CN110266330A - 无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统，该无线通信系统的射频前端装置包含有：天线；功率合并单元，其电性耦接于该天线；射频循环单元；发射模块，其包含有功率放大器，该发射模块电性耦接于该功率合并单元和该射频循环单元之间；以及接收模块，其包含有低噪声放大器，该接收模块电性耦接于该功率合并单元和该射频循环单元之间，本发明还提供一种具有该射频前端装置的无线通信系统。

Description

无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统的射频前端装置，尤其是指一种用于接收或发射信号的射频前端装置；本发明还提供一种具有该射频前端装置的无线通信系统。

背景技术

通过无线通信的技术，人们能够轻易地操控周遭的各类电子设备，也得以快速且便利地获得该等电子设备的相关数据，诸如：工作状态、剩余电力或传感器所感测到的数据，此外，随着无线通信技术的蓬勃发展，通过其来进行远程操控及传输的设备(如，多轴无人飞行器或无人监控车等)也受到极大的瞩目与重视。

一般来说，该等远程操控及传输的设备均设置有无线通信模块，通过该无线通信模块使用户得以进行远程操控或传输，而该无线通信模块的芯片的信号发射功率则限制了该设备能被操控或传输信号的最大距离及有效覆盖范围。然而，当使用者欲增加该设备的操控距离时，一般仅能通过更换无线通信模块的芯片并重新设计该无线通信模块的电路的方式达成，而此等作法不仅耗费时日与人力，其所能更换的芯片也会受限于无线通信模块的芯片制造商的产品规格，因而无法随心所欲地调整至最佳的使用需求，显见此等作法仍有改善的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在提供一种无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统，其能在不变更无线通信模块的芯片及电路设计下，依照使用需求来调整其操控弹性或提升其传输信号的最大距离及有效覆盖范围。

为达成上述目的，本发明提供一种无线通信系统的射频前端装置，其包含有：天线；功率合并单元，其电性耦接于该天线；射频循环单元；发射模块，其包含有功率放大器，该发射模块电性耦接于该功率合并单元和该射频循环单元之间；以及接收模块，其包含有低噪声放大器，该接收模块电性耦接于该功率合并单元和该射频循环单元之间。

可选地，该发射模块包含有发射旁路路径和第一开关组，该发射旁路路径平行于该功率放大器，该第一开关组可切换地电性耦接于该功率放大器或该发射旁路路径。

可选地，该接收模块包含有接收旁路路径和第二开关组，该接收旁路路径平行于该低噪声放大器，该第二开关组可切换地电性耦接于该低噪声放大器或该接收旁路路径。

可选地，该发射模块包含有射频隔离单元，该射频隔离单元电性耦接于该第一开关组和该射频循环单元之间。

可选地，该发射模块包含有射频隔离单元，该射频隔离单元电性耦接于该功率放大器和该射频循环单元之间。

此外，本发明还提供一种无线通信系统，包含有前述的射频前端装置和无线通信模块，该无线通信模块电性耦接于该射频前端装置。

可选地，该无线通信系统包含有微控制单元，该微控制单元电性耦接于该第一开关组和该第二开关组。

可选地，该微控制单元电性耦接于该功率放大器和该低噪声放大器。

可选地，该无线通信模块采用Wi-Fi与蓝芽信号传输。

可选地，该无线通信模块具有2.4GHz的电路和5GHz的电路，该射频前端装置电性耦接于该2.4GHz的电路。

由此，本发明通过前述技术特征，得以在不变更原本无线通信模块的芯片及电路设计下，使用户得以依照实际需求来提升信号发射的输出功率及接收信号的灵敏度，进而增加操控的最大距离及有效覆盖范围。

有关本发明所提供的一种无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统的详细构造、特点、组装或步骤，将于后续的说明中予以描述。然而，本领域技术人员应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的专利保护范围。

附图说明

以下，兹以实施例并配合附图，对本发明所提供的无线通信系统的射频前端装置及无线通信系统做进一步说明。其中，

图1为本发明所示第一实施例的无线通信系统的示意图。

图2为本发明所示第二实施例的无线通信系统的示意图。

(符号说明)

【第1实施例】

1 无线通信系统

10 射频前端装置 12 天线

14 功率合并单元 16 射频循环单元

20 发射模块 22 功率放大器

24 发射旁路路径 26 第一开关组

28 射频隔离单元 30 接收模块

32 低噪声放大器 34 接收旁路路径

36 第二开关组 40 无线通信模块

50 微控制单元

【第2实施例】

1A 无线通信系统

10A 射频前端装置 12A 天线

14A 功率合并单元 16A 射频循环单元

20A 发射模块 22A 功率放大器

28A 射频隔离单元 30A 接收模块

32A 低噪声放大器 40A 无线通信模块

50A 微控制单元

具体实施方式

首先要说明的是，本发明所提供的说明内容使用的用语皆为本领域技术人员所能理解的例示性描述用语，进而，如同本发明权利要求书中所使用单数形式的“一”、“一个”以及“所述”等数量值都包括复数的涵义。因此，例如对“一元件”的说明指的是一个或多个元件，而且包括本领域技术人员已知的等同替换。在类似状况下所使用的所有连接词也应当理解为最宽广的意义，说明内容中所描述的特定形状以及结构特征或技术用语同样应被理解为包括特定结构或技术用语所能达成之功能的等同替换结构或技术用语。

请先参阅图1，本发明所示第一实施例的无线通信系统1，该无线通信系统1可适用于远程操控与传输之用，例如，该无线通信系统1可装载于多轴无人飞行器上等，但实际应用并不以此为限。该无线通信系统1包含有射频前端装置10、无线通信模块40以及微控制单元50。

该射频前端装置10包含有天线12、功率合并单元14、射频循环单元16、发射模块20以及接收模块30。

该天线12用于信号的发射及接收。

该功率合并单元14电性耦接于天线12、发射模块20以及接收模块30，该功率合并单元14可将来自发射模块20的信号传递至天线12，而且该功率合并单元14可将来自天线12的信号传递至接收模块30。

该射频循环单元16电性耦接于无线通信模块40、发射模块20以及接收模块30。该射频循环单元16可将来自无线通信模块40的信号传递至发射模块20，且该射频循环单元16可将来自天线12并传经功率合并单元14与接收模块30的信号传递至无线通信模块40。

该发射模块20电性耦接于功率合并单元14和射频循环单元16之间，该发射模块20包含有功率放大器22、发射旁路路径24、第一开关组26以及射频隔离单元28，该发射旁路路径24平行于功率放大器22。该微控制单元50电性耦接于射频前端装置10，在一些实施方式中，该微控制单元50可选择地电性耦接于射频前端装置10的第一开关组26(图中未示)，该微控制单元50可控制该第一开关组26，使该第一开关组26可切换地电性耦接于功率放大器22或发射旁路路径24。此外，在一些实施方式中，该微控制单元50也可选择地电性耦接于功率放大器22，由此控制该功率放大器22的起动或关闭，如此一来，该功率放大器22不用一直维持于工作状态，故能达到省电的效果。当该第一开关组26电性耦接于功率放大器22并起动该功率放大器22的工作时，致使来自无线通信模块40的信号会通过该功率放大器22而达到功率放大的效果，因而可达到更远的信号传输距离，而当该第一开关组26电性耦接于发射旁路路径24并关闭功率放大器22工作时，致使来自无线通信模块40的信号会通过该发射旁路路径24而维持原本的信号强度。该射频隔离单元28电性耦接于第一开关组26和射频循环单元16之间，该射频隔离单元28可有效避免信号自功率放大器22及发射旁路路径24，因阻抗匹配得不够完善而回传至射频循环单元16。

该接收模块30电性耦接于功率合并单元14和射频循环单元16之间，该接收模块30包含有低噪声放大器32、接收旁路路径34以及第二开关组36，该接收旁路路径34平行于低噪声放大器32。该微控制单元50电性耦接于射频前端装置10，在一些实施方式中，该微控制单元50可选择地电性耦接于射频前端装置10的第二开关组36(图中未示)，该微控制单元50可控制该第二开关组36，使该第二开关组36可切换地电性耦接于低噪声放大器32或接收旁路路径34。此外，在一些实施方式中，该微控制单元50也可选择地电性耦接于该低噪声放大器32，由此控制该低噪声放大器32的起动或关闭，如此一来，该低噪声放大器32不用一直维持于工作状态，故能达到省电的效果。当该第二开关组36电性耦接于低噪声放大器32并起动该低噪声放大器32工作时，致使来自天线12并传经功率合并单元14的信号会通过该低噪声放大器32而达到放大接收信号的强度，因而提升信号接收的灵敏度，而当该第二开关组36电性耦接于接收旁路路径34并关闭低噪声放大器32工作时，致使来自天线12并传经功率合并单元14的信号会通过该接收旁路路径34而维持原本的信号强度。

此外，在本实施例中，该无线通信模块40采用Wi-Fi与蓝芽信号传输，该无线通信模块40具有2.4GHz的电路(图中未示)和5GHz的电路(图中未示)，射频前端装置10电性耦接于该2.4GHz的电路，但实际应用上，该射频前端装置10亦可电性耦接于该5GHz的电路，进而，无线通信模块40除了采用Wi-Fi与蓝芽信号传输的格式外，其亦可采用其他频段的无线电波与通信协议作为信号传输的格式。

以上说明了本发明所示第一实施例的结构，接下来通过实际例子来说明第一实施例的工作方式与效果所在。

请再参阅图1，当本发明的无线通信系统1欲发射经编码过的视频信号(图中未示)给远程的使用者(图中未示)时，首先，该视频信号会由该无线通信模块40开始，依序传输经过射频循环单元16、发射模块20、功率合并单元14，最后通过天线12发射至远程的使用者端，其中，该视频信号在传输经过发射模块20的过程中，该视频信号会先经过射频隔离单元28而到达第一开关组26，此时该无线通信系统1的微控制单元50会控制该第一开关组26电性耦接于功率放大器22或发射旁路路径24，之后该视频信号才会被传递经过功率合并单元14而到达天线12。

另外，当该远程使用者欲传输操控信号(图中未示)给本发明的无线通信系统1时，首先，该操控信号会由天线12给接收，接着依序传输经过功率合并单元14、接收模块30、射频循环单元16，最后到达无线通信模块40，其中，该操控信号在传输经过接收模块30的过程中，该操控信号会先到达第二开关组36，此时该无线通信系统1的微控制单元50会控制该第二开关组36电性耦接于低噪声放大器32或接收旁路路径34，之后该操控信号才会被传递经过射频循环单元16而到达无线通信模块40。

由上述结构及实际例子可知，本发明的第一实施例通过如上所述的技术特征，得以在不变更无线通信模块40的芯片及内部的电路设计下，使用户得以依照实际需求调整信号发射的输出功率及调整接收信号的灵敏度，进而增加操控的最大距离及有效覆盖范围；进而，由于第一开关组26、第二开关组36、功率放大器22及低噪声放大器32无需通过无线通信模块40来操控，而是通过无线通信系统1的微控制单元50来操控，因此该无线通信模块40的输出功率与接收信号的灵敏度仍可维持原本设计的强度，而不需要对无线通信模块40的部分作任何的硬件与软件设计变更，也就不需要涉及到任何的韧体与驱动程序的软件变更支持。

请再参阅图2，本发明所示的第二实施例的无线通信系统1A，包含有射频前端装置10A、无线通信模块40A以及微控制单元50A，其中，该射频前端装置10A包含有天线12A、功率合并单元14A、射频循环单元16A、发射模块20A以及接收模块30A。在此，本第二实施例与第一实施例主要差异在于，本第二实施例的发射模块20A具有功率放大器22A和射频隔离单元28A，但没有设置第一实施例的第一开关组26及发射旁路路径24(如图1所示)，且本第二实施例的接收模块30A具有低噪声放大器32A，但没有设置第一实施例的第二开关组36及接收旁路路径34(如图1所示)。本第二实施例简化电路的结构，可降低射频前端装置的成本，但是功率放大器22A与低噪声放大器32A需一直持续工作，较为耗电为其主要缺点。此外，本第二实施例的无线通信系统1A同样能在不变更无线通信模块的芯片及内部的电路设计下，使用户得以提高信号发射的输出功率及增加接收信号的灵敏度，进而增加操控的最大距离及有效覆盖范围。

最后，必须再次说明的是，本发明于前述实施例中所揭露方法及构成元件仅为举例说明，并非用来限制本发明的专利保护范围，举凡未超脱本发明精神所作的简易结构润饰或变化，或与其他等效元件的更替，仍应属于本发明权利要求涵盖的范畴。

Claims (13)

1.一种无线通信系统的射频前端装置，其特征在于，

包含有：

天线；

功率合并单元，其电性耦接于所述天线；

射频循环单元；

发射模块，其包含有功率放大器，所述发射模块电性耦接于所述功率合并单元和所述射频循环单元之间；以及

接收模块，其包含有低噪声放大器，所述接收模块电性耦接于所述功率合并单元和所述射频循环单元之间。

2.如权利要求1所述的射频前端装置，其特征在于，

所述发射模块包含有发射旁路路径和第一开关组，

所述发射旁路路径平行于所述功率放大器，

所述第一开关组可切换地电性耦接于所述功率放大器或所述发射旁路路径。

3.如权利要求2所述的射频前端装置，其特征在于，

所述接收模块包含有接收旁路路径和第二开关组，

所述接收旁路路径平行于所述低噪声放大器，

所述第二开关组可切换地电性耦接于所述低噪声放大器或所述接收旁路路径。

4.如权利要求2或3所述的射频前端装置，其特征在于，

所述发射模块包含有射频隔离单元，所述射频隔离单元电性耦接于所述第一开关组和所述射频循环单元之间。

5.如权利要求1所述的射频前端装置，其特征在于，

所述发射模块包含有射频隔离单元，所述射频隔离单元电性耦接于所述功率放大器和所述射频循环单元之间。

6.一种无线通信系统，其特征在于，

包含有权利要求3所述的射频前端装置和无线通信模块，所述无线通信模块电性耦接于所述射频前端装置。

7.如权利要求6所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信系统包含有微控制单元，所述微控制单元电性耦接于所述第一开关组和所述第二开关组。

8.如权利要求7所述的无线通信系统，其特征在于，

所述微控制单元电性耦接于所述功率放大器和所述低噪声放大器。

9.如权利要求6所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信模块采用Wi-Fi与蓝芽信号传输。

10.如权利要求9所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信模块具有2.4GHz的电路和5GHz的电路，所述射频前端装置电性耦接于所述2.4GHz的电路。

11.一种无线通信系统，其特征在于，

包含有权利要求5所述的射频前端装置和无线通信模块，所述无线通信模块电性耦接于所述射频前端装置。

12.如权利要求11所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信模块采用Wi-Fi与蓝芽信号传输。

13.如权利要求12所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信模块具有2.4GHz的电路和5GHz的电路，所述射频前端装置电性耦接于所述2.4GHz的电路。