專利名稱：用于雙無線模塊wlan接入點(diǎn)的模塊化rf天線和濾波器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對多無線模塊無線接入點(diǎn)(multiple radio wireless accesspoint)性能的低成本改進(jìn)。本發(fā)明涉及天線與一個或多個濾波器或者有源組件的組合組件(combination)，其中該有源組件如功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)二極管或RF移相器(具有多個天線)，該組合組件連接于無線模塊組件的天線連接器。
背景技術(shù)：
多無線模塊無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點(diǎn)正在形成產(chǎn)品分類。例如，Linksys宣布其不久將推出一種通用無線接入點(diǎn)(WAP55AG)，該接入點(diǎn)包括兩個無線模塊并且支持三種無線通信標(biāo)準(zhǔn)802.11a、802.11b和802.11g。對多種無線通信標(biāo)準(zhǔn)的支持在免授權(quán)無線電頻譜(unlicensed radio spectrum)中變得越來越重要。例如，藍(lán)牙和802.11標(biāo)準(zhǔn)工作在約2.4和5.25千兆赫的免授權(quán)頻譜中。當(dāng)無線通信速度從2Mbps增長到11Mbps再增長到54Mbps時(shí)，對多種通信標(biāo)準(zhǔn)的支持將變得非常重要。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展導(dǎo)致了如可編程濾波器系統(tǒng)的提出，該系統(tǒng)中的組件對于多種空中接口標(biāo)準(zhǔn)是可重新配置的。參見于2002年12月5日公開的美國專利申請No.US2002/0183013A1，“具有集成的天線和濾波器的可編程射頻子系統(tǒng)及使用該子系統(tǒng)的無線通信設(shè)備”。不可避免地，實(shí)施這種集成有無線模塊組件和天線組件的大規(guī)模設(shè)計(jì)的費(fèi)用相對來講較為昂貴，其更適用于移動設(shè)備而不是接入點(diǎn)或基站。
在緊湊的接入點(diǎn)中使用多個無線模塊所帶來的問題為一個無線模塊會受到來自另一個無線模塊的噪聲的影響。參見于2003年3月19日公開的、名稱為“用于無線通信的具有集成天線的信息設(shè)備”的歐洲專利申請No.EP1 294 048A2的第1-2欄。低成本功率放大器在較寬的頻譜上產(chǎn)生某一噪聲量級。其在圖1中由信號曲線101和噪聲曲線102示出。有兩種典型方法可用于改進(jìn)無線模塊，即添加板上組件(on-board component)或者增大天線之間的間距。第一種方法增加了接入點(diǎn)的費(fèi)用。另一種方法增大了尺寸。
實(shí)際上，制造水平、接入點(diǎn)技術(shù)影響到了產(chǎn)品的合約制造(contractmanufacturing of commodities)。不同接入點(diǎn)制造商使用的無線模塊為標(biāo)準(zhǔn)化的可互換產(chǎn)品，或者可成為標(biāo)準(zhǔn)化的可互換產(chǎn)品。圖2所示的制造的接入點(diǎn)可以包括主板201、插入式無線模塊202-203以及天線204-205?？筛鶕?jù)基于產(chǎn)品制造商的設(shè)計(jì)，而不是接入點(diǎn)的品牌制造商的設(shè)計(jì)的規(guī)范構(gòu)建主板和無線模塊。將來，產(chǎn)品制造商可將無線模塊集成在主板上。
如果多無線模塊無線接入點(diǎn)得到預(yù)期的普及，則在利用產(chǎn)品組件的同時(shí)會出現(xiàn)以適中的成本改進(jìn)性能的方法和設(shè)備的機(jī)遇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種對多無線模塊無線接入點(diǎn)的性能的低成本改進(jìn)。本發(fā)明涉及天線與一個或多個濾波器或者有源組件的組合組件，其中該有源組件如功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)二極管或RF移相器(具有多個天線)，該組合組件連接于無線模塊組件的天線連接器。將在權(quán)利要求書、說明書和附圖中描述本發(fā)明的具體方案。


圖1示出了低成本功率放大器的輸出頻譜。
圖2是組件化接入點(diǎn)的方框圖。
圖3是具有模塊化的濾波器和天線的組合組件的組件化接入點(diǎn)的方框圖，該組合組件連接于無線模塊組件的天線連接器。
圖4和圖5示出了無線模塊外(off-radio)的濾波器對低成本功率放大器產(chǎn)生的噪聲的影響。
圖6是在不同的頻譜中工作的無線模塊的另一方框圖。
圖7和圖8示出了無線模塊外的濾波器對相同頻帶中相鄰?fù)ǖ拦ぷ魉a(chǎn)生的干擾的影響。
圖9是在大體相同的頻譜中工作的無線模塊的另一方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。對優(yōu)選實(shí)施例的說明用于解釋本發(fā)明，而并非用于限制權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)下面的說明認(rèn)知各種等效變化。
圖3是具有模塊化的濾波器和天線的組合組件的組件化接入點(diǎn)的方框圖，該組合組件連接于無線模塊組件的天線連接器。天線連接器被標(biāo)識為312和313。在一個實(shí)際的實(shí)施例中，這些天線連接器是黃銅插座接收器(brassfemale plug receptor)。兩個濾波器和天線的組合組件表示為314和316以及315和317。濾波器314適用于濾除無線模塊203產(chǎn)生的噪聲。濾波器315適用于濾除無線模塊202產(chǎn)生的噪聲。在一個實(shí)施例中，濾波器314和天線316集成為單個組件，其適于在天線連接器312處連接和拆卸。在本說明書中，適于連接和拆卸是指易于裝配和可互換。優(yōu)選地，用戶或裝配工人不需使用工具就可按壓或連接這些組件?；蛘?，用戶或工人可以使用簡單的工具，如螺絲刀或者起片器(chip puller)，連接和拆卸這些組件。天線連接器312的功能類似釣魚鉤，更易于連接而不易于拆卸。這并不排除那種被按壓在某一位置然后通過粘合劑或者其它固定劑而固定在那里的組件。但是，不包括利用專用的大批量設(shè)備焊接在某一位置的表面安裝組件。
集成的濾波器和天線組件的一個實(shí)例是在單板上的用于802.11a通信的5.25GHz天線和微帶線或帶狀線濾波器。在另一實(shí)施例中，天線從接入點(diǎn)的底盤(chassis)伸出，并且濾波器315適于插入連接到天線連接器313和天線317的插座(socket)中或者從該插座中取出。在該實(shí)例中，由于天線被設(shè)計(jì)用于2.4GHz通信，所以其從底盤伸出。
在天線設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者綜合考慮天線間距和濾波，以減小經(jīng)第一天線傳輸?shù)牡谝粺o線模塊噪聲對連接到第二天線的第二無線模塊的影響。為方便用戶使用而導(dǎo)致的接入點(diǎn)的小型化限制了設(shè)計(jì)者分離第一與第二天線。
本發(fā)明包括通過改變設(shè)計(jì)特性使接入點(diǎn)可組合多個模塊化的無線模塊。因此，期望在無線模塊與其天線之間連接濾波器，其連接在典型的模塊化無線模塊的天線連接器上。這種方法違背了努力將濾波器集成在無線模塊中的減少系統(tǒng)中組件數(shù)量的普遍趨勢。在于2002年11月27日公開的、名稱為“用于數(shù)字無線通信的雙模式無線收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)”的歐洲專利申請No.EP 1261 142 A1的第 段中描述了這一普遍趨勢。隨著本發(fā)明的方法的普及，天線連接器可能發(fā)展得更像濾波器插座。可在無需修改濾波器所連接的無線模塊的情況下改變?yōu)V波器。通過改變?yōu)V波器，能夠適應(yīng)裝配接入點(diǎn)時(shí)進(jìn)行的無線模塊的改變。通過改變?yōu)V波器，能夠適應(yīng)無線模塊的現(xiàn)場(in-the-field)替換。此外，濾波器可以獨(dú)立于天線，以便能夠不需改變天線就可拆卸或者替換濾波器，或者濾波器也可以與天線集成一體。
圖4示出了在接入點(diǎn)中兩個無線模塊的功率放大器噪聲。所示的兩個無線模塊工作在2.4和5.25GHz的兩個不同頻譜中。這兩個無線模塊帶外(outof band)工作。它們的期望信號特性由曲線401、403示出。噪聲402、404不可避免地伴隨著期望的信號401、403。所述噪聲可能是功率放大器噪聲或者與傳輸鏈路的其它部分相關(guān)的噪聲。兩個無線模塊的組合噪聲曲線可能非常顯著。
圖5示出了濾波器511對組合噪聲曲線的影響。該圖未按實(shí)際比例示出。圖中用反拋物線示出了一個帶通濾波器。濾波器511改變了噪聲曲線402，使得5.25GHz接收器在信號403集中的區(qū)域僅受到較低程度的噪聲512的影響。
圖6是雙無線模塊以及濾波器和天線的組合組件的另一方框圖。雙無線模塊601、611在不同的頻譜中工作。例如，一個無線模塊可以實(shí)現(xiàn)802.11a(601)，而另一個無線模塊可以實(shí)現(xiàn)802.11b或者802.11g(611)。每一個無線模塊配合有一個濾波器(602，612)和一個天線(603，613)。濾波器選擇性地補(bǔ)償另一無線模塊，例如濾波器602被設(shè)計(jì)成補(bǔ)償無線模塊611。
圖7示出了接入點(diǎn)中在如2.4GHz的相同頻譜中工作的兩個無線模塊的功率放大器噪聲。這兩個無線模塊帶內(nèi)工作。由701和703示出在其主瓣處不重疊的兩個通道(channel)。無線模塊利用通用帶通濾波器711選擇相關(guān)通道。為了使相同頻帶中不同位置的兩個無線模塊同時(shí)工作，應(yīng)用了附加濾波。圖8示出了附加濾波。濾波器轉(zhuǎn)移函數(shù)821和822在區(qū)域823重疊。不同的濾波器轉(zhuǎn)移函數(shù)分離出信號701和703的主瓣。
圖9是在相同頻帶中工作的雙無線模塊901、911的另一方框圖。例如，兩個無線模塊均可實(shí)現(xiàn)802.11b或者802.11g。每一個無線模塊配合有一個濾波器(902，912)和一個天線(903，913)。濾波器選擇性地補(bǔ)償另一無線模塊，例如，濾波器902被設(shè)計(jì)成補(bǔ)償無線模塊911。
除了無源濾波器之外，本發(fā)明也可以通過使有源組件與一個或者多個天線的組合進(jìn)行組件化來實(shí)施。例如，輸出功率放大器可以與天線相組合，并且連接在無線模塊的天線連接器上。可在無線模塊的天線連接器上連接低噪聲輸入功率放大器和天線?？蓪㈤_關(guān)二極管與天線相組合，以將RF信號從一個線路(trace)或者銅線轉(zhuǎn)換到另一個。開關(guān)二極管、PA和LPA的組合組件也可以與天線一起工作，并且連接在一個或者多個天線連接器上。RF移相器可以與多個天線相組合，以調(diào)整廣播信號或接收靈敏度。
本發(fā)明包括幾個方案。一個方案是用于多無線模塊接入點(diǎn)的天線和濾波器組件，該多無線模塊接入點(diǎn)至少包括第一無線模塊、第二無線模塊和主板。第一和第二無線模塊可以同時(shí)工作。它們適于連接到主板上以及從主板上拆卸。所述無線模塊具有天線連接器。天線和濾波器的組合組件包含濾波器和天線。與第一無線模塊連接的濾波器適于抑制由第二無線模塊產(chǎn)生的噪聲。當(dāng)無線模塊在大體相同的頻譜中工作時(shí)，所述噪聲可能包括信號的旁瓣。濾波器和天線可集成在單個組件中，或者濾波器可為單獨(dú)設(shè)備，其可在無需替換天線的情況下實(shí)現(xiàn)插入或者移除。為濾除相鄰信號的旁瓣，濾波器可以是銳化的，或者當(dāng)無線模塊在不同頻譜中工作時(shí)，濾波器可以是較為平緩的。濾波器可為雙工器?；蛘撸鶕?jù)所述無線模塊是處于相同頻帶還是不同頻帶，該濾波器可以適當(dāng)?shù)貫閹罹€或微帶線濾波器或者陶瓷或SAW濾波器。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是用于多無線模塊接入點(diǎn)的多個天線和濾波器組件。典型地，接入點(diǎn)至少包括具有天線連接器的第一和第二無線模塊。天線和濾波器組件包括第一濾波器，其適用于抑制由第二無線模塊產(chǎn)生的噪聲/干擾，該第一濾波器與第一天線連接，其中第一濾波器和天線可移除地連接到第一無線模塊的天線連接器。天線和濾波器組件包括第二濾波器，其適用于抑制由第一無線模塊產(chǎn)生的噪聲，該第二濾波器與第二天線連接，其中第二濾波器和天線可移除地連接到第二無線模塊的天線連接器。在本說明書中，可移除地連接包括上述的適于連接和拆卸。
本發(fā)明的設(shè)備還可改寫為方法。這種方法為使多無線模塊接入點(diǎn)的組件模塊化的方法，該方法包括在天線連接器處分離無線模塊與天線；以及提供濾波器和天線組件，其適于在天線連接器處連接以及拆卸，其中用于多無線模塊接入點(diǎn)的第一無線模塊的濾波器和天線組件的濾波器適于濾除來自多無線模塊接入點(diǎn)的至少一個其它無線模塊的噪聲。該方法的方案可以采用上述設(shè)備的特征。該方法還可以表述為一種提供第一和第二濾波器和天線的組合組件的方法，其與設(shè)備實(shí)施例是一致的。
雖然參考如上詳述的實(shí)施例和實(shí)例公開了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)例是說明性的，而不是限制性的。可以預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易地進(jìn)行一些修改和組合，這些修改和組合將處于本發(fā)明的精神和隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于多無線模塊接入點(diǎn)的天線和濾波器組件，該多無線模塊接入點(diǎn)至少包括第一無線模塊、第二無線模塊和主板，其中該第一和第二無線模塊同時(shí)工作且適于連接到該主板以及從該主板拆卸，并且具有天線連接器，該天線和濾波器組件包括濾波器，其適用于抑制由該第二無線模塊產(chǎn)生的噪聲，該濾波器與天線連接，其中，該天線和濾波器組件適于連接到該第一無線模塊的天線連接器上以及從該第一無線模塊的天線連接器上拆卸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該濾波器和天線組件集成為單個組件。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該濾波器和天線均是單獨(dú)的設(shè)備，并且該濾波器適于在無需替換該天線的條件下插入和移除。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二無線模塊在大體相同的頻譜中工作，并且該濾波器是銳化的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線模塊使用單獨(dú)的發(fā)送和接收天線，并且該濾波器是雙工器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線模塊在截然不同的頻譜中工作，并且該濾波器是帶狀線濾波器或微帶線濾波器。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二無線模塊在大體相同的頻譜中工作，并且該濾波器是陶瓷帶通濾波器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二無線模塊在大體相同的頻譜中工作，并且該濾波器是SAW濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括與該天線和濾波器相組合的有源組件，其中，該天線、濾波器和有源組件的組合組件適于連接到該第一無線模塊的天線連接器上以及從該第一無線模塊的天線連接器上拆卸。
10.一種用于多無線模塊接入點(diǎn)的天線和有源組件的組合組件，該多無線模塊接入點(diǎn)至少包括第一無線模塊、第二無線模塊和主板，其中第一和第二無線模塊同時(shí)工作且適于連接到該主板上以及從該主板上拆卸，并且具有天線連接器，該天線和有源組件的組合組件包括有源組件，其適于修改由該天線處理的信號，該有源組件與該天線連接，其中，該天線和有源組件的組合組件適于連接到該第一無線模塊的天線連接器上以及從該第一無線模塊的天線連接器上拆卸。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該有源組件是輸出功率放大器。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該有源組件是輸入低噪聲放大器。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該有源組件是RF移相器，其與一個以上的天線連接。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該有源組件是開關(guān)二極管。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該有源組件包括開關(guān)二極管、輸出功率放大器和輸入低噪聲放大器。
16.一種用于多無線模塊接入點(diǎn)的多個天線和濾波器組件，該多無線模塊接入點(diǎn)至少包括具有天線連接器的第一和第二無線模塊，所述天線和濾波器組件包括第一濾波器，其適用于抑制由該第二無線模塊產(chǎn)生的噪聲，該第一濾波器與第一天線連接，其中，該第一濾波器和天線可移除地連接到該第一無線模塊的天線連接器上；以及第二濾波器，其適用于抑制由該第一無線模塊產(chǎn)生的噪聲，該第二濾波器與第二天線連接，其中，該第二濾波器和天線可移除地連接到該第二無線模塊的天線連接器上。
17.一種使多無線模塊接入點(diǎn)的組件模塊化的方法，該方法包括在天線連接器處分離無線模塊與天線；以及提供濾波器和天線組件，其適于在該天線連接器處連接以及拆卸，其中用于該多無線模塊接入點(diǎn)的第一無線模塊的濾波器和天線組件的濾波器適用于濾除來自該多無線模塊接入點(diǎn)的至少一個其它無線模塊的噪聲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對多無線模塊無線接入點(diǎn)的性能的低成本改進(jìn)。其涉及天線與一個或多個濾波器或者有源組件的組合組件，其中該有源組件如功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)二極管或RF移相器(具有多個天線)，該組合組件連接于無線模塊組件的天線連接器。將在權(quán)利要求書、說明書和附圖中描述本發(fā)明的具體方案。
文檔編號H04B1/06GK1833369SQ200480010746
公開日2006年9月13日 申請日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
發(fā)明者尼爾斯·范埃芬 申請人:3柯姆公司