專利名稱：使用平衡雙工器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及信號處理，更特別地，涉及對發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)濾波器使用平衡濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雙工器。
背景技術(shù)：
在其初期，移動(dòng)通信基于稱為先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)的模擬無線傳輸。AMPS為新興的移動(dòng)通信用戶市場提供適當(dāng)?shù)膫鬏敚坏?，在幾年里，新興的市場增長到數(shù)百萬用戶，需要越來越多的傳輸時(shí)間，而這將模擬技術(shù)推到了極限。結(jié)果，掉線的呼叫和占線的信號變得普通，這激起了對改進(jìn)型移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究與開發(fā)。
作為響應(yīng)，行業(yè)開發(fā)出能夠在有限量的無線頻譜內(nèi)容納增長的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的數(shù)字無線技術(shù)。一種這樣的技術(shù)是使用時(shí)分多址(TDMA)的全球移動(dòng)系統(tǒng)(GSM)。TDMA包括分時(shí)協(xié)議，其提供的容量是AMPS的三至四倍。一般而言，TDMA使用的技術(shù)將通信信道劃分為連續(xù)的時(shí)間片。向信道的各自的用戶提供一個(gè)時(shí)間片，用于以輪轉(zhuǎn)循環(huán)(round-robin)的方式發(fā)射和接收信息。例如，在任意的給定時(shí)間“t”，用戶可在一個(gè)短突發(fā)內(nèi)訪問信道。然后，訪問就切換到另一個(gè)用戶，其具有一個(gè)短突發(fā)時(shí)間用于發(fā)射和接收信息。繼續(xù)這個(gè)循環(huán)，并且最后，向每個(gè)用戶提供多個(gè)發(fā)射和接收突發(fā)。
在引入TDMA之后不久，開發(fā)出碼分多址(CDMA)，代表對模擬傳輸?shù)囊环N增強(qiáng)型解決方案。碼分多址提供“真正的”共享，其中一個(gè)或多個(gè)用戶可以通過使用擴(kuò)頻數(shù)字調(diào)制同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收，其中對用戶的比特流進(jìn)行編碼，并以偽隨機(jī)方式擴(kuò)展在很寬的信道上。接收機(jī)被設(shè)計(jì)為識別并去掉隨機(jī)性，以便以固有的方式收集特定用戶的比特。碼分多址提供近似為模擬技術(shù)十倍的容量，并且可增強(qiáng)語音質(zhì)量，擴(kuò)寬覆蓋范圍，以及增強(qiáng)安全性?，F(xiàn)今，CDMA是移動(dòng)系統(tǒng)中所使用的主流技術(shù)。
技術(shù)進(jìn)步為移動(dòng)通信行業(yè)做好準(zhǔn)備，以改進(jìn)GSM和CDMA技術(shù)并開發(fā)新技術(shù)。一種這樣的改進(jìn)包括EDGE(增強(qiáng)型數(shù)據(jù)率GSM演進(jìn))技術(shù)。GSM到EDGE的發(fā)展減少了與語音業(yè)務(wù)帶寬相關(guān)的多個(gè)問題，并提供更高的數(shù)據(jù)吞吐量，這增加了效率以及較高的性能。例如，EDGE提供基于寬帶的高達(dá)384Kbps的數(shù)據(jù)率(比特率高達(dá)69.2Kbps每時(shí)隙)。另外，EDGE用于更魯棒的服務(wù)，例如，短消息服務(wù)(SMS)以及用于消息傳遞、XHTML(包括WAP)瀏覽、Java應(yīng)用程序、FM無線接收、視頻流及語音與圖像記錄技術(shù)的多媒體消息服務(wù)(MMS)。
近來，國際電信聯(lián)盟采用用于第三代(3G)無線系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其可以提供高速數(shù)據(jù)率(例如，用于數(shù)據(jù)傳輸和因特網(wǎng)用途)和新特性。當(dāng)前，正在開發(fā)三種基于CDMA的運(yùn)行模式——CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。CDMA2000技術(shù)提供相對簡單、快速和有成本效益的通向3G業(yè)務(wù)的途徑。CDMA2000 1x技術(shù)支持標(biāo)準(zhǔn)CDMA信道上的語音和數(shù)據(jù)服務(wù)。另外，其提供的容量多達(dá)早期CDMA網(wǎng)絡(luò)的兩倍(例如，峰值數(shù)據(jù)率高達(dá)153kbps，預(yù)計(jì)峰值數(shù)據(jù)率高達(dá)307kbps，不折衷語音容量)。附加的容量可適應(yīng)因特網(wǎng)市場的發(fā)展。而且，CDMA2000 1x提供更長的備用時(shí)間，并且是向后兼容的。CDMA2000 1x EV-DO技術(shù)提供CDMA2000的數(shù)據(jù)優(yōu)化版本，具有的峰值數(shù)據(jù)率高于2Mbps，且平均吞吐量大于700kbps，這可與DSL相比擬，并且可以支持視頻流和大文件下載。WCDMA和TD-SCDMA提供更加復(fù)雜的改進(jìn)。
由于移動(dòng)通信傳輸?shù)陌l(fā)展，電子和軟件行業(yè)正在同時(shí)開發(fā)更小、耗電更少、成本更低并且包括更多應(yīng)用的移動(dòng)設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)者所遇到的一個(gè)障礙就是需要在濾波部件和前端/后端之間提供隔離器。這種隔離器會(huì)在已經(jīng)密集擁擠的電路中占據(jù)掉寶貴的空間，并增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
下面提供對本發(fā)明的簡單概述，以提供對本發(fā)明一些方面的基本了解。這個(gè)概述并不是對本發(fā)明的詳盡概括。它并不旨在表明本發(fā)明的主要/關(guān)鍵元件，或者描繪本發(fā)明的范圍。其唯一的目的在于以簡化的形式給出本發(fā)明的一些概念，作為在后面給出的詳細(xì)描述的序言。
本發(fā)明涉及有助于通過平衡雙工器并發(fā)進(jìn)行信號的發(fā)射和接收的系統(tǒng)和方法。一般而言，該系統(tǒng)和方法使用雙濾波器雙工器，其中濾波器(例如，聲波濾波器)提供基本類似的輸入阻抗和輸出阻抗(例如，平衡濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))。濾波器通過兩個(gè)耦合器(例如，Lange耦合器等3dB混合耦合器，)與后端(例如，信號生成器和處理器)和前端(例如，天線和檢波器)相對接。在雙工器內(nèi)使用3dB混合耦合器降低了來自濾波器輸入和輸出的反射RF能量，并且提供附加的帶通濾波。使用3dB混合耦合器(例如，Lange耦合器)在前端/后端和濾波器之間提供隔離，從而減少了在這種部件之間使用隔離器的需要，并且有助于減小占位面積(foot print)。
在信號發(fā)射期間可以同時(shí)使用兩個(gè)濾波器。使用平衡濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連同適當(dāng)?shù)墓β时?，可以對信號功率進(jìn)行劃分，使得大約一半的功率通過一個(gè)濾波器，而剩余的功率通過另一個(gè)濾波器。從而，所使用的濾波器可以額定在全功率的一半。這樣，兩個(gè)耦合器和兩個(gè)濾波器的組合在尺寸上可與在傳統(tǒng)系統(tǒng)中使用的單個(gè)全功率濾波器相比。另外，如果其中一個(gè)濾波器變得不可操作，則另一個(gè)濾波器可以處理全部功率，而實(shí)際上不會(huì)中斷性能。雖然平衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以用于改善天線-濾波器和濾波器-LNA匹配，但是在接收期間，通常使用一個(gè)濾波器。另外，本發(fā)明的新穎方面在發(fā)射部件和接收部件之間提供分離和隔離，這使得部件在設(shè)備內(nèi)的位于靠近的位置，同時(shí)降低了與功率耦合相關(guān)聯(lián)的噪聲。
耦合器提供穩(wěn)定的雙工器輸入阻抗和輸出阻抗，這減少了對濾波器阻抗的限制。耦合器使用終端電阻器以便轉(zhuǎn)移功率反射，以保持雙工器的阻抗。此外，耦合器可以支持任何已知的濾波器，例如，SAW、FBAR、BAW和SMR濾波器，以集成在雙工器內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供有助于發(fā)射和/或接收信息的系統(tǒng)。系統(tǒng)可以連同移動(dòng)和固定通信系統(tǒng)一起使用，這些系統(tǒng)例如是移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持PC、袖珍PC、掌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手寫板電腦、筆記本、GPS設(shè)備、尋呼機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、主機(jī)、工作站和其它基于微處理器的設(shè)備。一般而言，系統(tǒng)使用在例如蜂窩和PCS頻段的頻段內(nèi)提供并發(fā)地進(jìn)行信號發(fā)射和接收的雙工器。雙工器可以被構(gòu)造為平衡雙工器，其中結(jié)合信號的發(fā)射和接收至少使用一個(gè)濾波器，并且優(yōu)選的使用兩個(gè)濾波器。使用兩個(gè)濾波器可以選擇額定功率為全額定功率一半的濾波器。發(fā)射和接收被隔離了，這降低了噪聲耦合，并允許發(fā)射部件和接收部件的位置更靠近。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種方法，用于由使用本發(fā)明新穎方面的設(shè)備發(fā)射和接收信息，以及用于構(gòu)造使用本發(fā)明新穎發(fā)面的系統(tǒng)。發(fā)射方法包括生成信號、處理要發(fā)射的信號、將信號傳送到雙濾波器平衡雙工器，其中對信號進(jìn)行分離(例如，通過四信道Lange耦合器或者離散部件耦合器)、濾波(例如，通過聲波濾波器)、重新組合(例如，通過Lange耦合器或者離散部件耦合器)，然后傳送到輸出端口進(jìn)行發(fā)射(例如，通過天線)。接收方法包括前述發(fā)射系統(tǒng)，其中在端口(例如，天線和檢波器)接收信號、通過平衡雙工器的至少一個(gè)濾波器傳送信號、然后將其提供給用于進(jìn)一步處理的設(shè)備(例如，顯示文本和圖像以及提供語音)。
為了實(shí)現(xiàn)前述以及相關(guān)的目的，在這里結(jié)合下面的描述和附圖，描述了本發(fā)明的特定方面。但是，這些方面只是表明其中可以使用本發(fā)明原理的多種方式中的一些，而且本發(fā)明旨在包括所有這樣的方面及其等價(jià)物。并結(jié)合附圖考慮，通過下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明其它優(yōu)勢和新穎特征將變得明顯。


圖1說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性發(fā)射和/或接收部件。
圖2說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性復(fù)用部件。
圖3說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性平衡雙工器。
圖4說明依照本發(fā)明一個(gè)方面使用平衡雙工器發(fā)射信號的方法。
圖5說明依照本發(fā)明一個(gè)方面使用平衡雙工器接收信號的方法。
圖6說明依照本發(fā)明一個(gè)方面構(gòu)造平衡雙工器的方法。
圖7說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的可以與平衡雙工器一起使用的示例性前端和后端。
圖8說明在其中可使用本發(fā)明的新穎方面的示例性無線通信系統(tǒng)。
圖9說明可以使用本發(fā)明新穎方面的示例性移動(dòng)設(shè)備。
圖10說明在其中可以使用本發(fā)明的示例性網(wǎng)絡(luò)。
圖11說明在其中可以使用本發(fā)明的示例性計(jì)算環(huán)境。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，用于可以有助于在系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行信號發(fā)射和接收的通信系統(tǒng)的收發(fā)部件。系統(tǒng)和方法使用平衡雙濾波器雙工器，其中可以在信號發(fā)射和接收期間使用兩個(gè)濾波器。選擇濾波器，使得輸入和輸出阻抗基本上類似，并且耦合器(例如，Lange、離散以及任何3dB混合耦合器)被用于在雙工器的前端/后端之間提供隔離，以及用于設(shè)定和保持雙工器的輸入阻抗和輸出阻抗。使用這種耦合器減少了使用隔離器的需要。前述配置提供對發(fā)射和接收的分離和隔離，這降低了噪聲耦合，并且提供一種設(shè)計(jì)，其中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以位于相鄰的位置。另外，在發(fā)射期間，信號功率可以被分離到兩個(gè)濾波器上，這使得可以選擇較低額定功率濾波器。
現(xiàn)在，參考附圖描述本發(fā)明，其中貫穿全文地以相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。在下面的描述中，為了進(jìn)行說明，描述了多個(gè)具體細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明的全面理解。但是，顯然本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)現(xiàn)。在其它的示例中，以框圖的形式表示公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便于對本發(fā)明進(jìn)行描述。
圖1說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性收發(fā)部件100，其可以有助于在系統(tǒng)之間發(fā)射和/或接收信息。收發(fā)部件100可以與移動(dòng)(非固定和便攜式)和固定通信系統(tǒng)結(jié)合使用。適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)系統(tǒng)的示例包括但不限于，移動(dòng)電話(例如，蜂窩手機(jī)和PCS)、網(wǎng)絡(luò)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持PC、袖珍PC、掌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手寫板PC、筆記本、GPS設(shè)備和尋呼機(jī)。固定系統(tǒng)的示例包括常規(guī)個(gè)人計(jì)算機(jī)(例如，臺式、迷你塔式(mini-tower)以及塔式(tower))、主機(jī)、工作站和其它基于微處理器的設(shè)備。為了與前述移動(dòng)和固定系統(tǒng)一起使用，將理解到，收發(fā)部件100可以實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件和/或固件。
收發(fā)部件100可以在其自身和其它部件之間提供隔離(例如，通過耦合部件)。例如，收發(fā)部件100可以與后端(未示出)相對接，而不必在收發(fā)部件100和后端(例如，信號處理器)之間使用隔離器。同樣地，收發(fā)部件100可以與前端(未示出)相對接，而不必在收發(fā)部件100和前端(例如，天線、檢波器等等)之間使用隔離器。常規(guī)系統(tǒng)通常在后端和前端之間使用隔離部件。從而，本發(fā)明減少了在將收發(fā)部件100集成到通信系統(tǒng)中時(shí)使用隔離器的需要，這可以降低成本和尺寸，并且簡化設(shè)計(jì)。由于技術(shù)市場要求每新的一代具有更小的占位面積和更低的價(jià)格，所以可以采用這種降低，并且是有優(yōu)勢的。
另外，收發(fā)部件100可以提供穩(wěn)定的并且基本類似的輸入阻抗和輸出阻抗(例如，通常是50Ω)，這有利于通過分別將后端和前端阻抗與輸入和輸出阻抗匹配而獲得最大的功率傳輸。功率反射可以傳輸至適當(dāng)?shù)慕K端，以保持輸入和輸出阻抗。
收發(fā)部件100包括有助于發(fā)送信息的發(fā)射機(jī)部件110和有助于接收信息的接收機(jī)部件120。收發(fā)部件100的新穎方面是在發(fā)射機(jī)部件110和接收機(jī)部件120之間提供分離和隔離，這可以降低在任一部件或者兩個(gè)部件中由功率耦合引起的噪聲。當(dāng)在印刷電路板(PCB)上使用收發(fā)部件100時(shí)，分離和隔離是有好處的，這是因?yàn)槠湓试S發(fā)射機(jī)部件110和接收機(jī)部件120的位置彼此相互靠近，并且因此，由于不需要隔離器，它們可以位于縮小的占位面積內(nèi)，同時(shí)減少由于功率耦合引起的噪聲。
收發(fā)部件100可以使用一種限定可以在其中發(fā)射和/或接收信號的頻段的裝置。一般而言，所發(fā)射的信號通過發(fā)射機(jī)部件110離開收發(fā)部件100。在本發(fā)明的一個(gè)方面，發(fā)射機(jī)部件110可以作為天線使用，其中信號從發(fā)射機(jī)部件110被發(fā)射。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，發(fā)射機(jī)部件100[z1]提供一條信道，以將信號傳送到天線或者信號處理部件。通過接收機(jī)部件120將所接收的信號傳送到收發(fā)部件110。接收機(jī)部件120可以是用于接收信號的天線或者檢波器，或者，該信號可以在通過天線或者檢波器接收之后，通過接收機(jī)部件120被傳送。
如上所述，收發(fā)部件100可以實(shí)現(xiàn)在軟件、硬件和/或固件中。例如，收發(fā)部件100可以是運(yùn)行于處理器上的過程、處理器、對象、可執(zhí)行指令、執(zhí)行線程和/或程序。在另一個(gè)示例中，現(xiàn)貨供應(yīng)的硬件和/或?qū)Ｓ杏布?，例如信號處理?例如，DSP)、濾波器、耦合器(例如，分離器和合成器)以及專用集成芯片(ASIC)，可以與收發(fā)部件100結(jié)合使用。固件可以用于提供低級可執(zhí)行指令、參數(shù)和/或控制代碼，以及提供靈活的手段以更新和/或修正硬件功能和性能。此外，收發(fā)部件100可以位于單個(gè)設(shè)備中以及/或者分布在兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。
將理解到，收發(fā)部件100可以實(shí)現(xiàn)在PCB(或者印刷線路板(PWB))中，例如，與母板相連的子板，或者集成在母板內(nèi)的子板?？梢砸勒毡景l(fā)明一個(gè)方面使用的典型PCB包括非導(dǎo)電基板(例如，具有環(huán)氧樹脂的玻璃纖維或者陶瓷基板)，可以在其上形成導(dǎo)電圖案。導(dǎo)電圖案通常用銅構(gòu)成；但是，可以使用其它導(dǎo)電材料，例如，鎳、銀、錫、錫-鉛、金等等。例如，導(dǎo)電材料可以同時(shí)作為抗腐蝕劑和/或頂層金屬使用(例如，用焊料給表面“鍍錫”)。另外，可以在多層內(nèi)形成導(dǎo)電圖案，其中各層間通過通孔相連。而且，可以如所希望的將PCB制造成剛性的或者柔性的。從而，PCB可以被設(shè)計(jì)用于具有振動(dòng)、壓力、溫度、形態(tài)等的多個(gè)等級的環(huán)境。
當(dāng)收發(fā)部件實(shí)現(xiàn)為子板時(shí)，該板可以通過任何已知的用于固定的手段，例如支架、連接器、擴(kuò)展槽、安裝螺釘、插座、直角支架等，安裝于母板上。另外，子板可以直接安裝在母板上或者通過另一個(gè)子板安裝在母板上。而且，可以通過電子、機(jī)械、光、RF和/或紅外媒體在子板和木板之間進(jìn)行通信。
PCB可以是單面或雙面和/或多層的，并且通過嵌入式安裝、表面安裝、球安裝和/或連線安裝，組裝無源電路和有源電路。適當(dāng)?shù)牟考V波器、耦合器、電阻器、電容器(例如，旁路和耦合)、電感器、各種固態(tài)設(shè)備，包括晶體管和運(yùn)算放大器、數(shù)字信號處理器(DSP)、集成電路(IC)、多層部件，例如具有模擬、數(shù)字和/或RF層的ASIC、多芯片模塊(MCM)、塑料封裝的芯片(PEM)和微波單片式集成電路(MMIC)。
集成芯片及其派生產(chǎn)品可以被表面安裝，而且基于未封裝(“裸”芯片)和/或倒裝芯片技術(shù)。如所已知的，未封裝芯片使用附加于未處理支撐基板上的裸芯片，其中可以在管芯的頂部進(jìn)行制造，得到帶有埋在互連和相關(guān)地線之下的IC以及電源層的模塊，而且不帶有任何接合線。另外，裸芯片可以安裝在先前形成了圖案的基板上。倒裝芯片通常是未封裝的芯片，其被表面朝下地安裝以與基板直接接觸。使用未封裝和倒裝芯片提供了減少的(例如，薄的)封裝外形?？梢匀缢谕卦龃蠊苄境叽缫愿纳粕嵝?。
圖2說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的系統(tǒng)200，其可以用于分離所發(fā)射和所接收的信號。系統(tǒng)200包括復(fù)用器(“MUX”)210，其可以提供多個(gè)信號的串行和/或并發(fā)發(fā)射和接收。為了進(jìn)行復(fù)用，MUX 210可以包括多個(gè)信號分離和合成部件以及中間信號處理部件。分離和組合部件可以包括耦合器，例如定向耦合器(例如，3dB耦合器)和混合耦合器(例如，3dB/正交混合耦合器)。
例如，中間部件可以包括一個(gè)或多個(gè)濾波器，例如，低通/阻、高通/阻或者帶通/阻離散和/或聲波濾波器，封裝在陶瓷中，“裸”芯片和/或倒裝芯片結(jié)構(gòu)。離散陶瓷濾波器提供價(jià)格低廉的高功率處理和高性能方法，而聲波濾波器提供高性能和選擇性，而且通常比其同族離散濾波器更緊湊。
聲波濾波器包括表面聲波(SAW)和體聲波(BAW)濾波器。這兩種類型的聲波濾波器使用壓電效應(yīng)，以在施加有RF信號時(shí)，通過材料形變將電子/機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械/電子能量。在SAW濾波器中，能量在表面上傳播，而BAW濾波器在整個(gè)體內(nèi)傳輸能量。如上所簡述的，聲波濾波器通常是緊湊的；SAW濾波器通常包括多芯片模塊，而BAW濾波器可以完全集成在芯片上(“片上系統(tǒng)”技術(shù))。BAW濾波器可以進(jìn)一步由設(shè)計(jì)方法進(jìn)行描述。例如，薄膜體聲波諧振器(FBAR)和固態(tài)裝配諧振器(SMR)都可以作為BAW濾波器使用，但是它們在設(shè)計(jì)方法上有所不同。FBAR濾波器是通過隔膜方法設(shè)計(jì)的，其中在基板上施加一層SixNy薄膜構(gòu)成諧振器。SMR濾波器通過鏡像方法設(shè)計(jì)，其中大量的低阻抗和高阻抗四分之一波長層(鏡像)用于構(gòu)成諧振器。這種濾波器可以用于定義可以在其中發(fā)射和/或接收信號的頻段。
系統(tǒng)200可以與收發(fā)部件100結(jié)合使用，或者作為收發(fā)部件100的一部分使用。這樣，系統(tǒng)200可以提供上述的多個(gè)好處。例如，系統(tǒng)200可以提供與后端的隔離阻障220。隔離阻障220減少了在后端和MUX210之間使用隔離部件的需要。另外，系統(tǒng)200可以提供與前端的隔離阻障，前端包括發(fā)射端口(“Tx”)240和接收端口(“Rx”)250。同樣地，隔離阻障230減少了在前端和MUX 210之間使用隔離部件的需要。如前所述，對隔離部件需要的減少可以簡化設(shè)計(jì)并且縮減尺寸和成本。
另外，系統(tǒng)200可以用于匹配MUX 210輸入和輸出阻抗，這有助于實(shí)現(xiàn)MUX 210與后端及前端之間的最大功率傳輸，并且減少由于功率反射引起的損耗。用于匹配輸入和輸出阻抗的裝置還可以減少對MUX 210內(nèi)使用的中間部件的限制。例如，當(dāng)在MUX 210內(nèi)使用濾波器時(shí)，對濾波器的選擇并未限制在輸入阻抗和輸出阻抗的范圍內(nèi)。此外，MUX 210可以在輸入級和/或輸出級提供緩沖。
Tx 240可以提供發(fā)射通道，或者是任何用于發(fā)射信號的已知設(shè)備，例如，天線。另外，Tx 240可以包括對信號進(jìn)行調(diào)制、加密和/或編碼的機(jī)制。Rx 250可以提供接收通道，或者是任何用于發(fā)射信號的已知設(shè)備，例如天線、檢波器和/或耦合設(shè)備(例如，同軸電纜、A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器，…)。當(dāng)接收到已進(jìn)行調(diào)制、加密和/或編碼的信號時(shí)，適當(dāng)?shù)男盘柼幚砜梢耘cRx 250結(jié)合使用，以對信號進(jìn)行解調(diào)、解密和/或解碼。
MUX 210可以進(jìn)一步提供在Tx 240和Rx 250之間的分離和隔離。分離和隔離可以降低Tx 240和Rx 250之間的交叉功率污染(噪聲)，這可以使得Tx 240和Rx 250的位置彼此更加靠近，可以有助于縮減MUX210的占位面積。
圖3說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性平衡雙工器300。平衡雙工器300可以用于幫助發(fā)射和接收信號。可以使用平衡雙工器300的系統(tǒng)示例包括收發(fā)部件100和系統(tǒng)200、移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如手機(jī)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)和無線電通信。
平衡雙工器300包括第一濾波器(“濾波器A”)310和第二濾波器(“濾波器B”)320。一般而言，可以調(diào)諧濾波器310、320以在所期望的發(fā)射頻段和接收頻段內(nèi)進(jìn)行發(fā)射和接收?？梢酝ㄟ^使用各種低通/阻、高通/阻和帶通/阻技術(shù)，將濾波器310、320配置用于各個(gè)頻段。例如，濾波器310、320可以被設(shè)計(jì)為在通常與850MHz左右頻率相關(guān)聯(lián)的蜂窩頻段內(nèi)發(fā)射信號和接收信號。在另一個(gè)示例中，濾波器310、320可以被設(shè)計(jì)為在通常與1900MHz左右頻率相關(guān)聯(lián)的PCS頻段內(nèi)發(fā)射信號和接收信號。在另一個(gè)示例中，濾波器310、320可以設(shè)計(jì)為在通常與1600MHz左右頻率相關(guān)聯(lián)的GPS頻段內(nèi)接收信號。
濾波器310、320可以實(shí)現(xiàn)為離散部件，例如電阻器、電容器等等，和/或芯片，包括塑料封裝的模塊(PEM)、單片微波集成芯片(MMIC)以及專用集成芯片(ASIC)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，濾波器310、320可以與可變電容器或者提供校準(zhǔn)及調(diào)整頻段和/或改變頻段的手段的其它部件一起使用。
濾波器310、320可以是任何已知類型的濾波器；但是，通常使用聲濾波器。適當(dāng)?shù)穆暈V波器的示例包括SAW和BAW(例如，F(xiàn)BAR和SMR)濾波器。如已知的，聲濾波器使用壓電技術(shù)，其中將電子/機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械/電子能量。例如，在SAW濾波器中，能量在濾波器的表面縱向傳播，而在BAW濾波器中，能量還傳播到濾波器體內(nèi)。聲濾波器在從多芯片模塊到完全集成的片上系統(tǒng)的相對小的封裝內(nèi)提供高性能和選擇性。
平衡雙工器300進(jìn)一步包括第一耦合器330，其將濾波器310、320與系統(tǒng)的后端相對接。例如，第一耦合器330可以建立從信號生成部件(例如，生成要發(fā)射的信號的部件)到濾波器310、320中至少一個(gè)和/或從濾波器310、320中至少一個(gè)到信號調(diào)節(jié)部件的通路340。另外，第一耦合器330可以提供到濾波器310、320的隔離通路350，其通過阻抗設(shè)置電阻器360接地。如圖所示，電阻器360可以是50Ω電阻器，這是標(biāo)準(zhǔn)的終端阻抗。但是，將理解到可以使用對于設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)娜我庵档碾娮琛?br> 第二耦合器370將濾波器310、320與系統(tǒng)的前端相對接。例如，第二耦合器370可以建立從濾波器310、320中至少一個(gè)到諸如天線的發(fā)射設(shè)備390和/或從發(fā)射設(shè)備到濾波器310、320中至少一個(gè)的通路380。類似于后端，第二耦合器370可以提供來自濾波器310、320中至少一個(gè)的隔離通路392，其可以通過阻抗設(shè)置電阻器394接地。同樣地，電阻器394可以是多個(gè)值的，通常是50Ω電阻器。通路392還可以用于在檢波器396和濾波器310、320中至少一個(gè)之間建立通路。
優(yōu)選的耦合器330、370是3dB混合耦合器，例如，Lange或者離散耦合器。但是，將理解到，可以依照本發(fā)明一個(gè)方面使用各種其它耦合器(例如，定向耦合器)。使用Lange耦合器提供了一種益處，即通過耦合器跡線形狀和/或尺寸的附加帶通濾波。另外，Lange耦合器可以實(shí)現(xiàn)為基板上的導(dǎo)電跡線(例如，金、銀和銅)，這可以用于將耦合器330、370與濾波器310、320集成在一起。此外，Lange耦合器可以減少對外部定向耦合器的使用，并且提供檢波器采樣點(diǎn)。
一般而言，Lange耦合器可以實(shí)現(xiàn)為三線四端口耦合器。在發(fā)射期間，通路340用作對第一耦合器330的輸入。第一耦合器330對信號功率進(jìn)行分離，使得一部分信號功率通過第二濾波器320，而剩余的那部分信號功率被耦合以通過第一濾波器310。耦合系數(shù)(例如，功率比)可以用于確定通過各個(gè)濾波器310、320的功率部分。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供耦合系數(shù)，使得大約一半的功率通過各個(gè)濾波器310、320。從而，各個(gè)濾波器310、320可以定額在總額定功率的一半，這使得設(shè)計(jì)者可以使用較低的額定功率的部件。第二耦合器370對來自濾波器310、320的信號進(jìn)行合并，并且通過通路380將信號傳送至發(fā)射部件390。
如上所述，通過雙工器300的發(fā)射使用兩個(gè)濾波器310、320。通常，濾波器310、320的輸入阻抗和輸出阻抗是匹配的(例如，50Ω)，以提供平衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是，將理解到，在本發(fā)明的其它方面，在發(fā)射期間只使用濾波器310、320中的一個(gè)。能夠使用濾波器310、320中一個(gè)或兩個(gè)的能力提供了一種機(jī)制，其中如果濾波器310、320中的一個(gè)故障，則雙工器300繼續(xù)使用另一個(gè)濾波器(例如，具有3dB損耗)進(jìn)行工作。
在接收期間，耦合器370通過通路392將接收部件396與第二濾波器320相對接，其中耦合器330通過通路340將信號傳送至信號調(diào)節(jié)部件。在本發(fā)明的其它方面，發(fā)射部件390可以作為接收機(jī)使用。這樣，通路380可以將所接收的信號與第二耦合器370相對接。與雙濾波器發(fā)射機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似，可以使用雙濾波器接收機(jī)，其中第二耦合器370對信號進(jìn)行分離，通過濾波器310、320對信號進(jìn)行濾波，由第一耦合器330對信號進(jìn)行合并，然后將信號通過通路340傳送至信號調(diào)節(jié)部件。使用雙濾波器接收機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供了改進(jìn)的LNA和天線匹配。
隔離通路350、392分別在耦合器330、370與后端和前端之間提供隔離。從而，使用本發(fā)明減少了在耦合器330、370與后端和前端之間使用隔離部件的需要，這可以縮減尺寸并且提供更加簡單的設(shè)計(jì)。
另外，將耦合器330、370與50Ω的阻抗連接減少了需要50Ω阻抗濾波器310、320的限制。相反，耦合器330、370結(jié)合平衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(匹配的輸入阻抗/輸出阻抗)一起可以通過將反射功率轉(zhuǎn)移到50Ω終端電阻器來保持50Ω的輸入阻抗和輸出阻抗。
平衡雙工器300可以通過降低來自濾波器310、320的在耦合器330、370之間的反射能量，來改善阻抗匹配。例如，濾波器310、320中的一個(gè)可以用作直通通路，而另一個(gè)濾波器可以用作耦合通路。當(dāng)對輸入信號進(jìn)行分離時(shí)，一部分信號可以以零度相位偏移傳送至直通通道，而剩余部分可以以90度相位偏移傳送至耦合通路。從直通通路返回到輸入的反射能量沒有相位偏移，而從耦合通路返回到輸入的反射能量帶有180度的相位偏移(90度再加上附加的90度相位偏移)，從而在輸入處彼此抵消。另外，任何來自耦合通路的剩余反射能量都可以在50Ω電阻器上被消耗掉。
圖4-6說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的方法。雖然為了說明簡便的目的，該方法是作為一系列的動(dòng)作來表示和描述的，但是應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明并不受動(dòng)作的順序限制，因?yàn)橐勒毡景l(fā)明，一些動(dòng)作可以以不同的順序和/或同時(shí)地與在這里表示和描述的其它動(dòng)作一起發(fā)生。例如，本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，也可以將方法表示為一系列互相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或事件，例如狀態(tài)圖。而且，實(shí)現(xiàn)依照本發(fā)明的方法可能并不需要所述的所有動(dòng)作。
圖4說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的方法400，其使用平衡雙工器發(fā)射信號。進(jìn)入?yún)⒖紭?biāo)號410，信號生成器用于生成信號，該信號具有要發(fā)射的信息。在420中，信號可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚赃M(jìn)行發(fā)射。例如，可以對信號進(jìn)行放大、相位偏移、加密、編碼、調(diào)制和/或加到載波上。
在430中，可以將經(jīng)過處理的信號傳送至平衡雙工器。信號可以通過耦合器(例如，諸如Lange等3dB混合耦合器)到達(dá)一個(gè)或多個(gè)濾波器，其中信號功率可以在濾波器之間進(jìn)行分離(例如，如通過功率比所限定的)。對功率進(jìn)行分離允許使用較低額定功率的濾波器，其通常比較高額定功率濾波器小。例如，當(dāng)使用兩個(gè)濾波器時(shí)，功率可以進(jìn)行分離，使得大約一半的功率通過各個(gè)濾波器。濾波器通常通過低通/阻、高通/阻和/或帶通/阻濾波器提供帶通頻率范圍。使用兩個(gè)濾波器還提供一種機(jī)制，其中如果該濾波器中一個(gè)濾波器變得不可操作，則可以使用另一個(gè)濾波器傳送全部信號功率。在440中，信號通過第二耦合器進(jìn)行合并，并被傳送至諸如天線等發(fā)射部件。
圖5說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的方法500，其使用平衡雙工器接收信號。在參考標(biāo)號560處，接收到信號。所接收的信號可以是相位偏移、經(jīng)過加密、編碼、調(diào)制和/或加在載波上的信號。在570處，將信號傳送至平衡雙工器。將理解到平衡雙工器可以包括多個(gè)濾波器，而該多個(gè)濾波器中的一個(gè)或更多的濾波器可以用于處理所接收的信號。在參考標(biāo)號580處，所接收的信號通過雙工器到達(dá)信號處理級，這個(gè)級可以經(jīng)過或者包括用于進(jìn)行信號放大、調(diào)節(jié)、解密、解碼、解調(diào)和/或載波提取的裝置。
參考圖6，其說明了構(gòu)造新穎平衡雙工器的方法600。進(jìn)入?yún)⒖紭?biāo)號610，獲得雙工器的PCB或者基板。如上面所提供的，典型PCB包括具有以一層或多層形成的導(dǎo)電圖案的非導(dǎo)電性基板。PCB可以是單面或雙面和/或多層的，并且通過嵌入式安裝、表面安裝、球安裝和/或連線安裝，安裝有無源和有源電路。適當(dāng)?shù)牟考V波器、耦合器、電阻器、電容器(例如，旁路和耦合電容)、電感器、各種固態(tài)器件，包括晶體管和運(yùn)算放大器、數(shù)字信號處理器(DSP)、集成電路(IC)、多層部件，例如具有模擬、數(shù)字和/或RF層的ASIC、多芯片模塊(MCM)、塑料封裝的芯片(PEM)和微波單片式集成電路(MMIC)。集成芯片及其派生產(chǎn)品可以被表面安裝，并且基于未封裝的(“裸”芯片)和/或倒裝芯片技術(shù)?？梢允褂酶鞣N固定手段將雙工器PCB與其它部件相連。例如，可以使用支架、連接器、擴(kuò)展槽、安裝螺釘、插座、直角支架等等。另外，PCB可以直接安裝在另一個(gè)部件或者另一個(gè)PCB上。
在參考標(biāo)號620中，可以在PCB上構(gòu)造雙工器。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，雙工器是由兩個(gè)耦合器(例如，Lange耦合器)和兩個(gè)被配置為平衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如，基本上類似的輸入阻抗和輸出阻抗)的聲(例如，SAW、FBAR和SMR)濾波器形成。在雙工器的后端使用一個(gè)耦合器，其中耦合器在后端和濾波器之間提供隔離。另外，來自耦合器的隔離引線與50Ω電阻器端接，以提供一條向其轉(zhuǎn)移功率反射的通路，以便保持50Ω的阻抗。在雙工器的前端使用另一個(gè)耦合器，并且在前端和濾波器之間提供隔離。濾波器位于耦合器之間，其中兩個(gè)濾波器均用于信號發(fā)射，而一個(gè)濾波器用于信號接收。
在參考標(biāo)號630中，后端與雙工器相對接。由于雙工器提供隔離，不需要在后端和雙工器之間使用隔離部件。在參考標(biāo)號640中，前端與雙工器相對接。同樣地，由于雙工器提供隔離，不需要在前端和雙工器之間使用隔離部件。
圖7說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性發(fā)射和接收系統(tǒng)700。系統(tǒng)700包括雙工器705，其與接收系統(tǒng)710和發(fā)射系統(tǒng)745相連。雙工器705可以是平衡雙工器和/或可以連同收發(fā)部件一起使用，如這里所描述的。
接收系統(tǒng)710包括多個(gè)級，包括預(yù)處理、混頻、相位偏移以及放大。將理解到，在接收系統(tǒng)710中說明的各個(gè)級及相關(guān)聯(lián)的部件提供一種示例，而且可以依照本發(fā)明的一個(gè)方面使用各種其它結(jié)構(gòu)，包括附加的和/或不同的級和部件。例如，相位偏移級可以發(fā)生在混頻級之前。
接收系統(tǒng)710可以用于接收信號，例如，RF信號(例如，超高頻信號)和/或RF帶外信號。例如，接收部件715可以是與太空船、衛(wèi)星、航空器、汽車、移動(dòng)設(shè)備或兩棲車相關(guān)聯(lián)的天線。在接收到信號之后，接收部件715(例如，天線和檢波器)可以通過雙工器705將信號傳送至預(yù)處理部件720，如上所詳述。
預(yù)處理部件720可以對信號中的噪聲進(jìn)行濾波。例如，RF信號通常與低功率等級(例如，近噪聲本底)相關(guān)聯(lián)，可以用低噪聲放大器(LNA)對該信號進(jìn)行處理。當(dāng)LNA的增益足夠大時(shí)，來自接收系統(tǒng)710其余級的噪聲貢獻(xiàn)可能相對小，這是因?yàn)橥ㄟ^其它級增加的噪聲被LNA的增益除，而LNA的增益和噪聲系數(shù)(LNA所增加的噪聲量度)確定了接收機(jī)噪聲特性。預(yù)處理部件720還可以用于對信號進(jìn)行帶通濾波。
在預(yù)處理之后，可以將信號傳送至混頻器725。一般而言，混頻器將一個(gè)頻率的輸入轉(zhuǎn)換為另一個(gè)頻率(例如，中頻(IF))的輸出，以允許在電路更加容易實(shí)現(xiàn)的頻率上進(jìn)行濾波、相位偏移和/或其它數(shù)據(jù)處理操作。振蕩器730可以生成本地振蕩器(LO)信號，可以將其饋入混頻器，其中混頻器725可以通過對來自預(yù)處理器720的信號和來自振蕩器730的LO信號進(jìn)行合并生成中頻(IF)信號(例如，fRF-fLO或者fLO-fRF)以及IF、RF和LO頻率的諧波，來生成輸出信號。
例如，接收系統(tǒng)710可以用于在頻段75-110GHz內(nèi)獲得數(shù)據(jù)。與這個(gè)頻段相關(guān)聯(lián)的濾波器可以具有低Q或者高損耗，而這降級了接收機(jī)噪聲特性。因此，將所接收的信號的頻率轉(zhuǎn)換為可以使用低損耗濾波器的更低的值是有利的。通常，可以在不降級輸入信號幅度或者引入附加噪聲的情況下實(shí)現(xiàn)這一目的?；祛l器的轉(zhuǎn)換效率通常取決于LO的驅(qū)動(dòng)功率。
可以將混頻信號傳送至相位偏移器735進(jìn)行信號調(diào)制(例如，相移鍵控調(diào)制)。另外，相位偏移器735可以包括DC偏置、RF匹配和/或高Q的RF短路電路。DC偏置電路可以用于改變DC偏置的等級，以影響阻抗?fàn)顟B(tài)，RF匹配電路可以用于使在所期望頻段內(nèi)的信號通過，最大化功率和/或阻滯頻率，高Q的RF短路電路可以用于提供DC線路的RF短路。
在相位偏移之后，放大器740可以用于增加信號的功率或者增益(例如，通過跨導(dǎo)或者電流)。放大器的級數(shù)通常取決于所期望的增益和頻率，這是因?yàn)榫w管輸出功率隨著頻率的增加而下降。然后，經(jīng)過放大的信號可以進(jìn)行進(jìn)一步處理和/或使用。
與發(fā)射系統(tǒng)710相似，接收系統(tǒng)745包括多個(gè)級，包括放大、混頻、相位偏移和信號調(diào)節(jié)。同樣地，在接收系統(tǒng)745中描述的各個(gè)級以及相關(guān)聯(lián)的部件提供一種示例，而且可以依照本發(fā)明的一個(gè)方面使用各種其它結(jié)構(gòu)，包括附加的和/或不同的級和部件。
發(fā)射系統(tǒng)745包括放大信號功率的放大器750。放大信號可以傳送至混頻器755，其中混頻器755可以由放大信號以及來自本地振蕩器760的信號生成中頻信號，如上所述。
在生成中頻信號之后，相位偏移器770可以用于對信號進(jìn)行相位偏移。可以使用各種相位偏移技術(shù)，包括使用二進(jìn)制濾波器、反射濾波器、混合反射濾波器和切換相位濾波器?？梢栽诎l(fā)射之前通過信號調(diào)節(jié)器780對相位偏移信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，可以對信號進(jìn)行加密、編碼和/或封裝在包絡(luò)中。在另一個(gè)示例中，可以對信號進(jìn)行濾波。功率放大器790可以用于增加信號的增益。發(fā)射部件745可以將信號通過雙工器705傳送至天線795，以進(jìn)行發(fā)射。
圖8說明依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例性移動(dòng)通信環(huán)境(“環(huán)境”)800。環(huán)境800包括無線通信設(shè)備(“設(shè)備”)810、蜂窩收發(fā)機(jī)820、PCS收發(fā)機(jī)830、GPS發(fā)射機(jī)840和無線網(wǎng)絡(luò)850(例如，藍(lán)牙和Wi-Fi)。
設(shè)備810可以包括在這里描述的部件、系統(tǒng)和方法，或者與其結(jié)合使用。例如，設(shè)備810可以包括收發(fā)部件或者雙工器。此外，設(shè)備810可以包括CDMA天線、GPS天線和藍(lán)牙天線。另外，可以依照本發(fā)明的一個(gè)方面使用增強(qiáng)型和其它傳輸技術(shù)(例如，CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA)以及其它各種天線結(jié)構(gòu)。
設(shè)備810可以使用各種移動(dòng)通信技術(shù)以與蜂窩收發(fā)機(jī)820、PCS收發(fā)機(jī)830、GPS發(fā)射機(jī)840和無線網(wǎng)絡(luò)850進(jìn)行通信。例如，設(shè)備810可以向蜂窩收發(fā)機(jī)820發(fā)射蜂窩信息和/或從其接收蜂窩信息。同樣地，該設(shè)備可以與無線網(wǎng)絡(luò)850發(fā)射和/或接收信息，例如，與一個(gè)或多個(gè)使用藍(lán)牙技術(shù)或Wi-Fi/WLAN的設(shè)備發(fā)射和/或接收信息，該設(shè)備例如，PDA、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、顯示器、計(jì)算機(jī)、微處理器和/或另一個(gè)與設(shè)備810類似的移動(dòng)通信設(shè)備。
圖9說明可以使用本發(fā)明新穎方面的示例性移動(dòng)(例如，便攜式和無線)電話900。移動(dòng)電話900包括天線905，其與一個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行射頻信號通信(例如，發(fā)射和接收)。天線905可以與移動(dòng)電話900內(nèi)的雙工器電路相連(例如，如在這里所描述的)。另外，移動(dòng)電話900可以包括單獨(dú)的信號接收部件(未示出)，信號接收部件也可以與雙工器相連。
移動(dòng)電話900進(jìn)一步包括麥克風(fēng)910，其接收音頻信號，并將信號傳送至至少一個(gè)板載處理器，以進(jìn)行音頻信號處理；還包括音頻揚(yáng)聲器915，其用于向用戶輸出音頻信號，包括經(jīng)過處理的呼叫者的語音信號和接收方音樂、告警以及通知音或鳴音。另外，移動(dòng)電話900可以包括電源，例如可充電電池(例如，堿性、NiCAD、NiMH和Li-ion)，其可以在用戶移動(dòng)時(shí)向基本上所有板載系統(tǒng)提供電能。
移動(dòng)電話900可以進(jìn)一步包括多個(gè)多功能按鈕，包括小鍵盤920、菜單導(dǎo)航按鈕925和屏幕觸摸式感應(yīng)位置(未示出)，以允許用戶提供信息，用于撥號、選擇選項(xiàng)、導(dǎo)航互聯(lián)網(wǎng)、開機(jī)/關(guān)機(jī)以及對包括依照電話配置的各種特征在內(nèi)的軟件菜單系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航。顯示屏930可以用于向用戶顯示信息，例如所撥的電話號碼、呼叫者的電話號碼(例如，呼叫者ID)、通知信息、網(wǎng)頁、電子郵件以及諸如文檔、電子數(shù)據(jù)表和視頻的文件。顯示屏930可以是彩色或者單色顯示屏(例如，液晶、CRT、LCD、LED和/或平板)，并且可以與鳴音、通知和語音等音頻信息同時(shí)使用。當(dāng)移動(dòng)電話900適用于因特網(wǎng)通信時(shí)，也可以單獨(dú)或者連同音頻信號一起顯示網(wǎng)頁和電子郵件(e-mail)信息。
菜單導(dǎo)航按鈕925可以進(jìn)一步使用戶能夠與顯示信息進(jìn)行交互。在這種能力的支持下，小鍵盤920可以提供進(jìn)行文字?jǐn)?shù)字輸入的按鍵，而且是多功能的，使得用戶可以通過依照電子郵件或消息傳遞通信的其它形式，從小鍵盤920輸入文字?jǐn)?shù)字和具體字符來進(jìn)行響應(yīng)。小鍵盤按鍵還允許用戶至少控制其它的電話特性，例如音量和顯示屏亮度。
接口可以用于上傳以及向存儲器下載信息，例如，重新獲得電話表存儲器的時(shí)間數(shù)據(jù)以及電話第二存儲器的其它信息(例如，網(wǎng)站信息和內(nèi)容、呼叫者歷史信息、地址本和電話號碼以及第二存儲器中駐留的音樂)。開關(guān)按鈕940允許用戶開啟或關(guān)閉移動(dòng)電話900。
移動(dòng)電話900可以進(jìn)一步包括用于存儲信息的存儲器。存儲器可以包括非易失性存儲器和易失性存儲器，可以是永久和/或可移除的。移動(dòng)電話900可以進(jìn)一步包括高速數(shù)據(jù)接口945，例如USB(通用串行總線)和用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的IEEE 1394。這種接口可以用于上傳和下載信息，例如網(wǎng)站信息和內(nèi)容、呼叫者歷史信息、地址本和電話號碼以及駐留在第二存儲器中的音樂。另外，移動(dòng)電話900可以與各種輸入/輸出(I/O)設(shè)備，例如鍵盤、小鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行通信。
為了提供用于本發(fā)明各個(gè)方面的環(huán)境，圖10和圖11以及下面的描述旨在提供可以在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各方面的適當(dāng)計(jì)算環(huán)境的簡短的一般性的描述。雖然上述已在運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般環(huán)境中描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，也可以結(jié)合其它程序模塊實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。一般而言，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)和/或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例行程序、程序、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。而且，本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，可能使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，包括單處理器或多處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、迷你型計(jì)算設(shè)備、主機(jī)計(jì)算機(jī)以及個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算設(shè)備、基于微處理器的或者可編程的客戶電子設(shè)備等等。本發(fā)明所描述的各方面還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，在分布式計(jì)算環(huán)境中，任務(wù)是由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行的。但是，本發(fā)明的一些方面(如果不是所有方面)可以實(shí)現(xiàn)在單機(jī)計(jì)算機(jī)上。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可能位于本地和遠(yuǎn)程存儲器設(shè)備兩者中。
圖10說明可以在其中使用本發(fā)明的示例性計(jì)算環(huán)境1000。系統(tǒng)1000包括一個(gè)或多個(gè)客戶端1010?？蛻舳?010可以是硬件和/或軟件(例如，線程、過程、計(jì)算設(shè)備)。系統(tǒng)1000還包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器1030。同樣地，服務(wù)器1030可以是硬件和/或軟件(例如，線程、過程、計(jì)算設(shè)備)?？蛻舳?010和服務(wù)器1030之間的可能通信可能是以在兩個(gè)或更多計(jì)算機(jī)進(jìn)程之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的形式進(jìn)行。系統(tǒng)1000進(jìn)一步包括通信框架1050，其可以用于幫助在客戶端1010和服務(wù)器1030之間實(shí)現(xiàn)通信。客戶端1010可以與一個(gè)或更多客戶端數(shù)據(jù)存儲區(qū)1060相對接，客戶端數(shù)據(jù)存儲區(qū)可以用于存儲客戶端1010的本地信息。類似地，服務(wù)器1000[z2]可以與一個(gè)或更多服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲區(qū)1040相對接，服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲區(qū)可以用于存儲服務(wù)器1030的本地信息。
參考圖11，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各個(gè)方面的示例性環(huán)境1110包括計(jì)算機(jī)1112。計(jì)算機(jī)1112包括處理單元1114、系統(tǒng)存儲器1116以及系統(tǒng)總線1118。系統(tǒng)總線1118將系統(tǒng)部件，包括但不限于系統(tǒng)存儲器1116與處理單元1114相連。處理單元1114可以是各種可用處理器中的任何一種。雙微處理器和其它多處理器體系結(jié)構(gòu)也可以作為處理單元1114使用。
系統(tǒng)總線1118可以是多種類型總線結(jié)構(gòu)中的任何一種，包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線或者外部總線和/或本地總線，它們使用各種可用的總線體系結(jié)構(gòu)中的任何一種，包括但不限于，8比特總線、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)、微通道體系結(jié)構(gòu)(MSA)、擴(kuò)展ISA(EISA)、智能驅(qū)動(dòng)器電路(IDE)、VESA本地總線(VLB)、外圍部件互連(PCI)、通用串行總線(USB)、先進(jìn)圖形端口(AGP)、個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲卡國際協(xié)會(huì)總線(PCMCIA)以及小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)。
系統(tǒng)內(nèi)存1116包括易失性存儲器1120和非易失性存儲器1122?；据斎?輸出系統(tǒng)(BIOS)包含例如在開機(jī)期間在計(jì)算機(jī)1112內(nèi)各元件之間傳送信息的基本例行程序，該基本輸入/輸出系統(tǒng)存儲在非易失性存儲器1122中。通過說明的方式而非限制的方式，非易失性存儲器1122可以包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可除ROM(EEPROM)或者閃速存儲器。易失性存儲器1120包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)，其作為外部高速緩沖存儲器使用。通過說明的方式而非限制的方式，RAM可用于多種形式，例如同步RAM(SRAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙倍數(shù)據(jù)率SDRAM(DDR SDRAM)、增強(qiáng)型SDRAM(ESDRAM)、同步鏈接DRAM(SLDRAM)和直接總線式(Rambus)RAM(DRRAM)。
計(jì)算機(jī)1112還包括可移除/不可移除、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)。例如，圖11說明盤存儲器1124。盤存儲器1124包括但不限于如盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、帶驅(qū)動(dòng)器、Jaz驅(qū)動(dòng)器、Zip驅(qū)動(dòng)器、LS-100驅(qū)動(dòng)器、閃速存儲卡或者記憶棒。另外，盤存儲器1124可以單獨(dú)或者與其它存儲介質(zhì)共同包括存儲介質(zhì)，包括但不限于，光盤驅(qū)動(dòng)器，例如光盤ROM設(shè)備(CD-ROM)、CD可記錄驅(qū)動(dòng)器(CD-R驅(qū)動(dòng)器)、CD可重寫驅(qū)動(dòng)器(CD-RW驅(qū)動(dòng)器)或者數(shù)字多功能盤ROM驅(qū)動(dòng)器(DVD-ROM)。為了便于盤存儲設(shè)備1124與系統(tǒng)總線1118的連接，通常使用可移除或不可移除的接口，例如，接口1126。
將了解到，圖11描述了作為用戶和在適當(dāng)?shù)牟僮鳝h(huán)境1110中描述的基本計(jì)算機(jī)資源之間的中間媒介的軟件。這種軟件包括操作系統(tǒng)1128。操作系統(tǒng)1128可以存儲在盤存儲器1124上，用于控制和分配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1112的資源。系統(tǒng)應(yīng)用程序1130通過操作系統(tǒng)1128經(jīng)過存儲在系統(tǒng)存儲器1116中或者盤存儲器1124上的程序模塊1132和程序數(shù)據(jù)1134利用資源的管理。將理解到，可以使用各種操作系統(tǒng)或操作系統(tǒng)的組合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
用戶通過輸入設(shè)備1136向計(jì)算機(jī)1112輸入命令或信息。輸入設(shè)備1136包括但不限于定點(diǎn)設(shè)備，例如鼠標(biāo)、軌跡球、觸控筆、觸摸板、鍵盤、麥克風(fēng)、操縱桿、游戲手柄、衛(wèi)星天線、掃描儀、TV調(diào)諧卡、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)等等。這些以及其它輸入設(shè)備通過系統(tǒng)總線1118經(jīng)由接口端口1138與處理單元1114相連。例如，接口端口1138包括串行端口、并行端口、游戲端口和通用串行總線(USB)。輸出設(shè)備1140使用一些與輸入設(shè)備1136相同類型的端口。從而，例如，USB端口可用于向計(jì)算機(jī)1112提供輸入，以及將來自計(jì)算機(jī)1112的信息輸出到輸出設(shè)備1140。輸出適配器1142用于說明存在諸如監(jiān)視器、揚(yáng)聲器和打印機(jī)等一些其它輸出設(shè)備1140，它們需要專用的適配器。通過說明的方式而非限制的方式，輸出適配器1142包括提供輸出設(shè)備1140和系統(tǒng)總線1118之間的連接裝置的顯卡和聲卡。應(yīng)當(dāng)注意，其它設(shè)備和/或設(shè)備的系統(tǒng)提供輸入能力和輸出能力，例如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1144。
計(jì)算機(jī)1112可以運(yùn)行于使用與一個(gè)或更多遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，例如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1144的邏輯連接的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1144可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、工作站、基于微處理器的設(shè)備、對等設(shè)備或其它公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等等，并且通常包括相對于計(jì)算機(jī)1112所描述的多個(gè)或所有元件。為了簡便，只示出遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1144的內(nèi)存存儲設(shè)備1146。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1144在邏輯上通過網(wǎng)絡(luò)接口1148與計(jì)算機(jī)1112相連，而在物理上通過通信連接1150相連。網(wǎng)絡(luò)接口1148包括通信網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)。LAN技術(shù)包括光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)、銅線分布式數(shù)據(jù)接口(CDDI)、以太網(wǎng)/IEEE802.3、令牌環(huán)/IEEE 802.5等等。WAN技術(shù)包括但不限于，點(diǎn)對點(diǎn)鏈路、如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)及其變型的電路交換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字用戶線路(DSL)。
通信連接1150指用于將網(wǎng)絡(luò)接口1148連接到總線1118的硬件/軟件。雖然為了說明簡便的目的，通信連接1150被表示在計(jì)算機(jī)1112的內(nèi)部，但是也可以位于計(jì)算機(jī)1112的外部。僅用于示例的目的，連接網(wǎng)絡(luò)接口1148所需的硬件/軟件包括內(nèi)部技術(shù)和外部技術(shù)，例如調(diào)制解調(diào)器，包括普通電話級調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和DSL調(diào)制解調(diào)器、ISDN適配器和以太網(wǎng)卡。
以上描述的包括本發(fā)明的示例。當(dāng)然，為了描述本發(fā)明，不可能描述部件和方法的每種可能組合，但是本領(lǐng)域中普通的技術(shù)人員可理解到，本發(fā)明的很多其它組合和變換都是可能的。因此，本發(fā)明旨在包括落入所附權(quán)利要求書的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這種變更、修改以及變形。
權(quán)利要求
1.一種有助于信號發(fā)射和接收的系統(tǒng)，包括第一部件，被配置為在發(fā)射頻段和接收頻段內(nèi)傳送信號；以及第二部件，其將所述第一部件與前端和后端相對接，所述第二部件在所述第一部件和所述前端和后端之間提供隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一部件提供并發(fā)的信號發(fā)射和接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一部件包括兩個(gè)或更多濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，所述兩個(gè)或更多濾波器被配置以確定所述發(fā)射頻段和接收頻段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第二部件包括兩個(gè)3dB混合耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述3dB混合耦合器包括Lange耦合器和離散耦合器中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，所述Lange耦合器包括在基板上的金跡線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，用于移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持PC、袖珍PC、掌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手寫板電腦、筆記本、GPS、尋呼機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、主機(jī)和工作站中的至少一個(gè)中。
9.一種平衡雙工器，包括第一濾波器；第二濾波器，所述第一濾波器和第二濾波器具有基本上類似的輸入阻抗和輸出阻抗；第一耦合器，其將所述第一濾波器和第二濾波器與設(shè)備的處理單元和第一終端相對接；以及第二耦合器，其將所述第一濾波器和第二濾波器與天線、檢波器和第二終端相對接，所述平衡雙工器用于幫助通過所述第一濾波器和第二濾波器發(fā)射信號和接收信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，使用所述第一濾波器和第二濾波器，使得一部分所述信號功率通過所述濾波器中的一個(gè)傳輸，而剩余的信號功率通過另一個(gè)濾波器傳輸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，所述傳輸至各個(gè)濾波器的信號功率部分是由功率比確定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，所述通過各個(gè)濾波器傳輸?shù)男盘柟β什糠执蠹s是總功率的一半。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，對所述第一濾波器和第二濾波器進(jìn)行配置使得，如果一個(gè)濾波器變?yōu)椴豢刹僮鳎瑒t另一個(gè)濾波器可以用于處理全部信號功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述平衡雙工器在輸入級和輸出級進(jìn)行緩沖。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一耦合器和第二耦合器是包括Lange耦合器和離散耦合器中一個(gè)的3dB混合耦合器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，所述Lange耦合器在所述第一濾波器和第二濾波器與所述處理單元、以及在所述第一濾波器和第二濾波器與所述天線和檢波器之間提供隔離。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一終端和第二終端是大約50Ω。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一濾波器和第二濾波器包括聲濾波器，其包括SAW和BAW濾波器。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，用于移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持PC、袖珍PC、掌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手寫板電腦、筆記本、GPS、尋呼機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、主機(jī)和工作站中的至少一個(gè)中。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一耦合器和第二耦合器分別將反射功率轉(zhuǎn)移至所述第一終端和第二終端。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一耦合器和第二耦合器通過對相差180度相位的反射能量進(jìn)行合并來降低反射能量。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述第一濾波器和第二濾波器用于信號接收中，以改善LNA和天線匹配。
23.一種用于發(fā)射信號的方法，包括將生成的信號傳送至平衡雙工器，所述信號被劃分為兩部分，具有第一信號功率的第一部分通過所述平衡雙工器的第一濾波器進(jìn)行傳輸，剩余的部分通過第二濾波器進(jìn)行傳輸，所述剩余的部分與剩余的信號功率相關(guān)聯(lián)；將所述第一部分和第二信號部分合并，以及發(fā)射所述信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括使用3dB混合耦合器劃分以及合并所述生成的信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括在所述3dB混合耦合器和信號生成和發(fā)射部件之間提供隔離。
26.一種用于接收信號的方法，包括接受信號；將所述信號傳送至平衡雙工器，信號通過所述平衡雙工器的至少一個(gè)濾波器進(jìn)行傳送；以及將所述信號與所發(fā)射的信號相隔離。
27.一種有助于通過平衡雙工器進(jìn)行并發(fā)信號發(fā)射和接收的系統(tǒng)，包括用于將所生成的信號與所述平衡雙工器相連的裝置；用于將所接收的信號與所述平衡雙工器相連的裝置；用于將所述生成的信號與所述接收的信號相隔離的裝置；用于對所述生成的信號和接收的信號進(jìn)行濾波的裝置；以及用于將與所述生成的信號和接收的信號相關(guān)聯(lián)的功率反射轉(zhuǎn)移至終端的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用一種新型平衡雙工器的系統(tǒng)和方法，這種平衡雙工器可以用于幫助并發(fā)的信號發(fā)射和接收。該系統(tǒng)和方法可以用于諸如手機(jī)等的移動(dòng)設(shè)備內(nèi)，并且使用具有基本上類似的輸入阻抗/輸出阻抗的雙濾波器(例如聲濾波器)，其與兩個(gè)耦合器(例如，3dB混合耦合器)相對接，這提供了隔離并且保持雙工器的輸入/輸出阻抗。耦合器將濾波器與諸如信號處理器、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)等的前端/后端相對接。本發(fā)明的新穎方面減少了在雙工器和前端/后端之間使用外部定向耦合器的需求。另外，雙濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以使用較低額定功率的濾波器。該系統(tǒng)和方法進(jìn)一步提供對發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的分離和隔離，這降低了噪聲耦合，并且使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以位于靠近的位置。
文檔編號H04B1/48GK1864340SQ200480029396
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者菲利普·約翰·馬吉斯 申請人:諾基亞公司