CN100391111C - 具有提供gps功能的天线的设备和提供gps功能的天线的方法 - Google Patents

具有提供gps功能的天线的设备和提供gps功能的天线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100391111C
CN100391111C CNB028284879A CN02828487A CN100391111C CN 100391111 C CN100391111 C CN 100391111C CN B028284879 A CNB028284879 A CN B028284879A CN 02828487 A CN02828487 A CN 02828487A CN 100391111 C CN100391111 C CN 100391111C
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
gps
impedance matching
band
duplexer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028284879A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1672332A (zh
Inventor
蒂莫西·福里斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Wireless Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Wireless Corp filed Critical Kyocera Wireless Corp
Publication of CN1672332A publication Critical patent/CN1672332A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100391111C publication Critical patent/CN100391111C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/36—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain relating to the receiver frond end
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3805—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving with built-in auxiliary receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/403—Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency
    • H04B1/406—Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency with more than one transmission mode, e.g. analog and digital modes

Abstract

提供了一种用于提供具有全球定位系统(GPS)能力的天线的系统和方法。所述具有GPS能力的天线可以被应用于诸如无线手机的无线通讯装置上。该无线通讯装置可包括一个能够在天线与多个通讯波段电路中的一个之间选择性地切换通讯信号的开关模块。在所述开关模块与特定通讯波段电路之间可设置相应的阻抗匹配电路，用以使所述天线与所述特定电路达到匹配或调谐。

Description

具有提供GPS功能的天线的设备和提供GPS功能的天线的方法
技术领域
本发明一般涉及用于提供具有全球定位系统(GPS)能力的天线的系统和方法。
背景技术
本申请是2001年7月3日提交的题为“具有全球定位系统能力的天线的系统和方法”的第09/898,269号美国共同未决专利申请的部分连续申请。上述共同未决美国专利申请被要求作为本申请的优先权，并且被整体结合入本文以作为参考。
常规的手持全球定位系统(GPS)装置通过接受和处理来自于包括卫星和基站的GPS系统的GPS波段信号以提供与GPS装置的位置有关的位置信息。尽管这样的位置信息可以非常有用，然而与诸如膝上型电脑、移动电话、PDA的多种移动无线通讯装置以及其它当今用户所依赖的移动装置一起携带常规的GPS装置却是不方便的。因此，人们期望GPS定位功能能够被包含在其它装置(如无线移动手机)中。
令人遗憾的是，GPS技术与诸如蜂窝(cellular)电话或个人通讯服务(PCS)电话等的其它移动无线通讯装置的集成已证明是困难的。特别地，已确定了三种将GPS性能加于无线装置或手机的可选方案，但在它们使用中都已被证明是不能令人满意的。
第一种选择是通过增设用于GPS接收的独立天线将GPS性能增加到无线手机中。由于无线网络天线没被改变，所以网络通讯质量不会受到不利影响。但是，随着用于无线网络的移动手机的日益变小，在手机壳中能够用于安置独立的、按用户需要设计的GPS天线的空间也更少。而且，置于手机壳中的GPS天线通常会遇到一系列接收方面的问题。例如，手机壳中的电磁屏蔽和手机壳本身可造成接收不良。为安置GPS天线而调节电磁屏蔽会实质上造成对手机的重新设计和测试。甚至无线手机的用户在握持手机外壳时，用户的手也会干扰内部GPS天线的接收。另外，给无线手机增加独立天线及相关电路也增加成本和设计的复杂性。
给无线手机增加GPS性能的第二种选择是迫使现存的无线手机上的网络天线充分接收GPS波段信号。例如，典型的双波段天线可被构造成能够接收大约在1900MHz的PCS信号和大约在800MHz的蜂窝信号。因而，现存的双波段天线也可能能够接收大约在1575MHz的GPS信号。然而，GPS信号处于双波段天线的非谐振频率处，因此GPS信号在衰减的信号传输中不会达到最佳结果。从这方面考虑，公知的双波段天线系统不能以足够的强度和质量来接收GPS信号，以在无线手机上执行稳健的GPS定位功能。
给无线手机增加GPS性能的第三种选择是使用三波段天线。例如，三波段天线被构造为接收蜂窝、PCS和GPS频率。尽管这样的天线能够使GPS信号被接受，但由于天线设计上的限制，这样的天线通常要么包括蜂窝的性能，要么包括PCS性能，或者两者都包括。所以使用三波段天线实质上也为天线增加了额外成本。
由此，存在以稳健、经济的方式在无线手机中增加GPS定位性能的需求。更进一步地，人们需要以一种方便的、带有悦人的美感的方式来提供GPS定位性能。
发明内容
本发明很大程度上缓解了用于在无线通讯装置中提供具有全球定位系统(GPS)能力的天线的常规系统和方法的问题。
在一个示例性的实施方案中，本发明提供了一种具有全球定位系统(GPS)能力的天线的设备和方法。该具有GPS能力的天线可以应用于诸如无线手机的无线通讯装置上。所述无线通讯装置可包括一个开关模块，其能够在所述天线与多个通讯波段电路中的一个电路之间选择性地切换通讯信号。在所述开关模块与所述特定通讯波段电路之间可设有相应的阻抗匹配电路，用以使所述天线和所述特定通讯带波段电路匹配或调谐。
本发明有利于使无线通信装置中的现有天线适于稳健地接收GPS波段信号。使用现有的通讯天线提供GPS信号是一种用于在无线通讯装置中提供GPS定位功能的经济而有效的方式。更进一步地，由于不需要独立的GPS天线，所以电话的美感不受影响。这种改动现存天线的方式释放了无线通讯装置中的空间，否则该空间可能要为独立的内部天线保留。另外，由于现存的天线从无线通讯装置中伸出，因此本发明也可从经改进的GPS波段信号的接收中获益。
本发明的一个方面提供了一种用于提供具有GPS功能的天线的无线通信设备，包括：
天线；
互扰消除装置，在互扰消除装置天线端与所述天线耦合，所述互扰消除装置包括：
低通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使第一通信波段信号通到第一端口的低通滤波特性，所述第一通信波段信号的频率低于为1000MHz的第一截止频率；
高通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使第二通信波段信号通到第二端口的高通滤波特性，所述第二通信波段信号的频率高于为1600MHz的第二截止频率；以及
带通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使GPS信号通到第三端口的带通滤波特性，所述GPS信号的中心频率为1575MHz；
第一阻抗匹配电路，其与第一双工器耦合，以及与所述互扰消除装置的所述第一端口耦合，所述第一双工器用于接收和传输所述第一通信波段信号；
第二阻抗匹配电路，其与第二双工器耦合，以及与所述互扰消除装置的所述第二端口耦合，所述第二双工器用于接收和传输所述第二通信波段信号；以及
GPS电路，包括第三阻抗匹配电路，所述第三阻抗匹配电路与GPS电路和所述互扰消除装置的所述第三端口耦合，所述GPS电路用于接收所述GPS信号。
本发明的另一方面提供了一种用于在无线通信设备中提供GPS功能的天线的方法，包括如下步骤：
通过与互扰消除装置耦合的天线接收无线通讯波段信号，所述无线通讯波段信号包括第一通讯波段信号、第二通讯波段信号以及GPS波段信号之一；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述GPS波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置的带通滤波器，将接收的GPS波段信号耦合至GPS电路，其中，所述带通滤波器具有带通滤波特性，用于通过中心频率为1575MHz的所述GPS波段信号；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述第一通讯波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置的低通滤波器，将接收的第一通讯波段信号耦合至第一双工器，其中，所述低通滤波器具有低通滤波特性，用于通过频率低于为1000MHz的第一截止频率的第一通信波段信号；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述第二通讯波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置的高通滤波器，将接收的第二通讯波段信号耦合至第二双工器，其中，所述高通滤波器具有高通滤波特性，用于通过频率高于为1600MHz的第二截止频率的第二通信波段信号；
使所述天线与所述GPS电路阻抗匹配；
使所述天线与所述第一双工器阻抗匹配；以及
使所述天线与所述第二双工器阻抗匹配。
本发明的上述和其他特征和优点可由以下结合附图对本发明所做的详细说明中得到理解，附图中相同的标号代表了相同的部件。
附图说明
图1说明了根据本发明所述的无线通讯系统的一个典型实施方案；
图2A示出了本发明所述无线通讯装置的一个典型实施方案的各选定组成部分；
图2B示出了本发明所述的无线通讯装置的另一个典型实施方案的各选定组成部分；
图3A是本发明一个典型实施方案的频率响应图；
图3B是本发明另一个典型实施方案的频率响应图；
图4示出了本发明所述无线通讯装置的另一个典型实施方案的一些组成部分；
图5是本发明另一个典型实施方案的频率响应图；
图6示出了常规匹配网络的一个例子；
图7示出了常规开关电路的一个例子；
图8示出了本发明所述无线通讯装置的另一个典型实施方案的一些组成部分；
图9示出了本发明所述无线通讯装置的又一个典型实施方案的一些组成部分；
图10示出了本发明所述无线通讯装置的又一个典型实施方案的一些组成部分；以及
图11示出了本发明所述无线通讯装置的又一个典型实施方案的一些组成部分；
具体实施方式
图1示出了根据本发明所述的含有无线通讯装置100的无线通讯系统的一个典型实施方案。无线通讯装置100可包括例如手持无线通讯装置、移动电话、汽车电话、蜂窝电话或个人通讯服务(PCS)电话、无绳电话、膝上型电脑或其它具有无线调制解调器的计算装置、寻呼机，或者个人数字助理(PDA)。无线装置100可以是数字式的或模拟式的或者它们的一些组合。实际上，本发明预计到了本领域普通技术人员所公知的其它形式的无线通讯装置。
无线通讯装置100包括天线110。天线110被构造为能够发射和接收无线通讯信号。在图1中，天线110与基站120进行双向通讯。基站120可以是例如无线通讯网络中的多个基站120中的一个。天线110与一个或更多的卫星，如卫星130，至少进行单向通讯。卫星130可以是例如多个卫星中的一个，例如一组全球定位系统(GPS)卫星及其地面站中的一个卫星。
在一个具体的实施方案中，无线通讯装置100是一个无线手机，其具有能够在例如至少两个不同的通讯波段上接收和发射无线通讯信号的天线110。上述两个波段可以包括，例如，大约在800MHz处的蜂窝波段和大约在1900MHz处的PCS波段。在这个典型的实施方案中，天线110是现存的被构造成可在PCS和蜂窝两个波段上接收和发射无线信号的双波段天线。应该预见到，通过合适地选择已知的天线和相关电路，就可以容纳更多或者更少的通讯波段。例如，无线装置可以被构造为仅使用PCS波段，或被构造为在三个或更多的通讯波段上接收和发射信号。本发明也考虑到了使用本领域普通技术人员所公知的其它无线通讯波段。
无线通讯装置100上的天线110被配置为可稳健地接收诸如来自于卫星130的GPS信号的定位信号。天线110可以是公知的常规天线，例如标准双波段天线。按照这种方式，就可经济而又方便地将全球定位功能增加到无线通讯装置中。
图2A示出了利用常规通讯天线110来稳健地接收GPS信号的电路。无线通讯装置100可以包括，例如，天线110，天线分离滤波器(diplexer)140，第一波段(例如蜂窝波段)双工器150，第二波段(例如PCS波段)双工器160，GPS开关模块170以及GPS模块175。天线分离滤波器140可用双路开关(如图9所示)代替。如图2A所示，开关模块170可以包括，例如，开关165。GPS模块175可以包括，例如，与GPS低噪声放大器(LNA)190连接的阻抗匹配模块180。可以理解，图2A所示电路只是用来做解释，而且，为了构造出实际工作的通讯装置，必须增加其它的公知电路。
如图2A所示，天线110连接至天线分离滤波器140。天线分离滤波器140连接至第一波段双工器150。天线分离滤波器140还连接至开关模块170。开关模块170连接至第二波段双工器160。开关模块170也连接至GPS模块175。在一个典型的实施方案中，开关模块170连接至阻抗匹配模块180，而阻抗匹配模块180则连接至GPS LNA 190。
尽管图中没有示出，本发明也考虑到了可包括在无线通讯装置100中的附加部件。例如，GPS信号处理器可被连接至GPS LNA 190。在另一个实施例中，发射器和/或接收器可被连接至双工器150，160。这样的附加部件对本领域普通技术人员来说是公知的，因此在这里不再详述。
天线分离滤波器通常用来引导响应于所使用的具体通讯波段的通讯信号。例如，天线分离滤波器140将天线110接收的信号分离进PCS路径或蜂窝路径。图3A示出了天线分离滤波器140的一个典型的复合频率响应200。频率响应200包括天线分离滤波器140的低通滤波器的低通滤波器特性曲线210和高通滤波器的高通滤波器特性曲线220。图示的低通滤波器特性曲线210具有约1000MHz的截止频率，其被设计用于通过蜂窝波段。图示的高通滤波器特性曲线220具有约1600MHz的截止频率，并且被设计成通过PCS波段。应该预见到，可以通过调整截止频率以适应具体的应用，也可为其它通讯波段选择其它的截止频率。高通滤波器特性曲线220被设计成能够以某种可接受的衰减水平使信号从GPS波段中通过。
在操作中，天线110接收来自于至少一个无线通讯波段的无线通讯信号。天线分离滤波器140将无线通讯信号分离为至少第一信号和第二信号。第一信号由天线分离滤波器140的低通滤波器滤波后被连接至第一波段双工器150。第二信号由天线分离滤波器140的高通滤波器滤波后被连接至开关模块170。
在一个典型的实施方案中，如果无线通讯信号包括，例如，蜂窝波段通讯信号，则低通滤波器使蜂窝波段通讯信号通过至第一波段双工器150。然后第一波段双工器150可将输入的蜂窝波段通讯信号连接至，例如，蜂窝接收器(未示出)。另外，低通滤波器阻断较高频率的波段以使其不能到达第一波段双工器150。
如果无线通讯信号包括，例如，PCS波段通讯信号，那么天线分离滤波器140的高通滤波器使PCS波段通讯信号通过并经由开关模块170到达第二波段双工器160。如果无线通讯信号包括，例如，GPS波段信号，那么高通滤波器以某种小量的衰减使GPS波段信号通过并经由开关模块170到达GPS模块175。在一个典型的实施方案中，造成衰减的部分原因在于，天线110是现存的双波段天线，其最初并非是为GPS波段优化设计的。
在GPS模块175中，阻抗匹配模块180提供为GPS波段调谐的阻抗匹配。然后，在受到常规GPS电路(未示出)处理之前，GPS信号在GPSLNA 190中被放大。高通滤波器也阻断了较低频率的波段。
该无线通讯装置一般在开关模块170将天线分离滤波器140连接至双工器160的情况下工作。但是，可能需要以选定的次数或间隔来获得定位信息。例如，当用户拨打紧急号码时位置信息可能是有用的。该无线装置也可工作于诸如其中周期性地需要定位的地图绘制应用的应用当中。在另一个实施例中，用户可指示无线装置获得定位信息。可以预见到，对于无线通讯装置来说，存在许多其中定位信息是有用的应用。
当需要定位时，开关模块170通过控制电路(未示出)被切换，以将天线110连接至GPS模块175。当以这种方式配置时，大约1575MHz的GPS波段信号将被天线接收并被传送至GPS模块175。由于天线110是，例如，一种被调谐为在大约800MHz和大约1900MHz处进行接收的双波段天线，所以大约1575MHz的GPS信号是不匹配的。由此，匹配模块180包括匹配电路以更接近地匹配GPS模块175与天线110之间的阻抗。按照这种方式，GPS LNA 190就可稳健地接收高质量的GPS信号。
在另一个典型的实施方案中，出现在天线分离滤波器140中的复合频率响应200适用于以较小的衰减使GPS波段通过。因此，可通过将截止频率从例如约1600MHz移动至例如约1400MHz而对高通滤波器特性曲线220进行修改，如图3A中经修正的特性曲线230所示。经修改的特性曲线230也可有其它不同的参数，例如，不同的衰减斜率235。结果，GPS波段由经修改的高通滤波器特性曲线230衰减的程度比由高通滤波器特性曲线220衰减的程度还小。例如，作为将截止频率由大约1600MHz(如在普通蜂窝/PCS天线分离滤波器中的那样)降低至大约1400MHz的结果，大约1575MHz的GPS波段更小地被天线分离滤波器140衰减，从大约-1.3dB降至大约-0.3dB。
图2B说明了利用常规通讯天线110稳健地接收GPS信号的电路的另一个实施例。除了天线分离滤波器140将天线110接收到的信号分离进PCS路径或蜂窝/GPS路径以外，该电路类似于图2A中的电路。因此，开关模块170位于蜂窝/GPS路径。天线分离滤波器140的频率响应220的另一个实施例如图3B所示。在这个例子中，天线分离滤波器140的低通滤波器的低通滤波器特性曲线210扩展为更高的频率，以包含入约1575MHz的GPS波段。由此，天线分离滤波器140的低通滤波器使GPS波段信号或者具有少量衰减的GPS信号通过至蜂窝/GPS路径。
图4示出了本发明所述的无线通讯装置100的另一个典型实施方案的各选定组成部分。无线通讯装置100可包括例如，天线110、第一波段双工器150、第二波段双工器160、GPS模块175以及互扰消除装置(triplexer)240。互扰消除装置240将天线110连接至第一波段双工器150、第二波段双工器160以及GPS模块。
在另一个实施例中，无线特性装置100可为各自的通讯波段所对应的各个电路支路提供阻抗匹配模块300和310。例如，图11示出了阻抗匹配模块300，其位于第一通讯波段电路支路中，并且连接到互扰消除装置240和第一波段双工器150，而且，阻抗匹配模块310位于第二通讯波段电路支路中，并且连接到互扰消除装置240和第二波段双工器160。阻抗匹配模块300，310提供电路以使天线110与特定通讯波段电路达到匹配或调谐。因此，例如，阻抗匹配模块300有效地为第一通讯波段调谐天线110；并且阻抗匹配模块310有效地为第二通讯波段调谐天线110。在另一个实施例中，阻抗匹配模块300，310在天线110与特定通讯波段电路之间提供复共轭匹配。在又一个实施例中，阻抗匹配模块300，310适用于从天线110到特定通讯波段电路提供最大的能量传输，反之亦然。除了包含在阻抗匹配模块300，310内的电路相对于它们各自的通讯波段电路被最优化以外，阻抗匹配模块300，310可采用能够有效地与阻抗匹配模块180一起使用的类似技术。
互扰消除装置240的一个典型的频率响应200如图5所示，其包括低通滤波器的低通滤波器特性曲线210、高通滤波器的高通滤波器特性曲线220以及互扰消除装置240的带通滤波器的带通滤波器特性曲线250。图示的低通滤波器特性曲线210具有例如约1000MHz的截止频率，其被设计成通过例如蜂窝波段。图示的高通滤波器特性曲线220具有例如约1600MHz的截止频率，其被设计为通过例如PCS波段。带通滤波器特性曲线250以例如约1575MHz为中心，其被设计为通过例如GPS波段。特性曲线210，220，250可以交叠或不交叠。本发明也考虑到使用为这些和其它无线通讯波段设计的其它滤波器特性曲线。
在操作中，天线110接收来自至少一个无线通讯波段的无线通讯信号。互扰消除装置240将无线通讯信号分离成至少第一信号、第二信号以及第三信号。第一信号受到互扰消除装置240的低通滤波器的滤波，然后被连接至第一波段双工器150。第二信号由互扰消除装置240的高通滤波器滤波，然后被连接至第二波段双工器160。第三信号由互扰消除装置240的带通滤波器滤波，然后被连接至GPS模块175。这种连接机制也可以包括用于优化性能的阻抗转换。
在一个典型的实施方案中，如果无线通讯信号包括例如蜂窝波段通讯信号，则互扰消除装置240的低通滤波器使蜂窝波段通讯信号通过至第一波段双工器150。另外，低通滤波器阻断较高的频率波段，使其不能通过至第一波段双工器150。
如果无线通讯信号包括例如PCS波段通讯信号，则高通滤波器使PCS波段通讯信号通过至第二波段双工器160。另外，高通滤波器阻断较低的频率波段，使其不能通过至第二波段双工器160。
如果无线通讯信号包括例如GPS波段信号，则带通滤波器使GPS波段信号通过至GPS模块175。在一个典型的实施方案中，在GPS模块175中，阻抗匹配模块180提供用于为GPS波段调谐的阻抗匹配。然后，在受到常规GPS电路处理之前，GPS信号在GPS LNA 190中被放大。另外，带通滤波器阻断了较高和较低的波段以使它们不能通过至GPS模块175。
图8示出了根据本发明所述的利用开关模块260代替互扰消除装置240的另一个典型实施方案。天线110经过开关模块260连接至第一波段双工器150、第二波段双工器160以及GPS模块175。开关模块260可以包括例如三路开关270。开关模块260可以通过无线通讯装置100的主控制器(未示出)得到控制，例如，主控制器可以是处理器(如移动台调制解调器(MSM))。开关模块260切换经天线110接收到的信号。因此，例如，蜂窝波段信号可以被切换至第一波段双工器150；PCS波段信号可以被切换至第二波段双工器160；或者GPS信号可以被切换至GPS模块175。蜂窝通讯电路和PCS通讯电路可以包括，例如，与各个波段对应使用的波段优化信号匹配电路。
在另一个实施例中，无线通讯装置100可为相应于各个通信波段的各个电路支路提供一个阻抗匹配模块300，310。例如，图10示出了一个阻抗匹配模块300，其处于第一通讯波段电路支路中，并且连接到第一波段双工器150和开关模块260的三路开关270。进一步，如图所示的阻抗匹配模块310被设置于第二通讯波段电路支路中，并且连接到第二波段双工器160和开关模块260的三路开关270。如上所述，阻抗匹配模块300，310可以提供电路以使天线110与特定通讯波段电路匹配或调谐。
图9示出了根据本发明所述的无线通讯装置100的再一个典型实施方案。在这个典型的实施方案中，无线通讯装置100被配置为接收GPS信号或通讯波段信号(例如，蜂窝波段信号或PCS波段信号)。天线110经过开关模块260连接至GPS模块175和通讯波段双工器290。可选择地，可以在通讯波段双工器290和开关模块260之间设置一个阻抗匹配模块(图中未示出)。开关模块260可以包括例如双路开关280。开关模块260可以通过无线通讯装置100的主控制器(未示出)得到控制，例如，主控制器可以是处理器(如移动台调制解调器(MSM))。开关模块260切换经过天线110接收的信号。因此，如果无线通讯装置100是例如蜂窝电话，则蜂窝波段信号可以被切换至通讯波段双工器290；或者GPS信号可以被切换至GPS模块175。通讯波段电路可以包括，例如，与通讯波段对应使用的波段优化信号匹配电路。
应该理解，匹配模块180或其它匹配电路可以使用多种电路来实现。图6示出了实现匹配电路的这样一种电路。在图6中，匹配模块180的输入被连接至第一电感器L1。第一电感器L1通过第二电感器L2连接至匹配模块180的输出。第一电感器L1还经过电容器C1连接至电位V1(例如，电气接地或机壳接地)。这样的匹配电路在本技术领域是公知的。匹配模块180可以包括其它各种匹配电路和它们的双重等效电路。这样的匹配电路也可以包括，例如，本领域的普通技术人员所公知的无源元件和/或有源元件。
还应预见到，开关模块170可以用多种电路结构来实现。图7示出了根据本发明所述的开关模块170的这样一种结构。开关模块170的输入连接至第一电容器C2。第一电容器C2通过第一电感器L3连接至电位V2(例如，电池供给的电压)。第一电容器C2还连接至两个输出支路。在该电路的第一个支路中，第一电容器C2连接至第一二极管D1。第一二极管D1经第二电容器C3连接至第一输出。第一二极管D1还通过第二电感器L4连接至第一控制信号。在该电路的第二个支路中，第一电容器C2连接至第二二极管D2。第二二极管D2经第三电容器C4连接至第二输出。第二二极管D2还通过第三电感器L5连接至第二控制信号。简而言之，第一控制信号和第二控制信号提供了使二极管D1，D2导通或截止(即大致短路或开路的情形)的二极管D1，D2上的电势差。开关模块170可由本领域内普通技术人员所公知的开关电路的其它变化和例子来实现。
因此，可以看到本发明提供了用来提供具有GPS能力的天线的系统和方法。本领域的技术人员会认识到此说明书中的优选实施方案是用于说明而非限制本发明，本发明也可以上述优选实施方案以外的其它方式实现，本发明仅受所附权利要求的限制。需要指出的是，本说明书中所讨论的具体实施方案的等同替代也同样适用于本发明。

Claims (19)

1.一种用于提供具有GPS功能的天线的无线通信设备(100)，包括：
天线(110)；
互扰消除装置(240)，在互扰消除装置天线端与所述天线(110)耦合，所述互扰消除装置包括：
低通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使第一通信波段信号通到第一端口的低通滤波特性(210)，所述第一通信波段信号的频率低于为1000MHz的第一截止频率；
高通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使第二通信波段信号通到第二端口的高通滤波特性(220)，所述第二通信波段信号的频率高于为1600MHz的第二截止频率；以及
带通滤波器，与所述互扰消除装置天线端耦合，并具有用于使GPS信号通到第三端口的带通滤波特性(250)，所述GPS信号的中心频率为1575MHz；
第一阻抗匹配电路(300)，其与第一双工器(150)耦合，以及与所述互扰消除装置(240)的所述第一端口耦合，所述第一双工器(150)用于接收和传输所述第一通信波段信号；
第二阻抗匹配电路(310)，其与第二双工器(160)耦合，以及与所述互扰消除装置(240)的所述第二端口耦合，所述第二双工器(160)用于接收和传输所述第二通信波段信号；以及
GPS电路(175)，包括第三阻抗匹配电路(180)，所述第三阻抗匹配电路(180)与GPS电路(190)和所述互扰消除装置(240)的所述第三端口耦合，所述GPS电路(175)用于接收所述GPS信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第一阻抗匹配电路(300)为与所述第一双工器(150)连接的第一通讯波段电路有效地调谐所述天线(110)。
3.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第二阻抗匹配电路(310)为与所述第二双工器(160)连接的第二通讯波段电路有效地调谐所述天线(110)。
4.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第三阻抗匹配电路(180)有效地为所述GPS电路(175)调谐所述天线(110)。
5.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第一阻抗匹配电路(300)以复共扼的方式与所述天线(110)和连接于所述第一双工器(150)的第一通讯波段电路相匹配。
6.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第二阻抗匹配电路(310)以复共扼的方式与所述天线(110)和连接于所述第二双工器(160)的第二通讯波段电路相匹配。
7.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第三阻抗匹配电路(180)以复共扼的方式与所述天线(110)和所述GPS电路(175)相匹配。
8.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第一阻抗匹配电路(300)适用于促进从所述天线(110)到连接于所述第一双工器(150)的第一通讯波段电路的最大能量传输，或者促进从所述第一通讯波段电路到所述天线(110)的最大能量传输。
9.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第二阻抗匹配电路(310)适用于促进从所述天线(110)到连接于所述第二双工器(160)的第二通讯波段电路的最大能量传输，或者促进从所述第二通讯波段电路到所述天线(110)的最大能量传输。
10.根据权利要求1所述的无线通信设备(100)，其中，所述第三阻抗匹配电路(180)适用于促进从所述天线(110)到所述GPS电路(175)的最大能量传输。
11.根据权利要求2所述的无线通信设备(100)，其中，所述第一通讯波段电路包括蜂窝通讯波段电路，其中所述蜂窝通讯波段的中心频率为800MHz。
12.根据权利要求3所述的无线通信设备(100)，其中，所述第二通讯波段电路包括个人通讯服务通讯波段电路，其中所述个人通讯服务通讯波段的中心频率为1900MHz。
13.根据权利要求1所述的无线通讯设备(100)，其中，所述GPS电路(175)还包括与所述第三阻抗匹配电路(180)耦合的低噪声放大器。
14.一种用于在无线通信设备(100)中提供GPS功能的天线的方法，包括如下步骤：
通过与互扰消除装置(240)耦合的天线(110)接收无线通讯波段信号，所述无线通讯波段信号至少包括第一通讯波段信号、第二通讯波段信号以及GPS波段信号之一；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述GPS波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置(240)的带通滤波器，将所述GPS波段信号耦合至GPS电路(175)，其中，所述带通滤波器具有带通滤波特性(250)，用于通过中心频率为1575MHz的所述GPS波段信号；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述第一通讯波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置(240)的低通滤波器，将所述第一通讯波段信号耦合至第一双工器(150)，其中，所述低通滤波器具有低通滤波特性(210)，用于通过频率低于为1000MHz的第一截止频率的第一通信波段信号；
在所接收的无线通讯波段信号包括所述第二通讯波段信号的情况下，选择性地通过所述互扰消除装置(240)的高通滤波器，将所述第二通讯波段信号耦合至第二双工器(160)，其中，所述高通滤波器具有高通滤波特性(220)，用于通过频率高于为1600MHz的第二截止频率的第二通信波段信号；
使所述天线(110)与所述GPS电路(175)阻抗匹配；
使所述天线(110)与所述第一双工器(150)阻抗匹配；以及
使所述天线(110)与所述第二双工器(160)阻抗匹配。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述天线(110)与所述GPS电路(175)阻抗匹配的所述步骤包括：使用GPS匹配电路(180)使所述天线(110)与所述GPS电路(175)阻抗匹配。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述天线(110)与所述第一双工器(150)阻抗匹配的所述步骤包括：使用耦合于所述互扰消除装置(240)和所述第一双工器(150)之间的第一阻抗匹配电路(300)，使所述天线(110)与所述第一双工器(150)阻抗匹配。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述天线(110)与所述第二双工器(160)阻抗匹配的所述步骤包括：使用耦合于所述互扰消除装置(240)和所述第二双工器(160)之间的第二阻抗匹配电路(310)，使所述天线(110)与所述第二双工器(160)阻抗匹配。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一阻抗匹配电路(300)是第一复共扼匹配电路。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第二阻抗匹配电路(310)是第二复共扼匹配电路。
CNB028284879A 2002-03-08 2002-07-01 具有提供gps功能的天线的设备和提供gps功能的天线的方法 Expired - Fee Related CN100391111C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/096,145 US6667723B2 (en) 2001-07-03 2002-03-08 System and method for a GPS enabled antenna
US10/096,145 2002-03-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1672332A CN1672332A (zh) 2005-09-21
CN100391111C true CN100391111C (zh) 2008-05-28

Family

ID=27804276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028284879A Expired - Fee Related CN100391111C (zh) 2002-03-08 2002-07-01 具有提供gps功能的天线的设备和提供gps功能的天线的方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6667723B2 (zh)
EP (1) EP1483836B1 (zh)
JP (1) JP2005519310A (zh)
KR (1) KR100876524B1 (zh)
CN (1) CN100391111C (zh)
AT (1) ATE408932T1 (zh)
AU (1) AU2002314441A1 (zh)
DE (1) DE60229001D1 (zh)
ES (1) ES2314068T3 (zh)
WO (1) WO2003077436A1 (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7616890B2 (en) * 2000-10-16 2009-11-10 Xtend Networks Ltd. System, device and method of expanding the operational bandwidth of a communication infrastructure
US7746292B2 (en) 2001-04-11 2010-06-29 Kyocera Wireless Corp. Reconfigurable radiation desensitivity bracket systems and methods
KR20030002452A (ko) * 2001-06-29 2003-01-09 엘지전자 주식회사 이동통신 단말기의 3 밴드 수신주파수 회로
US6865376B2 (en) * 2001-07-03 2005-03-08 Kyocera Wireless Corp. System and method for a GPS enabled antenna
US7181171B2 (en) * 2001-07-20 2007-02-20 Kyocera Wireless Corp. System and method for providing auxiliary reception in a wireless communications system
US7180467B2 (en) * 2002-02-12 2007-02-20 Kyocera Wireless Corp. System and method for dual-band antenna matching
JP3752230B2 (ja) * 2003-02-14 2006-03-08 Ｔｄｋ株式会社 フロントエンドモジュール
US7376440B2 (en) * 2003-04-16 2008-05-20 Kyocera Wireless Corp. N-plexer systems and methods for use in a wireless communications device
US7263072B2 (en) * 2003-04-16 2007-08-28 Kyocera Wireless Corp. System and method for selecting a communication band
US6980067B2 (en) * 2003-04-16 2005-12-27 Kyocera Wireless Corp. Triplexer systems and methods for use in wireless communications device
US7075388B2 (en) * 2003-05-22 2006-07-11 Cts Corporation Ceramic RF triplexer
US7720443B2 (en) 2003-06-02 2010-05-18 Kyocera Wireless Corp. System and method for filtering time division multiple access telephone communications
KR100531879B1 (ko) * 2003-07-09 2005-11-29 엘지전자 주식회사 휴대폰의 고주파 수신회로
GB2404818B (en) * 2003-08-01 2007-10-03 Agilent Technologies Inc Low-cost s-umts based distress transmitters for personal use
US20050113133A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Kevin Li Dynamically tuned antenna used for multiple purposes
US20050132592A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 Robertson Gregory L. Template for ruling index cards
US20050245228A1 (en) * 2004-04-29 2005-11-03 Alejandro Candal Portable communication device for supporting multiple communication modes over a common changeable antenna structure
WO2006067786A2 (en) * 2004-12-20 2006-06-29 Xtend Networks Ltd. System, device and method of expanding the operational bandwidth of a communication infrastructure
US7376401B2 (en) 2005-04-12 2008-05-20 Wayne-Dalton Corp. Frequency matching and optimization system for an RF receiver
JP4637774B2 (ja) * 2006-03-17 2011-02-23 富士通株式会社 移動通信端末
CN101132604B (zh) * 2006-08-25 2010-05-26 佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司 用于可携式装置的无线网络的联机切换系统及其方法
US7733276B2 (en) * 2006-11-09 2010-06-08 Intel Corporation Antenna system for notebook computer and method for communicating in multiple wireless systems
JP2010109757A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Panasonic Corp 携帯無線装置
GB0918477D0 (en) * 2009-10-21 2009-12-09 Univ Birmingham Reconfigurable antenna
US8456366B2 (en) * 2010-04-26 2013-06-04 Sony Corporation Communications structures including antennas with separate antenna branches coupled to feed and ground conductors
WO2015017397A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Entropic Communications, Inc. Method and apparatus for combined access network and home network using a dual-role device
US9450638B2 (en) * 2013-08-23 2016-09-20 Qualcomm Incorporated TX antenna selection for LTE in multiple radio devices
US10074898B1 (en) * 2013-09-20 2018-09-11 Amazon Technologies, Inc. Antenna for GPS and high band
US9419774B2 (en) 2013-11-14 2016-08-16 Honeywell International Inc. Hybrid diplexer and circulator frontend for GPS receiver and satcom modem sharing common antenna
CN106301452B (zh) * 2016-07-26 2019-05-07 北京小米移动软件有限公司 终端定位方法及定位装置
US11835631B2 (en) * 2021-03-15 2023-12-05 Qualcomm Incorporated Devices and techniques for improving reception or compensating for attenuation of GNSS signals during water immersion activities

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1155663A (zh) * 1995-05-30 1997-07-30 休斯电子公司 利用现成的全球定位系统的数字式蜂窝电话
US5815804A (en) * 1997-04-17 1998-09-29 Motorola Dual-band filter network
CN1219291A (zh) * 1996-03-29 1999-06-09 西默特里科姆有限公司 无线通信设备
US5969582A (en) * 1997-07-03 1999-10-19 Ericsson Inc. Impedance matching circuit for power amplifier
US6097974A (en) * 1997-12-12 2000-08-01 Ericsson Inc. Combined GPS and wide bandwidth radiotelephone terminals and methods
US6317608B1 (en) * 1998-05-22 2001-11-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Power amplifier matching in dual band mobile phone

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5771026A (en) * 1996-03-28 1998-06-23 Sti-Co Industries, Inc. Disguised broadband antenna system for vehicles
US6298243B1 (en) * 1999-01-05 2001-10-02 Geo-Com, Incorporated Combined GPS and cellular band mobile antenna
US6553210B1 (en) * 1999-08-03 2003-04-22 Alliedsignal Inc. Single antenna for receipt of signals from multiple communications systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1155663A (zh) * 1995-05-30 1997-07-30 休斯电子公司 利用现成的全球定位系统的数字式蜂窝电话
CN1219291A (zh) * 1996-03-29 1999-06-09 西默特里科姆有限公司 无线通信设备
US5815804A (en) * 1997-04-17 1998-09-29 Motorola Dual-band filter network
US5969582A (en) * 1997-07-03 1999-10-19 Ericsson Inc. Impedance matching circuit for power amplifier
US6097974A (en) * 1997-12-12 2000-08-01 Ericsson Inc. Combined GPS and wide bandwidth radiotelephone terminals and methods
US6317608B1 (en) * 1998-05-22 2001-11-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Power amplifier matching in dual band mobile phone

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003077436A1 (en) 2003-09-18
AU2002314441A1 (en) 2003-09-22
DE60229001D1 (de) 2008-10-30
US20030008667A1 (en) 2003-01-09
ES2314068T3 (es) 2009-03-16
CN1672332A (zh) 2005-09-21
ATE408932T1 (de) 2008-10-15
US6667723B2 (en) 2003-12-23
KR100876524B1 (ko) 2008-12-31
KR20040099310A (ko) 2004-11-26
WO2003077436A9 (en) 2004-09-23
JP2005519310A (ja) 2005-06-30
EP1483836B1 (en) 2008-09-17
EP1483836A1 (en) 2004-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100391111C (zh) 具有提供gps功能的天线的设备和提供gps功能的天线的方法
CN100578948C (zh) 用于提供具有gps能力的无线通信装置的系统
EP1614185B1 (en) A frequency-selective device and method thereof for reception/transmission of communication signals in a wireless multi-band device
US6980067B2 (en) Triplexer systems and methods for use in wireless communications device
EP1449276B1 (en) Gps equipped cellular phone using a spdt mems switch and single shared antenna
CN100536352C (zh) 用于减小便携式通信设备中接收损耗的方法、接收前端模块和便携式通信设备
US20130051284A1 (en) Carrier aggregation radio system
CN1871780B (zh) 通信系统中使用的方法、通信装置、收发信机前端及模块
US20060067254A1 (en) Triband passive signal receptor network
EP1105973A1 (en) Dual band radio telephone with dedicated receive and transmit antennas
JP2008522533A (ja) 分散型ダイプレクサ
US7356314B2 (en) Systems and methods for reusing a low noise amplifier in a wireless communications device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: KYOCERA CORP.

Free format text: FORMER OWNER: KYOCERA WIRELESS CORP.

Effective date: 20110630

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: STATE OF CALIFORNIA, THE USA TO: KYOTO, JAPAN

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110630

Address after: Kyoto Japan

Patentee after: Kyocera Corp.

Address before: American California

Patentee before: Kyocera Wireless Corp.

C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Kyoto Japan

Patentee after: KYOCERA Corporation

Address before: Kyoto Japan

Patentee before: Kyocera Corp.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080528

Termination date: 20150701

EXPY Termination of patent right or utility model