸出埠18離開收發(fā)器模塊12。被傳輸?shù)挠嵦?4經(jīng)由傳輸線16傳遞至天線14，且最后通過大氣22到達接收目的地。
在接收模式操作中，被接收訊號20經(jīng)過大氣22傳輸直到被雙向天線14攔截為止。被接收訊號20隨后經(jīng)由傳輸線16進行直到到達輸入/輸出埠18為止。天線開關(guān)32被設置用以接收訊號20，其隨后由經(jīng)過接收電路30之通行用的濾波器34過濾進入射頻ASIC 26做進一步處理。
為較為了解本發(fā)明之優(yōu)點及使用，參照圖二，其表示在收發(fā)器/天線系統(tǒng)40中實施本發(fā)明概念之例示裝置42。本發(fā)明之收發(fā)器/天線40具有電連接于收發(fā)器模塊12之輸入/輸出端口18與雙向天線14之間的雙向傳輸線16之放大裝置42。由雙箭頭所表示的雙向訊號路徑44在第一分配器46被分離，其中一獨立接收路徑48承載被接收訊號，由箭號20指示，而一獨立傳輸路徑50承載傳輸訊號，由箭號24指示。路徑48M50在第二分配器52被重新組合，其中雙向訊號路徑44經(jīng)由傳輸線16被提供給雙向天線14。注意到「第一分配器」及「第二分配器」是為了描述方便而使用。通常的在本技藝中的了解是一個訊號「分配器」也被當成組合在相反方向傳遞的訊號。
現(xiàn)在參照圖三，表示放大裝置42之較詳細的圖，本發(fā)明的原理及實施進一步被描述。如以上參照圖二所示，通常放大裝置42被設計為提供雙向訊號路徑44中之一獨立的接收路徑48以及一獨立的傳輸路徑50，以有助于傳輸訊號24與接收訊號20所用之實體分離電路。較佳者，傳輸訊號24在離開收發(fā)器12之后被一第一Wilkinson分配器46分離。
進一步參照圖三，傳輸訊號24可被分離為n個實體分支47(a，...n)。沿傳輸路徑50提供一或多個放大器54。較佳者，放大器54系標準的訊號放大裝置，例如具有增益的運算放大器，雖然也可以使用類似的振幅器組件。較佳者，傳輸訊號24均等地被分配在分配器分支47(a，...n)之間。
第一分配器46提供傳輸與接收路徑50與48之間的高度隔離，藉此確保錯誤的匹配及串音(cross-talk)被降至最小。第二Wilkinson分配器52再組合傳輸訊號24成份，經(jīng)由雙向傳輸線16提供對天線14的存取。離開獨立傳輸路徑50的訊賀24系分支47(a，...n)之訊號的集體，且其振幅大小最好大于接收路徑48中之訊號24數(shù)級。
當在接收模式中運作時，接收訊號20的路徑在天線14開始，并流向收發(fā)器輸入/輸出埠18，首先到達第二Wilkinson分配器52，藉此被接收訊號20流過接收路徑48，通過，接著經(jīng)過第一分配器46及收發(fā)器輸入/輸出埠18。或者是，接收路徑48可以包括一通過裝置56，最好是放大接收訊號20用之低噪聲放大器。
應該了解的是，分別提供接收及傳輸用之二獨立實體路徑48及50。很清楚的是收發(fā)器12在傳輸或接收模式中操作時該等路徑被分別使用。同時應該了解的是收發(fā)器12中及/或放大器裝置42確實配置的改變將不影響本發(fā)明的概念。
本發(fā)明藉由允許收發(fā)器輸出功率的增加達成技術(shù)上的優(yōu)點，其可被實施于天線之路徑中而不需要修改收發(fā)器本身。傳輸訊號的振幅不需要損壞接收訊號即可達成例如，典型的大于51dB的隔離可以在Wilkinson分配器之傳輸與接收路徑之間達成，因為接收及傳輸訊號是同相位。因此，在此處所表示及描述的實施例中最大增益26dB是可以接受的，以便維持埠之間的25dB隔離而不損害接收訊號。
以上所表示及描述的實施例僅為例示之用。即使本發(fā)明的數(shù)個特征及優(yōu)點已經(jīng)參照前述本發(fā)明之描述及方法的細節(jié)而被陳述，此揭露僅為說明之用，在本發(fā)明之原理下可進行修改至所附申請專利范圍之文字的最廣泛通用意義所指示的程度。
權(quán)利要求
1.一種收發(fā)器使用之放大裝置，該收發(fā)器具有一雙向訊號路徑及一天線，包括一第一分配器，可操作地耦合至該雙向訊號路徑用以分離該雙向訊號路徑至一傳輸路徑與一接收路徑；一傳輸訊號放大器，可操作地包含于該傳輸路徑中；一第二分配器，用以組合該傳輸路徑及該接收路徑為耦合至該天線之一雙向訊號路徑。
2.如申請專利范圍第1項之裝置，更包括一接收通過可操作地包含于該接收路徑之中。
3.如申請專利范圍第2項之裝置，其中該接收通過包括一低噪聲放大器。
4.如申請專利范圍第1項之裝置，其中該第一及第二分配器之至少一者包括一Wilkinson分配器。
5.如申請專利范圍第1項之裝置，其中該收發(fā)器包括一藍芽射頻收發(fā)器。
6.如申請專利范圍第1項之裝置，其中該放大裝置包括一模塊用以可操作地耦合于一收發(fā)器天線路徑中。
7.如申請專利范圍第1項之裝置，其中于該傳輸路徑上之該訊號與該接收路徑上之該訊號同相位。
8.一種于收發(fā)器輸入/輸出端口與雙向天線之間執(zhí)行之訊號放大方法，包括分配一收發(fā)器輸出為復數(shù)輸出訊號；放大一或更多該輸出訊號；組合該等輸出訊號以產(chǎn)生一放大的輸出訊號；使用該雙向天線廣播該被放大輸出信號；使用該雙向天線接收一輸入訊號；以及之后傳遞該輸入訊號至該收發(fā)器中。
9.如申請專利范圍第8項之方法，其中該輸入訊號實質(zhì)上維持未改變。
10.如申請專利范圍第8項之方法，其中該放大的輸出訊號之振幅系維持在該收發(fā)器輸出訊號振幅的三倍。
11.如申請專利范圍第8項之方法，更包括放大該輸入訊號的步驟。
12.如申請專利范圍第8項之方法，其中該輸入訊號及該收發(fā)器輸出訊號包括2.4-2.5GHz范圍內(nèi)的頻率。
13.如申請專利范圍第8項之方法，其中該輸入訊號及該收發(fā)器輸出訊號包括大約在2.4-2.5GHz范圍內(nèi)的頻率。
14.如申請專利范圍第8項之方法，其中該收發(fā)器輸出訊號具有0至4dBm范圍內(nèi)的振幅。
15.一種收發(fā)器系統(tǒng)，包括收發(fā)器裝置，具有一雙向訊號路徑，該雙向訊號路徑具有一傳輸/接收埠以及一傳輸/接收天線；以及放大裝置，用以放大包含于該雙向訊號路徑中該傳輸/接收埠與該傳輸/接收天線之間之傳輸訊號。
16.如申請專利范圍第15項之收發(fā)器系統(tǒng)，其中該放大裝置更包括一第一分配器用以分離該雙向訊號路徑至一傳輸信號路徑與一接收信號路徑。
17.如申請專利范圍第16項之收發(fā)器系統(tǒng)，其中該第一分配器包括一Wilkinson分配器。
18.如申請專利范圍第15項之收發(fā)器系統(tǒng)，更包括一第二分配器，用以組合該傳輸信號路徑及該接收信號路徑為一雙向訊號路徑。
19.如申請專利范圍第18項之收發(fā)器系統(tǒng)，其中該第二分配器包括一Wilkinson分配器。
20.如申請專利范圍第15項之收發(fā)器系統(tǒng)，其中該收發(fā)器包括一藍芽射頻收發(fā)器。
21.如申請專利范圍第16項之收發(fā)器系統(tǒng)，更包括一傳輸訊號放大器可操作地包含于該傳輸訊號路徑中。
22.如申請專利范圍第16項之收發(fā)器系統(tǒng)，更包括一接收通過可操作地包含于該接收信號路徑之中。
23.如申請專利范圍第22項之收發(fā)器系統(tǒng)，中該接收通過包括一低噪聲放大器。
24.如申請專利范圍第16項之收發(fā)器系統(tǒng)，其中于該傳輸信號路徑上之該訊號與該接收信號路徑上之該訊號同相位。
全文摘要
所揭露者為一種多路徑收發(fā)器裝置，方法及系統(tǒng)，用以實施于一雙向天線路徑中，因此一收發(fā)器輸出訊號被提供一個與進入訊號用之分離路徑獨立之一路徑。本發(fā)明有助于傳輸訊號的振幅而不需要損害接收訊號并避免對收發(fā)器及雙向天線硬件的修改。
文檔編號H04B1/48GK1486539SQ02803741
公開日2004年3月31日 申請日期2002年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月15日
發(fā)明者S·J·勞雷安蒂, S J 勞雷安蒂 申請人:艾利森公司