CN1477829A - 双模无线局域网模块及其射频前端电路 - Google Patents
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Abstract
一种双模无线局域网模块,包括终端接口、与终端接口电性连接的双模基带电路、与双模基带电路电性连接的双模射频电路和与双模射频电路电性连接的射频前端电路,该射频前端电路包括由双模基带电路和双模射频电路控制的逻辑控制单元、由双模射频电路控制的信号处理单元、开关单元和一对双频天线,所述射频前端电路控制两个不同频率的射频信号在收/发路径上的开/关。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种双模无线局域网模块及其射频前端电路。
【背景技术】
随着无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的持续发展,其在2.4GHZ的工业、科学和医疗(Industrial、Scientific and Medical,ISM)频带上的数据传输率等性能逐渐接近普通的有线以太网(Ethernet)。在由Intersil公司的Juan Figueroa、Bill Garon、Bob Pearson和AL Pertrick所着的论文《Technology economics of standards based WLAN solutions andcost of ownership》中(出自http://www.eetasia.com/Design corner:RF/Wireless Design/Technical Archiwes),分析了WLAN解决方案的费用,并指出:由IEEE 802.11工作组所建议的无线技术和通信协议相对于已经成熟的以太网技术有相当强的竞争力,该论文对射频芯片及封装技术的分析进一步显示无线局域网时代的来临。
当今市场上无线局域网产品越来越多,包括蓝芽产品、基于IEEE 802.11b的产品以及基于HomeRF的产品,但由于其所使用的频带2.4GHZ很窄,且不仅以上产品应用该频带,而且微波炉和其它设备也应用该频带,所以造成2.4GHZ频带相当拥挤。
可以可靠支持更多用户的多个频带对于企业和办公环境尤其重要,上述基于IEEE 802.11b的产品最高速率只有11Mbps,远远不能满足需求,于是IEEE指定新的规格标准-工作在5GHZ的IEEE 802.11a标准。
这样,众多用户希望WLAN终端产品可以工作在2.4GHZ和5GHZ两个频带,而不是在不同频带下使用兼容性和移动性差的两个产品。于是,众多的集成电路和半导体厂商致力于发展可以同时支持802.11a和802.11b的双模芯片,相关公司包括Envara、Atheros Communication、Synad Technologies等等。
目前的问题是如何设计一个完整且具有双模芯片的模块产品,包括芯片接口以及芯片与射频前端电路接口,其中,射频前端电路是整个模块设计的核心和关键所在。在美国专利第6,351,502 B1和6,205,171中揭示了传统的射频前端电路或天线接口单元设计,但这些设计均不适用于双模WLAN模块。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种可以兼容IEEE 802.11a和IEEE 802.11b的双模WLAN模块。
本发明的另一目的在于提供一种适用于双模WLAN模块的射频前端电路。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:本发明双模无线局域网模块,包括终端接口、与终端接口耦合的双模基带电路、与双模基带电路电性耦合的双模射频电路和与双模射频电路耦合的射频前端电路,该射频前端电路包括由双模基带电路和双模射频电路控制的逻辑控制单元、由双模射频电路控制的信号处理单元、开关单元和一对双频天线,所述射频前端电路控制两个不同频率的射频信号在收/发路径上的开/关。
相较于现有技术,本发明通过采用天线分集技术,使得该无线局域网模块的射频前端电路可以工作在双模,且在接收和发射路径具有良好的隔离度,同时使得本发明种没有射频信号交织而方便于电路板的布线。本发明天线分集技术的实现仅仅用到少量开关,因此,在接收和发射路径上都具有较小的***损耗。
【附图说明】
图1为本发明双模无线局域网模块第一实施例的原理框图。
图2为本发明双模无线局域网模块第二实施例的原理框图。
图3为本发明双模无线局域网模块第三实施例的原理框图。
【具体实施方式】
请参照图1所示,本发明双模无线局域网模块的第一实施例包括小型周边组件扩展接口(mini-PCI,组装在笔记本计算机1上)、双模基带电路2、双模射频电路3和射频前端电路4,其中小型周边组件扩展接口与双模基带电路2耦合,双模基带电路2与双模射频电路3耦合,双模射频电路3与射频前端电路4耦合。
双模基带电路2至少包括收/发控制端22、频带选择端23和天线选择端24。射频前端电路4包括逻辑控制单元40、第一发射信号处理单元41a、第二发射信号处理单元41b、第一接收信号处理单元42a、第二接收信号处理单元42b、四个单刀双掷开关Sw1、Sw2、Sw3和Sw4、第一双频天线43a(2.4GHZ-5GHZ)和第二双频天线43b(2.4GHZ-5GHZ),其中开关Sw3的工作频率为5GHZ,开关Sw4的工作频率为2.4GHZ,开关Sw1的工作频率为2.4GHZ和5GHZ,开关Sw2的工作频率为2.4GHZ和5GHZ,且开关Sw1和Sw2串联.
逻辑控制单元40由双模基带电路2和双模射频电路3控制。第一发射信号处理单元41a连接在双模射频电路3和开关Sw3之间,包括第一功率放大器410a、平衡/不平衡变换器(未标号)和滤波电路(未标号)。第二发射信号处理单元41b连接在双模射频电路3和开关Sw4之间,包括第二功率放大器410b、平衡/不平衡变换器(未标号)和滤波电路(未标号)。第一功率放大器410a和第二功率放大器410b均由逻辑控制单元40控制。用于将双模射频电路3与开关Sw2耦合的第一接收信号处理单元42a和将双模射频电路3与开关Sw2耦合的第二接收信号处理单元42b包括平衡/不平衡变换器(未标号)和滤波电路(未标号)。
开关Sw1由天线选择端24控制并将第一双频天线43a和第二双频天线43b与开关Sw2耦合。开关Sw2由频带选择端23控制并将第一接收信号处理单元42a和第二接收信号处理单元42b与开关Sw1耦合。开关Sw3由收/发控制端22控制并将第一发射信号处理单元41a与第一双频天线43a耦合。开关Sw4由收/发控制端22控制并将第二发射信号处理单元41b与第二双频天线43b耦合。
在2.4GHZ和5GHZ的发射路径上均只有一个开关Sw3和Sw4,因此,在发射路径上具有低***损耗。
在接收路径上:开关Sw1由天线选择端24控制,开关Sw2由频带选择端23控制,在接收路径上可以实现天线分集,且没有射频信号交织方便于印刷电路板布线。
在本实施例中,第一双频天线43a和第二双频天线43b均工作在2.4GHZ和5GHZ。在接收路径上可以选择天线:当双模无线局域网模块组装上膝上型计算机时,第一双频天线43a和第二双频天线43b组装在膝上型计算机不同的位置上,由于天线接收性能受位置影响,因此,天线分集技术可以选择接收性能较好的天线。同时,因为发射信号功率一般远远大于接收功率,所以在发射路径上没有采用分集技术。且在本实施例中两个串联的开关Sw1和Sw2组成第一开关单元(未标号),开关Sw3和Sw4组成第二开关单元(未标号)。
请参照图2所示,本实施例与图1所示实施例相似,其中开关Sw1’与图1中的开关Sw1相同且由天线选择端24’控制,Sw2’是工作频率为2.4GHZ和5GHZ且由频带选择端23’控制的单刀四掷开关,且由Sw2’控制信号的收/发。在发射路径上:逻辑控制单元40’控制第一功率放大器410a’和第二功率放大器410b’且在同一时刻只选择其中一路信号放大。在接收路径上:开关Sw1’与Sw2’的电性连接可以在收/发路径上均实现天线分集,从而在收/发路径上达到高隔离度。
请参照图3所示,本实施例与图1所示实施例相似,其中开关Sw2”和Sw3”与图1中的开关Sw3和Sw4相同,开关Sw1”是双刀双掷开关,且在本实施例中双刀双掷开关Sw1”是第一开关单元(未标号),开关Sw2”和Sw3”是第二开关单元(未标号)。开关Sw1”相当于图1中的开关Sw1和Sw2。当发射路径在双模基带电路2”控制下导通时,逻辑控制单元40”控制Sw1”使得Sw1”的管脚4-12断开,管脚6-10断开,5GHZ发射信号不会进入5GHZ接收信号的信道,2.4GHZ发射信号不会进入2.4GHZ接收信号的信道,因此,在收/发路径上具有良好的隔离度。当接收电路在双模基带电路2”控制下导通时,逻辑控制单元40”控制Sw1”使得Sw1”的管脚4-10和管脚6-12导通或管脚4-12和管脚6-10导通,于是在接收路径上实线天线分集,且避免了射频信号交织,方便于印刷电路板布线。
Claims (10)
1.一种双模无线局域网模块的射频前端电路,用于电性连接两个双频天线和双模射频电路,包括接收路径和发射路径,其特征在于:接收路径包括第一接收信号处理单元、第二信号接收处理单元和具有天线分集功能且与第一、二接收信号处理单元耦合的第一开关单元,发射路径包括第一发射信号处理单元、第二发射信号处理单元和与第一、二发射信号处理单元耦合的第二开关单元。
2.根据权利要求1所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:两个双频天线的工作频率为5GHZ和2.4GHZ。
3.根据权利要求2所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:第一开关单元包括两个串联的开关。
4.根据权利要求2所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:第一开关单元是双刀双掷开关。
5.一种双模无线局域网模块的射频前端电路,适用于双模通信设备,并用于电性连接两个双频天线和双模射频电路,包括接收路径和发射路径,其特征在于:接收路径包括第一接收信号处理单元、第二接收信号处理单元,发射路径包括第一发射信号处理单元、第二发射信号处理单元,所述双模无线局域网模块的射频前端电路还包括由第一开关和第二开关组成的开关单元,其中,第一开关与两个双频天线和第二开关耦合,第二开关则与第一、第二接收/发射信号处理单元耦合。
6.根据权利要求5所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:两个双频天线的工作频率为5GHZ和2.4GHZ。
7.根据权利要求6所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:第二开关单元是单刀四掷开关。
8.根据权利要求7所述的双模无线局域网模块的射频前端电路,其特征在于:第一开关单元是单刀双掷开关。
9.一种双模无线局域网模块,适用于具有接口单元的双模通信设备,其特征在于:所述双模无线局域网模块包括与接口单元耦合的基带电路、与基带电路耦合的射频电路、与射频电路相连的射频前端电路和与射频前端电路耦合的两个双频天线单元,所述射频前端电路包括信号处理单元和具有天线分集功能的开关单元。
10.根据权利要求9所述的双模无线局域网模块,其特征在于:所述射频前端电路具有接收路径和发射路径,且开关单元在接收路径具有天线分集功能。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |