CN104838592B - 用于实现减少的天线迹线损耗的rfic配置 - Google Patents

用于实现减少的天线迹线损耗的rfic配置 Download PDF

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Abstract

公开了用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置。在一示例性实施例中，一种装置包括主RFIC和配置成从至少两个天线接收模拟信号的副RFIC。该副RFIC被配置成处理从至少一个天线接收的所选模拟信号以生成被输入到主RFIC的模拟输出。

Description

用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置
背景
领域
本申请一般涉及无线设备的操作和设计，且尤其涉及用于实现无线设备的改善性能的射频集成电路组件的配置。
背景技术
现代智能电话和其他便携式设备已扩展了不同无线链路与各种技术在不同射频频带中的联用。消费市场正日益需要多个收发机在一个射频集成电路(RFIC)芯片或一个小模块中的密集集成。然而，随着芯片和模块变得更小，天线尺寸由于它们所工作的频带而保持固定。尽管天线共享是常见的，但是典型的智能电话可以包括两个或更多个天线以在各种频带中接收和传送信号。不可避免地，至少一个天线远离该设备的RFIC，并且此距离引入不期望的迹线损耗。通过减少迹线损耗，就有可能能够改善设备关于特定天线或频带的信号质量和/或总体性能。
因此，需要RFIC配置以减少多天线无线设备中的迹线损耗。
附图简述
通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中：
图1解说具有配置成在多个RF频带中通信的多个天线的常规设备；
图2示出包括用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置的示例性实施例的无线设备；
图3示出副RFIC的示例性实施例；
图4示出包括用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置的示例性实施例的无线设备；以及
图5示出包括用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置的装置的示例性实施例。
详细描述
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
图1解说具有配置成在多个RF频带中通信的多个天线的常规设备100。例如，设备100包括智能电话或其他无线设备。设备100包括天线102、104、106和108。每个天线具有相应的信号迹线，该信号迹线将该天线连接至配置成在这些天线上接收和/或传送信号的RFIC 110。例如，信号迹线可以被布线在电路板上或者通过位于设备100内的专用连接线来布线。
天线的尺寸可能使其在设备100内的位置成为必然。因此，一个或多个天线位于设备100内从而使其至RFIC 110的相应信号迹线长到足以经历显著的迹线损耗是可能的。例如，天线104相对靠近RFIC 110并且其相应的信号迹线114与关联于天线108的较长信号迹线112相比而言相对较短。较长的信号迹线引线可能导致使设备性能降级的不可接受的迹线损耗。因此，在各种示例性实施例中，提供了RFIC配置以减少多天线设备中的天线迹线损耗。
图2示出包括用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置的示例性实施例的无线设备200。无线设备200包括主RFIC 202，该主RFIC 202耦合至天线206、212以与外部设备进行RF信号的传送和/或接收。无线设备200还包括副RFIC 204，该副RFIC 204通过信号迹线216和218耦合至天线208、210以与外部设备进行RF信号的传送和/或接收。在示例性实施例中，天线208和210被配置成用于使用一种或多种通信技术进行通信。例如，天线208可被配置为全球导航卫星***(GNSS)天线以接收GNSS信号，并且天线210可被配置为无线广域网(WWAN)接收机(Rx)分集天线以与广域网(例如，蜂窝广域网)通信。应当注意，天线208和210不限于任何特定的通信技术，并且可被配置成与任何无线技术联用，诸如GNSS、WWAN、无线局域网(WLAN)、(指定使用IEEE 802.11标准族的产品)、蓝牙(用于在短距离上交换数据的无线技术标准)、或者任何其他无线技术。
在一示例性实施例中，副RFIC 204从至少两个天线(即，天线208、210)接收模拟信号，并且处理这些信号中的一者或两者以产生输入到主RFIC 202的至少一个模拟输出信号214。模拟输出信号214可被主RFIC 202进一步处理，如以下更详细地讨论的。
在一示例性实施例中，副RFIC 204至少执行以下功能：
1.从至少两个天线接收信号。每个天线被配置成使用选定的通信技术来通信。
2.提供对至少一个所接收到的天线信号的处理(即，放大、滤波、下变频等)。
3.将模拟输出信号提供给主RFIC。
4.副RFIC被放置成比主RFIC更靠近该至少两个天线中的一个或多个天线以减少与天线信号路径相关联的迹线损耗。
在各个示例性实施例中，新颖的RFIC配置包括位于无线设备内的副RFIC 204，从而使得与连接至副RFIC的一个或多个天线相关联的迹线损耗可被减少。例如，将天线208和210连接至副RFIC 204的信号迹线216和218中的至少一个信号迹线相比假使把这些信号迹线延长以将天线208和210连接至主RFIC 202的情况而言更短并且经历更少的迹线损耗。较短的信号迹线导致减少的迹线损耗。
图3示出副RFIC 204的示例性实施例。副RFIC 204包括第一模块302和第二模块304。第一模块302处理流向/流自天线208的信号。第二模块304处理流向/流自天线210的信号。天线208、210被配置成接收具有相同或不同频率的信号。第一模块302通过通信线214与主RFIC 202(未示出)通信。第二模块304通过通信线306与该设备处的其他功能元件通信。在一示例性实施例中，每个模块被配置成处理全球导航卫星***(GNSS)信号、无线广域网(WWAN)通信信号、Wi-Fi通信信号、和蓝牙通信信号中的至少一者。天线208、210被配置成在相应的频带中操作。
在一示例性实施例中，第一模块302从天线208接收模拟RF信号并且处理这些信号以生成模拟输出214。该处理包括但不限于放大、滤波、下变频或者任何其他合适的过程。模拟输出214可以被主RFIC进一步处理。因此，在一示例性实施例中，由第一模块302执行的处理包括与由主RFIC执行的处理相关联的子过程。在另一示例性实施例中，第一模块302耦合至多个天线。因此，除了天线208之外还有一个或多个天线耦合至第一模块302。第一模块302处理耦合至第一模块302的这多个天线以生成去往主RFIC的模拟输出214。
因此，副RFIC 204被配置成处理流向/流自至少两个天线的信号并且使用通信线214将经处理的模拟信号提供给主RFIC 202。这种配置允许副RFIC 204被置于该设备内，从而使得至副RFIC 204的天线迹线很短。作为结果，较短的迹线长度导致减少的迹线损耗。
图4示出包括RFIC配置的示例性实施例的无线设备400，该RFIC配置包括提供减少的天线迹线损耗的副RFIC 204。设备400包括天线402、404、406和408。主RFIC 410被配置成从天线404和408接收信号。副RFIC 204被配置成从天线402和406接收信号。在一示例性实施例中，副RFIC 204包括第一模块(M1)，该第一模块(M1)包括处理从天线402接收的第一频带中的信号的LNA 302。副RFIC 204还包括第二模块(M2)，该第二模块(M2)包括处理从天线406接收的第二频带中的信号的接收电路304。例如，接收电路304可以是处理由天线406接收的GNSS信号的GNSS接收电路。经处理的GNSS信号随后被传递给GNSS处理器412以供在设备400处进一步处理。在另一示例性实施例中，GNSS处理器412位于接收机304处，从而使得GNSS前端位于副RFIC 204中。因此，副RFIC 204被配置成包括各种功能配置以处理与至少两个天线相关联的模拟信号。
通过在设备400中包括副RFIC 204，原始由主RFIC 410提供的各种功能可被划分给副RFIC 204，该副RFIC 204可以更靠近恰适的天线以减小信号迹线长度并且藉此减少迹线损耗。例如，副RFIC 204被配置成处理其从天线402和406接收的模拟天线信号并且生成至少一个模拟输出信号214。例如，副RFIC 204可以提供放大、下变频、滤波和/或任何其他功能以处理从两个或更多个天线接收到的模拟信号，从而产生模拟输出信号214。在一具体实现中，天线402可以是GNSS天线并且其收到的信号可以被LNA 302放大。LNA 302的模拟输出在模拟信号214中被传送给主RFIC 410。主RFIC 410包括接收机412，该接收机412接收经放大的模拟信号并且执行进一步的处理。例如，接收机412可以是处理经放大的GNSS信号以执行位置/定位功能的GNSS前端处理器。因此，在一示例性实施例中，由第一模块302执行的处理包括与由主RFIC 400的接收机412执行的处理相关联的子过程。
天线406可以是WWAN Rx分集天线并且其收到的信号可被输入到第二模块M2，该第二模块M2可以包括配置成接收和下变频WWAN Rx分集信号的WWAN Rx分集接收机304。通过将副RFIC 204置于更靠近天线402和406中的至少一个天线，与图1中所示的常规设备配置相比，减少了与天线402、406的输入信号路径相关联的迹线损耗。
在另一示例性实施例中，天线406可被配置成接收WiFi信号并且接收机304被配置成处理所接收到的WiFi信号。因此，副RFIC 204可以接收和处理与任何通信或信息技术相关联的信号。还应当注意，该新颖的配置不限于仅具有一个副RFIC，从而可以利用任何数目的副RFIC。
因此，该新颖的RFIC配置包括配置成处理来自至少两个天线的模拟信号的至少一个副RFIC。该副RFIC被置于靠近其相应的天线以减小迹线长度并且藉此减少迹线损耗。在各个示例性实施例中，该新颖的RFIC配置提供了以下特征的一者或多者。
1.减少了天线迹线损耗。
2.在主RFIC与副RFIC之间划分功能。
3.减少了成本和电路板面积。
4.副RFIC被配置成提供对关联于至少两个天线的模拟信号的处理。
5.副RFIC执行主RFIC的子过程。
图5示出包括用于实现减少的天线迹线损耗的RFIC配置的设备500的示例性实施例。在一方面，设备500由配置成提供如本文中所描述的功能的一个或多个模块来实现。例如，在一方面，每个模块包括硬件和/或执行软件的硬件。
设备500包括第一模块，该第一模块包括用于从第一天线接收第一信号的装置(502)，该装置(502)在一方面包括主RFIC 202。
设备500还包括第二模块，该第二模块包括用于从至少两个附加天线接收模拟信号的装置(504)，该用于接收模拟信号的装置被配置成处理从至少一个附加天线接收的所选模拟信号以生成被输入到用于接收第一信号的装置的模拟输出，该装置(504)在一方面包括副RFIC 204。
本领域技术人员将理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示或处理。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。还应注意晶体管的类型和技术可被替换、重新安排或以其他方式修改以达成相同的结果。例如，可以把示为利用PMOS晶体管的电路修改为使用NMOS晶体管，反之亦然。由此，本文中所公开的放大器可以使用各种晶体管类型和技术来实现，并且不受限于附图中所示的这些晶体管类型和技术。例如，可以使用诸如BJT、GaAs、MOSFET之类的晶体管类型或任何其他的晶体管技术。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体***的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的示例性实施例的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑块、模块、和电路可用设计成执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的各个步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。替换地，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括非瞬态计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地到另一地的转移的任何介质。非瞬态存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
提供了对所公开的示例性实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本发明。对这些示例性实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明并非意在被限定于本文中所示出的示例性实施例，而是应当被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

Claims (17)

1.一种无线装置，包括：
耦合于至少第一天线并被配置成接收来自所述第一天线的信号的主射频集成电路(RFIC)；以及
副RFIC，其配置成从至少两个天线接收模拟信号，所述副RFIC至少包括第一模块和第二模块，所述第一模块被配置成处理从所述至少两个天线中的至少一个天线接收的所选模拟信号以生成被输入到所述主RFIC的模拟输出以供进一步处理，且所述第二模块被配置成处理来自所述至少两个天线中的另一天线的信号并且与所述无线装置处的不同于所述主RFIC的功能元件通信，其中所述副RFIC的输出被配置成与所述功能元件通信；
其中所述副RFIC被置为比所述主RFIC更靠近所述至少一个天线。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主RFIC被耦合成从至少一个附加天线接收信号。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个模块提供对至少一个模拟信号的所选处理以生成所述模拟输出。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所选处理包括放大、滤波、下变频和上变频中的至少一者。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所选处理包括与由所述主RFIC执行的处理相关联的子过程。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个模块被配置成处理全球导航卫星***(GNSS)信号、无线广域网(WWAN)通信信号、Wi-Fi通信信号、和蓝牙通信信号中的至少一者。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个天线中的每一个天线被配置成接收全球导航卫星***(GNSS)频带、无线广域网(WWAN)通信频带、Wi-Fi通信频带、和蓝牙通信频带中的至少一者中的信号。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个天线被配置成接收具有相同或不同频率的信号。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副RFIC被置于所述装置内以减少与所述至少一个天线相关联的迹线损耗。
10.一种无线设备，包括：
用于从第一天线接收第一信号的装置；以及
用于从至少两个天线接收模拟信号的装置，所述用于接收模拟信号的装置至少包括第一模块和第二模块，所述第一模块被配置成处理从所述至少两个天线的至少一个天线接收的所选模拟信号以生成被输入到所述用于接收第一信号的装置的模拟输出以供进一步处理，且所述第二模块被配置成处理来自所述至少两个天线中的另一天线的信号并且与所述无线装置处的不同于所述用于从第一天线接收第一信号的装置的功能元件通信，其中所述用于从至少两个天线接收模拟信号的装置的输出被配置成与所述功能元件通信；
其中用于从至少两个天线接收模拟信号的装置被配置为比用于从第一天线接收第一信号的装置更靠近所述至少一个天线。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，至少一个模块提供对至少一个模拟信号的所选处理以生成所述模拟输出。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所选处理包括放大、滤波、下变频和上变频中的至少一者。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所选处理包括与由所述用于接收第一信号的装置执行的处理相关联的子过程。
14.如权利要求10所述的设备，其特征在于，每个模块被配置成处理全球导航卫星***(GNSS)信号、无线广域网(WWAN)通信信号、Wi-Fi通信信号、和蓝牙通信信号中的至少一者。
15.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述至少两个天线中的每一个天线被配置成接收全球导航卫星***(GNSS)频带、无线广域网(WWAN)通信频带、Wi-Fi通信频带、和蓝牙通信频带中的至少一者中的信号。
16.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述至少两个天线被配置成接收具有相同或不同频率的信号。
17.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述用于接收模拟信号的装置被置于所述设备内以减少与所述至少一个天线相关联的迹线损耗。
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