DE102009001046B4

DE102009001046B4 - Umkonfigurierbarer Duplexkoppler und Verfahren zum Senden und Empfangen

Info

Publication number: DE102009001046B4
Application number: DE102009001046.7A
Authority: DE
Inventors: Herbert Jäger; Christoph Wagner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2029-02-21
Also published as: DE102009001046A1; US20090206945A1; US7639102B2

Abstract

Umkonfigurierbarer Koppler mit einem Sendesignalport (202), einem Abschlussport (204), einem Empfangssignalport (206) und einem Antennenport (208), gekennzeichnet durch ein Schaltsystem (203), das dafür ausgelegt ist, auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus oder einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen, selektiv den Abschlussport (204) mit einem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln und auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen, zu entkoppeln.

Description

HINTERGRUND
Viele Mikrowellen- und HF-Systeme verwenden Koppler, um Sendesignale (TX-Signale) und Empfangssignale (RX-Signale) zu trennen oder zwei kombinierte Signale zu summieren. Systeme, die in dieser doppelten Rolle verwendete Koppler aufweisen, können als Sende-Empfangs-(TRX-)Systeme bezeichnet werden. Zum Beispiel werden solche TRX-Systeme oft in Automotive-Radarsystemen verwendet, die ein frequenzmoduliertes Dauerradar (FMCW = Frequency Modulated Continuous Wave) benutzen. Ein integriertes Sende- Empfangsgerät ist beispielsweise aus der US 5 903 820 A bekannt.
Diese TRX-Systeme erfordern gute Isolation zwischen dem Hochleistungs-Sendekanal und den oft sehr schwachen Empfangssignalen. Ein als Duplexer mit Isolation verwendeter Koppler muss gemäß der traditionellen Netzwerktheorie Verluste aufweisen, um realisierbar zu sein. In diesem Fall wird nur die Hälfte der ankommenden Leistung dem Ausgang des Duplexers zugeführt, während die andere Hälfte an einem geeigneten Abschluss umgesetzt (dissipated) wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Koppler zur Verfügung zu stellen, der diese Nachteile nicht aufweist, und ein Verfahren zum Senden und Empfangen von Signalen mittels eines Kopplers zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch Koppler gemäß der Ansprüche 1, 11 und 13 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 20 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Eine Ausführungsform betrifft einen umkonfigurierbaren Koppler mit mehreren Ports (multi-port reconfigurable mixer), der aufweist: Sendesignalport, einen Abschlussport, einen Empfangssignalport, einen Antennenport. Der Koppler umfasst ferner ein Schaltsystem, das dafür ausgelegt ist, auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus oder einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen, selektiv den Abschlussport mit einem vorbestimmten Abschlusspotential zu koppeln und auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen, zu entkoppeln.
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Koppler ein Koppelmittel, das betreibbar ist, um in einem Nur-Sende-Modus im wesentlichen die gesamte an einem Sendesignalport empfangene Leistung mit einem Antennenport zu koppeln und in einem Nur-Empfangs-Modus im wesentlichen die gesamte an dem Antennenport empfangene Leistung mit einem Empfangssignalport zu koppeln. Das Koppelmittel ist ferner betreibbar, um in einem Sende-Empfangs-Modus einen Prozentsatz der an dem Sendesignalport empfangenen Leistung an einem mit einem Abschlussport gekoppelten Abschlusselement umzusetzen und einen Prozentsatz der an dem Sendesignalport empfangenen Leistung zu dem Antennenport zu leiten. Weiterhin ist das Koppelmittel betreibbar, um in dem Sende-Empfangs-Modus einen Prozentsatz der an dem Antennenport empfangenen Leistung in dem Sendesignalport umzusetzen und einen Prozentsatz der an dem Antennenport empfangenen Leistung zu dem Empfangssignalport zu leiten. Der Koppler umfasst ferner ein Schaltmittel, das betreibbar ist, um das Koppelmittel auf der Basis von Informationen, die den Sende-Empfangs-Modus, den Nur-Sende-Modus oder den Nur-Empfangs-Modus anzeigen, selektiv einen oder mehreren des Sende-Signalports, des Antennenports, des Empfangssignalports und des Abschlussports mit einem vorbestimmten Potential zu koppeln.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum effizienten Senden und Empfangen von Signalen unter Verwendung eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Koppeln eines Empfangssignalports und eines Abschlussports mit einem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus anzeigen, das Koppeln eines Sendesignalports und des Abschlussports mit einem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen, und das Entkoppeln des Sendesignalports, des Empfangssignalports und des Abschlussports von dem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen.
Die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen zeigen bestimmte beispielhafte Aspekte und Implementierungen der Erfindung im Detail. Diese zeigen lediglich einige wenige der unterschiedlichen Möglichkeiten an, wie das Prinzip der Erfindung angewendet werden kann.
Figurenliste

1 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines herkömmlichen Automotive-Radarsystems;
2 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Ersatzschaltbild des umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß 2, der für den Nur-Empfangs-(RX)-Modus konfiguriert ist;
4 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines anderen umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Ersatzschaltbild des umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß 4, der für den Nur-Sende-(TX)-Modus konfiguriert ist;
6 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
7 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
8 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
9 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
10 ist ein vereinfachtes Schaltbild einer Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports gemäß 9, das mehrere Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst; und
11 ist eine Tabelle der Betriebsarten TRX (Senden und Empfangen), TX (Senden) und RX (Empfange) und Funktionen, die durch Schalter des Schaltsystems der umkonfigurierbaren Koppler mit mehreren Ports von 9 und 10 gemäß einer Ausführungsform auswählbar sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es werden nun eine oder mehrere Implementierungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen durchgehend gleiche Bezugszahlen verwendet sind, um gleiche Elemente zu kennzeichnen. Die Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum selektiven Umkonfigurieren mehrerer Ports eines Kopplers mit dem Ziel, eine vergrößerte Anwendungsflexibilität und ein effizientes Senden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen zu erreichen.
Es besteht ein Bedürfnis, durch Software umkonfigurierbare Systeme zu implementieren. Im Zusammenhang mit Radarsystemen kann dies bedeuten, dass die Funktionalität des Frontend eines solchen Systems von Senden und Empfangen (TRX) auf Nur-Senden (Nur-TX) oder Nur-Empfangen (Nur-RX) umgeschaltet werden soll. Dieses Umschalten gestattet es dem System, Sendeleistung zu sparen bzw. geringere Verluste in dem Empfangspfad bereitzustellen. Die Ersparnisse in dem Empfangspfad sind besonders wünschenswert, da Verluste in RX-Systemen direkt einer Rauschzahl entsprechen. Solche umkonfigurierbaren Koppler können deshalb den Gesamt-Dynamikumfang verbessern. Ferner kann die Anzahl der TX/RX/TRX-Kanäle während des Ablaufs durch externe Mittel eingestellt werden, ohne dass höherer Verluste entstehen.
Duplexer mit großer Isolation im Mikrowellenfrequenzbereich werden gewöhnlich als Koppler (entweder 90° oder 180°) realisiert, wie zum Beispiel als Zweigleitungskoppler, Rat-Race-Koppler oder Lange-Koppler. Diese Strukturen als solche können nicht während des Ablaufs umkonfiguriert werden und zeigen deshalb die oben erwähnten Verluste zwischen den Eingängen und Ausgängen.
Wie bereits erwähnt ist ein möglicher Anwendungsbereich für einen oder mehrere Koppler ein Automotive-Radarsystem. Bei Mikrowellen- und Millimeterwellen-Automotive-Radarsystemen ist ein kostengünstiges und hochleistungsfähiges Radar wünschenswert. Ein typisches Radarsystem enthält einen Oszillator, einen Teiler, einen Leistungsverstärker, einen Differenz-(oder Quadratur-)Hybridkoppler und eine Antenne. Ein solches Radarsystem ist aber nicht sehr effizient, da zum Beispiel nur die Hälfte einer Ausgangsleistung zu der Antenne fließt, während die andere Hälfte zu dem Ballastwiderstand des Kopplers fließt.
1 zeigt ein herkömmliches Automotive-Radarsystem 100 zum Senden und Empfangen von Radarsignalen, das eine einzige Antenne verwendet, wodurch dessen Gesamtabmessungen reduziert sind. Das Radarsystem 100 umfasst einen Oszillator 104, der ein Hochfrequenz-(HF-)Signal 105, wie zum Beispiel ein Millimeterwellensignal, liefern kann. Das Radarsystem 100 umfasst ferner einen Teiler 110, der das HF-Signal 105 aufteilt und zu einem Leistungsverstärker (PA, Power Amplifier) 120 und zu einem Mischer (M) 160 leitet. Der Leistungsverstärker 120 dient zum Verstärken und zum Leiten eines Radarübertragungssignals 125 an eine Antenne 150 und einen Ballastwiderstand 140 mittels eines Rat-Race-Kopplers bzw. Hybridkopplers 130. Der Mischer M 160 kombiniert ein empfangenes Radarsignal 155 aus der Antenne 150 mittels des Kopplers 130 mit dem ursprünglichen HF-Signal 105 aus dem Teiler 110; um ein Zwischenfrequenz-(ZF-) Signal 170 bereitzustellen. Danach kann das ZF-Signal 170 zu einem (nicht dargestellten) herkömmlichen Radardetektionssystem geleitet werden.
Wie angegeben, ist das herkömmliche Radarsystem 100 von 1 jedoch nicht sehr effizient, da nur die Hälfte (50%) der Ausgangsleistung des Radarübertragungssignals 125 zu der Antenne 150 fließt, während die andere Hälfte zu dem Ballastwiderstand 140 an dem Hybridkoppler 130 fließt.
Bei einem vollständigen Automotive-Radarsystem sind sinnvollerweise in der Regel jedoch mehrere Sende- und Empfangspfade mit entsprechenden Antennen und zugeordneten Kopplern implementiert, um die überwachten Regionen, die ein Auto umgeben, ordnungsgemäß abzudecken. Folglich kann ein anderes herkömmliches Radarsystem zwei separate Sende- und Empfangsantennen und jeweilige Koppler umfassen, die so ausgelegt sein können, dass immer noch die Hälfte der Sendeleistung in dem Ballastwiderstand jedes Systems verloren geht.
Folglich verwendet der umkonfigurierbare Koppler (oder Duplexer) mit mehreren Ports der vorliegenden Erfindung eine herkömmliche Kopplerstruktur und eine oder mehrere zusätzliche zu der Schaltung hinzugefügte Komponenten, um die Umkonfigurierbarkeitsfähigkeit zu ermöglichen. Insbesondere kann die Synthese eines offenen Schaltkreises bzw. eines Kurzschlusses für Mikrowellen durch Verwendung von mikrowellenfähigen Transistoren, Pin-Dioden oder anderen solchen HF-Schaltdioden erreicht werden, zum Beispiel insbesondere bei monolithischer Implementierung mit dem Koppler selbst auf demselben Chip.
Deshalb kann bei einer Ausführungsform der Erfindung ein umkonfigurierbarer Koppler/Duplexer bereitgestellt werden, indem Änderungen mit geringen Auswirkungen auf das Layout des Kopplers selbst vorgenommen werden. Die Änderungen führen zu einem Koppler, der eine gute Isolation zusammen mit den resultierenden Verlusten in einem TRX-System aufweist. Gleichzeitig kann ein Nur-RX-System ohne die Verluste aufgrund von Isolationsanforderungen realisiert werden. Dadurch werden Vorteile gegenüber früheren Duplexerimplementierungen erreicht.
Eine Ausführungsform des Kopplers der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schaltsystem mit einer Kombination zweier Schalter, die zwischen zwei Knoten eines Mikrowellenkopplers und einem Referenzpotential, wie z.B. etwa Masse, angeordnet sind, um einen umkonfigurierbaren Koppler bereitzustellen. Bei einer Einstellung der Schalter wird ein Duplexer (mit systematischen Verlusten im Empfangspfad) erhalten, und bei der anderen Einstellung der Schalter werden diese Verluste minimiert und der Koppler wird in eine Anordnung übergeführt, die eine direkte Verbindung zwischen der Antenne und dem Mischereingang hat.
2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines umkonfigurierbaren Kopplers 200 mit mehreren Ports gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der umkonfigurierbare Koppler 200 mit mehreren Ports verwendet einen Koppler oder eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 203 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW1 und SW2, mikrowellenfähigen Transistoren, Pin-Dioden oder anderen solchen HF-Schalteinrichtungen) zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201, wie z.B. in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX) oder in einem Nur-Empfangs-Modus (RX).
Während der mehrere Ports aufweisende umkonfigurierbare Koppler 200 hier beispielhaft mit spezifizierten Schaltern, Koppeleinrichtungen und verschiedenen kapazitiven Elementen beschrieben wird, versteht sich, dass viele Abwandlungen solcher Komponenten und Merkmale vorgenommen werden können und dass alle solchen Abwandlungen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen. Zum Beispiel können die Schalter SW1 und SW2 mikrowellenfähige (microwave capable) Transistoren oder beliebige andere solche Schaltkomponenten sein, die zum Beispiel durch Sende-, Empfangs- oder Sende-Empfangs-ModusAuswahlsignale zum Umkonfigurieren des Kopplers mit mehreren Ports gesteuert werden.
Insbesondere umfasst die erste Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 200 mit mehreren Ports einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel von dem Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 wie zum Beispiel einem Widerstand verbunden ist, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einen Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 203 umfasst den Schalter SW1, der an dem TX-Signalport 202 mit der Koppeleinrichtung 201 verbunden ist, und den Schalter SW2, der an dem Abschlussport 204 mit der Koppeleinrichtung 201 verbunden ist. Die Schaltkomponente SW1 ist dafür ausgelegt, den TX-Signalport 202 mit einem Sendepotential 210a zu koppeln, und die Schaltkomponente SW2 ist dafür ausgelegt, den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b zu koppeln.
Bei einer Umkonfiguration zu einer Anordnung mit offenen Schaltern SW1 und SW2 funktioniert der Koppler 200 zum Beispiel wie ein normaler Rat-Race-Koppler in einer Sende-Empfangs-Modus-Konfiguration (TRX). Derart konfiguriert wird die Hälfte der Leistung aus dem PA-Ausgang (an dem TX-Signalport 202) aufgeteilt und der Antenne (an dem Antennenport 208) zugeführt, und die andere Hälfte der Leistung wird in dem Abschluss 205 an dem Abschlussport 204 umgesetzt bzw. dissipiert. Die empfangene Leistung aus der Antenne (an dem Antennenport 208) teilt sich auf: in einen halben Leistungsteil für den Mischereingang (an dem RX-Signalport 206), während der andere halbe Leistungsteil in dem PA-Ausgang (an dem TX-Signalport 202) umgesetzt wird. Diese TRX-Könfiguration bzw. dieser Modus führt im Idealfall zu Verlusten von 3 dB Empfangsleistung.
Bei einer Umkonfiguration durch Schließen der Schalter SW1 und SW2 funktioniert der koppler 200 in einer verbesserten Nur-Empfangs-Modus-Konfiguration (RX). Das Schließen der Schalter SW1 und SW2 verhindert die Umsetzung von Leistung an den Punkten, an denen die Schalter SW1 und SW2 mit dem Koppler 200 verbunden sind, und erzeugt eine Reflexion der einfallenden Leistung an diesen Knoten. Der durch die Schalter SW1 und SW2 bereitgestellte Kurzschluss wird weiterhin effektiv in eine offene Verbindung an dem Antennenport 208 und dem RX-Signalport 206 transformiert. Diese Konfiguration isoliert effektiv die Antennen-/ Mischereingangsschnittstelle von dem, gesamten Koppler 200 wie in 3 angegeben.
3 zeigt ein Ersatzschaltbild 300 des umkonfigurierbaren Kopplers 200 mit mehreren Ports von 2, der in einem Nur-Empfangs-Modus (RX) konfiguriert ist. Der Nur-RX-Modus (oder einfach RX-Modus) führt zu viel weniger Verlusten in der Koppeleinrichtung 201 in dem Kopplerempfangssegment 209 zwischen dem Antennenport 208 und dem RX-Signalport 206 als in herkömmlichen Kopplern. Ein kleiner Verlust von im Idealfall ∼0,5 dB wird aufgrund der fehlangepassten Leitungsimpedanz in der Koppeleinrichtung 201 beibehalten. Diese Leitungsimpedanz-Fehlanpassung kann bei einer Ausführungsform zu einem gewissen Grad kompensiert werden, indem die Leitungsimpedanzen in der Koppeleinrichtung 201 optimiert werden, indem die Kopplerleistungsfähigkeit anderen Designparametern geopfert wird.
4 zeigt einen anderen beispielhaften umkonfigurierbaren Koppler 300 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 203 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW2 und SW3) zum Umkonfigurieren des Kopplers 300 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX) oder in einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Insbesondere umfasst die zweite Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 400 mit mehreren Ports auch einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel von einem Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 wie etwa einem Widerstand verbunden ist, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einen Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 403 umfasst den Schalter SW2, der an dem Abschlussport 204 mit der Koppeleinrichtung 201 verbunden ist, und den Schalter SW3, der an dem RX-Signalport 206 mit der Koppeleinrichtung 201 verbunden ist. Die Schaltkomponente SW2 ist dafür ausgelegt, den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b zu koppeln, und die Schaltkomponente SW3 ist dafür ausgelegt, den RX-Signalport 206 mit einem Empfangspotential 210d zu koppeln.
Bei einer Umkonfiguration zu einer Anordnung mit offenen Schaltern SW2 und SW3 funktioniert der Koppler 400 (wie der Koppler 200 von 2) zum Beispiel wie ein normaler Rat-Race-Koppler in einer Sende-Empfangs-Modus-Konfiguration (TRX). Auf diese Weise konfiguriert wird die Hälfte der Leistung aus dem PA-Ausgang (an dem TX-Signalport 202) aufgeteilt und der Antenne (an dem Antennenport 208) zugeführt, und die andere Hälfte der Leistung wird in dem Abschluss 205 an dem Abschlussport 204 umgesetzt. Die empfangene Leistung aus der Antenne (an dem Antennenport 208) wird in einen halben Leistungsteil für den Mischereingang (an dem RX-Signalport 206) aufgeteilt und der andere halbe Leistungsteil wird in dem PA-Ausgang (an dem TX-Signalport 202) umgesetzt. Diese TRX-Konfiguration bzw. dieser Modus führt im Idealfall zu Verlusten von 3 dB Empfangsleistung.
Das Schließen der Schalter SW2 und SW3 konfiguriert den Koppler 400 um zu einer Konfiguration für einen verbesserten Nur-Sende-(TX-)Modus (oder einfach TX-Modus). Wieder verhindert das Schließen der Schalter SW2 und SW3 die Umsetzung von Leistung an den Punkten, an denen die Schalter SW2 und SW3 mit dem Koppler 400 verbunden sind, und erzeugt eine Reflexion der einfallenden Leistung an diesem Knoten. Ferner wird der durch die Schalter SW2 und SW3 bereitgestellte Kurzschluss effektiv in eine offene Verbindung an dem Antennenport 208 und dem TX-Signalport 202 transformiert. Diese Konfiguration isoliert effektiv die Schnittstelle des Antennen-/PA-Ausgangs (Sendesignalport 202) wie in 5 angegeben von dem gesamten Koppler 400.
5 zeigt ein Ersatzschaltbild 500 des umkonfigurierbaren Kopplers 400 mit mehreren Ports von 4, der für einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) konfiguriert ist. Der Nur-TX-Modus führt zu wesentlich weniger Verlusten in der Koppeleinrichtung 201 in dem Kopplersendesegment 401 zwischen dem Antennenport 208 und dem TX-Signalport 202 als in herkömmlichen Kopplern.
6 zeigt einen beispielhaften umkonfigurierbaren Koppler 600 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 603 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW1, SW2 und SW3) zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX), einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) oder einen verbesserten Nur-Empfangs-Modus (RX) gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Die dritte Ausführungsform besitzt somit die oben sowohl für die erste Ausführungsform 200 von 2 als auch für die zweite Ausführungsform 400 von 4 erwähnte Flexibilität und Vorteile.
Insbesondere umfasst die dritte Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 600 mit mehreren Ports einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel durch einen Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der typischerweise mit einem geeigneten Abschluss 205 wie etwa einem Widerstand verbunden ist, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einem Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 603 umfasst den Schalter SW1, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem TX-Signalport 202 verbunden ist, den Schalter SW2, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem Abschlussport 204 verbunden ist, und den Schalter SW3, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem RX-Signalport 206 verbunden ist. Der Schalter SW1 ist so ausgelegt, dass er den TX-Signalport 202 mit einem Sendepotential 210a koppelt, der Schalter SW2 ist so ausgelegt, dass er den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b koppelt, und der Schalter SW3 ist so konfiguriert, dass er den RX-Signalport 206 mit einem Empfangspotential 210d koppelt.
Bei Umkonfiguration zu einer Anordnung mit geöffneten Schaltern SW1, SW2 und SW3 funktioniert der Koppler 600 (wie die Koppler 200 von 2 und 400 von 4) zum Beispiel wie ein normaler Rat-Race-Koppler in einer Sende-Empfangs-Modus-Konfiguration (TRX), wie zum Beispiel zuvor erörtert wurde.
Das Schließen der Schalter SW1 und SW2 (mit SW3 offen) konfiguriert den Koppler 600 um in eine verbesserte Konfiguration des Nur-Empfangs-Modus (RX) (oder einfach RX-Modus). Wieder verhindert das Schließen der Schalter SW1 und SW2 die Umsetzung von Leistung an den Punkten, an denen die Schalter SW1 und SW2 mit dem Koppler 600 verbunden sind, und erzeugt eine Reflexion der einfallenden Leistung an diesen Knoten. Ferner wird der durch die Schalter SW1 und SW2 bereitgestellte Kurzschluss effektiv in eine offene Verbindung an dem Antennenport 208 und dem RX-Signalport 206 transformiert. Diese Konfiguration isoliert effektiv die Antennen-/Mischereingangsschnittstelle von dem gesamten Koppler 600 wie in 3 angegeben.
Das Schließen der Schalter SW2 und SW3 (mit SW1 offen) konfiguriert den Koppler 600 um in eine Konfiguration für den verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) (oder einfach TX-Modus). Wieder wird der durch die Schalter SW2 und SW3 bereitgestellte Kurzschluss effektiv in eine offene Verbindung an dem Antennenport 208 und dem TX-Signalport 202 transformiert. Diese Konfiguration isoliert effektiv die Schnittstelle von Antennen/PA-Ausgang (Sendesignalport 202) von dem gesamten Koppler 600 wie in 5 angegeben.
7 zeigt einen beispielhaften umkonfigurierbaren Koppler 700 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 703 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW1, SW2, SW3 und SW4) zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX), einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) oder einem verbesserten Nur-Empfangs-Modus (RX) und mit verbesserten RX-Leitungseinfügeverlusten gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Dementsprechend besitzt die vierte Ausführungsform die oben für die-dritte Ausführungsform 600 von 6 erwähnte Konfigurationsflexibilität und die Vorteile und zusätzlich die verbesserten reduzierten RX-Leitungseinfügeverluste, die durch einen Kondensator C1 701 bereitgestellt werden, der durch den Schalter SW4 konfigurierbar gemacht wird.
Insbesondere umfasst die vierte Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 700 mit mehreren Ports einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel durch den Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 verbunden ist, wie zum Beispiel einem Widerstand, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einem Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 703 umfasst den Schalter SW1, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem TX-Signalport 202 verbunden ist, den Schalter SW2, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem Abschlussport 204 verbunden ist, und den Schalter SW3, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem RX-Signalport 206 verbunden ist. Die Schaltkomponente SW1 ist dafür ausgelegt, den TX-Signalport 202 mit einem Sendepotential 210a zu koppeln, die Schaltkomponente SW2 ist dafür ausgelegt, den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b zu koppeln, und die Schaltkomponente SW3 ist dafür ausgelegt, den RX-Signalport 206 mit einem Empfangspotential 210d zu koppeln.
Zusätzlich umfasst der umkonfigurierbare Koppler 700 mit mehreren Ports einen Kondensator C1 701, der mit der Koppeleinrichtung 201 auf dem Kopplerempfangssegment 209 zwischen dem Antennenport 208 und dem Mischereingang an dem Empfangssignal 206 verbunden ist. Der Kondensator C1 701 ist in Reihe mit dem Schalter SW4 angeordnet und ist dafür ausgelegt, mit einem ersten Kapazitätspotential 210d gekoppelt zu werden. Der geschaltete Reihenkondensator C1 verbessert die Einfügeverluste (insertion loss) indem er eine Justierung des Hochimpedanz-Empfangsleitungssegments 209 zwischen dem Antennenport 208 und dem Mischereingang an dem Empfangssignalport 206 ermöglicht. Aufgrund der Beschaffenheit eines Rat-Race-Kopplers kann diese Leitungsimpedanz folgendermaßen dargestellt werden: $Leitungsimpedanz = \sqrt (2) \cdot Z 0.$
Die Schalter SW1, SW2 und SW4 werden für den Nur-RX-Modus geschlossen (mit SW3 offen), wodurch ein verbesserter RX-Modus mit geringen Einfügeverlusten bereitgestellt wird.
Die Schalter SW2 und SW3 werden für den verbesserten Nur-TX-Modus geschlossen (mit SW1 und SW4 offen), und zuvor werden alle Schalter SW1-SW4 für den TRX-Modus geöffnet. Gegebenenfalls könnte SW3 weggelassen werden, um eine alternative Erweiterung der ersten Ausführungsform 200 von 2 bereitzustellen.
8 zeigt einen beispielhaften umkonfigurierbaren Koppler 800 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 803 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW2-SW7) zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX) oder einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) und zum Bereitstellen verbesserter reduzierter TX-Leitungseinfügeverlusten gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung verwendet. Die fünfte Ausführungsform besitzt dementsprechend die oben für die zweite Ausführungsform 400 von 4 erwähnte Konfigurationsflexibilität und Vorteile und zusätzlich die verbesserten TX-Leitungseinfügeverluste, die durch die Kondensatoren C2, C3 und C4 bereitgestellt werden, die durch die Schalter SW5, SW6 bzw. SW7 konfigurierbar gemacht werden.
Insbesondere umfasst die fünfte Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 800 mit mehreren Ports wie bei den zuvor beschriebenen anderen Kopplern einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel durch den Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 verbunden ist, wie etwa einem Widerstand, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einem Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 803 umfasst den Schalter SW2, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem Abschlussport 204 verbunden ist, und den Schalter SW3, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem RX-Signalport 206 verbunden ist. Der Schalter SW2 ist dafür ausgelegt, den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b zu koppeln, und der Schalter SW3 ist dafür ausgelegt, den RX-Signalport 206 mit einem Abschlusspotential 210d zu koppeln.
Zusätzlich umfasst der umkonfigurierbare Koppler 800 mit mehreren Ports außerdem Kondensatoren C2, C3 und C4, die mit der Koppeleinrichtung 201 auf dem Kopplersendeleitungssegment 401 (z.B. gleich beabstandet) zwischen dem PA-Ausgang und dem TX-Signalport 202 und dem Antennenport 208 verbunden sind. Die Kondensatoren C2, C3 und C4 sind zu den Schaltern SW5, SW6 bzw. SW7 in Reihe geschaltet und sind dafür ausgelegt, mit dem zweiten, dritten bzw. vierten Kapazitätspotential 210e, 210f, 210g gekoppelt zu werden. Die geschalteten Reihenkondensatoren C2, C3 und C4 dienen zum Verringern der Einfügeverluste des Hochimpedanz-Kopplersendeleitungssegments 401 zwischen dem PA-Ausgang an dem TX-Signalport 202 und dem Antennenport 208, die verbleiben, wenn SW2 und SW3 geschlossen werden.
Die Schalter SW2 und SW3 werden für den verbesserten Nur-TX-Modus geschlossen, und die Schalter SW5, SW6 und SW7 werden auch zusammen mit den Schaltern SW2 und SW3 geschlossen, wenn es erwünscht ist (oder eine Kombination davon), um die Einfügeverluste des Hochimpedanz-Kopplersendeleitungssegments 401 zu verbessern.
Für den TRX-Modus sind alle Schalter SW2-SW7 offen.
9 zeigt einen beispielhaften umkonfigurierbaren Koppler 900 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 903 mit einer oder mehreren Schaltkomponenten (z.B. Schaltern SW1-SW7) zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX), einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) oder einen verbesserten Nur-Empfangs-Modus (RX) und zum Verbessern von TX- und RX-Leitungseinfügeverlusten gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Dementsprechend besitzt die sechste Ausführungsform Konfigurationsflexibilität und die Vorteile, die oben für die vierte Ausführungsform 700 von 7 erläutert wurden, zusammen mit den verbesserten TX- und RX-Leitungseinfügeverlusten, die durch die Kondensatoren C2, C3 und C4 bereitgestellt werden, die durch die Schalter SW5, SW6 bzw. SW7 konfigurierbar gemacht werden.
Insbesondere umfasst die sechste Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 900 mit mehreren Ports wie bei den anderen zuvor beschriebenen Kopplern einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel durch den Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 verbunden wird, wie etwa einem Widerstand, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einen Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 903 umfasst den Schalter SW1, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem TX-Signalport 202 verbunden ist, den Schalter SW2, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem Abschlussport 204 verbunden ist, und den Schalter SW3, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem RX-Signalport 206 verbunden ist. Der Schalter SW1 ist dafür ausgelegt, den TX-Signalport 202 mit einem Sendepotential 210a zu koppeln, der Schalter SW2 ist dafür ausgelegt, den Abschlussport 204 mit einem Abschlusspotential 210b zu koppeln, und der Schalter SW3 ist dafür ausgelegt, den RX-Signalport 206 mit einem Empfangspotential 210d zu koppeln.
Ferner umfasst der umkonfigurierbare Koppler 900 mit mehreren Ports einen Kondensator 701, C1, der mit der Koppeleinrichtung 201 auf dem Kopplerempfangssegment 209 zwischen dem Antennenport 208 und dem Mischereingang an dem Empfangssignalport 206 verbunden ist. Der Kondensator 701, C1 ist zu dem Schalter SW4 in Reihe geschaltet und ist dafür ausgelegt, mit einem ersten Kapazitätspotential 210d gekoppelt zu werden. Der geschaltete Reihenkondensator 701 verbessert die Einfügeverluste durch Ermöglichen einer Justierung des Hochimpedanz-Empfangsleitungssegments 209 zwischen dem Antennenport 208 und dem Mischereingang an dem Empfangssignalport 206.
Die Schalter SW1, SW2 und SW4 werden für den Nur-RX-Modus geschlossen, wodurch ein verbesserter RX-Modus mit geringen Einfügeverlusten bereitgestellt wird.
Zusätzlich umfasst der umkonfigurierbare Koppler 900 mit mehreren Ports außerdem Kondensatoren C2, C3 und C4, die mit der Koppeleinrichtung 201 auf dem Kopplersendeleitungssegment 401 (z.B. gleich beabstandet) zwischen dem PA-Ausgang an dem TX-Signalport 202 und dem Antennenport 208 verbunden sind. Die Kondensatoren C2, C3 und C4 sind in Reihe mit den Schaltern SW5, SW6 bzw. SW7 angeordnet und sind dafür ausgelegt, mit einem zweiten, einem dritten bzw. vierten Kapazitätspotential 210e, 210f, 210g gekoppelt zu werden. Die geschalteten Reihenkondensatoren C2, C3 und C4 dienen zur Verbesserung der Einfügeverluste des Hochimpedanz-Kopplersendeleitungssegments 401 zwischen dem PA-Ausgang an dem TX-Signalport 202 und dem Antennenport 208, die verbleiben, wenn die Schalter SW2 und SW3 geschlossen werden.
Die Schalter SW2 und SW3 werden für den verbesserten Nur-TX-Modus geschlossen, und die Schalter SW5, SW6 und SW7 werden auch zusammen mit den Schaltern SW2 und SW3 geschlossen, wenn es erwünscht ist, um die Einfügeverluste des Hochimpedanz-Kopplersendeleitungssegments 401 zu verbessern.
Wie zuvor sind für den TRX-Modus alle Schalter SW1-SW7 offen.
10 zeigt eine der der Ausführungsform gemäß 9 ähnliche siebte beispielhafte Ausführungsform eines umkonfigurierbaren Kopplers 940 mit mehreren Ports, der eine Koppeleinrichtung 201 und ein Schaltsystem 942 zum Umkonfigurieren der Koppeleinrichtung 201 in einen Sende-Empfangs-Modus (TRX), einen verbesserten Nur-Sende-Modus (TX) oder einen verbesserten Nur-Empfangs-Modus (RX) auf der Basis eines oder mehrerer Modusauswahlsignale 944 gemäß mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung verwendet.
11 zeigt eine Tabelle 970 der Betriebsarten TRX (973), TX (974) und RX (975) und Funktionen 971, die durch die Konfigurationsschalter (z.B. Schalter SW1-SW7) 972 des Schaltsystems 903 oder 942 des umkonfigurierbaren Kopplers 900 mit mehreren Ports von 9 bzw. 940 von 10 auswählbar sind.
Insbesondere umfasst die siebte Ausführungsform des umkonfigurierbaren Kopplers 940 mit mehreren Ports von 10 wie bei den anderen zuvor beschriebenen Kopplern einen Sendesignalport 202 (TX), der zum Beispiel durch den Ausgang eines Leistungsverstärkers (PA) (Power Amplifier) versorgt wird, einen Abschlussport 204, der in der Regel mit einem geeigneten Abschluss 205 verbunden ist, wie etwa einen Widerstand, der zum Beispiel mit einer Bezugs- oder Massequelle 210c gekoppelt ist, einen Empfangssignalport 206 (RX), der zum Beispiel in der Regel einen Mischereingang speist, und einen zum Beispiel mit einer Antenne verbundenen Antennenport 208.
Das Schaltsystem 942 umfasst eine Schalterauswahlsteuerung 950, die dafür ausgelegt ist, ein oder mehrere Modusauswahlsignale 944 zu empfangen und über die Auswahlleitungen 951-957 jeweils auf der Basis von Informationen aus einem bzw. mehreren Modusauswahlsignalen 944, die einen Sende-Empfangs-Modus (TRX) 945, einen Nur-Sende-Modus (TX) 946 oder einen Nur-Empfangs-Modus (RX) 947 anzeigen, einen oder mehrere der Konfigurationsschalter SW1-SW7 (972) auszuwählen.
Die Schalterauswahlsteuerung 950 des Schaltsystems 942 ist dafür ausgelegt, folgendes auszuwählen und zu koppeln: den Schalter SW1, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem TX-Signalport 202 verbunden ist, mit einem Sendepotential 210a; den Schalter SW2, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem Abschlussport 204 verbunden ist, mit einem Abschlusspotential 210b; und den Schalter SW3, der mit der Koppeleinrichtung 201 an dem RX-Signalport 206 verbunden ist, mit einem Empfangspotential 210d.
Die Schalterauswahlsteuerung 950 ist ferner dafür ausgelegt, den Schalter SW4 in Reihe mit dem Kondensator C1, der auf dem Empfangsleitungssegment 209 der Koppeleinrichtung 201 verbunden ist, auszuwählen und mit einem ersten Kapazitätspotential 210d zu koppeln. Dies verbessert die Einfügeverluste durch Ermöglichung einer Justierung des Hochimpedanz-Empfangsleitungssegments 209. zwischen dem Antennenport 208 und dem Mischereingang an dem Empfangssignalport 206. Außerdem ist die Schalterauswahlsteuerung 950 dafür ausgelegt, die Schalter SW5, SW6 und SW7, die mit Kondensatoren C2, C3 bzw. C4 in Reihe geschaltet sind, auszuwählen und mit einem zweiten, dritten bzw. vierten Kapazitätspotential 210e, 210f, 210g zu koppeln, um die Einfügeverluste des Hochimpedanz-Kopplersendeleitungssegments 401 zwischen dem PA-Ausgang an dem TX-Signalport 202 und dem Antennenport 208 zu verbessern.
Die oben beschriebenen individuellen Potentiale 210a-210g können separate Potentiale, dasselbe Potential oder eine beliebige Kombination oder Gruppierung dieser oder anderer solcher Potentiale sein.
Obwohl hierin eine Hybrid-Koppeleinrichtung 201 mit vier Ports im Kontext eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports dargestellt und beschrieben ist, liegt innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung auch eine beliebige andere Anzahl von Ports einer beliebigen Art von Koppler, darunter ein Rat-Race-Koppler, ein 180°-Koppler oder eine beliebige Kombination davon.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird hier ein Verfahren zum effizienten Senden und Empfangen von Mikrowellensignalen offenbart, wobei ein umkonfigurierbarer Koppler mit mehreren Ports (z.B. 940 von 10) verwendet wird, der ein Schaltsystem (z.B. 942) aufweist, das dafür ausgelegt ist selektiv auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus (TRX) 945, einen Nur-Sende-Modus (TX) 946 oder einen Nur-Empfangs-Modus (RX) 947 anzeigen, einen oder mehreren eines Sendesignalports 201, eines Antennenports 208, eines Empfangssignalports 206 oder eines Abschlussports 204 mit einem vorbestimmten Potential (z.B. 210a-210g) zu koppeln.
Zum Beispiel umfasst das Verfahren das Koppeln des Empfangssignalports 206 und des Abschlussports 204 mit dem vorbestimmten Potential (z.B. 210a-210g) auf der Basis von Informationen, die den Nur-Sende-Modus (TX) 946 anzeigen, das Koppeln des Sendesignalports 202 und des Abschlussports 204 mit dem vorbestimmten Potential (z.B. 210a-210g) auf der Basis von Informationen, die den Nur-Empfangs-Modus (RX) 947 anzeigen, und das Entkoppeln des Sendesignalports 202, des Empfangssignalports 206 und des Abschlussports 204 von dem vorbestimmten Potential (z.B. 210a-210g) auf der Basis von Informationen (z.B. 944), die den Sende-Empfanga-Modus (TRX) 945 anzeigen.
Das Verfahren kann ferner vorsehen, auf der Basis von Informationen (z.B. 944), die den Nur-Sende-Modus (TX) 946 anzeigen, im wesentlichen die gesamte an einem Sendesignalport 202 empfangene Leistung mit einem Antennenport 208 zu koppeln oder auf der Basis von Informationen, die den Nur-Empfangs-Modus (RX) 947 anzeigen, im wesentlichen die gesamte an dem Antennenport 208 empfangene Leistung mit einem Empfangssignalport 206 zu koppeln.
Das Verfahren kann auch vorsehen, auf der Basis von Informationen (z.B. 944), die den Sende-Empfangs-Modus‘(TRX) 945 anzeigen, einen Prozentsatz der an dem Sendesignalport 202 empfangenen Leistung an einem mit einem Abschlussport 204 gekoppelten Abschlusselement 205 umzusetzen und einen Prozentsatz der an dem Sendesignalport 202 empfangenen Leistung (z.B. etwa 50%) zu dem Antennenport 208 zu leiten und auf der Basis von Informationen (z.B. 944), die den Sende-Empfangs-Modus (TRX) 945 anzeigen, einen Prozentsatz (z.B. etwa 50%) der an dem Antennenport empfangenen Leistung in dem Sendesignalport 202 umzusetzen und einen Prozentsatz (z.B. etwa 50%) der an dem Antennenport 208 empfangenen Leistung zu dem Empfangssignalport 206 zu leiten.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können Abänderungen und/oderModifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der angefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere in Bezug auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Einrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführt werden, sollen die Ausdrücke (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendet wurden, sofern es nicht anders erwähnt wird, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z.B. die funktional äquivalent ist), obwohl sie nicht strukturell der offenbarten Struktur äquivalent ist, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt. Obwohl möglicherweise ein konkretes Merkmal der Erfindung mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal außerdem mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, so wie es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Soweit die Ausdrücke „enthaltend“, „enthält“, „aufweisen“, „aufweist“, „mit“ oder Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke auf ähnliche Weise wie der Ausdruck „umfassend“ einschließend sein.

Claims

geänderte Patentansprüche
Umkonfigurierbarer Koppler mit einem Sendesignalport (202), einem Abschlussport (204), einem Empfangssignalport (206) und einem Antennenport (208), gekennzeichnet durch ein Schaltsystem (203), das dafür ausgelegt ist, auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus oder einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen, selektiv den Abschlussport (204) mit einem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln und auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen, zu entkoppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 1, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist in dem Nur-Empfangs-Modus den Sendesignalport (202) mit einem vorbestimmten Sendepotential (210a) zu koppeln und in den Nur-Sende-Modus den Empfangssignalport (206) mit einem vorbestimmten Empfangspotential (210d) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 2, wobei das Schaltsystem (203) dafür ausgelegt ist, sowohl im Nur-Sende-Modus als auch im Nur-Empfangs-Modus den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 3, wobei das vorbestimmte Sendepotential (210a), das vorbestimmte Empfangspotential (210d) und das vorbestimmte Abschlusspotential (210b) alle dasselbe Potential sind.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 3, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, im Sende-Empfangs-Modus den Sendesignalport (202) von dem vorbestimmten Sendepotential (210a), den Empfangssignalport (206) von dem vorbestimmten Empfangspotential (210d) und den Abschlussport (204) von dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu entkoppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 3, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, in dem Nur-Empfangs-Modus eine erste Kapazität (C1), die sich auf einer Leitung zwischen dem Antennenport (208) und dem Empfangssignalport (206) befindet, mit einem vorbestimmten ersten Kapazitätspotential (210d) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 6, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, eine oder mehrere einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten Kapazität (C4), die sich auf einer Leitung zwischen dem Sendesignalport (202) und dem Antennenport (208) befinden, im Nur-Sende-Modus mit einem jeweiligen vorbestimmten zweiten, dritten und vierten Kapazitätspotential (210d) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 3, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, im Nur-Sende-Modus eine oder mehrere einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten Kapazität (C4), die sich auf einer Leitung zwischen dem Sendesignalport (202) und dem Antennenport (208) befinden, mit einem jeweiligen vorbestimmten zweiten, dritten und vierten Kapazitätspotential (210d) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 1, wobei das Schaltsystem (203) dafür ausgelegt ist, im Sende-Empfangs-Modus einen Prozentsatz von an dem Sendesignalport (202) empfangener Leistung an einem mit dem Abschlussport (204) gekoppelten Abschlusselement (205) umzusetzen und ferner dafür ausgelegt ist, im Nur-Empfangs-Modus im wesentlichen die gesamte an dem Antennenport (208) empfangene Leistung zu dem Empfangssignalport (206) zu leiten.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 1, wobei das Schaltsystem (203) einen oder mehrere mikrowellenfähige Transistoren (SW1, SW2, SW3, SW4) umfasst, die auf einen Chip mit dem umkonfigurierbaren Koppler mit mehreren Ports (202, 204, 206, 208) angeordnet sind, wobei die mikrowellenfähigen Transistoren (SW1, SW2, SW3, SW4) dafür ausgelegt sind, mindestens eine der folgenden Koppelanordnungen zu bewirken: den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b), den Sendesignalport (202) mit einem vorbestimmten Sendepotential (210a), den Empfangssignalport (206) mit einem vorbestimmten Empfangspotential (210d), eine erste Kapazität (C1), die sich auf einer Leitung zwischen dem Antennenport (208) und dem Empfangssignalport (206) befindet, mit einem vorbestimmten ersten Kapazitätspotential (210d) und eine oder mehrere einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten Kapazität (C4), die sich auf der Hochimpedanzleitung zwischen dem Sendesignalport (202) und dem Antennenport (208) befinden, mit einem jeweiligen vorbestimmten zweiten, dritten und vierten Kapazitätspotential (210d).
Umkonfigurierbarer Koppler , der eine auf einem Halbleitersubstrat angeordnete Koppeleinrichtung (201) aufweist, die dafür ausgelegt ist, Sende- und Empfangssignale zu trennen, wobei die Koppeleinrichtung (201) einen Sendesignalport (202),einen Abschlussport (204),einen Empfangssignalport (206),einen Antennenport (208) aufweist, gekennzeichnet durch ein Schaltsystem (203), das eine oder mehrere auf dem Halbleiter mit der Koppeleinrichtung angeordnete Schalteinrichtungen (SW1, SW2, SW3, SW4) umfasst, wobei das Schaltsystem (203) dafür ausgelegt ist, auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus oder einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen, selektiv den Abschlussport (204) durch eine oder mehrere der Schalteinrichtungen (SW1, SW2, SW3, SW4) mit einem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln und auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen, zu entkoppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 11, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, auf der Basis von Informationen, die den Nur-Sende-Modus anzeigen, den Empfangssignalport (206) und den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Potential zu koppeln, auf der Basis von Informationen, die den Nur-Empfangs-Modus anzeigen, den Sendesignalport (202) und den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Potential zu koppeln und auf der Basis von Informationen, die den Sende-Empfangs-Modus anzeigen, den Sendesignalport (202), den Empfangssignalport (206) und den Abschlussport (204) von dem vorbestimmten Potential zu entkoppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler, der aufweist: Koppelmittel (201), die für folgendes betreibbar sind: Koppeln der gesamten an einem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung mit einem Antennenport (208) in einem Nur-Sende-Modus, Koppeln der gesamten an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung mit einem Empfangssignalport (206) in einem Nur-Empfangs-Modus, Umsetzen eines Prozentsatzes der an dem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung an einem mit einem Abschlussport (204) gekoppelten Abschlusselement und Leiten eines Prozentsatzes der an dem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung zu dem Antennenport (208) in einem Sende-Empfangs-Modus, und Umsetzen eines Prozentsatzes der an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung in dem Sendesignalport (202) und Leiten eines Prozentsatzes der an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung zu dem Empfangssignalport (206) in dem Sende-Empfangs-Modus; und ein Schaltsystem (203), das betreibbar ist, um die Koppelmittel (201) auf der Basis von Informationen, die den Sende-Empfangs-Modus, den Nur-Sende-Modus oder den Nur-Empfangs-Modus anzeigen, durch selektives Koppeln eines oder mehrerer des Sendesignalports (202), des Antennenports (208), des Empfangssignalports (206) und des Abschlussports (204) mit einem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) für den Sende-Empfangs-Modus, den Nur-Sende-Modus oder den Nur-Empfangs-Modus zu konfigurieren.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, im Nur-Sende-Modus den Empfangssignalport (206) und den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, im Nur-Empfangs-Modus den Sendesignalport (202) und den Abschlussport (204) mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, in dem Sende-Empfangs-Modus den Sendesignalport (202), den Empfangssignalport (206) und den Abschlussport (204) von dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu entkoppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, in dem Nur-Empfangs-Modus eine erste Kapazität (C1), die sich auf einer Leitung zwischen dem Antennenport (208) und dem Empfangssignalport (206) befindet, mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) ferner dafür ausgelegt ist, in dem Nur-Sende-Modus eine oder mehrere einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten (C4) Kapazität, die sich auf einer Leitung zwischen dem Sendesignalport (202) und den Antennenport (208) befinden, mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Umkonfigurierbarer Koppler nach Anspruch 13, wobei das Schaltsystem (203) eine oder mehrere Schalteinrichtungen (SW1, SW2, SW3, SW4) umfasst, die auf demselben Chip mit dem Kopplermittel (201) angeordnet sind, wobei die Schalteinrichtungen (SW1, SW2, SW3, SW4) dafür ausgelegt sind, von dem Abschlussport (204), dem Sendesignalport (202), dem Empfangssignalport (206), einer ersten Kapazität (C1), die sich auf einer Leitung zwischen dem Antennenport (208) und dem Empfangssignalport (206) befindet, und einer oder mehreren einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten (C4) Kapazität, die sich auf einer Leitung zwischen dem Sendesignalport (202) und dem Antennenport (208) befinden, eines oder mehrere mit dem vorbestimmten Abschlusspotential (210b) zu koppeln.
Verfahren zum Senden und Empfangen von Signalen unter Verwendung eines umkonfigurierbaren Kopplers mit mehreren Ports (202, 204, 206, 208), mit den folgenden Schritten: Koppeln eines Empfangssignalports (206) und eines Abschlussports (204) mit einem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Sende-Modus anzeigen; Koppeln eines Sendesignalports (202) und des Abschlussports (204) mit dem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Nur-Empfangs-Modus anzeigen; und Entkoppeln des Sendesignalports (202), des Empfangssignalports (206) und des Abschlussports (204) von dem vorbestimmten Potential auf der Basis von Informationen, die einen Sende-Empfangs-Modus anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner aufweist: Koppeln im wesentlichen der gesamten an dem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung mit dem Antennenport (208) in dem Nur-Sende-Modus.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner aufweist: Koppeln im wesentlichen der gesamten an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung mit dem Empfangssignalport (202) in dem Nur-Empfangs-Modus.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner aufweist: Umsetzen eines Prozentsatzes der an dem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung an einem mit dem Abschlussport (204) gekoppelten Abschlusselement (205) und Leiten eines Prozentsatzes der an dem Sendesignalport (202) empfangenen Leistung zu dem Antennenport (208) in dem Sende-Empfangs-Modus; und Umsetzen eines Prozentsatzes der an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung in dem Sendesignalport (202) und Leiten eines Prozentsatzes der an dem Antennenport (208) empfangenen Leistung zu dem Empfangssignalport (206) in dem Sende-Empfangs-Modus.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner aufweist: Koppeln einer ersten Kapazität (C1), die sich auf einer Leitung zwischen dem Antennenport (208) und dem Empfangssignalport (206) befindet, mit dem vorbestimmten Potential in dem Nur-Empfangs-Modus.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner aufweist: Koppeln einer oder mehrerer einer zweiten (C2), dritten (C3) und vierten (C4) Kapazität, die sich auf einer Leitung zwischen dem Sendesignalport (202) und dem Antennenport (208) befinden, mit dem vorbestimmten Potential in dem Nur-Sende-Modus.