TWI595705B - 混頻優化整合裝置及具有該裝置之天線系統 - Google Patents

Description

混頻優化整合裝置及具有該裝置之天線系統

本發明係有關係一種天線系統，尤指一種整合單頻通道系統與多頻通道系統之混頻優化整合裝置及具有該裝置之天線系統。

在新的4G無線時代來臨之際，為使用者提供更多先進功能，例如行動電視、先進影像、遊戲、上網、電子郵件及語音等更便捷及快速的效能，為此電信業者除了提供更多高速的手機產品外，電信業者必須先進行基地台設備的改善。

由於基地台設備上的投資往往往為電信業者很大的成本所在，因此升級基地台的同時，希望能採用既可支援目前現有的系統(涵蓋2G,3G,3.5G)，又能升級至4G線網路的設備，以使每個基地台與整個網路的成本降至最低；而為了因應這方面的需求，解決現行因頻段開放與基地台共構型態之需求，相關的基地台業者多數採用整合現行天線(如單頻段及多頻段天線)於同一基地台，以達到最大的效益。

而於習知技術上，如第一圖(a)(b)所示的新舊天線系統配置圖，如第一圖(a)所示，舊式系統在天線結構的配置上設置複數天線，於複數天數間設置耦合裝置(Coupler)，最後再連接一射頻放大裝置，透過該耦合裝置的設計致使該射頻放大裝置可經由該複數天線獲得全 射角的訊號發射與接收功能；而第一圖(b)所示，爾後的新式系統採用新的多頻天線設計，該些天線係單獨連接一具有雙輸入及雙輸出功能的射頻放大裝置，因此不需要耦合裝置的協助即具有全射角的訊號發射與接收功能。

而在整合現行天線裝置以使新舊系統共用天線時，如第二圖之系統裝置圖所示，圖中所示係為新式系統的射頻放大裝置A，該射頻放大裝置A具有雙輸入及雙輸出功能，並透過複數的整合器(combiner)100與具有複數天線的天線模組101電性連接，以透過天線模組101獲得全射角的訊號發射與接收功能；而圖示中另一系統則為舊式系統的射頻放大裝置B，該射頻放大裝置B僅具有單一輸入及輸出功能，再經由該整合器100分别於天線模組101內的單一天線電性連接，因此該系統透過該天線模組101僅能獲得一半或更少角度的訊號發射及接收功能，容易使舊系統的訊號收訊不良或斷訊的狀況；因此，如何解決整合各頻段系統於新天線所造成訊號不良的問題，成了發明人欲解決之處。

針對上述之缺失，本發明之主要目的在於提供一種混頻優化整合裝置及具有該裝置之天線系統，係提供單頻通道系統與多頻通道系統得以共用天線運作，以保持整合新舊基地台系統後之訊號穩定度，使基地台在天線整合作業上具更具可適應性及可擴充性。

為達成上述之目的，本發明係主要提供一種混頻優化整合裝置及具有該裝置之天線系統，係用以整合單頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置以共用多頻天線，該裝置係包括一核心模組，係與多頻天線及單 頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置電性連接，該核心模組更包括複數訊號分離單元，該些訊號分離單元係彼此電性連接，各訊號分離單元分別對應電性連接一帶通濾波單元，各帶通濾波單元用以允許屬於特定頻段之訊號通過該核心模組，各帶通濾波單元再分別對應電性連接一功率分流單元，各功率分流單元且彼此相互電性連接，以建立訊號分流傳輸之通道，而各功率分流單元分別對應電性連接一系統端口，最後，於該核心模組上更設有複數天線端口，係分別對應電性連接該些功率分流單元及多頻天線，以建立訊號傳輸之通道。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1‧‧‧混頻優化整合裝置

11‧‧‧核心模組

12a、12b‧‧‧整合單元

111‧‧‧系統端口

112‧‧‧天線端口

113a、113b‧‧‧訊號分離單元

114a、114b‧‧‧帶通濾波單元

115a、115b‧‧‧功率分流單元

2‧‧‧天線模組

21a、21b、21c‧‧‧天線

3‧‧‧單頻功率放大裝置

31‧‧‧輸出端口

32‧‧‧輸入端口

4‧‧‧多頻功率放大裝置

41、42‧‧‧連接端口

5‧‧‧單頻功率放大裝置

第一圖(a)(b)、係為習知之新舊天線系統配置圖。

第二圖、係為習知之系統裝置圖。

第三圖、係為本發明之系統結構圖。

第四圖、係為本發明之裝置方塊圖。

第五圖、係為本發明之操作示意圖。

第六圖、係為本發明之另一實施例系統結構圖。

請參閱第三圖，係為本發明之系統結構圖。如圖所示，本發明之天線系統係分別具有一混頻優化整合裝置1及天線模組2，其中該混頻優化整合裝置1係分別電性連接於一具單頻通道系統之單頻功率放大裝 置3及一具多頻通道系統之多頻功率放大裝置4，該單頻功率放大裝置3係具有一輸出端口31及輸入端口32，該多頻功率放大裝置4則具有複數具有輸入輸出功能之連接端口41及42，而該混頻優化整合裝置1另電性連接該天線模組2，該天線模組2係包括複數天線21a及21b，於本實施例中該些天線21a及21b係為多頻段天線。

請參閱第四圖，係為本發明之裝置方塊圖。如圖所示，該混頻優化整合裝置1更包括一核心模組11及複數整合單元12a及12b，其中該核心模組11係分別具有複數系統端口111及複數天線端口112，於本實施例中該些系統端口111及天線端口112係分別為兩組，該些系統端口111及天線端口112皆具有訊號輸入及輸出之雙重功能，該些系統端口111係分別對應電性連接一訊號分離單元113a及113b，於本實施例中該訊號分離單元113a及113b係為訊號分離器(splitter)，該些訊號分離單元113a及113b亦係彼此電性連接，另該訊號分離單元113a及113b係分別電性連接一帶通濾波單元114a及114b，於本實施例中該帶通濾波單元114a及114b係為帶通濾波器(band pass filter，BPF)，用以允許屬於特定頻段之訊號通過該核心模組11，再於該些帶通濾波單元114a及114b分別電性連接一功率分流單元115a及115b，於本實施例中該些功率分流單元115a及115b係為功率分流器(power diverter)，且該些功率分流單元115a及115b係彼此電性連接，以建立訊號分流傳輸之通道，最後該些功率分流單元115a及115b再對應電性連接該些天線端口112；而該些整合單元12a及12b係分別電性連接該些系統端口111及分屬不同系統之單頻功率放大裝置3與多頻功率放大裝置4，如第三圖所示，其中該整合單元12a及12b係分別電性連接該輸出端口31及輸 入端口32，以使該整合單元12a及12b與該單頻功率放大裝置3電性導通，而該整合單元12a及12b分別與該連接端口41及42電性連接，以使該整合單元12a及12b與該多頻功率放大裝置4電性導通，與該些整合單元12a及12b係作為傳送與接收訊號之傳輸路徑，以整合不同系統之訊號進行傳輸，於本實施中該些整合單元12a及12b係為整合器(combiner)。

請參閱第五圖，係為本發明之操作示意圖。如圖所示，由於單頻功率放大裝置3所屬之系統係為單頻通道系統，即為傳送(TX)與接收(RX)分開之通訊設備，因此發射訊號自輸出端口31送出後，由系統端口111輸入自該核心模組1內，其中一傳輸路徑係經由訊號分離單元113a、帶通濾波單元114a及功率分流單元115a之路由將發射訊號帶至一天線21a，而另一傳輸路徑則經由訊號分離單元113a、帶通濾波單元114a及功率分流單元115a，由該功率分流單元115a將訊號分流至該功率分流單元115b，最後帶至另一天線21b，使發射訊號獲得全射角之發射角度。

續參閱第五圖；反之，該天線21a接收到訊號後，傳至該功率分流單元115a後，由功率分流單元115a轉至該功率分流單元115b，再經由帶通濾波單元114b及訊號分離單元113b，最後由系統端口111輸入至射頻放大單元3所屬之系統；而該天線21b接收到訊號後之傳輸路徑則直接由功率分流單元115b、經由帶通濾波單元114b及訊號分離單元113b再進到該射頻放大單元3所屬之系統，藉此混頻分流之功能，使單頻通道之系統可獲得全射角之發射與接收角度，使該系統獲得良好之訊號優化品質；另外，多頻功率放大裝置4係屬於多頻通道系統，該連接端口41及42分別具有傳送(TX)與接收(RX)之功能，因此該核心模組1之分流與串流，皆可透 過天線模組2獲得全射角之發射與接收角度。

請參閱第六圖，係為本發明之另一實施例系統結構圖。如圖所示，本發明之混頻優化整合裝置1亦可隨整合之頻道系統，包括單頻頻道系統或多頻頻道系統進行擴充，如本實施例所示之另一單頻功率放大裝置5，而混頻優化整合裝置1所電性連接之天線模組2，亦可隨其天線模組2內所擴充之天線而進行擴充連接，如本實施例所示之天線21c。

惟以上所述之實施方式，是為較佳之實施實例，當不能以此限定本發明實施範圍，若依本發明申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化或修飾，皆應屬本發明下述之專利涵蓋範圍。

1‧‧‧混頻優化整合裝置

11‧‧‧核心模組

12a、12b‧‧‧整合單元

2‧‧‧天線模組

21a、21b‧‧‧天線

3‧‧‧單頻功率放大裝置

31‧‧‧輸出端口

32‧‧‧輸入端口

4‧‧‧多頻功率放大裝置

41、42‧‧‧連接端口

Claims (13)

1. 一種混頻優化整合裝置，係用以整合單頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置以共用多頻天線，該裝置係包括：一核心模組，係與多頻天線及單頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置電性連接，該核心模組更包括：複數訊號分離單元，該些訊號分離單元係彼此電性連接；複數帶通濾波單元，各帶通濾波單元分別對應電性連接該些訊號分離單元，用以允許屬於特定頻段之訊號通過該核心模組；複數功率分流單元，各功率分流單元分別對應電性連接該些帶通濾波單元，且彼此相互電性連接，以建立訊號分流傳輸之通道；複數系統端口，係分別對應電性連接該些訊號分離單元；及複數天線端口，係分別對應電性連接該些功率分流單元及多頻天線，以建立訊號傳輸之通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之混頻優化整合裝置，更包括複數整合單元，該些整合單元係分別對應電性連接該些系統端口及單頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置，以建立訊號傳輸之通道。
3. 如申請專利範圍第2項所述之混頻優化整合裝置，其中該些整合單元係為整合器(combiner)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之混頻優化整合裝置，其中該訊號分離單元係為訊號分離器(splitter)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之混頻優化整合裝置，其中該些帶通濾波單元係為帶通濾波器(band pass filter，BPF)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之混頻優化整合裝置，其中該些功率分流單元係為功率分流器(power diverter)。
7. 一種具有混頻優化整合裝置之天線系統，係用以整合單頻功率放大裝置及多頻功率放大裝置以共用該天線系統，該系統係包括：一天線模組，該天線模組係具有複數天線；一混頻優化整合裝置，係與該天線模組電性連接，該裝置更包括：一核心模組，係與天線模組電性連接，該核心模組更包括：複數訊號分離單元，該些訊號分離單元係彼此電性連接；複數帶通濾波單元，各帶通濾波單元分別對應電性連接該些訊號分離單元，用以允許屬於特定頻段之訊號通過該核心模組；複數功率分流單元，各功率分流單元分別對應電性連接該些帶通濾波單元，且彼此相互電性連接，以建立訊號分流傳輸之通道；複數系統端口，係分別對應電性連接該些訊號分離單元；及複數天線端口，係分別對應電性連接天線模組之複數天線，以建立訊號傳輸之通道。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，該裝置更包括複數整合單元，該些整合單元係分別對應電性連接該些系統端口，以建立訊號傳輸之通道。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，其中該些整合單元係為整合器(combiner)。
10. 如申請專利範圍第7項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，該天線模組之複數天線係為多頻天線。
11. 如申請專利範圍第7項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，其中該訊號分離單元係為訊號分離器(splitter)。
12. 如申請專利範圍第7項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，其中該些帶通濾波單元係為帶通濾波器(band pass filter，BPF)。
13. 如申請專利範圍第7項所述之具有混頻優化整合裝置之天線系統，其中該些功率分流單元係為功率分流器(power diverter)。