TW508915B - Dual band radio telephone with dedicated receive and transmit antennas - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508915 A7 B7_ 五、發明說明（1 ) 發明背景 1. 發明範圍 本發明關於一雙頻帶無線電電話，用以在第一及第二頻 帶接收及發射無線電信號，及關於一方法用以接收及發射 該無線電信號。此種無線電電話可爲一雙頻帶細胞或衛星 電話。無線電信號可載負全雙工無線電電話信號，如在一 雙頻帶AMPS/CDMA系統，或半全雙工無線電電號，如在 GSM/DCS1800系統，話混合之全雙工及半全雙工信號。在 雙頻帶細胞電話中，第一及第二頻帶之頻率以1:2比値分 開，GSM 操作在 900 MHz，、及 DCS1800 操做於 1800 MHz 頻帶。 2. 相關技術説明 '在美國專利號碼5,768,691中，曾揭示雙頻帶無線電電 話之天線及天線電路。揭示之電路係供耦合雙頻無線電電 話之第一及第二收發機至發射/接收天線，如耦合一内部 雙頻帶，雙饋送點發射/接收天線經第一雙工器，或頻率 分離器至第一收發機，及經由第一雙工器至第二收發機。 該含雙工器土電路，係專供全雙工無線電電話信號之用。 另外揭示之天線耦合電路係供半全雙工系統，其中無同 時發射及接收，其中有發射/接收開關而非雙工器。雙工 器及開關均展現插入損失。雙工器可使發射機輸出損失高 -至3 dB ，故發射機效率降低，換言之，無線電電話之電 _ 池能量被浪費，通話時間降低。 在無線電電話中尚有其他發射/接收天線及f路構型。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - -------------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I n n n 508915 A7 _______ B7 五、發明說明（2 ) 在一型式之形雙頻帶行動電話中，如AMPS/CDMA無線電 電話，一雙頻帶發射/接收鞭形天線耦合至雙頻帶雙工 器，跟隨一發射/接收工器以供各頻帶之用。在另一型無 線電電話中，具有共用之雙頻帶鞭形天線供TDMA及 GSM系統之用，使用發射/接收開關而非雙工器。在其他 雙頻帶無線電電話中，一嵌入之雙頻帶發射/接收天線之 單一饋送點，如無線電電話外殼中之天線，耦合至含於無 線電電話中之各收發機之各發射/接收雙工器，或至各發 射/接收開關，雙工器應用於雙頻帶AMPS/CDMA電話，開 關應用於TMDA/GSM電話中。 在 Z.D. Liu 及 P.S· Hall 所寫論文"Dual-band antenna for hand held portable telephones"刊於 ELECTRONICS LETTERS， 28th March 1996, Vol· 32, No· 7, pages 609-610 中揭示一雙頻 帶，雙饋送點發射/接收天線。該揭示之天線爲平面雙頻 帶反F型天線，其在900 MHz及1800 MHz時，展現二不 同共振頻率。當此一天線應用於雙頻帶無線電電話供全雙 工電話信號，如AMPS/CDMA電話時，依照類比美國細胞 及TIA IS-95標準，或用於半雙工電話信號，如 TDMA/GSM電話，依照TIA IS-136及GSM標準，天線共用 器可以省略，但雙工器或天線開關則仍然必需。 美國專利號碼5,828,348中，揭示一雙頻帶八面螺旋形 天線，特別適於衛星通信。 因此，已知雙頻帶無線電電話至少含發射/接收雙工器， 或發射/接收開關，展現不理想之插入損失。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .— 訂— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508915 A7 ___B7_ 五、發明說明（3 ) 在 ”RF and Microwave Circuit Design for Wireless Communications”，L.E. Larson, Artech House, Inc., 1996，pages 45-51中揭示發生影像排斥頻率現象。在此技術中久爲人 知，此一不理想影像頻率可被影像排斥混波器，影像排斥 帶通濾波器及其組合，與雙工器所排斥。 本發明概述 本發明之一目的爲提供降低插入損失之雙頻帶無線電電 話0 本發明之另一目的爲在一雙頻帶無線電電話中，配合影 像頻率排斥需求。 本發明之另一目的爲配合雙頻帶無線電電話中之發射/ 接收分離需求。 根據本發明，備有一雙頻帶無線電電話，含； 第一收發機具有第一接收分支及第一發射分支，該第一 收發機可操作於第一頻帶； 第二收發機具有第二接收分支，及第二發射分支，該第 二收發機可操作於第二頻帶； 雙頻帶接收天線包含第一發射輻射器及第一接收饋送 點，耦合至該第一接收輻射器，及第二接收輻射器及第二 接收饋送點，耦合至第二接收輻射器，該第一及第二接收 輻射器可分別操作於第一及第二頻帶；及 雙頻警發射天線包含第一發射輻射器及第一發射饋送 點，耦合至該發射輻射器，第二發射輻射器及第二發射饋 送點耦合至該發射輻射器，第二發射輻射器及筹二發射饋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n n -^=° 參· 508915 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 送點耦合至第二發射輻射器，該第一及第二發射輻射器可 分別操作於第一及第二頻帶， 該第一及第二接收饋送點_合至第一及第二接收分k， 該第一及第二發射饋送點分別耦合至第一及第二拉射分 其優點爲，由於降低之接收與發射之損失，無線電電話 之私池可以較之速度用光，故有一較長之通話時間。因 爲雙工器之移除可達到較佳之發射機放大器之效率，而發 射機放大器爲消耗無線電電話電池之主要機件。 爲實施影像頻率排斥需求，影像排斥帶通濾波器備於各 接收分支之接收饋送點，與無線電電話之低雜音放大器之 輸入之間，以便在各頻帶中，至少部份排斥不理想之影像 頻率。影像頻率之發生及影像排斥帶通濾波器以排斥影像 頻率已爲此技藝所週知。進一步之影像頻率排斥可在低雜 晋放大器之後，由影像排斥帶通濾波器爲之，甚至由影像 排斥混波器向下轉換接收之無線電信號。 儘管原則上不需將自發射功率放大器之輪出信號作輸出 濾波，因爲·發射功率放大器輸出與接收分支之間，並無電 化路徑，因此，無自然損失，有時，當雙頻帶，雙饋送： 接收天線，及雙頻帶，雙饋送點發射天線爲於無線電電話 2殼内之距離太近，則需要遽波。但此—額外之功率放大 益輸出濾波之插入損失，較之雙工器之插入損失爲小。特 別是雙工器之發射部份可引起3犯 ^ ϋ西八損失，而頟外 之發射功率放大器濾波之插入損失，僅爲idB。 —--------1—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

508915 第89112739號專利中請案 中文說明書修正頁(9〇年11月） $ 作K γ参不1 _ _^ #- ηΓ η 卜 」」一· 五、發明説明（5 ) • ·· ! ( .、一 J ---------…............ 1 圖式簡略說明 圖 1為本發明之雙頻帶無線電電話之方塊圖。 圖 2為適用於本發明之雙頻帶無線電電話之雙頻帶，雙 饋送點内部或嵌入天線之第一實施例。 圖 3為適用於本發明之雙頻帶， 雙饋送點内部天線之第 二實施例。 圖 4為發射分支之另一實施例。 元元符號說明 1 雙頻帶無線電電話 2 第一收發機 3 第二收發機 4 雙饋送點接收天線 w：m _Ε. ΐ彳 5 雙饋送點發射天線 ；6 第一接收分支 7 第一發射分支 ；，8 第二接收分支 9 第二發射分支 J《10 ;· 7 第一影像排斥通帶濾波器 ‘:T 11 ..丄' 政 第一低噪音放大器 一·». 12 第三影像排斥通帶濾波器 13 混波器 14 混波器 15 影像排斥發射帶通濾波器 16 第一發射功率放大器 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 508915 第89112739號專利申請案 中文說明書修正頁(90年11月） A7 -————— _B7 严丨（/ 五、發明説明（5a ) 平1 17 第一發射濾、波器 18 第二影像排斥通帶濾波器 19 第二低噪音放大器 20 第四影像排斥通帶濾波器 2 1 混波器 22 混波器 23 影像排斥發射帶通濾波器 24 第二發射功率放大器 25 第二發射濾波器 26 驅動器 27 驅動器 3 0 第一接收饋送點 4^ /'；· 3 1 第二接收饋送點 1請 32 第一發射饋送點 - -： 3 3 第二發射饋送點 :'.Ά 40 輸入 ':年 42 輸出 ‘ ：（1 4 3 輸出 Ϊ 45 結合器 / ..... π二拦 ---·-. 5 0 第一輻射器 。之 5 1 第二輻射器 52 導電饋送通器 53 基體 60 曲折型輻射器 -8a - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508915 第89112739號專利申請案 中文說明書修正頁(90年11月） A7 B7 4：Μ 五、發明説明（5b ) 6 2 匹配軌跡 6 3 匹配軌跡 較佳實施例之說明 U Λ 圖1顯示本發明之雙頻帶無線電電話之方塊圖。無線電 電話1含第一收發機2以在第一頻帶發射及接收無線電信 號，及第二收發機3，以第二頻帶發射及接收無線電信 號。第一頻帶可能為類比US AMPS頻帶，第二頻帶為US CDMA頻帶，此頻帶間之頻率以1:2比率分離，此頻帶中 載負之無線電電話信號為全雙工信號，語音，資料或任何 其他雙頻帶。雙頻帶無線電電話1包含一内部雙頻帶，雙 饋送點接收天線4，及内部雙頻帶，雙饋送點發射天線 彳5，接收天線4接收第一及第二頻帶之無線電信號，發射 :心天線5發射第一及第二頻帶之無線電信號。天線4及5簽 入無線電電話1 (未示出）外殼内，其位置視特殊產品之 衿需求而定。天線位置並非本發明之一部份，但由無線電電 :話1之設計人之選擇。最好嵌入天線能在外殼接地，饋至 或自天線摘取射頻信號之此等同軸電纜，微帶或帶線均直 接安裝在無線電電話1之印刷電路板上。收發機2包含接 收分支6及發射分支7，收發機3包含接收分支8及發射 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) A7 B7

508915 五、發明說明（6 ) 分支9。接收分支6包含影像排斥通帶濾波器ίο ,跟隨 一低噪音放大器11，低噪音放大汽之輸出耦合至影像排 斥通帶濾波器12。此濾波器12耦合至混波器13以將接 收之第一頻帶之無線電信號，向下混波至一較低頻率。較 低頻率可為IF，或零IF ’視無線電電話1之結構而定。 發射分支7包含混波器14，跟隨一影像排斥發射帶通滤 波器15 ’功率放大為16 ’及發射滤波器17。同理，接收 分支8包含影像排斥通帶濾波器18，低噪音放大器19， 影像排斥通帶濾波器20，混波器21，混波器21將接收之 第二頻帶無線電信號向下混波，發射分支包含混波器 22，一影像排斥通帶濾波器23，功率放大器24，及發射 濾波器25。發射分支7及9尚含驅動器26及27。原則 上發射滤波器17及25可省略，如天線4及5在無線電# 話外殼内相距甚近，及達到FCC規定之寄生頻率排斥兩 求，必須額外之發射濾波。雙頻帶接收天線4包含第—接 收饋送點30及第二接收饋送點31，雙頻帶發射天線5勺 含第一發射饋送點32及第二發射饋送點33。根據本發 明，第一接收饋送點30耦合至濾波器1〇之輸入4〇，第 —*接收饋送點31耦合至滤波器18之一輸入41 ,笛 昂一^發 射饋送點32耦合至發射濾波器17之輸出42，第二#射 饋送點33耦合至發射濾波器25之輸出43。無線電電語 典型需要60 dB之影像排斥·。接收影像排斥濾波器w $、 12、18及20可達到此一影像頻率排斥需·求。分支6 及8 之混波器13及21耦合至一結合器45，其摘合至— ----------·裝·----r---訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接收

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五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 機後端（未示出）。接收機後端甚爲知名，因其可含另外之 混波器之一型或爲基帶之一型。 圖2顯示適用於本發明之雙頻帶無線電電話i之雙頻 帶’雙饋送點内部或嵌入接收天線4之第一實施例，、天線 4爲平面型。雙頻帶，雙饋送點天線5之結構相似，但未 不出。所示者爲供較低頻帶之L型第一輻射器5〇 ，及供 較咼頻帶之矩型第二輕射器51之平面圖，及剖面圖爲基 體53中心導電饋送通路52，用以連接接收饋送點至一同 軸電纜（未示出）。L型部份之共振頻率約爲光速除以輻射 器51寬及長之和之四倍。輻射器51之尺寸之決定如供單 一頻率天線之平面反F天線之公式相同，反F型天線久爲 此技藝中人士所知。 圖3爲適用於本發明雙頻帶無線電電話1之雙頻帶，雙 饋送點内郅接收天線4之第二實施例。雙頻帶，雙饋送點 天線5之結構相似，故未單獨示出。天線4包含曲折形輻 射器60以用於美國細胞頻帶（AMps，TDMA，CDMA)及曲折 形輻射器供美國（TDMA/CDMA)之用。在饋送點30及31， 備有匹配軌跡62及63 ，其被接地以匹配天線至约5〇.歐 姆之饋送阻抗。 圖4顯示發射分支7及9之另一實施例。僅提供一混波 器21 ’而非二個。功率放大器16及24可啓動以供各別 發射頻率帶。混波器21由可控制之综合器控制（未示 出），其頻率依需要旦而設定。. 本發明可用於目前及將來之頻帶，或其他適令頻帶，可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . —--------^—------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 508915 A7 _B7_ 五、發明說明（8 ) 供地面或衛星行動無線電之用，或任何適當無線電系統 目前及將來之細胞頻帶如下： US 細胞： Tx (MHz): 824.04-848.97 Rx (MHz): 869.040-893.970 1850.00-1909.95 880.2- 914.8 1710.2- 1784.8 1850.2- 1909.8 1920-1980 原則上，至少一天線4及5可爲無線電電話1外殼以外 之天線。每一實施例中，外部天線可爲雙頻帶八角螺旋形 天線，使無線電電話1更適於衛星通信。對地面通信言， 天線4及5最好爲内部天線，可使行動電話裝置越來越 小0 以上所述，精於此技藝人士當瞭解，可有許多修改均在 本發明之專利申請範圍之精神與範圍内，本發明不受限於 各舉例。二雙頻帶天線4及5可由二實質上分開之天線實 施。應瞭解用於申請專利範圍中之"包含”一詞，不排除其 他元件之存在，及列於申請專利範圍中之步驟。 --------------mpl裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1930.000-1989.950 925.2- 959.8 1805.2- 1879.8 1930.2- 1989.8 2110-2170 US PCS: GSM: DCS1800: PCS1900: UMTS (FDD) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 508915 第8 9 1 i 2 7 3 9號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(91年1月) 六、申請專利範圍 ABCD

   1. :一 —\ j圣 :w ；：1 :‘确 卜矛 ;iV .气/ :::H Μ 3,m 2· 一種雙頻帶之無線電電話（1)，包含： 一第一收發機（2)具有第一接收分支（6)及第一發射分 支（7)，該第一收發機（2)可操作於第一頻帶； 一第二收發機（3)具有第二分支⑻及第二發射分支 (9)，該第二收發機可操作於第二頻帶； 一雙頻帶接收天線（4)包含第一接收輻射器（5〇)，及 第一接收饋送點（30)耦合至第一接收輻射器，及第二接 收輻射器（51)及第二接收饋送點（31)耦合至第二接收輻 射器（51，51)，該第一及第二接收輻射器可操作於第一 及第二頻帶；及 一雙頻帶發射天線（5)包含一發射輻射器（32)耦合至 發射輻射器，及一第二發射輻射器及第二發射饋送點 (33)，耦合至第二發射輻射器，該第一及第二發射輻射 器可分別操作於第一及第二頻帶； 該第一及第二接收饋送點（30, 31)耦合至第一及第二 分支（6, 8)，及該第一及第二發射饋送點（32, 33)分別耦 合至第一及第二發射分支（7, 9)。 如申請專利範圍第1項之雙頻帶無線電電話（1),其中 該第一接收分支（6)包含第一影像排斥通帶濾波器 (1〇)，用以至少部份排斥第一頻帶中之第一影像頻率， 及第一低嗓音放大器（11)，該第二接收分支（8)包含第 二影像排斥通帶濾波器（18)，用以至少部份排斥第二頻 帶中之第二影像頻率，及第二低噪音放大器（19)，該第 像排斥通帶滤波器（10)搞合至弟一接收馈送點(3〇) 本紙張尺度適用中國钃家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508915 ABCD

   六、申請專利範圍 與第一低噪音放大器（11)之間，及第二影像排斥通帶濾 波器（18)耦合至該第二接收饋送點（31)之間。 3·如申請專利範圍第2項之雙頻帶無線電電話（1)，其中 該第一接收分支（6)包含第三影像排斥通帶濾波器 (12)，耦合至第一低噪音放大器（11)之一輸出，及第四 影像排斥通帶濾波器（20)耦合至第二低噪音放大器（19) 之輸出。 4·如申請專利範圍第2項之雙頻帶無線電電話（1)，其中 之第一發射分支（7)包含第一發射功率放大器（16)，及 第一發射濾波器（17)，該第二發射分支（7)包含第二發 射功率放大器（24)，及第二發射濾波器（25)，該第一發 射滤波器（17)搞合至第一發射放大器（16)與第一發射馈 送點（32)之間，該第二發射濾波器（25)耦合至第二發射 放大器（24)與第二發射饋送點（33)之間。 5·如申請專利範圍第1項之雙頻帶無線電電話（1)，包含 一外殼，該雙頻帶接收機發射天線為該外殼内部之天 線（4, 5)。 6.如申請專利範圍第1項之無線電電話〇)，包含—外 殼，該雙頻帶接收及發射天線為外殼外部之天線（斗 5)。 ， 7·如申請專利範圍第1項之無線電電話（1)，包含—外 殼，一雙頻帶接收及發射天線（4, 5)為該外殼内部天 線’另一雙頻帶接收及發射天線（4, 5)為外殼外部之天 線0 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) Α4規格(210X297公爱)

   508915 六、申請專利範圍 8·如申請專利範圍第5項之雙頻帶無線電電話（i)，其 該雙頻帶接收及發射天線（4, 5)為平面型。 、 9·如申請專利範圍第5項之雙頻帶無線電電話（丨），其中 之雙頻帶接收及發射天線（4, 5)為曲折型。 ' 10.如申請專利範圍第6項之雙頻帶無線電電話（丨），其 該雙頻帶接收及發射天線（4, 5)為雙頻帶八角螺旋天線 型。 11·一種在第一及弟一頻帶接收及發射無線電信號之方 法，該方法包含： 由具有第一接收饋送點（30)及第二接收饋送點（31)之 雙頻帶接收天線（4) ’在弟一頻率帶接收第一無線電信 號’及在第二頻率帶接收第二無線電信號，及經由具 有第一發射饋送點（32)及第二發射饋送點（33)之雙頻帶 發射天線（5)，在該第一頻率帶發射第三無線電信號， 及在第二頻率帶發射第四無線電信號， 該第一及第二無線電信號出現在第一及第二接收饋 送點（30, 31)，第三及第四無線電信號分別供應至第一 及第二發射饋送點（32, 33)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐〉

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