УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к устройствам беспроводной связи, например мобильным информационным терминалам, обладающим функциями беспроводной передачи и приема и используемым в системах беспроводной связи, например системе беспроводной телефонии, PHS (Системе персональных переносных телефонов), WLAN (Беспроводной локальной сети) и так далее.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002]
Традиционно известны системы беспроводной связи, например система беспроводной телефонной связи, в которой речевые сигналы и другие данные передаются между базовым блоком и телефонной трубкой. Предложено составлять входной модуль для устройства беспроводной связи, используемого в такой системе беспроводной связи, так, что входной модуль включает в себя схему передачи, подключенную к усилителю мощности (PA), схему приема, подключенную к малошумящему усилителю (LNA), и модуль переключения антенны (ASM), который переключает соединение между антенной и схемами передачи/приема на основе разделения времени (см., например, JP2002-290257A). В устройстве беспроводной связи, оборудованном таким входным модулем, можно выполнять передачу и прием по существу одновременно путем воздействия на модуль переключения антенны с высокой скоростью.
[0003]
Однако модуль переключения антенны может потреблять в работе несколько десятков процентов электрической энергии, и поэтому предприняты попытки, чтобы разрешить выполнять передачу и прием без использования модуля переключения антенны, чтобы посредством этого сократить энергопотребление и/или количество составных частей, чтобы снизить стоимость. Например, раскрыта технология, в которой выход усилителя мощности отключается от линии источника питания и заземления во время приема сигнала, чтобы привести выход усилителя мощности в высокоимпедансное состояние (JP2007-028459A), технология, в которой первая линия фазового сдвига предоставляется между усилителем мощности и антенной, а вторая линия фазового сдвига предоставляется между антенной и малошумящим усилителем, так что импеданс усилителя мощности, наблюдаемый от антенны, приводится в по существу открытое состояние, когда выключается энергоснабжение усилителя мощности, и импеданс малошумящего усилителя, наблюдаемый от антенны, приводится в по существу открытое состояние, когда выключается энергоснабжение малошумящего усилителя (JP2004-343517A), и технология, в которой схема фазового сдвига, образованная из фильтра нижних частот, используется для регулировки угла фазового сдвига, чтобы сдвинуть импеданс усилителя, когда усилитель не работает, из по существу короткозамкнутого состояния в по существу открытое состояние (JP2010-057204A).
[0004]
Однако в структуре, раскрытой в JP2007-028459A, хотя модуль переключения антенны отсутствует, вместо модуля переключения антенны добавляется переключатель для отключения выхода усилителя мощности от линии источника питания.
[0005]
Кроме того, в структуре, раскрытой в JP2007-028459A, выход усилителя мощности приводится в высокоимпедансное состояние во время приема сигнала. Однако имеется схема преобразования импеданса передачи, предусмотренная между антенной и усилителем мощности, а поэтому сигнал, принятый антенной во время приема сигнала, может идти в схему преобразования импеданса передачи. Таким образом, раскрытая в JP2007-028459A структура всего лишь приводит выход усилителя мощности в высокоимпедансное состояние и не приводит импеданс схемы передачи (здесь - схемы преобразования импеданса передачи), наблюдаемый от антенны, в высокоимпедансное состояние.
[0006]
Следовательно, существуют проблемы, такие как увеличение энергопотребления из-за работы переключателя, увеличение количества составных частей и/или масштаба схемы из-за наличия переключателя и ухудшение производительности при приеме сигнала.
[0007]
В JP2004-343517A описывается, что добавление линий фазового сдвига может вызвать сдвиг усилителя мощности в высокоимпедансное состояние для полосы приема, когда выключается энергоснабжение усилителя мощности, и вызвать сдвиг малошумящего усилителя в высокоимпедансное состояние для полосы передачи, когда выключается энергоснабжение малошумящего усилителя. Однако в соответствии с технологией, раскрытой в JP2004-343517A, такого результата можно добиться только тогда, когда выполняется определенное предварительное условие. А именно, необходимо, чтобы усилитель мощности и малошумящий усилитель показывали импеданс, состоящий из по существу чистой реактивной составляющей, и коэффициент отражения, больший либо равный 0,8 для полос приема и передачи, соответственно, когда их энергоснабжение выключается. Таким образом, раскрытая в JP2004-343517A технология имеет проблему в части универсальности в том, что ограничиваются усилители мощности и малошумящие усилители, к которым применима эта технология.
[0008]
Кроме того, в JP2010-057204A описывается, что схема фазового сдвига может использоваться для регулировки угла фазового сдвига у импеданса усилителя, когда усилитель не работает, чтобы сдвинуть импеданс из короткозамкнутого состояния в открытое состояние. Однако аналогично технологии, раскрытой в JP2004-343517A, раскрытая в JP2010-057204A технология также имеет проблему в универсальности, поскольку ограничиваются усилители мощности и малошумящие усилители, которые можно привести в высокоимпедансное состояние путем простого регулирования угла фазового сдвига.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009]
Устройство беспроводной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя: первый усилитель, который усиливает сигнал передачи; схему передачи, которая обрабатывает сигнал передачи, усиленный первым усилителем; антенну, которая передает сигнал передачи, обработанный схемой передачи; и блок управления, который поочередно активирует и деактивирует первый усилитель, причем, при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи, когда первый усилитель активируется блоком управления, обозначается ZonT, и импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи, когда первый усилитель деактивируется блоком управления, обозначается ZoffT, схема передачи включает в себя: первую схему согласования импедансов, которая сдвигает ZonT и ZoffT так, что ZonT совпадает с импедансом антенны, и увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, соответствующего ZoffT; и первую схему регулировки фазы, которая дополнительно сдвигает ZoffT в высокоимпедансное состояние. Такая структура предоставляет устройство беспроводной связи, которое дает возможность исключить модуль переключения антенны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010]
Теперь настоящее изобретение описывается ниже в виде предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1a - общий вид в перспективе базового блока в системе беспроводной связи в соответствии с первым вариантом осуществления, а фиг. 1b - общий вид в перспективе телефонной трубки в системе беспроводной связи;
Фиг. 2 - блок-схема, показывающая общую структуру базового блока в системе беспроводной связи;
Фиг. 3 - блок-схема, показывающая общую структуру телефонной трубки в системе беспроводной связи;
Фиг. 4 - блок-схема, показывающая общую структуру модуля усилителя, предоставленного в блоке обработки сигналов и блоке радиосвязи;
Фиг. 5 - схема, показывающая конкретную структуру схемы передачи и схемы приема;
Фиг. 6 - поясняющая схема, показывающая схему передачи и схему приема, реализованные на плате;
Фиг. 7 - поясняющая схема, показывающая фактические измерения (размеры) схемы передачи и схемы приема на той плате;
Фиг. 8 - поясняющая схема, показывающая блок обработки сигналов и периферийную схему, реализованную на плате;
Фиг. 9a - 9d - поясняющие схемы, показывающие структуру для экранирования схемы передачи и схемы приема, а фиг. 9e - поясняющая схема, показывающая многослойную плату;
Фиг. 10a - блок-схема, показывающая структуру первой схемы регулировки фазы, а фиг. 10b - поясняющая эквивалентная схема первой схемы регулировки фазы;
Фиг. 11a - поясняющая схема диаграммы импедансов, фиг. 11b - поясняющая схема диаграммы полных проводимостей, а фиг. 11c - поясняющая схема диаграммы иммитансов;
Фиг. 12a и 12b - поясняющие схемы, показывающие траекторию импеданса (полной проводимости) на диаграмме иммитансов, когда меняется некоторый параметр (параметры) элемента (элементов), образующего высокочастотную схему;
Фиг. 13a-13c - поясняющие схемы, показывающие траекторию импеданса (полной проводимости) на диаграмме иммитансов, когда меняется некоторый параметр (параметры) элемента (элементов), образующего высокочастотную схему;
Фиг. 14 - блок-схема, схематически показывающая схему передачи;
Фиг. 15 - поясняющая схема, показывающая измеренный импеданс на выходе у PA, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 16 - поясняющая схема для объяснения изменения в импедансе, вызванного линиями LI1, LI2 передачи, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 17 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода первой схемы согласования импедансов, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 18 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода первого симметрирующего устройства, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 19 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода первой схемы регулировки фазы, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 20a - поясняющая схема, показывающая состояние импеданса, наблюдаемого от антенны, когда активируется PA, а фиг. 20b - поясняющая схема, показывающая состояние импеданса, наблюдаемого от антенны, когда активируется LNA;
Фиг. 21a - поясняющая схема для объяснения высокоимпедансного состояния на диаграмме Вольперта-Смита, фиг. 21b - поясняющая схема, показывающая протекание тока в высокоимпедансном состоянии, а фиг. 21c показывает эквивалентную схему состояния, показанного на фиг. 21b;
Фиг. 22 - график, показывающий соотношение между входным импедансом схемы приема и суммарными потерями, когда активируется PA и деактивируется LNA;
Фиг. 23 - блок-схема, показывающая общую структуру модуля усилителя и блока беспроводной связи, предоставленных в блоке обработки сигналов;
Фиг. 24 - схема, показывающая конкретную структуру схемы передачи и схемы приема;
Фиг. 25 - поясняющая схема для объяснения целевых диапазонов для согласования импедансов и разделения импедансов;
Фиг. 26 - поясняющая схема, показывающая измеренный импеданс на выходе (TX1 на фиг. 24) у PA, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 27 - поясняющая схема для объяснения изменения в импедансе, вызванного линией LN1 передачи (TX2 на фиг. 24), когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 28 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода (TX3 на фиг. 24) первой схемы согласования импедансов, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 29 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода (TX4 на фиг. 24) первой схемы регулировки фазы, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 30 - поясняющая схема, показывающая измеренный импеданс на входе (RX1 на фиг. 24) у LNA, когда LNA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 31 - поясняющая схема для объяснения изменения в импедансе, вызванного конденсатором C11 (RX2 на фиг. 24), когда LNA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 32 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе входа (RX3 на фиг. 24) второй схемы согласования импедансов, когда LNA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 33 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе входа (RX4 на фиг. 24) второй схемы регулировки фазы, когда LNA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 34 - блок-схема, показывающая структуру схемы передачи в соответствии с третьим вариантом осуществления;
Фиг. 35 - поясняющая схема, показывающая измеренный импеданс на выходе (CX1 на фиг. 34) у PA, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 36 - поясняющая схема для объяснения изменения в импедансе, вызванного линией LN10 передачи (CX2 на фиг. 34), когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается);
Фиг. 37 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода (CX3 на фиг. 34) первой схемы сдвига импеданса, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается); и
Фиг. 38 - поясняющая схема, показывающая изменение в импедансе выхода (CX4 на фиг. 34) первой схемы согласования импедансов, когда PA активируется (включается) и деактивируется (выключается).
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0011]
(ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ)
Ниже первый вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на фиг. 1-22.
[0012]
Сначала со ссылкой на фиг. 1a и фиг. 1b будет приведено объяснение базового блока 100 и телефонной трубки 200 в системе беспроводной связи в соответствии с первым вариантом осуществления.
[0013]
В первом варианте осуществления будет выполнено объяснение, в котором в качестве примера взята система цифровой беспроводной телефонии, в основном соответствующая DECT (Цифровая усовершенствованная беспроводная связь). DECT является стандартом систем цифровой беспроводной телефонии, учрежденным в 2011 г., частотным диапазоном с полосой 1,9 ГГц (от 1895616 кГц до 1902528 кГц) и TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов)-WB в качестве способа связи. Считается, что DECT может уменьшить сбои связи, вызванные интерференцией радиоволн с другими устройствами, а частота 1,9 ГГц, используемая в DECT, не интерферирует с беспроводной LAN или микроволновой печью, и поэтому DECT может поддерживать качество связи факсимильного аппарата, телефона или т.п. Кроме того, DECT известен как способ связи, который делает возможным широкополосную речевую связь/передачу данных, при которой состояние использования частотных каналов все время отслеживается, чтобы устройство само могло выбирать оптимальный канал, при помощи чего частоты можно эффективно использовать.
[0014]
Нужно отметить, что характерная структура описанного позже блока 12 беспроводной связи может быть применима не только к устройствам беспроводной связи DECT-типа, но также и к устройствам беспроводной связи другого типа. Например, структура может быть применима к различным устройствам беспроводной связи GSM-типа (Глобальная система мобильной связи, зарегистрированный товарный знак), которая используется во всем мире, причем такие устройства могут включать в себя мобильные телефоны, смартфоны, телефоны PHS, устройства WLAN, мобильные информационные терминалы (которые могут иметь тип планшета) или т.п. Такая структура также может быть применима к автомобильным телефонам, мобильным телефонам или т.п. DCS-типа (Цифровая сотовая система).
[0015]
Со ссылкой на фиг. 1a, когда пользователь делает телефонный вызов с использованием базового блока 100, пользователь ищет или вводит номер телефона вызываемого абонента с использованием блока 6 отображения и/или функционального блока 7 в базовом блоке 100 способом, аналогичным использованию обычного стационарного телефона. Как только устанавливается соединение, речевые данные можно передавать между базовым блоком 100 и другим подключенным к нему телефоном посредством телефонной линии общего пользования (проводной линии), не показанной на чертежах. Базовый блок 100 оснащается микрофоном 8 и динамиком 9, чтобы пользователь мог разговаривать с абонентом на другой стороне в так называемом состоянии “свободных рук”.
[0016]
Со ссылкой на фиг. 1b пользователь может использовать телефонную трубку 200 для передачи и приема речевых данных через базовый блок 100. При использовании телефонной трубки 200 пользователь также вводит или иным образом задает номер телефона вызываемого абонента с использованием блока 14 отображения и/или функционального блока 15 в телефонной трубке 200. Телефонная трубка 200 оснащается микрофоном 16 для захвата речи, которую нужно передать, динамиком 17 выходного звукового сигнала для выведения речи, восстановленной из сигнала приема, и динамиком 18 звонка.
[0017]
Базовый блок 100 имеет антенну 5 (антенна базового блока) и передает и принимает цифровые речевые данные, наложенные на несущую, имеющую предварительно определенную частоту, к антенне 13 (антенна телефонной трубки) и от нее, предусмотренной в телефонной трубке 200. Таким образом, может выполняться беспроводная связь между базовым блоком 100 и телефонной трубкой 200.
[0018]
Со ссылкой на фиг. 2, в дополнение к вышеописанному блоку 6 отображения, функциональному блоку 7, микрофону 8 и динамику 9, которые служат в качестве интерфейса пользователя, базовый блок 100 включает в себя интерфейс 1 телефонной линии, служащий в качестве внешнего интерфейса, и базовый блок 100 подключается к телефонной линии общего пользования по интерфейсу 1 телефонной линии. Кроме того, базовый блок 100 снабжается запоминающим устройством 3, которое может быть реализовано в виде флэш-памяти или т.п., для хранения, например, часто вызываемых номеров телефонов. Когда базовый блок 100 используется в качестве автоответчика, запоминающее устройство 3 может использоваться для хранения речевых данных, переданных от другой стороны линии, после того, как данные оцифрованы.
[0019]
Базовый блок 100 дополнительно включает в себя блок 10 обработки сигналов, а блок 10 обработки сигналов включает в себя аналоговый мультиплексор 10a, кодек 10b, блок 10f CPU, блок 10d кодирования/декодирования, процессор 10e TDD/TDMA, процессор 10c цифровой обработки речи (блок обработки речевых сигналов), установленный на блоке 10f CPU, и модуль 30 усилителя. Ниже будет приведено описание структурных элементов блока 10 обработки сигналов.
[0020]
Аналоговый мультиплексор 10a выбирает один из входных/выходных каналов, соответствующих звуковому сигналу, введенному по интерфейсу 1 телефонной линии, звуковому сигналу, принятому микрофоном 8, и звуковому сигналу, выведенному в динамик 9, соответственно, причем каждый из звуковых сигналов является аналоговым сигналом.
[0021]
Кодек 10b является так называемым аудиокодеком и образуется, в частности, из цифро-аналогового преобразователя и аналогово-цифрового преобразователя, выполняющих преобразование между цифровыми и аналоговыми сигналами. Аналоговый звуковой сигнал, введенный в базовый блок 100 кодеком 10b по интерфейсу 1 телефонной линии, и аналоговый звуковой сигнал, полученный микрофоном 8, преобразуются в цифровые звуковые сигналы. С другой стороны, цифровой звуковой сигнал, обработанный в цифровой форме процессором 10c цифровой обработки речи, который будет описываться позже, преобразуется кодеком 10b в аналоговый звуковой сигнал, который выводится из динамика 9.
[0022]
Хотя и не показано на чертежах, блок 10f CPU включает в себя CPU (центральный процессор), EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), хранящее управляющую программу, RAM (постоянное запоминающее устройство), служащее в качестве рабочего запоминающего устройства, и шину, соединяющую эти составные элементы, и управляет общей работой базового блока 100. Кроме того, блок CPU 10f включает в себя процессор 10c цифровой обработки речи, который обрабатывает звуковые сигналы. Процессор 10c цифровой обработки речи выполняет подавление шумов/эха, улучшение определенных звуковых частот, шифрование/дешифрование и т.п. над цифровым звуковым сигналом, полученным путем аналогово-цифрового преобразования, выполненного кодеком 10b, и/или цифровым звуковым сигналом, декодированным описанным позже блоком 10d кодирования/декодирования. Нужно отметить, что эти обработки звуковых сигналов часто выполняются как процессы фильтрации, включающие в себя быструю свертку, и может использоваться DSP (цифровой процессор сигналов) или т.п., специально спроектированный для выполнения этих обработок сигналов. Конечно, не показанный на чертежах CPU и процессор 10c цифровой обработки речи могут быть реализованы в одном процессоре. Кроме того, весь блок 10 обработки сигналов может быть реализован как один DSP.
[0023]
Блок 10d кодирования/декодирования кодирует цифровой сигнал, включенный в выходной сигнал от процессора 10c цифровой обработки речи, который нужно сообщить (передать) по беспроводной связи через антенну 5, и декодирует сигнал (который уже оцифрован в этом варианте осуществления), принятый через антенну 5. Блок 10d кодирования/декодирования может заимствовать, например, методики ADPCM (адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция). В соответствии с методиками ADPCM можно уменьшить объем данных без ухудшения качества звука путем оцифровки (или квантования) разности между выборкой, о которой идет речь, и непосредственно предыдущей выборкой с переменным размером шага квантования. Считается, что данные, которые требовали бы 16 разрядов/выборок при кодировании в соответствии с простой методикой PCM (импульсно-кодовая модуляция), можно сжать почти до 12 разрядов с использованием методики ADPCM без ущерба качеству звука. Это повышает эффективность передачи данных.
[0024]
Процессор 10e TDD/TDMA (дуплекс с временным разделением/множественный доступ с временным разделением каналов) разделяет несущую частоту, используемую для передачи, на единицы, известные как временные интервалы, чтобы можно было выполнять несколько передач на одной и той же частоте (множественный доступ с временным разделением каналов). Таким образом, передача и прием могут выполняться в очень коротком периоде времени путем совместного использования одной и той же частоты, и поэтому передача и прием могут казаться выполняемыми по существу одновременно. Кроме того, TDMA может использоваться совместно с FDMA (множественный доступ с разделением каналов по частоте) для распределения полос частот (или каналов), чтобы посредством этого предоставить большое количество каналов, избегая при этом помех между частотами. Процессор 10e TDD/TDMA периодически переключается между передачей и приемом в коротком периоде времени, как описано выше, и а точнее, процессор 10e TDD/TDMA служит в качестве блока управления, который поочередно и исключительно выполняет включение (активацию) и выключение (деактивацию) усилителя 31 мощности (первый усилитель, в дальнейшем называемый “PA”), который усиливает сигнал передачи, и малошумящего усилителя 36 (второй усилитель, в дальнейшем называемый “LNA”), который усиливает сигнал приема, причем PA 31 и LNA 36 предоставляются в блоке 12 беспроводной связи (см. фиг. 4). Активация и деактивация могут достигаться, например, путем управления энергоснабжением PA 31 и LNA 36 или путем управления вентильной схемой, предоставленной во входном каскаде или выходном каскаде каждого усилителя. Таким образом, управление проводится так, что когда PA 31 включен, LNA 36 всегда выключен, а когда LNA 36 включен, PA 31 всегда выключен. Это управление поочередной и исключительной активацией/деактивацией выполняется периодически с частотой, например, около 100 Гц или 200 Гц.
[0025]
Нужно отметить, что процессор 10e TDD/TDMA включает в себя цифро-аналоговый преобразователь и аналогово-цифровой преобразователь, не показанные на чертежах. Процессор 10e TDD/TDMA с помощью цифро-аналогового преобразователя преобразует цифровой сигнал (сигнал передачи), введенный из процессора 10c цифровой обработки речи через блок 10d кодирования/декодирования, в аналоговый сигнал и выводит аналоговый сигнал в модуль 30 усилителя, и с помощью аналогово-цифрового преобразователя преобразует аналоговый сигнал (сигнал приема), введенный из LNA 36 в блок 12 беспроводной связи через модуль 30 усилителя, в цифровой сигнал и выводит цифровой сигнал в блок 10d кодирования/декодирования. Таким образом, между процессором 10e TDD/TDMA и блоком 12 беспроводной связи предоставляется интерфейс аналогового сигнала, включающий в себя модуль 30 усилителя.
[0026]
Блок 12 беспроводной связи включает в себя схему 37 передачи (см. фиг. 4), через которую сигнал передачи (аналоговый сигнал), выведенный из модуля 30 усилителя, передается антенне 5 для излучения, и схему 38 приема (см. фиг. 4), через которую сигнал приема (аналоговый сигнал), принятый антенной 5, передается процессору 10e TDD/TDMA. Структура модуля 30 усилителя, а также схемы 37 передачи и схемы 38 приема, включенных в блок 12 беспроводной связи, подробно будут описываться позже.
[0027]
Со ссылкой на фиг. 3, телефонная трубка 200 включает в себя блок 14 отображения, функциональный блок 15, микрофон 16, динамик 17 выходного звукового сигнала, запоминающее устройство 11, динамик 18 звонка, антенну 13, блок 10 обработки сигналов и блок 12 беспроводной связи, как описано выше.
[0028]
Телефонная трубка 200 в целом проектируется компактной по размеру, чтобы быть портативной, но ее базовые функции по существу такие же, как у базового блока 100, описанного выше со ссылкой на фиг. 2. А именно, структура и функция блока 10 обработки сигналов и блока 12 беспроводной связи в телефонной трубке 200 по существу такие же, как у блока 10 обработки сигналов и блока 12 беспроводной связи в базовом блоке 100, описанном выше (по этой причине используются одинаковые номера ссылок). Поэтому подробное описание этих составных частей телефонной трубки 200 будет пропущено. Однако, когда в нижеследующем описании приводится объяснение фактической структуры платы, для удобства объяснения преимущественно ссылаются на телефонную трубку 200, имеющую меньший размер, чем базовый блок 100.
[0029]
Со ссылкой на фиг. 4 блок 12 беспроводной связи образуется из схемы 37 передачи и схемы 38 приема, и схема 37 передачи и схема 38 приема электрически соединяются друг с другом в точке 39 соединения, которая подключается к антенне 13. Нужно отметить, что “электрически подключенный” здесь не обязательно означает, что нет никакого элемента между выходом схемы 37 передачи и входом схемы 38 приема. Как будет описываться позже, структура, в которой выход схемы 37 передачи и вход схемы 38 приема соединяются друг с другом через конденсатор, удовлетворяет условию “электрически подключенные”. Причина в том, что хотя конденсатор, предоставленный между выводами схемы, имеет функцию блокирования постоянного тока, конденсатор может пропускать сигналы высоких частот, которые используются в DECT.
[0030]
Модуль 30 усилителя образуется из PA 31 (первый усилитель) и LNA 36 (второй усилитель). PA 31 является усилителем мощности и имеет вход TX, подключенный к процессору 10e TDD/TDMA в блоке 10 обработки сигналов, так что в него вводится сигнал передачи (аналоговый сигнал), выведенный из процессора 10e TDD/TDMA. LNA 36 является малошумящим усилителем и принимает и усиливает сигнал приема (аналоговый сигнал), выведенный из схемы 38 приема. Выход Rx у LNA 36 подключается к процессору 10e TDD/TDMA, так что процессор 10e TDD/TDMA принимает усиленный сигнал приема (аналоговый сигнал). Нужно отметить, что модуль 30 усилителя преимущественно образован из аналоговой схемы, а блок 10 обработки сигналов конфигурируется в виде так называемой смешанной цифро-аналоговой микросхемы.
[0031]
Кроме того, процессор 10e TDD/TDMA выводит в модуль 30 усилителя управляющий сигнал, не показанный на чертежах, чтобы управлять активацией (включением) и деактивацией (выключением) PA 31 и LNA 36. Нужно отметить, что деактивированное состояние может достигаться не только путем отключения энергоснабжения всего PA 31, но также путем отключения энергоснабжения части PA 31, блокирования сигналов к внутренней схеме PA 31, блокирования входных/выходных сигналов вентильной схемой и т.п.
[0032]
Схема 37 передачи образуется из первой схемы 32 согласования импедансов и первой схемы 33 регулировки фазы. Первая схема 32 согласования импедансов функционирует для согласования импеданса между выходом схемы 37 передачи и антенной 13, когда PA 31 находится в активированном состоянии, и для создания рассогласования импеданса между схемой 37 передачи и антенной 13, когда PA 31 находится в деактивированном состоянии.
[0033]
Первая схема 33 регулировки фазы вызывает вращение импеданса схемы 37 передачи на стороне точки 39 соединения на описанной позже диаграмме иммитансов (диаграмме Вольперта-Смита) на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется PA 31, так что состояние согласованного импеданса сохраняется, когда активируется PA 31, и импеданс сдвигается в высокий импеданс, достаточный для достижения высокоимпедансного состояния, когда деактивируется PA 31.
[0034]
Схема 38 приема образуется из второй схемы 35 согласования импедансов и второй схемы 34 регулировки фазы. Функции второй схемы 35 согласования импедансов и второй схемы 34 регулировки фазы в основном такие же, как у соответствующих схем в схеме 37 передачи, описанной выше. А именно, вторая схема 35 согласования импедансов функционирует для согласования импеданса между антенной 13 и схемой 38 приема, когда LNA 36 находится в активированном состоянии, и для создания рассогласования импеданса между антенной 13 и схемой 38 приема, когда LNA 36 находится в деактивированном состоянии.
[0035]
Вторая схема 34 регулировки фазы вызывает вращение импеданса схемы 38 приема на стороне точки 39 соединения на диаграмме иммитансов (диаграмме Вольперта-Смита) на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется LNA 36, так что состояние согласованного импеданса сохраняется, когда активируется LNA 36, и импеданс сдвигается в высокий импеданс, достаточный для достижения высокоимпедансного состояния, когда деактивируется LNA 36.
[0036]
А именно, при условии, что точка в 50 Ом (соответствует точке в 1 Ом (один) в нормализованном импедансе и в дальнейшем будет называться “точкой R50”) задается на горизонтальной линии, разделяющей окружности на диаграмме Вольперта-Смита, которая является комплексной плоскостью, на верхнюю и нижнюю половины (горизонтальная линия представляет активную составляющую сопротивления и в дальнейшем будет называться “действительной осью”), первая схема 32 согласования импедансов вызывает перемещение импеданса выхода у схемы 37 передачи в положение в окрестности точки R50, когда PA 31 находится в активированном состоянии, и вызывает перемещение выходного импеданса схемы 37 передачи в положение, значительно удаленное от точки R50, когда PA 31 находится в деактивированном состоянии.
[0037]
Первая схема 33 регулировки фазы вызывает вращение импеданса на выходе схемы 37 передачи (то есть в точке 39 соединения) по окружности, имеющей точку R50 в качестве центра. В частности, первая схема 33 регулировки фазы включает в себя элемент, который вызывает фазовый сдвиг в сигнале передачи, посредством этого вызывая вращение импеданса. Здесь нужно отметить, что поскольку первая схема 33 регулировки фазы вызывает вращение импеданса по окружности, имеющей точку R50 в качестве центра, на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется PA 31, импеданс остается в согласованном состоянии, когда активируется PA 31, даже после вращения (поскольку импеданс находится в окрестности точки R50). С другой стороны, когда деактивируется PA 31, импеданс можно значительно изменить путем вращения и можно сдвинуть в высокий импеданс путем регулировки угла поворота (то есть величины фазового сдвига сигнала передачи).
[0038]
Нужно отметить, что первая схема 32 согласования импедансов и первая схема 33 регулировки фазы в схеме 37 передачи и вторая схема 35 согласования импедансов и вторая схема 34 регулировки фазы в схеме 38 приема являются характерными структурными элементами в первом варианте осуществления. Подробное объяснение работы этих структурных элементов будет приведено позже со ссылкой на диаграмму Вольперта-Смита.
[0039]
Со ссылкой на фиг. 5 часть, заштрихованная косыми линиями, идущими из верхнего правого угла в нижний левый, представляет линию передачи или катушку индуктивности, а часть, заштрихованная косыми линиями, идущими из левого верхнего угла в нижний правый, представляет конденсатор, тогда как тонкие линии в схеме 37 передачи и схеме 38 приема являются фиктивными линиями, указывающими только отношение соединения между структурными элементами, и не имеют физической длины и ширины. Таким образом, каждая из схемы 37 передачи и схемы 38 приема включает в себя по меньшей мере катушку (катушки) индуктивности и конденсатор (конденсаторы) в качестве схемных элементов.
[0040]
Кроме того, “W” на фиг. 7 указывает ширину рисунка соединений, составляющего схему, и аналогичным образом “L” указывает длину рисунка соединений. Число, следующее за “W” или “L”, представляет фактическую ширину или длину на типовой плате, и единицей для него является [мм].
[0041]
В нижеследующем описании плата, на который реализуются схема 37 передачи и схема 38 приема, будет называться первой платой 59a, а плата, на который реализуется блок 10 обработки сигналов, будет называться четвертой платой 59d.
[0042]
Различные конденсаторы, которые будут описываться ниже, составлены рисунками соединений (медная фольга), образованными на первой плате 59a, и рисунками заземления, образованными на второй плате 59b и третьей плате 59c, которые совместно с первой платой 59a составляют многослойную плату (см. фиг. 9e). А именно, стеклотекстолит, который является основным материалом этих плат, создает изолирующие слои конденсаторов. Один конец каждого конденсатора подключается к связанной схеме так, что конденсатор соединяется со связанной схемой параллельно, тогда как другой конец каждого конденсатора является по сути рисунками заземления и, соответственно, заземляется. Нужно отметить, что емкость каждого конденсатора может меняться путем изменения расстояния между рисунком на первой плате 59a и рисунком на второй плате 59b и/или третьей плате 59c (то есть путем изменения толщины платы).
[0043]
Фиг. 8 показывает рисунки соединений на четвертой плате 59d, на которых блок 10 обработки сигналов, реализованный на четвертой плате 59d, указывается пунктирной линией, идущей по ее внешней границе, а конденсатор 46 отсечки постоянного тока представляется черным закрашенным прямоугольником.
[0044]
Ниже со ссылкой на фиг. 5-9 будет приведено подробное объяснение структуры схемы 37 передачи и схемы 38 приема в первом варианте осуществления и их периферийной структуры.
[0045]
Как показано на фиг. 6, первая схема 32 согласования импедансов (за исключением части линий передачи), первая схема 33 регулировки фазы и первое симметрирующее устройство 40, образующие схему 37 передачи, и вторая схема 35 согласования импедансов (за исключением части линий передачи), вторая схема 34 регулировки фазы и второе симметрирующее устройство 41, образующие схему 38 приема, образуются только из рисунков соединений на первой плате 59a.
[0046]
Кроме того, как показано на фиг. 8, линии передачи, образующие часть первой схемы 32 согласования импедансов и второй схемы 35 согласования импедансов, образуются только из рисунков соединений на четвертой плате 59d (подробное описание будет предоставлено позже).
[0047]
Таким образом, не используется никакой дискретный электронный элемент, и это может значительно уменьшить стоимость. Нужно отметить, что на фиг. 6 заштрихованная часть, обозначенная GP, представляет рисунок заземления. Таким образом, схема 37 передачи и схема 38 приема также окружаются рисунком GP заземления на той же плате.
[0048]
Кроме того, как показано на фиг. 9e, первая плата 59a является одним из слоев, составляющих многослойную плату. В первом варианте осуществления используется многослойная плата, включающая в себя четыре слоя, и четвертая плата 59d, вторая плата 59b, первая плата 59a и третья плата 59c размещаются сверху вниз в этом порядке, причем общая толщина задается около 1 мм. Из четырех плат самая верхняя четвертая плата 59d содержит реализованный на ней блок 10 обработки сигналов, так что блок 10 обработки сигналов включает в себя модуль 30 усилителя (не показан на чертежах).
[0049]
Ссылаясь на фиг. 9b и 9d, на второй плате 59b и третьей плате 59c “GP” также указывает рисунок заземления, как и на первой плате 59a. Как видно, каждая из второй платы 59b и третьей платы 59c снабжаются рисунком заземления по существу по всей их поверхности. Первая плата 59a содержит образованные на ней вышеупомянутые схему 37 передачи, схему 38 приема, линию 45 источника питания и т.п.
[0050]
На фиг. 9a-9d “PA” указывает область расположения схемы передачи/приема на первой плате 59a и соответствующую область на второй плате 59b, третьей плате 59c и четвертой плате 59d. Первая плата 59a помещается между второй платой 59b и третьей платой 59c так, что главные поверхности первой платы 59a обращены ко второй и третьей платам 59b и 59c, соответственно. Каждая из второй платы 59b и третьей платы 59c имеет рисунок заземления, образованный на области, соответствующей области PA расположения схемы передачи/приема у первой платы 59a, за исключением некоторой части области, при помощи чего предоставляется электромагнитный экран, чтобы изолировать от внешних электромагнитных волн схему 37 передачи и схему 38 приема, образованные на первой плате 59a.
[0051]
Кроме того, как показано на фиг. 6, некоторое количество сквозных отверстий 55 предоставляется в первой плате 59a вокруг первой схемы 32 согласования импедансов, первой схемы 33 регулировки фазы и первого симметрирующего устройства 40, составляющих схему 37 передачи, и вокруг второй схемы 35 согласования импедансов, второй схемы 34 регулировки фазы и второго симметрирующего устройства 41, составляющих схему 38 приема. Эти сквозные отверстия 55 используются для соединения друг с другом рисунков заземления, образованных на второй плате 59b и третьей плате 59c, которые вмещают между собой первую плату 59a, и соответственно, схема 37 передачи и схема 38 приема защищаются электромагнитным экраном, предоставленным не только рисунками заземления на второй и третьей платах 59b, 59c, обращенных к главным поверхностям первой платы 59a, на которой образуются те схемы, но также сквозными отверстиями 55 в плате 59a.
[0052]
Однако часть электромагнитного экрана, образованного второй платой 59b и третьей платой 59c, включает в себя область BA окна (см. фиг. 9b и 9d), которая не образуется с помощью рисунка заземления. В области первой платы 59a, соответствующей области BA окна, располагается резонатор второго симметрирующего устройства 41 (см. фиг. 5 и т.п.), так что предотвращается проблема (снижение производительности выбора длин волн), которая вызывалась бы компонентом емкости, созданным путем охвата этой части рисунками заземления. Второе симметрирующее устройство 41 будет подробно описываться позже.
[0053]
Ниже будет выполнено описание отдельных элементов, составляющих схему 37 передачи, в порядке пути, по которому проходит сигнал передачи.
[0054]
Как показано на фиг. 5, PA 31 включает в себя трехкаскадный усилитель. Энергия из линии 45 источника питания подводится к двум каскадам рядом со входом Tx после регулирования регулятором 29 и преимущественно используется в качестве рабочей мощности логической схемы. Позже будет описываться структура для подачи электрической энергии к усилителю третьего каскада (усилителю 31a оконечного каскада), который является ближайшим ко входу схемы 37 передачи.
[0055]
Как описывалось ранее, в блоке 10 обработки сигналов (включающем в себя модуль 30 усилителя), реализованном на четвертой плате 59d или самой верхней плате (см. фиг. 8 и фиг. 9e), PA 31 выводит разностный сигнал (пару), и эта пара разностных сигналов передается через сквозные отверстия 43a и 43b в первую плату 59a, которая составляет третий слой сверху.
[0056]
Первая схема 32 согласования импедансов включает в себя пару линий LI1 и LI2 передачи и пару конденсаторов C1 и C2, причем каждая из пары линий LI1 и LI2 передачи и каждый из конденсаторов C1 и C2 обрабатывают соответствующий сигнал из пары разностных сигналов. Каждая из линий LI1 и LI2 передачи образованы рисунком соединений, нанесенным на четвертую плату 59d (см. фиг. 8), и соответственно, соединяются последовательно с выходами PA 31 для выведения разностного сигнала. Каждый из конденсаторов C1 и C2 включают в себя рисунок соединений, нанесенный на первую плату 59a (см. фиг. 6), и один конец каждого конденсатора C1, C2 подключается к выходу соответствующей линии из линий LI1 и LI2 передачи, тогда как другой его конец заземляется, так что каждый конденсатор C1, C2 соединяется со схемой параллельно.
[0057]
Длина каждой линии LI1, LI2 передачи и емкость каждого конденсатора C1, C2 (конкретные значения этих параметров определяются в зависимости от частоты сигнала, поданного на эти схемные элементы, длины и ширины (площади) рисунков соединений, образованных на плате, чтобы реализовать эти элементы, и т.п.) определяются так, что между схемой 37 передачи и антенной 13 достигается согласование импедансов в состоянии, в котором активируется PA 31. Например, форма (площадь) каждого конденсатора C1, C2, показанная на фиг. 7, может определяться так, чтобы установить его емкость в 3,6 пФ для регулировки импеданса, когда активируется PA 31. Процесс регулировки импеданса схемы 37 передачи с помощью катушек индуктивности LI1, LI2 и конденсаторов C1, C2, образующих первую схему 32 согласования импедансов, будет подробно описываться позже со ссылкой на диаграмму Вольперта-Смита.
[0058]
Выходной сигнал из первой схемы 32 согласования импедансов перенаправляется в первое симметрирующее устройство 40. Первое симметрирующее устройство 40 преобразует разностный сигнал в асимметричный сигнал и включает в себя катушку индуктивности L3. Как показано на фиг. 7, рисунок соединений, образующий катушку индуктивности L3, в проиллюстрированном варианте осуществления имеет длину 38 мм.
[0059]
При этом, для полосы 1,9 ГГц, используемой в DECT, пространственная длина волны λ вычисляется следующим образом:
λ=c/f=3×108/1,9×10-9=158 мм (где c - скорость света) … (Уравнение 1)
Однако, поскольку первая плата 59a является одной из плат, образующих многослойную плату, и охватывается другими платами (диэлектрическими телами), чтобы создать промежуточный слой, это укорачивает длину волны. В первом варианте осуществления каждая из плат с первой 59a по четвертую 59d включают в себя так называемую стеклотекстолитовую плату, образованную путем пропитки стекловолоконной ткани эпоксидной смолой и подвергания ее горячей сушке, чтобы образовать ее в пластинчатой форме, и поскольку такая плата имеет диэлектрическую постоянную ε=4,2, длина λg волны внутри платы получается следующим образом:
λg=λ/ε1/2=158 мм/4,21/2=77 мм … (Уравнение 2)
Длина линии передачи, равная λg/4 (в вышеприведенном примере 
, будет основной единицей в проектировании рисунков соединений.
[0060]
Со ссылкой на фиг. 7 длина катушки индуктивности L3, образующей первое симметрирующее устройство 40, равна 38 мм, что приблизительно соответствует λg/2. Когда линия передачи добавляется к некоторой импедансной нагрузке, чтобы изменить фазу сигнала, перемещается координата, представляющая импеданс на диаграмме Вольперта-Смита, чтобы вращаться по окружности, имеющей центр в точке R50. Таким образом, импеданс может меняться путем добавления линии передачи, которая изменяет фазу сигнала. При условии, что начальное значение импеданса Z равно, например, 0, импеданс Z меняется так, чтобы повторно становиться ∞ и 0 (каждое является точкой на действительной оси) для каждого увеличения длины линии передачи на λg/4. В отношении первого симметрирующего устройства 40 катушка индуктивности L3 образуется имеющим длину λg/2, так что фаза сигнала не меняется между входом и выходом симметрирующего устройства. Однако, поскольку первое симметрирующее устройство 40 конфигурируется для преобразования разностного сигнала в асимметричный сигнал, схема 37 передачи, наблюдаемый от антенны 13, включает в себя параллельные схемы. Поэтому в случае, когда выходной импеданс первой схемы 32 согласования импедансов содержит только составляющую (R0) на действительной оси диаграммы Вольперта-Смита, предоставление первого симметрирующего устройства 40 между схемой 37 передачи и антенной 13 вызывает уменьшение импеданса схемы 37 передачи, наблюдаемого от антенны 13, наполовину (R0/2). В результате при подходящем выборе R0 выходной импеданс первого симметрирующего устройства 40 можно установить в окрестности точки R50 на диаграмме Вольперта-Смита, так что между выходом первого симметрирующего устройства 40 и антенной 13 достигается согласование импедансов, когда PA 31 находится в активированном состоянии.
[0061]
Как показано на фиг. 10a, первая схема 33 регулировки фазы включает в себя катушки индуктивности L4 и L5, размещенные в этом порядке от стороны входа и соединенные последовательно друг с другом, конденсаторы C3, C4 и C5, имеющие один конец, подключенный соответственно между входом и катушкой индуктивности L4, между катушками индуктивности L4 и L5 и между катушкой индуктивности L5 и выходом, и имеющие другой конец, который заземляется. Таким образом, первая схема 33 регулировки фазы включает в себя по меньшей мере катушку индуктивности и конденсатор в качестве явных схемных элементов. Как показано в эквивалентной схеме из фиг. 10b, эта структура эквивалентна структуре, включающей в себя два фильтра нижних частот Π-типа, соединенных последовательно, с конденсатором C4 между двумя катушками индуктивности L4 и L5, совместно используемыми фильтрами нижних частот первого каскада и второго каскада. У фильтра нижних частот есть возможность задержать фазу сигнала, и соответственно, эта структура также может вызвать вращение импеданса вокруг точки R50 на диаграмме Вольперта-Смита. Нужно отметить, что фильтр нижних частот в проиллюстрированном варианте осуществления обладает расширенным демпфирующим свойством, и соответственно, вызывает большой сдвиг (задержку) фазы сигнала, что приводит к вращению на диаграмме Вольперта-Смита по одному обороту.
[0062]
Конденсатор C4, расположенный между катушками индуктивности L4 и L5, может иметь произвольную емкость для создания фильтра нижних частот при условии, что конденсатор на выходной стороне фильтра нижних частот первого каскада и конденсатор на входной стороне фильтра нижних частот второго каскада имеют одинаковую емкость. С помощью регулирования емкости конденсатора C4 можно без труда добиться установки величины демпфирования и регулировки фазы, выполняемых всем фильтром нижних частот, с высокой степенью свободы. Например, сильное демпфирующее свойство можно получить с использованием конденсатора C4 большой емкости.
[0063]
В случае, когда фильтр нижних частот образуется из традиционных дискретных электронных элементов, может формироваться компонент индуктивности рассеяния и/или компонент паразитной емкости, относимые к самим элементам, и это чревато недостаточным демпфирующим свойством, особенно в высокочастотной области, так что практически нельзя добиться регулировки фазы. В первом варианте осуществления фильтр нижних частот, служащий в качестве блока регулировки фазы, образуется путем нанесения рисунков соединений и снабжается экранирующей структурой, реализованной с использованием многослойной платы, как описано выше, при помощи чего впервые получается высокочастотное свойство, достаточное для практического использования.
[0064]
Как показано на фиг. 7, конденсатору C3, предоставленному на входе первой схемы 33 регулировки фазы, задается ширина W в 2,2 мм и длина L в 5,0 мм (площадь = 11 мм2). С другой стороны, конденсатору C5, предоставленному на выходе, задается ширина W в 2,9 мм и длина L в 3,8 мм (площадь = 11,02 мм2), при помощи чего конденсатор C3 и конденсатор C5 имеют немного разные емкости. Обычно можно расширить полосу пропускания фильтра нижних частот путем незначительного изменения емкости между конденсатором на входе первого каскада и конденсатором на выходе второго каскада, как описано выше.
[0065]
Как описано выше, в состоянии, когда активируется PA 31, выходной импеданс первого симметрирующего устройства 40 в схеме 37 передачи регулируется для согласования с антенной 13 (а именно, импеданс регулируется, чтобы иметь значение рядом с точкой R50 на диаграмме Вольперта-Смита). Если фаза сигнала меняется в таком состоянии согласованного импеданса, то импеданс перемещается по окружности, имеющей центр в точке R50. А именно, в состоянии, когда установлено согласование импедансов, импеданс находится в окрестности точки R50, которая является центром вращения, и поэтому установленное согласование импедансов не исчезает, если меняется фаза сигнала.
[0066]
Теоретически можно менять фазу сигнала путем регулирования длины линии передачи, соединенной последовательно с импедансной нагрузкой. Однако в первом варианте осуществления первая схема 33 регулировки фазы образуется из фильтра нижних частот. Причина того, что изменение фазы осуществляется иначе, чем путем регулировки длины линии передачи, состоит в том, что это может привести к очень длинной линии передачи. Вообще, когда улучшается демпфирующее свойство фильтра нижних частот, фазовая задержка также увеличивается, и если этого нужно достичь только путем регулировки длины линии передачи, то фазовая задержка, например, в 3/4 λg потребует длины соединений в 19 мм×3 = 54 мм. Как нетрудно понять со ссылкой на показанные на фиг. 7 размеры, длина соединений в 54 мм может оказывать значительное влияние на конструкцию схемы. Если вместо этого используется фильтр нижних частот, то его можно легко реализовать в виде двухкаскадной структуры.
[0067]
Вообще, импеданс выхода PA 31 изменяется между тем, когда активируется PA 31, и тем, когда деактивируется PA 31, и только когда PA 31 активируется, достигается согласование импедансов с помощью вышеупомянутых первой схемы 32 согласования импедансов, первого симметрирующего устройства 40 и первой схемы 33 регулировки фазы. Другими словами, в состоянии, когда PA 31 деактивируется, выходной импеданс первого симметрирующего устройства 40 не находится в точке R50 или ее окрестности на диаграмме Вольперта-Смита (а именно, не достигается согласование импедансов с антенной 13). Таким образом, путем сдвига импеданса в точку, удаленную от точки R50, с помощью первой схемы 32 согласования импедансов и первого симметрирующего устройства 40 и дополнительного регулирования импеданса с помощью первой схемы 33 регулировки фазы, которая изменяет фазу сигнала у сигнала передачи, импеданс схемы 37 передачи, когда деактивируется PA 31, значительно поворачивается вокруг точки R50 (или изменяется) и может быть сдвинут в высокоимпедансное состояние в зависимости от величины изменения фазы сигнала.
[0068]
Таким образом, в состоянии, когда активируется PA 31 (а именно, во время передачи), достигается согласование импедансов между выходом схемы 37 передачи и антенной 13, тогда как в состоянии, когда деактивируется PA 31 (а именно, во время приема), выход схемы 37 передачи приводится в высокоимпедансное состояние, наблюдаемое от антенны 13, предотвращая поступление сигнала приема в схему 37 передачи.
[0069]
Нужно отметить, что хотя первая схема 33 регулировки фазы составляет фильтр нижних частот в первом варианте осуществления, как описано выше, она может конфигурироваться имеющей характеристику полосового фильтра.
[0070]
Сигнал передачи, подвергнутый вышеупомянутой обработке сигналов, проходит первую точку 39a соединения и после этого перенаправляется из первой платы 59a в самую верхнюю четвертую плату 59d через сквозное отверстие 43e. Затем сигнал передачи излучается в эфир из антенны 13, подключенной через конденсатор 46 отсечки постоянного тока на четвертой плате 59d. Этот конденсатор 46 отсечки постоянного тока предотвращает передачу напряжения, поданного на линию 45 источника питания, к антенне 13 и позволяет перенаправить к антенне 13 только сигнал передачи.
[0071]
Ниже, снова ссылаясь на фиг. 5-9, будет выполнено описание отдельных элементов, составляющих схему 38 приема, в порядке пути, по которому проходит сигнал приема.
[0072]
Сигнал приема, принятый антенной 13, проходит вторую точку 39b соединения и после этого перенаправляется из четвертой платы 59d в схему 38 приема на первой плате 59a через сквозное отверстие 43f. В схеме 38 приема сигнал приема сначала вводится во вторую схему 34 регулировки фазы.
[0073]
Как показано на фиг. 5 и 6, вторая схема 34 регулировки фазы состоит из линии LI3 передачи. В вышеупомянутой схеме 37 передачи схема регулировки фазы выполнена из фильтра нижних частот, чтобы не только сдвигать фазу сигнала, но также и удалять шум сигнала. Однако в схеме 38 приема LNA 36 редко становится источником шума, и соответственно, потребность в фильтре шума отсутствует, и импеданс схемы 38 приема, когда LNA 36 находится в деактивированном состоянии, можно сдвинуть в достаточно высокий импеданс путем простого соединения линии передачи с импедансной нагрузкой последовательно. Такая структура соответствует характеристикам LNA 36, принятым в первом варианте осуществления, и другой LNA 36 может требовать линии передачи, имеющей большую длину линии, хотя в любом случае регулировка длины рисунка соединений может легко добиться высокого импеданса у схемы 38 приема, когда деактивируется LNA 36. Конечно, можно предоставить фильтр, который положительно вращает фазу сигнала, в качестве первой схемы 33 регулировки фазы в схеме 37 передачи.
[0074]
Результат из второй схемы 34 регулировки фазы вводится во второе симметрирующее устройство 41. Второе симметрирующее устройство 41 включает в себя конденсатор C11, имеющий один конец, подключенный ко входу второго симметрирующего устройства 41, и другой конец, подключенный к заземлению, катушки индуктивности L12 и L13, предоставленные на плате противоположно друг другу, и конденсаторы C12 и C13, каждый из которых имеет один конец, подключенный к соответствующему концу катушки индуктивности L13, и другой конец, подключенный к заземлению. Нужно отметить, что на фиг. 6 конденсаторы C12 и C13, соответственно, унифицированы с конденсаторами C14 и C15, составляющими вторую схему 35 согласования импедансов.
[0075]
Второе симметрирующее устройство 41 преобразует сигнал приема, который является асимметричным сигналом, в разностный сигнал (дифференциальный вход), но в отличие от первого симметрирующего устройства 40 в схеме 37 передачи включает в себя преобразователь или резонатор, образованный из катушек индуктивности L12 и L13, расположенных напротив друг друга. Поскольку только электромагнитные волны, имеющие частоты, которые удовлетворяют условию резонанса, могут существовать в резонаторе, второе симметрирующее устройство 41 в сущности обладает свойством полосовой фильтрации. Это позволяет удалять электромагнитные волны, имеющие ненужные частоты, включенные в принятой антенной 13 сигнал. Кроме того, поскольку второе симметрирующее устройство 41 конфигурируется для преобразования асимметричного сигнала в разностный сигнал, импеданс на входе второго симметрирующего устройства 41, наблюдаемый от антенны, становится равным половине (1/2) входного импеданса у описанной позже второй схемы 35 согласования импедансов при условии, что входной импеданс у LNA 36 сдвинут на действительную ось диаграммы Вольперта-Смита с помощью второй схемы 35 согласования импедансов. Как описано выше, удаляется часть рисунка заземления в положении, противоположном второму симметрирующему устройству 41 (см. область BA окна на фиг. 9b и 9c), и это улучшает характеристики полосового фильтра.
[0076]
Результат из второго симметрирующего устройства 41 вводится во вторую схему 35 согласования импедансов. Вторая схема 35 согласования импедансов включает в себя пару конденсаторов C14 и C15 и пару линий LI5 и LI6 передачи, при этом каждая из пары линий LI5 и LI6 передачи и каждый из конденсаторов C14 и C15 обрабатывают соответствующий сигнал из пары разностных сигналов. Каждый из конденсаторов C14 и C15 образуются из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a (см. фиг. 6), и один их конец подключается ко входу соответствующей линии из линий LI5 и LI6 передачи, тогда как другой конец заземляется. Каждая из линий LI5 и LI6 передачи образованы рисунком соединений, нанесенным на четвертую плату 59d (см. фиг. 8), и соответственно, соединяются последовательно с входами LNA 36 для приема разностного сигнала.
[0077]
Длина каждой линии LI5, LI6 передачи и емкость каждого конденсатора C14, C15 (конкретные значения этих параметров определяются в зависимости от частоты сигнала, поданного на эти схемные элементы, длины и ширины (площади) рисунков соединений, образованных на плате, чтобы реализовать эти элементы, и т.п.) определяются так, что между схемой 38 приема и антенной 13 достигается согласование импедансов в состоянии, в котором активируется LNA 36. Например, форма (площадь) каждого конденсатора C14 (включающего в себя конденсатор C12), C15 (включающего в себя конденсатор C13), показанная на фиг. 7, может определяться так, чтобы сделать его емкость подходящим значением, посредством этого регулируя импеданс, когда активируется LNA.
[0078]
Результат из второй схемы 35 согласования импедансов перенаправляется из первой платы 59a в самую верхнюю четвертую плату 59d через сквозные отверстия 43c, 43d, а затем вводится в LNA 36 в модуле 30 усилителя, включенном в блок 10 обработки сигналов, реализованный на четвертой плате 59d. LNA 36 усиливает сигнал приема и предоставляет его процессору 10e TDD/TDMA.
[0079]
Ниже со ссылкой на фиг. 5, фиг. 7 и фиг. 8 будет приведено описание структуры линии 45 источника питания (структуры для подвода энергии) в первом варианте осуществления.
[0080]
Как показано на фиг. 5, линия 45 источника питания включает в себя конденсатор C21 и катушку индуктивности L21, причем катушка индуктивности L21 имеет один конец, подключенный к выходу схемы 37 передачи в первой точке 39a соединения. Как показано на фиг. 7, конденсатор C21, подключенный к линии 45 источника питания, образует на схеме разомкнутый шлейф 56. Здесь нужно отметить, что шлейф является линией с распределенными параметрами, соединенной параллельно с линией передачи в высокочастотной схеме, и в частности, шлейф, имеющий разомкнутый конец в соответствии с типом оконечной нагрузки, называется разомкнутым шлейфом. В первом варианте осуществления длина разомкнутого шлейфа 56 устанавливается в 19 мм. Кроме того, при условии, что точка соединения между разомкнутым шлейфом 56 и катушкой индуктивности L21 называется точкой P1 соединения, длина линии передачи у катушки индуктивности L21, расположенной между первой точкой 39a соединения и точкой P1 (а именно, вставленного последовательно с линией 45 источника питания), также устанавливается в 19 мм. Как описывается выше, длина в 19 мм соответствует λg/4. Это означает, что в сконфигурированной как и выше структуре, если импеданс линии 45 источника питания равен 0, то импедансы окончания разомкнутого шлейфа 56 и выхода схемы 37 передачи (а именно, первая точка 39a соединения), наблюдаемые от линии 45 источника питания, равны ∞. Здесь нужно отметить, что схема ведет себя как обладающая импедансом ∞ для 1,9 ГГц, что является частотой несущей, и соответственно, выход из схемы 37 передачи, модулированный на 1,9 ГГц, не может войти в линию 45 источника питания. Аналогичным образом сигнал приема в 1,9 ГГц, принятый антенной 13, не может войти в линию 45 источника питания. Поэтому в соответствии с этой структурой можно надежно предотвратить поступление шума в источник питания из схемы 37 передачи или антенны 13.
[0081]
С другой стороны, линия 45 источника питания подводит электрическую энергию постоянного тока к усилителю 31a оконечного каскада в PA 31 через первую точку 39a соединения и схему 37 передачи. Мощность передачи (мощность, подводимая к антенне), сформулированная стандартом DECT, составляет в среднем порядка 10 мВт, но усилитель 31a оконечного каскада потребляет относительно большую энергию и повторно активируется (включается) и деактивируется (выключается) с частотой нескольких сотен Гц, формируя бросковый ток или т.п., что может сделать усилитель 31a оконечного каскада источником шума. В традиционной структуре линия 45 источника питания непосредственно подключается к модулю 30 усилителя для подвода электрической энергии, и шум, сформированный усилителем 31a оконечного каскада, может передаваться по линии 45 источника питания к различным электронным элементам, составляющим устройство беспроводной связи, и соответственно, необходима некая мера против шума, сформированного усилителем 31a оконечного каскада. А именно, прямой подвод энергии к усилителю 31a оконечного каскада требует некой схемы подачи энергии, которая может блокировать все гармонические составляющие (2×f0, 3×f0, …) у основной частоты f0 волны, и это усложняет структуру.
[0082]
Однако в соответствии с первым вариантом осуществления, если шум формируется в усилителе 31a оконечного каскада, то вызывается прохождение шума через схему 37 передачи, и он ослабляется первой схемой 33 регулировки фазы (фильтром нижних частот, образованным схемными элементами, включающими в себя катушку индуктивности и конденсатор), включенной в схему 37 передачи. Поэтому необходимо только блокировать 1,9 ГГц, которая является основной частотой f0 в DECT. Кроме того, даже если другая составляющая шума поступает через линию 45 источника питания, фильтр нижних частот может ослабить ту составляющую шума. А именно, один фильтр нижних частот, образованный схемными элементами, может подавить как шум в сигнале передачи, так и шум от источника питания.
[0083]
Кроме того, линия 45 источника питания, подключенная к первой точке 39a соединения, отсекается разомкнутым шлейфом 56 и катушкой индуктивности L21, каждый из которых имеет длину линии передачи, соответствующую λg/4, как описано выше, и соответственно, предотвращается поступление шума, относимого к несущей, в линию 45 источника питания. Это предотвращает распространение шума, сформированного в усилителе 31a оконечного каскада, в различные части устройства через линию 45 источника питания.
[0084]
С другой стороны, LNA 36, к которому подключается выход схемы 38 приема, потребляет относительно небольшую энергию и не формирует высокочастотный шум, и соответственно, хотя и не показано на чертежах, LNA 36 снабжается электрической энергией напрямую из линии 45 источника питания (через блок 10 обработки сигналов).
[0085]
Со ссылкой на фиг. 5 структура в соответствии с первым вариантом осуществления включает в себя первую точку 39a соединения, соединяющую друг с другом выход схемы 37 передачи и линию 45 источника питания, и вторую точку 39b соединения, соединяющую друг с другом антенну 13 и вход схемы 38 приема, причем первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения соединяются друг с другом через конденсатор (конденсатор 46 отсечки постоянного тока).
[0086]
Точнее говоря, соединение между линией 45 источника питания и выходом схемы 37 передачи достигается в первой точке 39a соединения на первой плате 59a (см. фиг. 6). Эта первая точка 39a соединения подключается к сквозному отверстию 43e, идущему в четвертую плату 59d (см. фиг. 8). С другой стороны, вход схемы 38 приема подключается к сквозному отверстию 43f, идущему из первой платы 59a в четвертую плату 59d, и подключается к антенне 13 на четвертой плате 59d, чтобы образовать вторую точку 39b соединения (см. фиг. 8). Кроме того, первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения соединяются друг с другом через конденсатор 46, смонтированный на поверхности четвертой платы 59d (см. фиг. 8).
[0087]
Таким образом, первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения не соединяются друг с другом напрямую. Однако, как описано выше, для высоких частот, например 1,9 ГГц, которая используется в устройстве беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением, конденсатор в сущности является проводящим, и соответственно, можно считать, что первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения электрически соединяются, чтобы образовать единую точку 39 соединения. Учитывая это, можно сказать, что устройство беспроводной связи в соответствии с первым вариантом осуществления включает в себя антенну 13, которая передает электромагнитную волну, PA 31 (точнее говоря, усилитель 31a оконечного каскада, включенный в PA 31), который усиливает сигнал передачи, переданный из антенны 13, схему 37 передачи, которая выполняет обработку сигналов над сигналом передачи, усиленным с помощью PA 31, линию 45 источника питания, которая подводит электрическую энергию к PA 31, и точку 39 соединения, которая электрически соединяет друг с другом выход схемы 37 передачи и антенну 13, посредством этого соединяя линию 45 источника питания с точкой 39 соединения, чтобы подводить электрическую энергию к PA 31 через схему 37 передачи.
[0088]
Предшествующее описание задает только периферийную структуру схемы 37 передачи в устройстве беспроводной связи, и если к ней добавляется структура, относящаяся к приему сигнала, то можно сказать, что структура в первом варианте осуществления включает в себя антенну 13, которая передает и принимает электромагнитную волну, PA 31 (точнее говоря, усилитель 31a оконечного каскада, включенный в PA 31), который усиливает сигнал передачи, переданный из антенны 13, схему 37 передачи, которая выполняет обработку сигналов над сигналом передачи, усиленным с помощью PA 31, схему 38 приема, которая выполняет обработку сигналов над сигналом приема, принятым антенной 13, линию 45 источника питания, которая подводит электрическую энергию к PA 31, и точку 39 соединения, которая электрически соединяет друг с другом выход схемы 37 передачи, вход схемы 38 приема и антенну 13, посредством этого соединяя линию 45 источника питания с точкой 39 соединения, чтобы подводить электрическую энергию к PA 31 через схему 37 передачи.
[0089]
Вообще, диаграмма импедансов, показанная на фиг. 11a, называется диаграммой Вольперта-Смита. Показанная на фиг. 11b диаграмма зеркально-симметрична диаграмме импедансов относительно вертикальной оси и называется диаграммой полных проводимостей. Когда катушка индуктивности или конденсатор соединяется со схемой последовательно, можно без труда понять характеристики схемы, обращаясь к диаграмме импедансов, а когда катушка индуктивности или конденсатор соединяется со схемой параллельно, можно без труда понять характеристики схемы, обращаясь к диаграмме полных проводимостей.
[0090]
Поскольку высокочастотная схема может включать в себя катушки индуктивности и конденсаторы, соединенные последовательно и/или параллельно, часто используется диаграмма иммитансов, на которой диаграмма импедансов и диаграмма полных проводимостей накладываются друг на друга (см. фиг. 11c). Нижеследующее описание будет выполнено преимущественно на основе диаграммы иммитансов. На диаграмме иммитансов горизонтальная линия, разделяющая окружности диаграммы на верхнюю и нижнюю половины, также представляет активную составляющую сопротивления (действительная часть), причем ее левый конец представляет 0 Ом (замкнутый накоротко), правый конец представляет ∞ Ом (разомкнутый), а центр представляет 50 Ом (точка R50), и верхняя и нижняя части диаграммы соответствуют мнимой части.
[0091]
Здесь нужно отметить, что “линия (окружность) постоянного сопротивления, проходящая через точку R50”, является набором точек, каждая из которых представляет комплексный импеданс, имеющий действительную часть, равную 50 Ом, и изменяющуюся мнимую часть (абсолютное значение), а “линия (окружность) постоянной проводимости, проходящая через точку R50”, является набором точек, представляющих обратную величину окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50. Также нужно отметить, что в нижеследующем описании окружность, проходящая через точку R50 и точку, где импеданс = ∞, есть не что иное как “окружность постоянного сопротивления, проходящая через точку R50”, а окружность, проходящая через точку R50 и точку, где импеданс = 0, есть не что иное как “окружность постоянной проводимости, проходящая через точку R50”. Кроме того, поскольку позже описанный коэффициент Γ отражения по напряжению равен 0 в точке R50, “проходящий через точку R50” означает то же самое, что “проходящий через точку, где Γ = 0”.
[0092]
Каждая из фиг. 12a, 12b и фиг. 13a-13c является поясняющей схемой, показывающей траекторию импеданса (полной проводимости) на диаграмме иммитансов, когда меняется некоторый параметр (параметры) элемента (элементов), образующего высокочастотную схему.
[0093]
Фиг. 12a показывает траекторию импеданса на диаграмме иммитансов, когда конденсатор добавляется последовательно с нагрузкой 50 Ом. В этом случае импеданс вращается против часовой стрелки на окружности, проходящей через точку R50 и точку, где импеданс = ∞ Ом (в дальнейшем - “точка R∞”), на действительной оси диаграммы иммитансов.
[0094]
Фиг. 12b показывает траекторию импеданса на диаграмме иммитансов, когда катушка индуктивности добавляется последовательно с нагрузкой 50 Ом. В этом случае импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, которая проходит через точку R50 и точку R∞ на действительной оси диаграммы иммитансов.
[0095]
Фиг. 13a показывает траекторию импеданса на диаграмме иммитансов, когда конденсатор добавляется параллельно с нагрузкой 50 Ом (один конец конденсатора заземляется). В этом случае импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, проходящей через точку R50 и точку, где импеданс = 0 (в дальнейшем - “точка R0”), на действительной оси.
[0096]
Фиг. 13b показывает траекторию импеданса на диаграмме иммитансов, когда катушка индуктивности добавляется параллельно с нагрузкой 50 Ом (один конец катушки индуктивности заземляется). В этом случае импеданс вращается против часовой стрелке на окружности, проходящей через точку R50 и точку R0 на действительной оси.
[0097]
Фиг. 13c показывает траекторию импеданса на диаграмме иммитансов, когда линия передачи соединяется последовательно с некоторой импедансной нагрузкой. В этом случае импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, имеющей центр в точке R50. Это вращение импеданса на диаграмме иммитансов вызывается в соответствии с изменением в фазе сигнала на линии передачи. При условии, что длина волны сигнала равна λ, для каждого сдвига фазы сигнала в 1/4λ импеданс поворачивается на половину оборота на диаграмме иммитансов. А именно, в течение процесса сдвига фазы сигнала на λ импеданс поворачивается на два оборота на диаграмме иммитансов. Обычно, когда нужно сдвинуть фазу сигнала в высокочастотной схеме, линия передачи добавляется последовательно с той схемой, хотя можно последовательно вставить фильтр нижних частот, чтобы сдвинуть (задержать) фазу сигнала и получить такой же результат, как предоставлен путем добавления линии передачи.
[0098]
Ниже со ссылкой на фиг. 14-19 будет выполнено подробное описание состояния импеданса у различных частей схемы 37 передачи в соответствии с первым вариантом осуществления. Нижеследующее описание для упрощения будет выполнено со схемой 37 передачи в качестве примера, хотя аналогичное описание применяется к схеме 38 приема.
[0099]
В нижеследующем описании импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 37 передачи, когда активируется PA 31, обозначается ZonT, а импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 37 передачи, когда деактивируется PA 31, обозначается ZoffT.
[0100]
Фиг. 15 показывает пример импеданса на выходе PA 31 (CX1 на фиг. 14), когда активируется PA 31 и когда деактивируется PA 31. Окружность с точками внутри указывает импеданс, когда активируется PA 31, тогда как окружность, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс, когда деактивируется PA 31. На фиг. 15 эти окружности располагаются на по существу одинаковом расстоянии от точки R50 и, таким образом, соответствуют по существу одинаковому коэффициенту Γ отражения по напряжению, который увеличивается, когда импеданс перемещается из точки R50 в направлении внешнего периметра диаграммы Вольперта-Смита. Как будет описываться ниже, устройство беспроводной связи в соответствии с первым вариантом осуществления обладает новым признаком, который не раскрывается в известном уровне техники; то есть, даже когда используется усилитель, который обеспечивает по существу одинаковый начальный коэффициент Γ отражения по напряжению, когда активируется усилитель и когда деактивируется усилитель, устройство беспроводной связи может сдвинуть импеданс, когда активируется усилитель, чтобы достичь состояния согласованного импеданса, наряду со сдвигом импеданса, когда деактивируется усилитель, чтобы достичь высокоимпедансного состояния.
[0101]
Фиг. 16 показывает изменение импеданса, вызванное линиями LI1, LI2 передачи (CX2 на фиг. 14) в первой схеме 32 согласования импедансов. Линии LI1, LI2 передачи, добавленные последовательно со схемой, вызывают сдвиг фазы сигнала на линиях, при помощи чего импеданс вращается на окружности, имеющей точку R50 в качестве центра, как описано выше со ссылкой на фиг. 13c.
[0102]
Нужно отметить, что на фиг. 16-19 окружность из сплошной линии с точками внутри указывает импеданс после сдвига, когда PA 31 включается, окружность из пунктирной линии с точками внутри указывает импеданс перед сдвигом, когда PA 31 включается, окружность из сплошной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс после сдвига, когда PA 31 выключается, и окружность из пунктирной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс перед сдвигом, когда PA 31 выключается.
[0103]
Как показано на фиг. 16, вызывается вращение каждого импеданса на диаграмме Вольперта-Смита из-за линий LI1, LI2 передачи, так что два импеданса регулируются, чтобы находиться на разных расстояниях от точки R0. Однако нужно отметить, что даже после того, как импедансы меняются (сдвигаются) линиями LI1, LI2 передачи, две окружности из сплошной линии находятся на по существу одинаковом расстоянии от точки R50, и соответственно, коэффициент Γ отражения по напряжению не меняется.
[0104]
Фиг. 17 показывает импеданс на выходе первой схемы 32 согласования импедансов (CX3 на фиг. 14). А именно, фиг. 17 показывает состояния до и после изменения импеданса, вызванного конденсаторами C1, C2. Как описывается со ссылкой на фиг. 13a, конденсаторы вызывают вращение импеданса на окружности, касательной к точке R0 на диаграмме Вольперта-Смита, и емкость каждого конденсатора выбирается так, что по меньшей мере импеданс схемы 37 передачи сдвигается на действительную ось, когда включается PA 31.
[0105]
Нужно отметить, что на фиг. 17 импеданс, когда выключается PA 31, также сдвигается на действительную ось. Это не является необходимым, но идеальным, и соответственно, чтобы добиться этого, предпочтительно, чтобы величина вращения вокруг точки R50, то есть длина линии передачи у линий LI1, LI2 передачи, задавалась так, что “импеданс схемы 37 передачи после сдвига в результате вращения, вызванного конденсаторами C1, C2, перемещается на действительную ось, когда PA 31 включается и когда PA 31 выключается”.
[0106]
Таким образом, первая схема 32 согласования импедансов сдвигает ZonT и ZoffT, чтобы приблизиться к действительной оси диаграммы Вольперта-Смита.
[0107]
Фиг. 18 показывает импеданс на выходе первого симметрирующего устройства 40 (CX4 на фиг. 14). Как описано выше, первое симметрирующее устройство 40 включает в себя параллельные схемы, наблюдаемые от антенны 13, и соответственно, если импеданс состоит из активного сопротивления (то есть расположенного на действительной оси), то импеданс, наблюдаемый от антенны 13, уменьшается наполовину. Это вызывает приближение импеданса к точке R50, когда включается PA 31, и вызывает приближение импеданса к точке R0, когда выключается PA 31. А именно, первая схема 32 согласования импедансов и первое симметрирующее устройство 40 действуют совместно, чтобы вызвать приближение импеданса к точке R50, когда включается PA 31, или добиться согласования импедансов с антенной 13, наряду с перемещением импеданса еще дальше от точки R50 (или в направлении точки R0), когда выключается PA 31.
[0108]
Первое симметрирующее устройство 40 формально является элементом, который преобразует разностный сигнал в асимметричный сигнал, но его функция включает в себя функцию согласования импедансов, и соответственно, в связи с той функцией первое симметрирующее устройство 40 может рассматриваться как часть первой схемы 32 согласования импедансов. Таким образом, первая схема 32 согласования импедансов, включающая в себя первое симметрирующее устройство 40, сдвигает импеданс так, что коэффициент Γ отражения по напряжению у схемы 37 передачи перемещается в окрестность 0 (ноль), когда активируется PA 31, и коэффициент Γ отражения по напряжению у схемы 37 передачи увеличивается, когда деактивируется PA 31 (точнее, абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению приближается к 1 (единица)).
[0109]
А именно, первая схема 32 согласования импедансов (включающая в себя первое симметрирующее устройство 40, предоставленное между первой схемой 32 согласования импедансов и первой схемой 33 регулировки фазы в качестве параллельной схемы) сдвигает ZonT так, что коэффициент Γ отражения по напряжению перемещается в окрестность 0, и сдвигает ZoffT так, что увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению.
[0110]
Фиг. 19 показывает импеданс на выходе первой схемы 33 регулировки фазы (а именно, на выходе схемы 37 передачи (CX5 на фиг. 14)). Первая схема 33 регулировки фазы в первом варианте осуществления включает в себя двухкаскадный фильтр нижних частот, который описан выше, и это вызывает сдвиг фазы сигнала у сигнала передачи. Таким образом, фильтр нижних частот ведет себя таким же образом, как и линия передачи, добавленная последовательно со схемой, и вызывает вращение импеданса на окружности, имеющей центр в точке R50. Однако в первом варианте осуществления величина сдвига фазы сигнала устанавливается так, что импеданс поворачивается на один оборот на диаграмме Вольперта-Смита. В проиллюстрированном варианте осуществления первая схема 33 регулировки фазы конфигурируется для вызова сдвига фазы сигнала у сигнала передачи (длина λg волны), распространяющегося в первой плате 59a, на 3/4 λg, так что импеданс поворачивается на диаграмме Вольперта-Смита на полтора оборота. Чтобы добиться регулировки фазы, первой схеме 33 регулировки фазы не нужно вызывать фазовый сдвиг сверх 1/2 λg. Однако, чтобы улучшить демпфирующее свойство и расширить функцию фильтра нижних частот в первой схеме 33 регулировки фазы (удаление шума из сигнала передачи и предотвращение поступления шума из линии 45 источника питания), желательно проектировать первую схему 33 регулировки фазы для вызова большого сдвига фазы сигнала, как описано выше. С другой стороны, в связи с регулировкой фазы первая схема 33 регулировки фазы эквивалентна элементу, сдвигающему фазу сигнала лишь на 1/4 λg, и это вызывает сдвиг импеданса схемы 37 передачи из окрестности точки R0 в окрестность точки R∞, когда деактивируется PA 31, посредством этого достигая высокоимпедансного состояния.
[0111]
В предшествующем примере описание выполнялось при допущении, что начальное состояние импеданса у PA 31 является таким, как показано на фиг. 15. Однако путем подходящего выбора значений LI1, LI2, C1 и C2 первая схема 32 согласования импедансов может сдвигать различные состояния импеданса в состояния, показанные на фиг. 16 и фиг. 17, через показанное на фиг. 15 состояние. Таким образом, в первом варианте осуществления можно сказать, что импеданс схемы 37 передачи, когда активируется PA 31, и ее же импеданс, когда деактивируется PA 31, сначала регулируются, чтобы быть по существу симметричными на диаграмме Вольперта-Смита относительно горизонтальной оси (а именно, один является индуктивным, а другой является емкостным), и после этого выполняется сдвиг импеданса в соответствии с описанным выше процессами.
[0112]
Выше выполнено подробное описание структуры и работы первой схемы 32 регулировки фазы (включающей в себя первое симметрирующее устройство 40) и первой схемы 33 регулировки фазы в схеме 37 передачи. Нужно учитывать, что также в отношении схемы 38 приема процесс для разделения состояния согласованного импеданса и высокоимпедансного состояния является таким же, как описан выше, и соответственно, подробное описание пропускается. А именно, при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 38 приема, когда активируется LNA 36, обозначается ZonR, а импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 38 приема, когда деактивируется LNA 36, обозначается ZoffR, необходимо только, чтобы параметры элементов, составляющих схему приема, выбирались так, что достигается отношение между ZonR и ZoffR, аналогичное вышеописанному отношению между ZonT и ZoffT.
[0113]
Как показано на фиг. 20a, когда включается PA 31 (а LNA 36 выключается), выходной импеданс у схемы 37 передачи регулируется для согласования с антенной 13, чтобы электромагнитная волна излучалась из антенны 13, тогда как входной импеданс у схемы 38 приема становится высоким, предотвращая поступление выходного сигнала из схемы 37 передачи в схему 38 приема.
[0114]
С другой стороны, как показано на фиг. 20b, когда выключается PA 31 (а LNA 36 включается), выходной импеданс у схемы 37 передачи становится высоким, тогда как входной импеданс у схемы 38 приема регулируется для согласования с антенной 13, при помощи чего электромагнитная волна, принятая антенной 13, перенаправляется только в схему 38 приема и не оказывает никакое воздействие на схему 37 передачи.
[0115]
Ниже со ссылкой на фиг. 21a-21c будет конкретно описываться высокоимпедансное состояние у схемы 37 передачи и схемы 38 приема.
[0116]
Со ссылкой на фиг. 21a в первом варианте осуществления высокоимпедансное состояние задается как состояние, когда импеданс находится в области с правой стороны от “4 Ом” на действительной оси диаграммы Вольперта-Смита (здесь нужно отметить, что значения на действительной оси на фиг. 21a указывают нормализованные импедансы, и соответственно, эта точка в целом указывает точку, где импеданс равен 200 Ом (50 Ом×4), и соответственно, в дальнейшем будет называться “точкой R200”), а именно, области, в которой импеданс имеет высокое сопротивление, больше либо равное 200 Ом на действительной оси.
[0117]
Фиг. 21b показывает состояние, в котором достигается согласование импедансов между выходом схемы 37 передачи и антенной 13, а вход схемы 38 приема находится в высокоимпедансном состоянии. В этом состоянии выходной импеданс Zs схемы 37 передачи и импеданс ZL1 антенны 13 равны 50 Ом каждый. С другой стороны, вход схемы 38 приема находится в высокоимпедансном состоянии, и ее входной импеданс ZL2 равен 200 Ом. В этом состоянии, как показано на фиг. 21b, ток i выходит из схемы 37 передачи и разветвляется на ток i1, поступающий в антенну 13, и ток i2, поступающий в схему 38 приема. Эквивалентная схема для структуры на фиг. 21b показана на фиг. 21c.
[0118]
В отношении этой эквивалентной схемы сначала будут оцениваться потери на отражение. Когда полное сопротивление параллельной схемы, образованное из ZL1 и ZL2, представляется как ZL, коэффициент Γ отражения по напряжению выражается следующим образом:
Γ=(ZL-Zs)/(ZL+Zs) … (Уравнение 3)
[0119]
Поскольку полное сопротивление ZL равно 1/(1/200+1/50) = 40 Ом, коэффициент Γ отражения по напряжению, где импеданс в высокоимпедансном состоянии равен 200 Ом, предоставляется следующим образом:
Γ=(40-50)/(40+50) = -0,11
[0120]
Потери RL на отражение задаются следующим образом:
RL=1-Γ2 … (Уравнение 4)
и соответственно, RL=1-0,112=0,987, что соответствует -0,05 дБ.
[0121]
Далее будут вычисляться потери P на разветвление из-за разветвления тока.
[0122]
С учетом того, что импеданс ZL1 антенны 13 равен 50 Ом, а импеданс ZL2 схемы 38 приема равен 200 Ом, ток i1, поступающий в антенну 13, предоставляется в виде {200/(200+50)}i. Потери P на разветвление имеют вид следующего Уравнения 5:
P=v×i1 … (Уравнение 5),
и соответственно, P равны {200/(200+50)}v×i=0,8 v×i, что соответствует -0,97 дБ.
[0123]
Таким образом, установлено, что суммарные потери = потери на отражение + потери на разветвление = -0,05-0,97 = -1,02 дБ.
[0124]
Фиг. 22 - график, показывающий потери (сумма описанных выше потерь на отражение и потерь на разветвление) относительно изменения во входном импедансе схемы 38 приема на фиг. 21c, где Zs=ZL1=50 Ом (константа). Традиционно, если РЧ-схема образуется из модуля переключения антенны и дискретных электронных элементов, то потеря около -1,0 дБ эмпирически считается не создающей никакую проблему в качестве звука при одновременной передаче и приеме. Поэтому потеря в -1,0 дБ в целом расценивается как расчетная целевая величина при проектировании схемы. Как описано выше, структура в соответствии с первым вариантом осуществления может достичь расчетной целевой величины.
[0125]
Кроме того, в соответствии с сенсорной оценкой, выполненной авторами изобретения, когда потери становятся больше примерно -1,5 дБ, воспринимается ухудшение качества звука и т.п., и соответственно, потеря в -1,5 дБ считается пределом приемлемых потерь. В соответствии с фиг. 22 входной импеданс у схемы 38 приема, соответствующий потерям в -1,5 дБ, примерно равен 112 Ом.
[0126]
Таким образом, когда деактивируется PA 31 в схеме 37 передачи или LNA 36 в схеме 38 приема, выходной импеданс у схемы 37 передачи или входной импеданс у схемы 38 приема, наблюдаемый от антенны 13, становится высоким, и конкретное значение “высокого” импеданса Z равно по меньшей мере 112 Ом (Z≥112 Ом (r=2,24×50 Ом)), а предпочтительно равно по меньшей мере 200 Ом (Z≥200 Ом (r=4×50 Ом)).
[0127]
Как описано выше, поскольку ZonT равен 50 Ом, первая схема 33 регулировки фазы проектируется для изменения фазы сигнала передачи так, что выполняется условие ZoffT>2×ZonT.
[0128]
(ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ)
Структура устройства беспроводной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления в основном такая же, как у первого варианта осуществления, хотя некоторая часть изменяется по сравнению с первым вариантом осуществления. Таким образом, структурный элемент во втором варианте осуществления, обозначенный таким же номером ссылки и называемый таким же термином, что и в первом варианте осуществления, соответствует структурному элементу в первом варианте осуществления, обозначенному таким же номером ссылки и называемому таким же термином. Нужно отметить, что структурный элемент во втором варианте осуществления, называемый таким же термином, как и в первом варианте осуществления, но обозначенный другим номером ссылки, также соответствует структурному элементу в первом варианте осуществления, называемому таким же термином, и другой номер ссылки используется для удобства описания.
[0129]
Ниже будет приведено описание второго варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 23-33.
[0130]
Со ссылкой на фиг. 23 модуль 125 усилителя образуется из PA 126 (первый усилитель) и LNA 36 (второй усилитель).
[0131]
Процессор 10e TDD/TDMA выводит управляющий сигнал в модуль 125 усилителя по пути, не показанном на чертежах, чтобы управлять активацией (включением) и деактивацией (выключением) PA 126 и LNA 36. Нужно отметить, что деактивированное состояние может достигаться не только путем отключения энергоснабжения всего PA 126, но также путем отключения энергоснабжения части PA 126, блокирования сигналов к внутренней схеме PA 126, блокирования входных/выходных сигналов вентильной схемой и т.п.
[0132]
Схема 37 передачи образуется из первой схемы 130 сдвига импеданса, первой схемы 131 согласования импедансов и первой схемы 132 регулировки фазы. Первая схема 130 сдвига импеданса и первая схема 131 согласования импедансов функционируют для согласования импеданса между выходом схемы 37 передачи и антенной 13, когда PA 126 находится в активированном состоянии, и для создания рассогласования импеданса между схемой 37 передачи и антенной 13, когда PA 126 находится в деактивированном состоянии.
[0133]
Первая схема 132 регулировки фазы вызывает вращение импеданса схемы 37 передачи на стороне точки 39 соединения на диаграмме иммитансов (диаграмме Вольперта-Смита) на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется PA 126, так что состояние согласованного импеданса сохраняется, когда активируется PA 126, и импеданс сдвигается в высокий импеданс, достаточный для достижения высокоимпедансного состояния, когда деактивируется PA 126.
[0134]
Схема 38 приема образуется из второй схемы 135 сдвига импеданса, второй схемы 134 согласования импедансов и второй схемы 133 регулировки фазы. Функции этих структурных элементов в основном такие же, как функции соответствующих структурных элементов в схеме 37 передачи, описанные выше. А именно, вторая схема 135 сдвига импеданса и вторая схема 134 согласования импедансов функционируют для согласования импеданса между антенной 13 и схемой 38 приема, когда LNA 36 находится в активированном состоянии, и для создания рассогласования импеданса между антенной 13 и схемой 38 приема, когда LNA 36 находится в деактивированном состоянии.
[0135]
Вторая схема 133 регулировки фазы вызывает вращение импеданса схемы 38 приема на стороне точки 39 соединения на диаграмме иммитансов (диаграмме Вольперта-Смита) на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется LNA 36, так что состояние согласованного импеданса сохраняется, когда активируется LNA 36, и импеданс сдвигается в высокий импеданс, достаточный для достижения высокоимпедансного состояния, когда деактивируется LNA 36.
[0136]
А именно, при условии, что точка в 50 Ом (соответствует точке в 1 Ом (один) в нормализованном импедансе и в дальнейшем будет называться “точкой R50”) задается на горизонтальной линии, разделяющей окружности на диаграмме Вольперта-Смита (включающей описанную позже диаграмму иммитансов), которая является комплексной плоскостью, на верхнюю и нижнюю половины (горизонтальная линия представляет активную составляющую сопротивления (действительная часть импеданса) и в дальнейшем будет называться “действительной осью”), первая схема 130 сдвига импеданса и первая схема 131 согласования импедансов вызывают перемещение импеданса выхода у схемы 37 передачи в положение в окрестности точки R50, когда PA 126 находится в активированном состоянии, и вызывают перемещение выходного импеданса схемы 37 передачи в положение, значительно удаленное от точки R50, когда PA 126 находится в деактивированном состоянии.
[0137]
Нужно отметить, что точка R50 указывает центр диаграммы Вольперта-Смита. Кроме того, на диаграмме Вольперта-Смита направление, перпендикулярное действительной оси, указывает мнимую часть импеданса, и значение мнимой части изменяется по внешней окружности диаграммы. В области над действительной осью знак мнимой части положительный, а в области под действительной осью знак мнимой части отрицательный.
[0138]
Первая схема 132 регулировки фазы вызывает вращение импеданса на выходе схемы 37 передачи (то есть в точке 39 соединения, где схема 37 передачи соединяется с антенной 13) по окружности, имеющей точку R50 в качестве центра. В частности, первая схема 132 регулировки фазы включает в себя элемент, который вызывает фазовый сдвиг в сигнале передачи, посредством этого вызывая вращение импеданса. Здесь нужно отметить, что поскольку первая схема 132 регулировки фазы вызывает вращение импеданса по окружности, имеющей точку R50 в качестве центра, на заданный угол независимо от того, активируется или деактивируется PA 126, импеданс остается в согласованном состоянии, когда активируется PA 126, даже после вращения (поскольку импеданс находится в окрестности точки R50). С другой стороны, когда деактивируется PA 126, импеданс можно значительно изменить путем вращения и можно сдвинуть в высокий импеданс путем регулировки угла поворота (то есть величины фазового сдвига сигнала передачи, определенной на основе описанной позже длины линии передачи или параметра (параметров) фильтра).
[0139]
Нужно отметить, что первая схема 130 сдвига импеданса, первая схема 131 согласования импедансов и первая схема 132 регулировки фазы в схеме 37 передачи и вторая схема 135 сдвига импеданса, вторая схема 134 согласования импедансов и вторая схема 133 регулировки фазы в схеме 38 приема являются характерными структурными элементами во втором варианте осуществления.
[0140]
Со ссылкой на фиг. 24 часть, заштрихованная косыми линиями, идущим из верхнего правого угла в нижний левый угол, представляет линию передачи или катушку индуктивности, а часть, заштрихованная косыми линиями, идущими из верхнего левого угла в нижний правый угол, представляет конденсатор. Тонкие линии в схеме 37 передачи и схеме 38 приема являются фиктивными линиями, указывающими только отношение соединения между структурными элементами, и не имеют физической длины и ширины. Таким образом, каждая из схемы 37 передачи и схемы 38 приема включает в себя по меньшей мере катушку индуктивности (катушки индуктивности) и конденсатор (конденсаторы) в качестве схемных элементов.
[0141]
Устройство беспроводной связи во втором варианте осуществления также имеет структуру многослойной платы, включающую в себя платы 59a-59d с первой по четвертую, как показано на фиг. 9a-9e. Как показано на фиг. 9b, вторая плата 59b и третья плата 59c снабжаются рисунком заземления по существу по всей их поверхности. Первая плата 59a содержит образованные на ней вышеупомянутые схему 37 передачи, схему 38 приема, линию 45 источника питания и т.п. На каждой из плат 59a - 59d медная фольга, образующая рисунки соединений и рисунки заземления, образуется, например, только на верхней поверхности основного материала каждой платы. Таким образом, рисунки, образованные на одной плате, можно отделить от рисунков на другой плате с помощью основного материала, и соответственно, можно добиться подходящей электрической изоляции в направлении толщины.
[0142]
Первая плата 59a помещается между второй платой 59b и третьей платой 59c так, что главные поверхности первой платы 59a обращены ко второй и третьей платам 59b и 59c, соответственно. Каждая из второй платы 59b и третьей платы 59c имеет рисунок заземления, образованный на области, соответствующей области первой платы 59a, в которой располагаются схема 37 передачи и схема 38 приема, при помощи чего предоставляется электромагнитный экран, чтобы изолировать от внешних электромагнитных волн схему 37 передачи и схему 38 приема, образованные на первой плате 59a.
[0143]
Кроме того, некоторое количество сквозных отверстий предоставляется в первой плате 59a вокруг первой схемы 130 сдвига импеданса, первой схемы 131 согласования импедансов и первой схемы 132 регулировки фазы, составляющих схему 37 передачи, и вокруг второй схемы 135 сдвига импеданса, второй схемы 134 согласования импедансов и второй схемы 133 регулировки фазы, составляющих схему 38 приема. Эти сквозные отверстия используются для соединения друг с другом рисунков заземления, образованных на второй плате 59b и третьей плате 59c, которые вмещают между собой первую плату 59a, и соответственно, схема 37 передачи (за исключением линии LN1 передачи, составляющей первую схему 130 сдвига импеданса) и схема 38 приема защищаются электромагнитным экраном, предоставленным не только рисунками заземления на второй и третьей платах 59b, 59c, обращенных к главным поверхностям первой платы 59a, на которой образуются те схемы, но также сквозными отверстиями в плате 59a.
[0144]
Конденсаторы, включенные в схему 37 передачи и схему 38 приема в качестве их структурных элементов (конденсаторы, соединенные со схемами параллельно), составлены рисунками соединений (медная фольга), образованными на первой плате 59a, и рисунками заземления, образованными на второй плате 59b и третьей плате 59c, которые совместно с первой платой 59a составляют многослойную плату. А именно, стеклотекстолит, который является основным материалом этих плат, создает изолирующие слои конденсаторов. Один конец каждого конденсатора подключается к связанной схеме так, что конденсатор соединяется со связанной схемой параллельно, тогда как другой конец каждого конденсатора является самими рисунками заземления и, соответственно, заземляется. Нужно отметить, что емкость каждого конденсатора может меняться путем изменения расстояния между рисунком на первой плате 59a и рисунком на второй плате 59b и/или третьей плате 59c (то есть путем изменения толщины платы).
[0145]
Каждый из конденсаторов, соединенных со схемами последовательно (например, конденсатор C17 во второй схеме 135 сдвига импеданса), могут быть образованы из пары гребенчатых электродов, обращенных друг к другу, так что конденсатор реализуется в виде сборки небольших конденсаторов, образованных между парой гребенчатых электродов. Это известно как встречно-гребенчатый конденсатор. В качестве альтернативы, аналогично конденсатору, соединенному со схемой параллельно, конденсатор, соединенный со схемой последовательно, может быть реализован в виде так называемого MIM-конденсатора (металл-диэлектрик-металл) с использованием рисунка, частично предоставленного на многослойной плате (этот рисунок не заземляется), и сквозного отверстия (отверстий).
[0146]
Кроме того, линия передачи реализуется в виде рисунка соединений, нанесенного расположенным напротив рисунка заземления (GND). Любой рисунок соединений, имеющий физическую длину, создает катушку индуктивности, но до тех пор, пока рисунок соединений идет вдоль рисунка заземления с постоянной шириной линии, отношение индуктивности L к емкости C является постоянным (L/C = постоянная (= характеристический импеданс)), и соответственно, получается линия передачи, имеющая плоские частотные характеристики. Характеристический импеданс (например 50 Ом или 75 Ом) является низким для толстой линии и высоким для тонкой линии.
[0147]
Кроме того, катушка индуктивности может быть реализована соединительными линиями, имеющими разные ширины (ширины рисунка) (а именно, имеющими разные характеристические импедансы). Там, где имеется прерывность в ширине линии, отношение между напряжением и током изменяется, и электрический заряд, утратив пункт назначения, движется обратно к стороне входа, так что формируется так называемая отраженная волна. Отраженная волна создает изменение в распределении волны напряжения и волны тока (Z=V/I), при помощи чего часть, где волна тока большая, и поэтому энергия магнитного поля большая, образует катушку индуктивности, тогда как часть, где волна тока небольшая, проявляет емкостную характеристику и образует конденсатор.
[0148]
Первая схема 131 согласования импедансов и первая схема 132 регулировки фазы, образующие схему 37 передачи, и вторая схема 135 сдвига импеданса, вторая схема 134 согласования импедансов и вторая схема 133 регулировки фазы, образующие схему 38 приема, образуются из рисунков соединений, нанесенных на первую плату 59a. Первая схема 130 сдвига импеданса образуется из рисунка соединений, нанесенного на четвертую плату 59d.
[0149]
Что из линии передачи, конденсатора и катушки индуктивности функционирует в качестве рисунка соединений, однозначно определяется на основе материала, ширины, толщины и формы рисунка соединений, а также взаимного расположения рисунка соединений относительно рисунка заземления (параметры рисунка соединений). Другими словами, если известны вышеупомянутые параметры, то можно воспроизвести фактическую структуру схемы и понять ее электрические характеристики.
[0150]
Таким образом, не используется никакой дискретный электронный элемент, и это может значительно уменьшить стоимость. Нужно отметить, что схема 37 передачи и схема 38 приема также окружаются рисунком заземления на первой плате 59a.
[0151]
Ниже будет выполнено описание отдельных элементов, составляющих схему 37 передачи, в порядке пути, по которому проходит сигнал передачи. Как показано на фиг. 24, PA 126 включает в себя трехкаскадный усилитель. Энергия из линии 45 источника питания подводится к двум каскадам рядом со входом Tx после регулирования регулятором 29 и преимущественно используется в качестве рабочей мощности логической схемы. Позже будет описываться структура для подачи электрической энергии к усилителю третьего каскада (усилителю 126a оконечного каскада), который является ближайшим ко входу схемы 37 передачи.
[0152]
Как описывалось раньше, в блоке 10 обработки сигналов (включающем в себя модуль 125 усилителя), реализованном на четвертой плате 59d или самой верхней плате (см. фиг. 8), PA 126 выводит асимметричный сигнал, и этот асимметричный сигнал вводится в первую схему 130 сдвига импеданса.
[0153]
Первая схема 130 сдвига импеданса включает в себя линию LN1 передачи, образованную из рисунка соединений, нанесенного на четвертую плату 59d. У линии LN1 передачи один конец подключен к выходу PA 126 для выведения асимметричного сигнала. Другой конец линии LN1 передачи соединяется со сквозным отверстием 43a. Таким образом, линия LN1 передачи соединяется с PA 126 последовательно. Выход из линии LN1 передачи передается через сквозное отверстие 43a в первую плату 59a, которая составляет третий слой сверху.
[0154]
Первая схема 131 согласования импедансов образуется из конденсатора C16, который принимает выход из первой схемы 130 сдвига импеданса. Конденсатор C16 образуется из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a, и один его конец подключен к выходу линии LN1 передачи, а другой конец заземлен.
[0155]
Длина линии LN1 передачи и емкость конденсатора C16 (конкретные значения этих параметров определяются в зависимости от частоты сигнала, поданного на эти схемные элементы, длины и ширины (площади) рисунков соединений, образованных на плате, чтобы реализовать эти элементы, и т.п.) определяются так, что между схемой 37 передачи и антенной 13 достигается согласование импедансов в состоянии, в котором активируется PA 126. Например, показанная на фиг. 24 линия LN1 передачи может быть образована имеющей ширину 0,4 мм и длину 7 мм, и форма (площадь) показанного на фиг. 24 конденсатора C16 может определяться так, чтобы установить его емкость в 2,4 пФ для регулировки импеданса, когда активируется PA 126.
[0156]
Выход из первой схемы 131 согласования импедансов вводится в первую схему 132 регулировки фазы. Первая схема 132 регулировки фазы включает в себя линию LN2 передачи, образованную из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a. Линия LN2 передачи последовательно соединяется с выходом первой схемы 131 согласования импедансов. Другой конец линии LN2 передачи соединяется с первой точкой 39a соединения. Линия LN2 передачи, например, имеет ширину 0,4 мм и длину 24 мм.
[0157]
Сигнал передачи, подвергнутый вышеупомянутой обработке сигналов, проходит первую точку 39a соединения и после этого перенаправляется из первой платы 59a в самую верхнюю четвертую плату 59d через сквозное отверстие 43e. Затем сигнал передачи излучается в эфир из антенны 13, подключенной через конденсатор 46 отсечки постоянного тока на четвертой плате 59d. Этот конденсатор 46 отсечки постоянного тока предотвращает передачу напряжения (смещения постоянным током), поданного на линию 45 источника питания, к антенне 13 и схеме 38 приема и позволяет перенаправить к антенне 13 только сигнал передачи.
[0158]
Процесс регулировки импеданса у схемы 37 передачи с помощью линии LN1 передачи, составляющей первую схему 130 сдвига импеданса, конденсатора C16, составляющего первую схему 131 согласования импедансов, и линии LN2 передачи, составляющей первую схему 132 регулировки фазы, будет подробно описываться позже со ссылкой на диаграмму Вольперта-Смита (диаграмму иммитансов).
[0159]
Вообще, импеданс выхода PA 126 изменяется между тем, когда активируется PA 126, и тем, когда деактивируется PA 126, и только когда PA 126 активируется, достигается согласование импедансов с помощью вышеупомянутых первой схемы 130 сдвига импеданса, первой схемы 131 согласования импедансов и первой схемы 132 регулировки фазы.
[0160]
Другими словами, в состоянии, когда деактивируется PA 126, выходной импеданс первой схемы 131 согласования импедансов не находится в точке R50 или ее окрестности на диаграмме Вольперта-Смита (а именно, не достигается согласование импедансов с антенной 13, хотя это не обязательно означает, что достигается высокоимпедансное состояние). Таким образом, путем сдвига импеданса в точку, удаленную от точки R50, с помощью первой схемы 130 сдвига импеданса и первой схемы 131 согласования импедансов и дополнительного регулирования импеданса с помощью первой схемы 132 регулировки фазы, которая изменяет фазу сигнала у сигнала передачи, импеданс схемы 37 передачи, когда деактивируется PA 126, значительно поворачивается вокруг точки R50 (или изменяется) и может быть сдвинут в высокоимпедансное состояние в зависимости от величины изменения фазы сигнала.
[0161]
Таким образом, в состоянии, когда активируется PA 126 (а именно, во время передачи), достигается согласование импедансов между выходом схемы 37 передачи и антенной 13, тогда как в состоянии, когда деактивируется PA 126 (а именно, во время приема), выход схемы 37 передачи приводится в высокоимпедансное состояние, наблюдаемое от антенны 13, предотвращая поступление сигнала приема в схему 37 передачи.
[0162]
Нужно отметить, что линия LN1 передачи (первая схема 130 сдвига импеданса), соединенная со схемой последовательно, и конденсатор C16 (первая схема 131 согласования импедансов), соединенный со схемой параллельно, проявляют характеристику фильтра нижних частот в отношении частот сигнала. Это уменьшает шум сигнала в схеме 37 передачи. Ниже будет выполнено описание измененного варианта осуществления, в котором первая схема 132 регулировки фазы также приспособлена функционировать в качестве фильтра нижних частот.
[0163]
Как описано выше, в состоянии, когда активируется PA 126, выходной импеданс первой схемы 131 согласования импедансов в схеме 37 передачи регулируется для согласования с антенной 13 (а именно, импеданс регулируется, чтобы иметь значение рядом с точкой R50 на диаграмме Вольперта-Смита). Если фаза сигнала меняется в таком состоянии согласованного импеданса, то импеданс перемещается по окружности, имеющей центр в точке R50. А именно, в состоянии, когда установлено согласование импедансов, импеданс находится в окрестности точки R50, которая является центром вращения, и поэтому установленное согласование импедансов не исчезает, если меняется фаза сигнала.
[0164]
Теоретически можно менять фазу сигнала путем регулирования длины линии передачи, соединенной последовательно с импедансной нагрузкой. Однако в некоторых случаях можно уменьшить площадь, занятую рисунками соединений, путем создания первой схемы 132 регулировки фазы из фильтра нижних частот. Это будет объясняться ниже.
[0165]
Вообще, когда улучшается демпфирующее свойство фильтра нижних частот, фазовая задержка также увеличивается, и если этого нужно достичь только путем регулировки длины линии передачи, то фазовая задержка, например, в 3/4 λg потребует длины соединений в 19 мм×3=54 мм. С другой стороны, если вместо этого используется фильтр нижних частот, то его можно реализовать в виде двухкаскадной структуры, которая компактна по размеру.
[0166]
В измененном варианте осуществления первая схема 132 регулировки фазы составляет фильтр нижних частот, как описано выше, но она может конфигурироваться имеющей характеристику полосового фильтра.
[0167]
Ниже, снова ссылаясь на фиг. 24 и фиг. 9e, будет выполнено описание отдельных элементов, составляющих схему 38 приема, в порядке пути, по которому проходит сигнал приема.
[0168]
Как показано на фиг. 24, сигнал приема, принятый антенной 13, проходит вторую точку 39b соединения и после этого перенаправляется из четвертой платы 59d в схему 38 приема на первой плате 59a через сквозное отверстие 43f. Сигнал приема сначала вводится во вторую схему 133 регулировки фазы. Вторая схема 133 регулировки фазы включает в себя линию LN3 передачи, образованную из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a. Один конец линии LN3 передачи соединяется с антенной 13 через вторую точку 39b соединения, а другой конец линии LN3 передачи соединяется со второй схемой 134 согласования импедансов. Таким образом, линия LN3 передачи соединяется с антенной 13 последовательно. Линия LN3 передачи, например, имеет ширину 0,4 мм и длину 126 мм.
[0169]
Вышеупомянутая схема 37 передачи конфигурируется имеющей в целом характеристику фильтра нижних частот, чтобы не только сдвигать фазу сигнала, но также удалять шум сигнала (а также принимать энергоснабжение постоянным током через схему 37 передачи, что будет описываться позже). Однако в схеме 38 приема LNA 36 редко становится источником шума, и соответственно, потребность в фильтре шума отсутствует, и импеданс схемы 38 приема, когда LNA 36 находится в деактивированном состоянии, можно сдвинуть в достаточно высокий импеданс путем простого соединения линии LN3 передачи с импедансной нагрузкой последовательно.
[0170]
Такая структура соответствует характеристикам LNA 36, принятым во втором варианте осуществления, и другой LNA 36 может требовать линии передачи, имеющей большую длину линии, хотя в любом случае регулировка длины рисунка соединений может легко достичь высокоимпедансного состояния у схемы 38 приема, когда деактивируется LNA 36. Конечно, в качестве модификации первой схемы 132 регулировки фазы можно предоставить фильтр, который положительно вращает фазу сигнала.
[0171]
Результат из второй схемы 133 регулировки фазы вводится во вторую схему 134 согласования импедансов. Вторая схема 134 согласования импедансов образуется из конденсатора C10. Конденсатор C10 образуется из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a, и один его конец подключен к выходу второй схемы 133 регулировки фазы, а другой конец заземлен. Конденсатор C10 конфигурируется имеющим емкость, например, 3,8 пФ. Результат из второй схемы 134 согласования импедансов вводится во вторую схему 135 сдвига импеданса.
[0172]
Вторая схема 135 сдвига импеданса включает в себя конденсатор C17, образованный из рисунка соединений, нанесенного на первую плату 59a. Один конец конденсатора C17 подключается ко второй схеме 134 согласования импедансов, а другой конец последовательно соединяется со входом LNA 36 для приема асимметричного сигнала. А именно, вторая схема 135 сдвига импеданса включает в себя конденсатор, соединенный со схемой последовательно. Этот конденсатор может быть образован, например, как вышеупомянутый встречно-гребенчатый конденсатор.
[0173]
Результат из второй схемы 135 сдвига импеданса перенаправляется из первой платы 59a в самую верхнюю четвертую плату 59d через сквозное отверстие 43b и вводится в LNA 36 в модуле 125 усилителя, включенном в блок 10 обработки сигналов, реализованный на четвертой плате 59d. LNA 36 усиливает сигнал приема и предоставляет его процессору 10e TDD/TDMA.
[0174]
Процесс регулировки импеданса у схемы 38 приема с помощью конденсатора C17, составляющего вторую схему 135 сдвига импеданса, конденсатора C10, составляющего вторую схему 134 согласования импедансов, и линии LN3 передачи, составляющей вторую схему 133 регулировки фазы, будет подробно описываться позже со ссылкой на диаграмму иммитансов.
[0175]
Вообще, импеданс входа LNA 36 изменяется между тем, когда активируется LNA 36, и тем, когда деактивируется LNA 36, и только когда активируется LNA 36, достигается согласование импедансов с помощью вышеупомянутых второй схемы 135 сдвига импеданса, второй схемы 134 согласования импедансов и второй схемы 133 регулировки фазы.
[0176]
Другими словами, в состоянии, когда деактивируется LNA 36, входной импеданс второй схемы 134 согласования импедансов не находится в точке R50 или ее окрестности на диаграмме Вольперта-Смита (а именно, не достигается согласование импедансов с антенной 13, хотя это не обязательно означает, что достигается высокоимпедансное состояние). Таким образом, путем сдвига импеданса в точку, удаленную от точки R50, с помощью второй схемы 135 сдвига импеданса и второй схемы 134 согласования импедансов и дополнительного регулирования импеданса с помощью второй схемы 133 регулировки фазы, которая изменяет фазу сигнала у сигнала приема, импеданс схемы 38 приема, когда деактивируется LNA 36, значительно поворачивается вокруг точки R50 (или изменяется) и может быть сдвинут в высокоимпедансное состояние в зависимости от величины изменения фазы сигнала.
[0177]
Таким образом, в состоянии, когда активируется LNA 36 (а именно, во время приема), достигается согласование импедансов между входом схемы 38 приема и антенной 13, тогда как в состоянии, когда деактивируется LNA 36 (а именно, во время приема), вход схемы 38 приема приводится в высокоимпедансное состояние, наблюдаемое от антенны 13, предотвращая поступление сигнала приема в схему 38 приема.
[0178]
Ниже со ссылкой на фиг. 24 будет приведено описание структуры линии 45 источника питания (структуры для подвода энергии) во втором варианте осуществления.
[0179]
Как показано на фиг. 24, линия 45 источника питания (источник питания) включает в себя конденсатор C21 и катушку индуктивности L21, причем катушка индуктивности L21 имеет один конец, подключенный к выходу схемы 37 передачи в первой точке 39a соединения. Конденсатор C21, подключенный к линии 45 источника питания, образует на схеме разомкнутый шлейф 56. Здесь нужно отметить, что шлейф является линией с распределенными параметрами, соединенной параллельно с линией передачи в высокочастотной схеме, и в частности, шлейф, имеющий разомкнутый конец в соответствии с типом оконечной нагрузки, называется разомкнутым шлейфом. Во втором варианте осуществления длина разомкнутого шлейфа 56 устанавливается в 19 мм. Кроме того, при условии, что точка соединения между разомкнутым шлейфом 56 и катушкой индуктивности L21 называется точкой P1 соединения, длина катушки индуктивности L21, расположенной между первой точкой 39a соединения и точкой P1 (а именно, вставленного последовательно с линией 45 источника питания), также устанавливается в 19 мм. Длина в 19 мм соответствует λg/4.
[0180]
Это означает, что в сконфигурированной как и выше структуре, если импеданс линии 45 источника питания равен 0, то импедансы окончания разомкнутого шлейфа 56 и выхода схемы 37 передачи (а именно, первая точка 39a соединения), наблюдаемые от линии 45 источника питания, равны ∞. Здесь нужно отметить, что схема ведет себя как обладающая импедансом ∞ для 1,9 ГГц, что является частотой несущей, и соответственно, выход из схемы 37 передачи, модулированный на 1,9 ГГц, не может войти в линию 45 источника питания. Аналогичным образом сигнал приема в 1,9 ГГц, принятый антенной 13, не может войти в линию 45 источника питания. Поэтому в соответствии с этой структурой можно надежно предотвратить поступление шума в источник питания из схемы 37 передачи или антенны 13.
[0181]
С другой стороны, линия 45 источника питания подводит электрическую энергию постоянного тока к усилителю 126a оконечного каскада в PA 126 через первую точку 39a соединения и схему 37 передачи. Мощность передачи (мощность, подводимая к антенне), сформулированная стандартом DECT, составляет в среднем порядка 10 мВт, но усилитель 126a оконечного каскада потребляет относительно большую энергию и повторно активируется (включается) и деактивируется (выключается) с частотой нескольких сотен Гц, формируя бросковый ток или т.п., что может сделать усилитель 126a оконечного каскада источником шума. В традиционной структуре линия 45 источника питания непосредственно подключается к модулю 125 усилителя для подвода электрической энергии, и шум, сформированный усилителем 126a оконечного каскада, может передаваться по линии 45 источника питания к различным электронным элементам, составляющим устройство беспроводной связи, и соответственно, необходима некая мера против шума, сформированного усилителем 126a оконечного каскада. А именно, прямой подвод энергии к усилителю 126a оконечного каскада требует некой схемы подачи энергии, которая может блокировать все гармонические составляющие (2×f0, 3×f0, …) у основной частоты f0 волны, и это усложняет структуру.
[0182]
Однако в соответствии со вторым вариантом осуществления, если шум, сформированный в усилителе 126a оконечного каскада, накладывается на сигнал передачи, то вызывается прохождение шума через схему 37 передачи, и он ослабляется с помощью характеристики фильтра нижних частот у схемы 37 передачи (вследствие линии LN1 передачи, соединенной со схемой последовательно, и конденсатора C1, соединенного со схемой параллельно, или вследствие фильтра нижних частот, описанного в измененном варианте осуществления). Поэтому необходимо только блокировать 1,9 ГГц, которая является основной частотой f0 в DECT. Кроме того, даже если другая составляющая шума поступает через линию 45 источника питания, фильтр нижних частот может ослабить ту составляющую шума. А именно, один фильтр нижних частот, образованный схемными элементами, может подавить как шум в сигнале передачи, так и шум от источника питания.
[0183]
Кроме того, линия 45 источника питания, подключенная к первой точке 39a соединения, отсекается разомкнутым шлейфом 56 и катушкой индуктивности L21, каждый из которых имеет длину линии, соответствующую λg/4, как описано выше. Таким образом, предотвращается поступление относимого к несущей шума в линию 45 источника питания. Это предотвращает распространение шума, сформированного в усилителе 126a оконечного каскада, в различные части устройства через линию 45 источника питания.
[0184]
С другой стороны, LNA 36, к которому подключается выход схемы 38 приема, потребляет относительно небольшую энергию и не формирует высокочастотный шум, и соответственно, хотя и не показано на чертежах, LNA 36 снабжается электрической энергией напрямую из линии 45 источника питания (через блок 10 обработки сигналов).
[0185]
Нужно отметить, что теоретически первая схема 130 сдвига импеданса или т.п. может включать в себя конденсатор, соединенный со схемой последовательно (с целью достижения согласования импедансов). Однако во втором варианте осуществления усилитель 126a оконечного каскада в PA 126 снабжается энергоснабжением постоянным током через схему 37 передачи, и соответственно, схема 37 передачи в принципе должна иметь характеристику фильтра нижних частот. Если бы выбиралась структура, обладающая характеристикой фильтра верхних частот (например, схема 37 передачи, включающая в себя конденсатор, подключенный к схеме последовательно), то стала бы необходимой дополнительная схема источника питания, а если бы включалась катушка индуктивности, соединенная со схемой параллельно (то есть катушка индуктивности, имеющая один заземленный конец), то стал бы необходимым дополнительный фильтр отсечки постоянного тока или т.п., что усложнило бы структуру схемы.
[0186]
С другой стороны, такое ограничение по схеме 38 приема отсутствует. Поэтому можно, например, составить вторую схему 135 сдвига импеданса из конденсатора, соединенного со схемой последовательно, наряду с составлением второй схемы 134 согласования импедансов из катушки индуктивности или конденсатора, соединенных со схемой параллельно. Это придает схеме 38 приема характеристику фильтра верхних частот, предотвращая поступление в схему статического электричества или т.п.
[0187]
Со ссылкой на фиг. 24 структура в соответствии со вторым вариантом осуществления включает в себя первую точку 39a соединения, соединяющую друг с другом выход схемы 37 передачи и линию 45 источника питания, и вторую точку 39b соединения, соединяющую друг с другом антенну 13 и вход схемы 38 приема, где первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения соединяются друг с другом через конденсатор (конденсатор 46 отсечки постоянного тока).
[0188]
Точнее говоря, соединение между линией 45 источника питания и выходом схемы 37 передачи достигается в первой точке 39a соединения на первой плате 59a. Эта первая точка 39a соединения подключается к сквозному отверстию 43e, идущему в четвертую плату 59d. С другой стороны, вход схемы 38 приема подключается к сквозному отверстию 43f, идущему из первой платы 59a в четвертую плату 59d, и подключается к антенне 13 на четвертой плате 59d, чтобы образовать вторую точку 39b соединения. Кроме того, первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения соединяются друг с другом через конденсатор 46 отсечки постоянного тока, смонтированный на поверхности четвертой платы 59d.
[0189]
Таким образом, первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения не соединяются друг с другом напрямую. Однако, как описано выше, для высоких частот, например 1,9 ГГц, которая используется в устройстве беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением, конденсатор в сущности является проводящим, и соответственно, можно считать, что первая точка 39a соединения и вторая точка 39b соединения электрически соединяются, чтобы образовать единую точку 39 соединения.
[0190]
Ниже будет выполнено подробное описание процесса для регулирования импеданса у устройства беспроводной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления.
[0191]
Как показано на фиг. 25, во втором варианте осуществления часть диаграммы иммитансов дальше точки 4 Ом на действительной оси (здесь нужно отметить, что значения на действительной оси на фиг. 21a указывают нормализованные импедансы, и соответственно, эта точка в целом указывает точку, где импеданс равен 200 Ом (50 Ом×4)), а именно область, в которой импеданс имеет высокое значение, больше либо равное 200 Ом на действительной оси, считается соответствующей высокоимпедансному состоянию. С другой стороны, область от 0,5 до 2 Ом на действительной оси, а именно область от 25 (50×0,5) до 100 (50×2) Ом, считается соответствующей состоянию согласованного импеданса.
[0192]
Нужно отметить, что когда изображается окружность с центром в точке R50, правая из точек пересечения между окружностью и действительной осью непосредственно указывает значение VSWR (коэффициент стоячей волны по напряжению). При условии, что импеданс, когда включается PA 126 или LNA 36 НА, называется Zon, а импеданс, когда выключается PA 126 или LNA 36, называется Zoff, нужное состояние импеданса в некоторой точке во время процесса регулировки импеданса может выражаться с использованием VSWR следующим образом:
для Zon, VSWR≤2,0
для Zoff, VSWR≥4,0
[0193]
С помощью регулирования Zon для достижения условия VSWR≤2,0 суммарные потери на отражение у схемы можно сделать не превышающими 0,5 дБ, а с помощью регулирования Zoff для достижения условия VSWR≥4,0 можно уменьшить потери на разветвление, чтобы они не превышали 1 дБ.
[0194]
Нужно отметить, что абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, которое будет использоваться в нижеследующем описании, задается следующим образом:
abs (Γ)=(VSWR-1)/(VSWR+1) … (Уравнение 3)
(где abs () является функцией, которая предоставляет абсолютное значение)
[0195]
Также нужно отметить, что в вышеприведенном описании и в нижеследующем описании выражение “окрестность точки R50” означает область вокруг точки R50, где VSWR≤2,0. Кроме того, выражения “окрестность окружности постоянной проводимости, проходящей через точку R50” и “окрестность окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50” указывают такую область, что Zon, расположенный в той область, можно переместить в “окрестность точки R50” путем вращения его по окружности постоянной проводимости или окружности постоянного сопротивления.
[0196]
Ниже со ссылкой на фиг. 26-29 будет выполнено подробное описание состояния импеданса в точках TX1-TX4 (см. фиг. 24) в схеме 37 передачи из второго варианта осуществления.
[0197]
В нижеследующем описании импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 37 передачи, когда активируется PA 126 (включается), обозначается ZonT, а импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 37 передачи, когда деактивируется PA 126 (выключается), обозначается ZoffT.
[0198]
Фиг. 26 показывает пример импеданса ZonT на выходе PA 126 (TX1 на фиг. 24), когда активируется PA 126 (включается), и импеданса ZoffT на выходе PA 126, когда деактивируется PA 126 (выключается). Окружность с точками внутри указывает импеданс, когда активируется PA 126, тогда как окружность, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс, когда деактивируется PA 126.
[0199]
На фиг. 25 эти окружности располагаются на по существу одинаковом расстоянии от точки R50 и, таким образом, соответствуют по существу одинаковому коэффициенту Γ отражения по напряжению, который увеличивается, когда импеданс перемещается из точки R50 (Γ=0) в направлении внешнего периметра диаграммы иммитансов. Как будет описываться ниже, устройство беспроводной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления обладает новым признаком, который не раскрывается в известном уровне техники; то есть, даже когда используется усилитель, который обеспечивает по существу одинаковый начальный коэффициент Γ отражения по напряжению, когда активируется усилитель и когда деактивируется усилитель, устройство беспроводной связи может сдвинуть импеданс, когда активируется усилитель, чтобы достичь состояния согласованного импеданса, наряду со сдвигом импеданса, когда деактивируется усилитель, чтобы достичь высокоимпедансного состояния.
[0200]
Фиг. 27 показывает изменение импеданса, вызванное линией LN1 передачи (TX2 на фиг. 14), образующей первую схему 130 сдвига импеданса. Линия LN1 передачи, добавленная последовательно в схему, вызывает сдвиг фазы сигнала на линии, при помощи чего импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, имеющей точку R50 в качестве центра, как описано выше со ссылкой на фиг. 13c. Вращение импеданса, вызванное линией LN1 передачи, является вращением вокруг точки R50, и поэтому значение коэффициента Γ отражения по напряжению не изменяется до и после вращения для каждого ZonT и ZoffT.
[0201]
В отношении первой схемы 130 сдвига импеданса длина линии у линии LN1 передачи определяется так, чтобы переместить ZonT на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку R50” (или в ее окрестность). Кроме того, первая схема 130 сдвига импеданса сдвигает ZonT и ZoffT на диаграмме иммитансов, которая является комплексной плоскостью, в координаты, имеющие противоположные знаки мнимой части. В частности, на фиг. 27 знак мнимой части ZonT положительный, тогда как знак мнимой части ZoffT отрицательный. Таким образом, ZonT и ZoffT сдвигаются в противоположные друг другу положения, помещая между собой действительную ось. Другими словами, предшествующая операция вызывает сдвиг ZonT и ZoffT схемы 37 передачи в противоположные стороны диаграммы иммитансов относительно горизонтальной оси (при этом одна соответствует индуктивной характеристике, другая соответствует емкостной характеристике).
[0202]
Нужно отметить, что на фиг. 27-29 окружность из сплошной линии с точками внутри указывает импеданс после сдвига, когда PA 126 включается, окружность из пунктирной линии с точками внутри указывает импеданс перед сдвигом, когда PA 126 включается, окружность из сплошной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс после сдвига, когда PA 126 выключается, и окружность из пунктирной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс перед сдвигом, когда PA 126 выключается (это также применяется к фиг. 36-38, описанным в отношении третьего варианта осуществления).
[0203]
Фиг. 28 показывает изменение импеданса на выходе первой схемы 131 согласования импедансов (TX3 на фиг. 24). А именно, фиг. 28 показывает состояния до и после изменения импеданса, вызванного конденсатором C16, соединенным со схемой параллельно. Как описывается со ссылкой на фиг. 13a, конденсатор, соединенный со схемой параллельно, вызывает вращение импеданса по часовой стрелке на окружности, касательной к точке R0 на диаграмме иммитансов. Поскольку ZonT сдвинут на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку R50” с помощью первой схемы 130 сдвига импеданса, ZonT можно переместить в точку R50, чтобы обязательно достичь состояния согласованного импеданса (небольшой коэффициент Γ отражения по напряжению) путем подходящего выбора емкости конденсатора C16 в первой схеме 131 согласования импедансов.
[0204]
С другой стороны, ZoffT сдвинут с помощью первой схемы 130 сдвига импеданса, чтобы знак мнимой части отличался от знака ZonT, и соответственно, вращение по часовой стрелке ZoffT на окружности постоянной проводимости (обычно эта окружность постоянной проводимости не проходит через точку R50, хотя и может проходить через точку R50) сдвигает ZoffT так, что увеличивается соответствующий коэффициент Γ отражения по напряжению.
[0205]
Таким образом, в этой операции вызывается вращение ZonT, имеющего мнимую часть, расположенную в положительной области, по часовой стрелке, чтобы минимизировать реактивное сопротивление путем добавления электронного элемента, имеющего отрицательную мнимую часть (мнимую часть, имеющую противоположный знак), соединенного параллельно со схемой (а именно, конденсатор C16 в этом варианте осуществления). Одновременно ZoffT, имеющий отрицательную мнимую часть (противоположную таковой у ZonT) сдвигается так, что увеличивается соответствующий коэффициент Γ отражения по напряжению (реактивное сопротивление приближается к нулю).
[0206]
Во втором варианте осуществления первая схема 131 согласования импедансов образуется из конденсатора, соединенного со схемой параллельно. Однако, если ZonT имеет отрицательную мнимую часть, то первая схема 131 согласования импедансов должна быть образована из катушки индуктивности, соединенной со схемой параллельно, чтобы посредством этого вызвать вращение ZonT против часовой стрелки на окружности постоянной проводимости, проходящей через точку R50 (см. фиг. 13b), чтобы сдвинуть ZonT в точку R50 или рядом с ней. Однако нужно отметить, что во втором варианте осуществления PA 126 снабжается электрической энергией постоянного тока через схему 37 передачи, и соответственно, в случае, когда первая схема 131 согласования импедансов образуется из катушки индуктивности, соединенной со схемой параллельно, станет необходимой структура отсечки постоянного тока, чтобы предотвратить утечку постоянного тока в землю.
[0207]
Фиг. 29 показывает изменение импеданса на выходе первой схемы 132 регулировки фазы (а именно, на выходе схемы 37 передачи (TX4 на фиг. 24)). Первая схема 132 регулировки фазы во втором варианте осуществления включает в себя линию LN2 передачи (или двухкаскадный фильтр нижних частот, описанный с помощью измененного варианта осуществления), которая описана выше, чтобы сдвигать фазу сигнала у сигнала передачи, при помощи чего импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, имеющей центр в точке R50. Величина вращения импеданса, вызванного первой схемой 132 регулировки фазы, устанавливается так, что ZoffT приближается к точке R∞ (а именно, чтобы достичь высокоимпедансного состояния). Соответственно определяется длина линии у линии LN2 передачи или параметры фильтра нижних частот.
[0208]
Таким образом, первая схема 132 регулировки фазы увеличивает импеданс (ZoffT) наряду с сохранением коэффициента Γ отражения по напряжению соответствующим ZoffT. С другой стороны, ZonT, когда поворачивается первой схемой 132 регулировки фазы, удерживается от выхода из области, где достигается состояние согласованного импеданса, поскольку ZonT сдвинут первой схемой 131 согласования импедансов в окрестность точки R50, которая является центром вращения.
[0209]
В случае, когда фильтр нижних частот используется в качестве первой схемы 132 регулировки фазы, предпочтительно, чтобы величина сдвига фазы сигнала устанавливалась так, что импеданс поворачивается на один оборот на диаграмме иммитансов. В проиллюстрированном варианте осуществления первая схема 132 регулировки фазы конфигурируется, чтобы вызвать сдвиг фазы сигнала у сигнала передачи (длина λg волны внутри платы), распространяющегося в вышеупомянутой первой плате 59a, немного меньше 3/4 λg, так что импеданс на диаграмме иммитансов поворачивается почти на полтора оборота. Чтобы добиться регулировки фазы, первой схеме 132 регулировки фазы не нужно вызывать фазовый сдвиг сверх 1/2 λg. Однако, чтобы улучшить демпфирующее свойство и расширить функцию фильтра нижних частот в первой схеме 132 регулировки фазы (удаление шума из сигнала передачи и предотвращение поступления шума из линии 45 источника питания), желательно проектировать первую схему 132 регулировки фазы для вызова большого сдвига фазы сигнала, как описано выше. С другой стороны, в связи с регулировкой фазы первая схема 132 регулировки фазы эквивалентна элементу, сдвигающему фазу сигнала немного меньше, чем на 1/4 λg, и это вызывает сдвиг импеданса схемы 37 передачи из окрестности точки R0 в окрестность точки R∞, когда деактивируется PA 126, посредством этого достигая высокоимпедансного состояния.
[0210]
В предшествующем примере описание выполнялось при допущении, что начальное состояние импеданса у PA 126 является таким, как показано на фиг. 26. Однако первая схема 130 сдвига импеданса может включать в себя подходящие структурные элементы для сдвига данного состояния импеданса у PA 126 в состояние, показанное на фиг. 27, через состояние, показанное на фиг. 26. Таким образом, первая схема 130 сдвига импеданса может быть образована из множества электронных элементов (в отношении конкретной структуры см. второй вариант осуществления) при условии, что ZonT после сдвига теми электронными элементами находится в окрестности “окружности постоянной проводимости, проходящей через точку R50”, как описано выше.
[0211]
Также выше было выполнено описание примера, где первая схема 130 сдвига импеданса сдвигает ZonT на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку R50”, или в ее окрестность, но первая схема 130 сдвига импеданса может конфигурироваться для сдвига ZonT на “окружность постоянного сопротивления, проходящую через точку R50”, или в ее окрестность. В таком случае первую схему 131 согласования импедансов следует сконфигурировать для вращения ZonT по окружности постоянного сопротивления (по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от положения ZonT до сдвига первой схемой 131 согласования импедансов) (см. фиг. 12a и 12b).
[0212]
Ниже со ссылкой на фиг. 30-33 будет приведено подробное описание состояния импеданса в точках RX1-RX4 (см. фиг. 24) в схеме 38 приема из второго варианта осуществления.
[0213]
В нижеследующем описании импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 38 приема, когда активируется LNA 36 (включается), обозначается ZonR, а импеданс, наблюдаемый от антенны 13 в направлении схемы 38 приема, когда деактивируется LNA 36 (выключается), обозначается ZoffR.
[0214]
Фиг. 30 показывает пример импеданса на входе LNA 36 (RX1 на фиг. 24), когда активируется LNA 36 и когда деактивируется LNA. Окружность с точками внутри указывает импеданс, когда активируется LNA 36, тогда как окружность, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс, когда деактивируется LNA 36.
[0215]
На фиг. 30 эти две окружности находятся по существу на одинаковом расстоянии от точки R50 и, таким образом, соответствуют по существу одинаковому коэффициенту Γ отражения по напряжению.
[0216]
Фиг. 31 показывает изменение импеданса, вызванное конденсатором C17 (RX2 на фиг. 24), образующим вторую схему 135 сдвига импеданса. Добавление конденсатора C17, соединенного со схемой последовательно, вызывает вращение импеданса против часовой стрелки на окружности, касательной к точке R∞ (окружности постоянного сопротивления), как описано выше со ссылкой на фиг. 12a.
[0217]
Во второй схеме 135 сдвига импеданса емкость конденсатора C17 определяется так, чтобы сдвинуть ZonR на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку R50” (или в ее окрестность). В показанном на фиг. 31 примере ZonR и ZoffR изначально имеют противоположные знаки мнимой части. Однако, если они имеют одинаковый знак мнимой части, то вторая схема 135 сдвига импеданса может конфигурироваться для сдвига ZonR и ZoffR так, что они имеют противоположные знаки мнимой части (аналогично работе первой схемы 130 сдвига импеданса, описанной выше).
[0218]
Нужно отметить, что на фиг. 31-33 окружность из сплошной линии с точками внутри указывает импеданс после сдвига, когда LNA 36 включается, окружность из пунктирной линии с точками внутри указывает импеданс перед сдвигом, когда LNA 36 включается, окружность из сплошной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс после сдвига, когда LNA 36 выключается, и окружность из пунктирной линии, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс перед сдвигом, когда LNA 36 выключается.
[0219]
Фиг. 32 показывает изменение импеданса на входе второй схемы 134 согласования импедансов (RX3 на фиг. 24). А именно, фиг. 32 показывает состояния до и после изменения импеданса, вызванного конденсатором C10, соединенным со схемой параллельно. Как описывается со ссылкой на фиг. 13a, конденсатор, соединенный со схемой параллельно, вызывает вращение импеданса по часовой стрелке на окружности, касательной к точке R0 на диаграмме иммитансов. Поскольку ZonR сдвинут на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку R50” с помощью второй схемы 135 сдвига импеданса, ZonR можно переместить в точку R50, чтобы обязательно достичь состояния согласованного импеданса (небольшой коэффициент Γ отражения по напряжению) путем подходящего выбора емкости конденсатора C10 во второй схеме 134 согласования импедансов.
[0220]
С другой стороны, поскольку ZoffR и ZonR имеют противоположные знаки мнимой части, вызывается вращение ZoffR по часовой стрелке на окружности постоянной проводимости (как показано на фиг. 32, эта окружность постоянной проводимости не проходит через точку R50), чтобы увеличить коэффициент Γ отражения по напряжению (чем ближе импеданс приближается к точке R0, тем больше становится коэффициент Γ отражения по напряжению).
[0221]
Фиг. 33 показывает изменение импеданса на входе второй схемы 133 регулировки фазы (а именно, на входе схемы 38 приема (RX4 на фиг. 24)). Вторая схема 133 регулировки фазы включает в себя линию LN3 передачи, чтобы сдвинуть фазу сигнала у сигнала приема, при помощи чего ZoffR вращается по часовой стрелке на окружности, имеющей центр в точке R50. Величина вращения импеданса, вызванного второй схемой 133 регулировки фазы, устанавливается так, что ZoffR приближается к точке R∞ (а именно, чтобы достичь высокоимпедансного состояния). Соответственно определяется длина линии у линии LN3 передачи. В то же время, поскольку ZonR сдвинут в окрестность точки R50, вторая схема 133 регулировки фазы в сущности сдвигает только ZoffR.
[0222]
(ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ)
Ниже будет выполнено описание третьего варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 34-38.
[0223]
В отношении структуры, работы, функции и т.п. базового блока 100 и телефонной трубки 200 в устройстве беспроводной связи и структуры многослойной платы, на которой электронные элементы, составляющие схему 37 передачи и т.п., образуются из рисунков соединений, нанесенных на плату, третий вариант осуществления является таким же, как и первый вариант осуществления, и соответственно, описание этих признаков будет пропущено.
[0224]
Со ссылкой на фиг. 34 схема 37 передачи в третьем варианте осуществления образуется из первой схемы 130 сдвига импеданса и первой схемы 131 согласования импедансов, и по сравнению со вторым вариантом осуществления исключается первая схема 132 регулировки фазы (см. фиг. 24).
[0225]
Первая схема 130 сдвига импеданса в третьем варианте осуществления образуется из линии LN10 передачи, соединенной последовательно с выходом PA 126, и конденсатора C18, один конец которого подключен к выходу линии LN10 передачи, а другой конец заземлен. Таким образом, в соответствии со структурой третьего варианта осуществления ZonT перемещается в окрестность “окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50” или “окружности постоянной проводимости, проходящей через точку R50” на диаграмме иммитансов с помощью двух операций сдвига.
[0226]
В третьем варианте осуществления линия LN10 передачи конфигурируется имеющей ширину 0,4 мм и длину линии 4,3 мм, конденсатор C18 конфигурируется имеющим емкость 1,9 пФ, и катушка индуктивности L10 (описанная позже) конфигурируется имеющей индуктивность 4 нГн.
[0227]
Выход из первой схемы 130 сдвига импеданса вводится в первую схему 131 согласования импедансов. В третьем варианте осуществления первая схема 131 согласования импедансов образуется из катушки индуктивности L10, вставленной последовательно со схемой. Катушка индуктивности L10 служит для сдвига ZonT в окрестность точки R50 для достижения состояния согласованного импеданса наряду со сдвигом ZoffT в достаточно высокий импеданс для достижения высокоимпедансного состояния. Таким образом, в третьем варианте осуществления первая схема 131 согласования импедансов включает в себя функцию первой схемы 132 регулировки фазы во втором варианте осуществления.
[0228]
Ниже со ссылкой на фиг. 35-38 будет выполнено подробное описание изменения в ZonT и ZoffT в точках CX11-CX14 (см. фиг. 34) в схеме 37 передачи из третьего варианта осуществления.
[0229]
Фиг. 35 показывает пример импеданса ZonT на выходе PA 126 (CX11), когда активируется PA 126 (включается), и импеданса ZoffT на выходе PA 126, когда деактивируется PA 126 (выключается). Окружность с точками внутри указывает импеданс, когда активируется PA 126, тогда как окружность, заштрихованная косыми линиями, указывает импеданс, когда деактивируется PA 126.
[0230]
Фиг. 36 показывает изменение импеданса, вызванное линией LN10 передачи (CX12), образующей первую схему 130 сдвига импеданса. Линия LN10 передачи, добавленная последовательно со схемой, вызывает сдвиг фазы сигнала на линии, при помощи чего импеданс вращается по часовой стрелке на окружности, имеющей точку R50 в качестве центра, как описано выше со ссылкой на фиг. 13c. Вращение импеданса, вызванное линией LN10 передачи, является вращением вокруг точки R50, и поэтому значение коэффициента Γ отражения по напряжению не изменяется до и после вращения для каждого ZonT и ZoffT.
[0231]
Здесь внимание уделяется ZonT. Можно сдвинуть ZonT на “окружность постоянного сопротивления, проходящую через точку R50” (например, в такую точку, обозначенную Px1 или Px2), с помощью одного электронного элемента, а именно, путем регулирования длины линии у линии LN10 передачи. Однако в третьем варианте осуществления дело обстоит не так. Причина этого будет описываться ниже.
[0232]
Если бы ZonT сдвигался в точку Px1, то было бы необходимо соединить конденсатор последовательно со схемой, как показано на фиг. 13a, чтобы сдвинуть ZonT из точки Px1 в точку R50 по “окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50”. Однако, как описано во втором варианте осуществления, PA 126 снабжается энергией постоянного тока извне через схему 37 передачи, и соответственно, если бы конденсатор соединялся со схемой последовательно, то не допускалось бы энергоснабжение постоянным током PA 126 через схему 37 передачи, и стала бы необходима схема обхода постоянного тока.
[0233]
Кроме того, если бы ZonT сразу сдвигался в точку Px2, то длина линии у линии LN10 передачи стала бы чрезвычайно длинной, делая практически невозможным образование линии LN10 передачи на первой плате 59a (см. фиг. 6).
[0234]
В третьем варианте осуществления эти проблемы решаются путем образования первой схемы 130 сдвига импеданса из двух электронных элементов.
[0235]
Фиг. 37 показывает изменение импеданса на выходе первой схемы 130 сдвига импеданса (CX13). А именно, фиг. 37 показывает состояния до и после изменения импеданса, вызванного конденсатором C18, соединенным со схемой параллельно. Как описывается со ссылкой на фиг. 13a, конденсатор, соединенный со схемой параллельно, вызывает вращение импеданса по часовой стрелке на окружности, касательной к точке R0 на диаграмме иммитансов. В результате ZonT сдвигается в точку Px2 на “окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50”.
[0236]
Здесь нужно отметить, что емкость конденсатора C10 следует выбирать так, чтобы ZonT и ZoffT после сдвига конденсатором C10 имели противоположные знаки мнимой части. В частности, на фиг. 37 ZonT и ZoffT сдвигаются так, что ZonT имеет отрицательную мнимую часть, тогда как ZoffT имеет положительную мнимую часть. Таким образом, в процессе регулировки, описанном со ссылкой на фиг. 38, когда вызывается вращение ZonT на “окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50”, чтобы приблизиться к точке R50, ZoffT обязательно сдвигается в положение, соответствующее большему коэффициенту Γ отражения по напряжению.
[0237]
Фиг. 38 показывает изменение импеданса на выходе первой схемы 131 согласования импедансов (CX14). А именно, фиг. 38 показывает состояния до и после изменения импеданса, вызванного катушкой индуктивности L10, соединенной со схемой последовательно. Как описывается со ссылкой на фиг. 13b, катушка индуктивности, соединенная со схемой последовательно, вызывает вращение импеданса по часовой стрелке на окружности, касательной к точке R∞ на диаграмме иммитансов. Поскольку ZonT сдвинут на “окружность постоянного сопротивления, проходящую через точку R50” с помощью первой схемы 130 сдвига импеданса, ZonT можно переместить в точку R50, чтобы обязательно достичь состояния согласованного импеданса (небольшой коэффициент Γ отражения по напряжению) путем подходящего выбора индуктивности катушки индуктивности L10 в первой схеме 131 согласования импедансов.
[0238]
С другой стороны, ZoffT сдвинут с помощью первой схемы 130 сдвига импеданса, чтобы знак мнимой части отличался от знака ZonT, и соответственно, вращение по часовой стрелке ZoffT на окружности постоянного сопротивления (обычно эта окружность постоянного сопротивления не проходит через точку R50, хотя и может проходить через точку R50) сдвигает ZoffT так, что увеличивается соответствующий коэффициент Γ отражения по напряжению. Таким образом, в третьем варианте осуществления первая схема 131 согласования импедансов вызывает вращение ZonT и ZoffT на соответствующих окружностях постоянного сопротивления, так что когда ZonT приближается к точке R50, ZoffT перемещается в окрестность точки R∞ (а именно, в высокоимпедансное состояние).
[0239]
Таким образом, как и в показанной в третьем варианте осуществления структуре имеется случай, в котором первая схема 132 регулировки фазы (см. фиг. 24) может быть исключена, когда используется структура для вращения ZonT на окружности постоянного сопротивления для достижения согласования импедансов. Конечно, первая схема 132 регулировки фазы может использоваться для сдвига ZoffT в достаточно высокий импеданс, чтобы достичь высокоимпедансного состояния. Например, в показанном на фиг. 38 состоянии можно вызвать дополнительное приближение ZoffT к точке R∞ (высокоимпедансное состояние) путем добавления линии передачи последовательно с выходом первой схемы 131 согласования импедансов.
[0240]
В третьем варианте осуществления схема 37 передачи в целом образует так называемый фильтр нижних частот T-типа.
[0241]
Кроме того, в третьем варианте осуществления первая схема 131 согласования импедансов образуется из катушки индуктивности, соединенной со схемой последовательно. Однако, если ZonT имеет положительную мнимую часть, то первая схема 131 согласования импедансов должна быть образована из конденсатора, соединенного со схемой последовательно, чтобы посредством этого вызвать вращение ZonT против часовой стрелки на окружности постоянного сопротивления, проходящей через точку R50 (см. фиг. 12a), чтобы сдвинуть ZonT в точку R50 или рядом с ней. Однако нужно отметить, что в случае, когда PA 126 снабжается электрической энергией постоянного тока через схему 37 передачи, если первая схема 131 согласования импедансов образуется из конденсатора, соединенного со схемой последовательно, то станет необходима схема обхода постоянного тока для подачи постоянного тока в PA 126.
[0242]
Во втором варианте осуществления и третьем варианте осуществления каждый из PA 126 и LNA 36 относится к асимметричному типу с одиночным выводом, но настоящее изобретение может быть применимо к усилителям, имеющим дифференциальные входные/выходные клеммы. В случае, когда используются усилители типа с дифференциальным входом/выходом, разностный сигнал преобразуется в асимметричный сигнал, например, между первой схемой 131 согласования импедансов и первой схемой 132 регулировки фазы. Это преобразование может выполняться с использованием, например, симметрирующего устройства, и в таком случае симметрирующее устройство вполовину (1/2) уменьшает импеданс схемы передачи (схемы приема), наблюдаемый от антенны 13.
[0243]
В таком случае описанную выше первую схему 130 сдвига импеданса следует конфигурировать для сдвига ZonT на “окружность постоянной проводимости, проходящую через точку 100 Ом на действительной оси” или “окружность постоянного сопротивления, проходящую через точку 100 Ом на действительной оси”, а первую схему 131 согласования импедансов следует конфигурировать для дополнительного сдвига ZonT в “точку 100 Ом на действительной оси”, чтобы симметрирующее устройство, предоставленное далее по ходу от первой схемы 131 согласования импедансов, уменьшало значение ZonT на действительной оси, при помощи чего ZonT сдвигается в точку R50 для достижения состояния согласованного импеданса. Кроме того, в результате предоставления первой схемы 132 регулировки фазы далее по ходу от симметрирующего устройства можно сдвинуть ZoffT в достаточно высокий импеданс, чтобы достичь высокоимпедансного состояния.
[0244]
Выше выполнено подробное описание устройства беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением в виде конкретных вариантов осуществления. Однако эти варианты осуществления являются лишь примерами, и настоящее изобретение не следует ограничивать этими вариантами осуществления.
[0245]
Например, каждый из вышеупомянутых вариантов осуществления в качестве электронного элемента включает в себя конденсатор, один конец которого подключен к схеме, а другой конец заземлен (то есть конденсатор соединен со схемой параллельно). Однако в некоторых случаях вместо конденсатора может использоваться шлейф или катушка индуктивности, соединенная со схемой параллельно. Кроме того, теоретически катушка индуктивности и/или конденсатор, соединенные со схемой последовательно, в некоторых случаях могут использоваться для достижения результатов настоящего изобретения. Следует отметить, что не все структурные элементы, проиллюстрированные в вышеупомянутых вариантах осуществления, являются обязательными, и они могут выборочно использоваться при необходимости в рамках объема настоящего изобретения.
[0246]
Устройство беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением позволяет удалить модуль переключения антенны из устройства беспроводной связи без усложнения структуры, посредством этого уменьшая энергопотребление и стоимость. Кроме того, устройство беспроводной связи может предотвратить неблагоприятное влияние удаления модуля переключения антенны на характеристики передачи и приема. Кроме того, этих результатов можно добиться независимо от характеристик усилителя мощности и/или малошумящего усилителя. Таким образом, устройство беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением может выгодно использоваться в качестве устройств беспроводной связи, например мобильных информационных терминалов, обладающих функциями беспроводной передачи и приема и используемых в системах беспроводной связи, например системе беспроводной телефонии, PHS, WLAN и т. д.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ОСЛАБЛЕНИЕ СИНФАЗНОГО СИГНАЛА ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДУПЛЕКСЕРА | 2008 |
|
RU2461123C2 |
| СОГЛАСУЮЩАЯ СХЕМА ДЛЯ АДАПТИВНОГО СОГЛАСОВАНИЯ ИМПЕДАНСА В РАДИОУСТРОЙСТВАХ | 2010 |
|
RU2497306C2 |
| АКТИВНАЯ МАГНИТНАЯ АНТЕННА С ФЕРРИТОВЫМ СЕРДЕЧНИКОМ | 2008 |
|
RU2395876C2 |
| СОКРАЩЕНИЕ УТЕЧКИ ИЗ ПЕРЕДАТЧИКА В ПРИЕМНИК В ПОЛНОДУПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЕ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДУПЛЕКСОРА | 2013 |
|
RU2615156C1 |
| АДАПТИВНЫЕ ПЕРЕНАСТРАИВАЕМЫЕ АНТЕННЫ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ | 2009 |
|
RU2502161C2 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПЕДАНСА И АДАПТИВНОЙ НАСТРОЙКИ АНТЕННЫ | 2017 |
|
RU2710666C1 |
| МОДИФИЦИРОВАННАЯ ПЕРЕВЕРНУТАЯ F-АНТЕННА ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ | 2007 |
|
RU2386197C1 |
| СХЕМА И СПОСОБ ОСЛАБЛЕНИЯ ПОМЕХ | 2010 |
|
RU2531262C2 |
| ПРИЕМНИК SPS С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЛИНЕЙНОСТЬЮ | 2008 |
|
RU2433529C2 |
| ПОДАВЛЕНИЕ УТЕЧКИ ПЕРЕДАВАЕМОГО СИГНАЛА В УСТРОЙСТВЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ | 2008 |
|
RU2440673C2 |
Изобретение относится к устройству беспроводной связи. Технический результат состоит в уменьшении энергопотребления, уменьшении количества составных частей и улучшении производительности при приеме сигнала, что достигается отсутствием модуля переключения антенны. Для этого устройство беспроводной связи включает в себя усилитель мощности (31), который усиливает сигнал передачи, схему (37) передачи, которая обрабатывает усиленный сигнал передачи, антенну (13) и блок (10e) управления, который поочередно активирует и деактивирует усилитель мощности (31), причем схема (37) передачи сконфигурирована для согласования импеданса между схемой (37) передачи и антенной (13), когда активируется усилитель мощности (31), и приведения импеданса, наблюдаемого от антенны (13) в направлении схемы (37) передачи, в высокоимпедансное состояние, когда деактивируется усилитель мощности (31). 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 52 ил.
1. Устройство (100; 200) беспроводной связи, содержащее:
первый усилитель (31; 126), который усиливает сигнал передачи;
схему (37) передачи, которая обрабатывает сигнал передачи, усиленный первым усилителем;
антенну (13), которая передает сигнал передачи, обработанный схемой передачи, и
блок (10e) управления, который поочередно активирует и деактивирует первый усилитель,
причем при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи, когда первый усилитель активируется блоком управления, обозначается ZonT, и импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи, когда первый усилитель деактивируется блоком управления, обозначается ZoffT,
схема передачи содержит:
первую схему (32, 40; 131) согласования импедансов, которая сдвигает ZonT и ZoffT так, что ZonT совпадает с импедансом антенны, и увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, соответствующего ZoffT, и
первую схему (33; 132) регулировки фазы, которая дополнительно сдвигает ZoffT в высокоимпедансное состояние.
2. Устройство беспроводной связи по п. 1, в котором первая схема согласования импедансов содержит первый конденсатор (C1, C2; C16), который согласует ZonT с импедансом антенны.
3. Устройство беспроводной связи по п. 2, в котором один конец первого конденсатора подключен между первым усилителем и первой схемой регулировки фазы, а другой конец первого конденсатора заземлен.
4. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 1-3, в котором первая схема регулировки фазы сдвигает ZoffT так, что ZoffT становится больше 2×ZonT.
5. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 1-3, в котором первый усилитель сконфигурирован для вывода асимметричного сигнала.
6. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 1-3, в котором первый усилитель (31) сконфигурирован для вывода разностного сигнала.
7. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 1-3, в котором катушки индуктивности и конденсаторы, составляющие первую схему согласования импедансов и первую схему регулировки фазы, образованы из рисунков соединений.
8. Устройство беспроводной связи по п. 7, дополнительно содержащее:
первую плату (59a), имеющую образованные на ней рисунки соединений, и
вторую и третью платы (59b, 59c), каждая из которых имеет образованный на ней рисунок заземления (GP), при этом вторая и третья платы вмещают между собой первую плату так, что рисунки заземления перекрывают рисунки соединений.
9. Устройство беспроводной связи, содержащее:
антенну (13);
схему (38) приема, которая обрабатывает сигнал приема, принятый антенной;
второй усилитель (36), который усиливает сигнал приема, обработанный схемой приема, и
блок (10e) управления, который поочередно активирует и деактивирует второй усилитель,
причем при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы приема, когда второй усилитель активируется блоком управления, обозначается ZonR, и импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы приема, когда второй усилитель деактивируется блоком управления, обозначается ZoffR,
схема приема содержит:
вторую схему (35, 41; 134) согласования импедансов, которая сдвигает ZonR и ZoffR так, что ZonR совпадает с импедансом антенны, и увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, соответствующего ZoffR, и
вторую схему (34; 133) регулировки фазы, которая дополнительно сдвигает ZoffR в высокоимпедансное состояние.
10. Устройство беспроводной связи по п. 9, в котором вторая схема согласования импедансов содержит второй конденсатор (C12-C15; C10), который согласует ZonR с импедансом антенны.
11. Устройство беспроводной связи по п. 10, в котором один конец второго конденсатора подключен между вторым усилителем и второй схемой регулировки фазы, а другой конец второго конденсатора заземлен.
12. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 9-11, в котором вторая схема регулировки фазы сдвигает ZoffR так, что ZoffR становится больше 2×ZonR.
13. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 9-11, в котором второй усилитель (36) сконфигурирован для приема асимметричного сигнала.
14. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 9-11,
в котором второй усилитель (36) сконфигурирован для приема разностного сигнала.
15. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 9-11, в котором вторая схема согласования импедансов и вторая схема регулировки фазы образованы из рисунков соединений.
16. Устройство беспроводной связи по п. 15, дополнительно содержащее:
первую плату (59a), имеющую образованные на ней рисунки соединений, и
вторую и третью платы (59b, 59c), каждая из которых имеет образованный на ней рисунок заземления (GP), при этом вторая и третья платы вмещают между собой первую плату так, что рисунки заземления перекрывают рисунки соединений.
17. Устройство (100; 200) беспроводной связи, содержащее:
схему (37) передачи, которая обрабатывает сигнал передачи;
антенну (13), которая передает сигнал передачи, обработанный схемой передачи, и
блок (10e) управления, который выполняет управление так, что поочередно возникают первое состояние, в котором сигнал передачи перенаправляется из схемы передачи в антенну, и второе состояние, в котором сигнал передачи не перенаправляется из схемы передачи в антенну,
причем при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи в первом состоянии, обозначается ZonT, и импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы передачи во втором состоянии, обозначается ZoffT,
схема передачи содержит:
первую схему (32, 40; 131) согласования импедансов, которая сдвигает ZonT и ZoffT так, что ZonT совпадает с импедансом антенны, и увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, соответствующего ZoffT, и
первую схему (33; 132) регулировки фазы, которая дополнительно сдвигает ZoffT в высокоимпедансное состояние.
18. Устройство беспроводной связи, содержащее:
антенну (13);
схему (38) приема, которая обрабатывает сигнал приема, принятый антенной, и
блок (10e) управления, который выполняет управление так, что поочередно возникают третье состояние, в котором сигнал приема перенаправляется из антенны в схему приема, и четвертое состояние, в котором сигнал приема не перенаправляется из антенны в схему приема,
причем, при условии, что импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы приема в третьем состоянии, обозначается ZonR, и импеданс, наблюдаемый от антенны в направлении схемы приема в четвертом состоянии, обозначается ZoffR,
схема приема содержит:
вторую схему (35, 41; 134) согласования импедансов, которая сдвигает ZonR и ZoffR так, что ZonR совпадает с импедансом антенны, и увеличивается абсолютное значение коэффициента Γ отражения по напряжению, соответствующего ZoffR, и
вторую схему (34; 133) регулировки фазы, которая дополнительно сдвигает ZoffR в высокоимпедансное состояние.
| WO 00/72457 A1, 30.11.2000 | |||
| СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ | 2010 |
|
RU2464718C2 |
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
| Станок для изготовления деревянных ниточных катушек из цилиндрических, снабженных осевым отверстием, заготовок | 1923 |
|
SU2008A1 |
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
