CN1486539A - 多收发器放大装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

所揭露者为一种多路径收发器装置，方法及系统，用以实施于一双向天线路径中，因此一收发器输出讯号被提供一个与进入讯号用之分离路径独立之一路径。本发明有助于传输讯号的振幅而不需要损害接收讯号并避免对收发器及双向天线硬件的修改。

Description

多收发器放大装置、方法及系统

技术领域

本发明大致上是关于与双向收发器/天线系统以起使用之传输讯号之放大。尤其是，本发明是关于设置于收发器之天线路径中用以放大传输讯号而不损害接收讯号之装置，方法及系统。

发明背景

射频收发器在本领域中已知为一种使用许多射频讯号用之传输及接收二者用之相同组件的组合传输器-接收器。双向射频天线在本领域中一样是已知为用以提供一讯号射频传输及接收用之二相反方向中的双向讯号路径。

虽然在本领域中存在许多射频收发器及天线系统，例如由瑞典Ericsson Telefonakitebolaget L.M所提供的Ericsson Bluetoothmodule(蓝芽模块)，但小的，低成本以及短范围射频模块逐渐被使用于需要通讯接口之不同型态的应用中。可以使用蓝芽收发器模块的典型装置为可携式计算机，手持式无线装置，数字相机，计算机外设，以及移动电话外围装置。通常，小的，相当低成本，短范围射频收发器被大量制造于标准化的独立运作的封装(self-contained package)或模块内。

当希望增加输出功率时，射频收发器，一般是小的，低成本的射频收发器，例如蓝芽模块，遭遇到严重的问题。一般来说，输出讯号的振幅可以藉由在收发器之传输电路中提供一放大器而简单达成，但不需要影响接收电路。虽然此放大解决方法在顾客收发器设计中是可接受的，大量生产及标准化之成本及时间优势将会损失，如果必须使用离架(off-the-shelf)收发器的话。例如，不可能仅是简单地在蓝芽射频模块的传输电路中加入一放大器。因此需要有成本效率的解决增加的输出讯号功率问题的方法而同时避免损害讯号接收，但不需要修改离架(off-the-shelf)射频收发器模块及/或双向天线。

发明综合说明

所揭露者为一种具有该收发器输入/输出埠与一双向输入/输出天线之间之双向讯号路径之收发器所使用之放大装置。该装置举有一第一分配器耦合至该收发器之输入/输出端口之双向讯号路径该第一分配器将该双向讯号路径分割为一独立的传输路径以及一独立的接收路径。一传输讯号放大器被包含于该传输路径中永以放大该传输讯号。一第二分配器重新组合该独立传输路径与该独立接收路径为用以与一双向天线耦合之一双向讯号路径。

同时揭露的是一种在一收发器输入/输出端口与一双向天线之间执行的讯号放大的方法。此方法放大一收发器输出讯号以产生一放大的输出讯号。被放大的讯号随后使用双向天线被广播。使用双向天线接收之讯号被允许通过进入收发器的输入而不需要牺牲接收器的性能，藉由绕过(bypass)用以达成输出讯号放大之讯号路径。

此外，揭露一种收发器系统，提供具有双向讯号路径之收发器装置，包括一传输/接收端口，一放大装置用以放大被传输讯号，一接收路径，以一传输/接收天线。

所揭露之本发明装置，方法及系统实施例包括使用蓝芽射频模块之本发明之实施。Bluetooth为瑞典Ericsson TelefonakitebolagetL.M的注册商标。与蓝芽射频模块一起使用之本发明提供将此模块适用于不同应用的成本及弹性的优点。

本发明另外的技术优点在于可以提供传输讯号的振幅而不需要损害接收讯号，使用现存的射频收发器及天线而不修改收发器及天线的硬件。

其它由本发明所实现的技术优点在于收发器之传输讯号可以比真实收发器输出放大增加数个大小的级(orders of magnitude)，提供预定收发器用之增加的传输范围。

图式简要说明

以上的优点以及本发明特定实施例将从以下描术结合所附图式而有更清楚的了解，其中：

第一图系本发明可以实施之射频收发器模块及天线之方块图；

第二图系本发明与图一之收发器及天线一起使用之范例的方块图；

第三图系本发明装置之实施例之方块图。

不同的图式中对应的标号及符号系指对应的部份，除非特别指示。

较佳实施例详细说明

虽然以下揭露本发明不同实施例之制造及使用的细节，应该了解的是本发明提供许多可以在广泛特定内容中使用的可利用的发明概念。应该了解的是本发明可以和不同型态及尺寸的收发器及天线一起使用。所表示及讨论之某些实施例的特征为说明本发明原理被简化或放大。

图一系系本发明可以实施之射频收发器模块及天线之方块图。一收发器/天线系统10被显示，其具有一射频模块12，例如美国Ericsson提供之0dB蓝芽Bluetooth模块。Bluetooth为瑞典Ericsson Telefonakitebolaget L.M的注册商标。应该了解的是，在收发器/天线系统10内的独立(self-contained)收发器模祖12，因为其独立的天性，而不容许修改，例如提供增加的传输功率。本发明可以和任何适合的收发器一起实施，其中有利于简化来自收发器之传输讯号而不需要损害所有收发器所接收的讯号。

一双向天线14经由双向传输线16连接至收发器12之输入/输出埠18。双向天线14能够接收来自大气22的输入讯号20。双向天线14也能够送从收发器12传输讯号24至大气22。在本实施例中，收发器12包含一射频特殊应用集成电路(Application-Specific-Circuit，ASIC)26耦合至传输电路28以及接收电路30。一天线开关32致能收发器12在传输与接收模式之间切换。一天线滤波器34被提供以阻挡接收模式中不想要的讯号，并降低传输模式中的谐波(harmonics)。应了解的是收发器/天线系统10于任何预定时间在传输模式或接收模式运作。然而，此系统10不同时传输及接收。

在传输模式中，射频ASIC 26经由传输电路28激活传输。之后，天线开关32切换至传输模式，一预传输讯号23被允许经果滤波器34且一产生的传输讯号24经由输入/输出埠18离开收发器模块12。被传输的讯号24经由传输线16传递至天线14，且最后通过大气22到达接收目的地。

在接收模式操作中，被接收讯号20经过大气22传输直到被双向天线14拦截为止。被接收讯号20随后经由传输线16进行直到到达输入/输出埠18为止。天线开关32被设置用以接收讯号20，其随后由经过接收电路30之通行用的滤波器34过滤进入射频ASIC 26做进一步处理。

为较为了解本发明之优点及使用，参照图二，其表示在收发器/天线系统40中实施本发明概念之例示装置42。本发明之收发器/天线40具有电连接于收发器模块12之输入/输出端口18与双向天线14之间的双向传输线16之放大装置42。由双箭头所表示的双向讯号路径44在第一分配器46被分离，其中一独立接收路径48承载被接收讯号，由箭号20指示，而一独立传输路径50承载传输讯号，由箭号24指示。路径48M50在第二分配器52被重新组合，其中双向讯号路径44经由传输线16被提供给双向天线14。注意到「第一分配器」及「第二分配器」是为了描述方便而使用。通常的在本技艺中的了解是一个讯号「分配器」也被当成组合在相反方向传递的讯号。

现在参照图三，表示放大装置42之较详细的图，本发明的原理及实施进一步被描述。如以上参照图二所示，通常放大装置42被设计为提供双向讯号路径44中之一独立的接收路径48以及一独立的传输路径50，以有助于传输讯号24与接收讯号20所用之实体分离电路。较佳者，传输讯号24在离开收发器12之后被一第一Wilkinson分配器46分离。

进一步参照图三，传输讯号24可被分离为n个实体分支47(a，...n)。沿传输路径50提供一或多个放大器54。较佳者，放大器54系标准的讯号放大装置，例如具有增益的运算放大器，虽然也可以使用类似的振幅器组件。较佳者，传输讯号24均等地被分配在分配器分支47(a，...n)之间。

第一分配器46提供传输与接收路径50与48之间的高度隔离，藉此确保错误的匹配及串音(cross-talk)被降至最小。第二Wilkinson分配器52再组合传输讯号24成份，经由双向传输线16提供对天线14的存取。离开独立传输路径50的讯贺24系分支47(a，...n)之讯号的集体，且其振幅大小最好大于接收路径48中之讯号24数级。

当在接收模式中运作时，接收讯号20的路径在天线14开始，并流向收发器输入/输出埠18，首先到达第二Wilkinson分配器52，藉此被接收讯号20流过接收路径48，通过，接着经过第一分配器46及收发器输入/输出埠18。或者是，接收路径48可以包括一通过装置56，最好是放大接收讯号20用之低噪声放大器。

应该了解的是，分别提供接收及传输用之二独立实体路径48及50。很清楚的是收发器12在传输或接收模式中操作时该等路径被分别使用。同时应该了解的是收发器12中及/或放大器装置42确实配置的改变将不影响本发明的概念。

本发明藉由允许收发器输出功率的增加达成技术上的优点，其可被实施于天线之路径中而不需要修改收发器本身。传输讯号的振幅不需要损坏接收讯号即可达成例如，典型的大于51dB的隔离可以在Wilkinson分配器之传输与接收路径之间达成，因为接收及传输讯号是同相位。因此，在此处所表示及描述的实施例中最大增益26dB是可以接受的，以便维持埠之间的25dB隔离而不损害接收讯号。

以上所表示及描述的实施例仅为例示之用。即使本发明的数个特征及优点已经参照前述本发明之描述及方法的细节而被陈述，此揭露仅为说明之用，在本发明之原理下可进行修改至所附申请专利范围之文字的最广泛通用意义所指示的程度。

Claims (24)

1.一种收发器使用之放大装置，该收发器具有一双向讯号路径及一天线，包括

一第一分配器，可操作地耦合至该双向讯号路径用以分离该双向讯号路径至一传输路径与一接收路径；

一传输讯号放大器，可操作地包含于该传输路径中；

一第二分配器，用以组合该传输路径及该接收路径为耦合至该天线之一双向讯号路径。

2.如申请专利范围第1项之装置，更包括一接收通过可操作地包含于该接收路径之中。

3.如申请专利范围第2项之装置，其中该接收通过包括一低噪声放大器。

4.如申请专利范围第1项之装置，其中该第一及第二分配器之至少一者包括一Wilkinson分配器。

5.如申请专利范围第1项之装置，其中该收发器包括一蓝芽射频收发器。

6.如申请专利范围第1项之装置，其中该放大装置包括一模块用以可操作地耦合于一收发器天线路径中。

7.如申请专利范围第1项之装置，其中于该传输路径上之该讯号与该接收路径上之该讯号同相位。

8.一种于收发器输入/输出端口与双向天线之间执行之讯号放大方法，包括：

分配一收发器输出为复数输出讯号；

放大一或更多该输出讯号；

组合该等输出讯号以产生一放大的输出讯号；

使用该双向天线广播该被放大输出信号；

使用该双向天线接收一输入讯号；以及

之后传递该输入讯号至该收发器中。

9.如申请专利范围第8项之方法，其中该输入讯号实质上维持未改变。

10.如申请专利范围第8项之方法，其中该放大的输出讯号之振幅系维持在该收发器输出讯号振幅的三倍。

11.如申请专利范围第8项之方法，更包括放大该输入讯号的步骤。

12.如申请专利范围第8项之方法，其中该输入讯号及该收发器输出讯号包括2.4-2.5GHz范围内的频率。

13.如申请专利范围第8项之方法，其中该输入讯号及该收发器输出讯号包括大约在2.4-2.5GHz范围内的频率。

14.如申请专利范围第8项之方法，其中该收发器输出讯号具有0至4dBm范围内的振幅。

15.一种收发器系统，包括

收发器装置，具有一双向讯号路径，该双向讯号路径具有一传输/接收埠以及一传输/接收天线；以及

放大装置，用以放大包含于该双向讯号路径中该传输/接收埠与该传输/接收天线之间之传输讯号。

16.如申请专利范围第15项之收发器系统，其中该放大装置更包括一第一分配器用以分离该双向讯号路径至一传输信号路径与一接收信号路径。

17.如申请专利范围第16项之收发器系统，其中该第一分配器包括一Wilkinson分配器。

18.如申请专利范围第15项之收发器系统，更包括一第二分配器，用以组合该传输信号路径及该接收信号路径为一双向讯号路径。

19.如申请专利范围第18项之收发器系统，其中该第二分配器包括一Wilkinson分配器。

20.如申请专利范围第15项之收发器系统，其中该收发器包括一蓝芽射频收发器。

21.如申请专利范围第16项之收发器系统，更包括一传输讯号放大器可操作地包含于该传输讯号路径中。

22.如申请专利范围第16项之收发器系统，更包括一接收通过可操作地包含于该接收信号路径之中。

23.如申请专利范围第22项之收发器系统，中该接收通过包括一低噪声放大器。

24.如申请专利范围第16项之收发器系统，其中于该传输信号路径上之该讯号与该接收信号路径上之该讯号同相位。

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