專利名稱：雙模無線局域網(wǎng)模塊及其射頻前端電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙模無線局域網(wǎng)模塊及其射頻前端電路。
背景技術(shù)：
隨著無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)的持續(xù)發(fā)展，其在2.4GHZ的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(Industrial、Scientific and Medical，ISM)頻帶上的數(shù)據(jù)傳輸率等性能逐漸接近普通的有線以太網(wǎng)(Ethernet)。在由Intersil公司的Juan Figueroa、Bill Garon、Bob Pearson和AL Pertrick所著的論文《Technology economics of standards based WLAN solutions andcost of ownership》中(出自http//www.eetasia.com/Design cornerRF/Wireless Design/Technical Archiwes)，分析了WLAN解決方案的費(fèi)用，并指出由IEEE 802.11工作組所建議的無線技術(shù)和通信協(xié)議相對于已經(jīng)成熟的以太網(wǎng)技術(shù)有相當(dāng)強(qiáng)的競爭力，該論文對射頻芯片及封裝技術(shù)的分析進(jìn)一步顯示無線局域網(wǎng)時代的來臨。
當(dāng)今市場上無線局域網(wǎng)產(chǎn)品越來越多，包括藍(lán)芽產(chǎn)品、基于IEEE 802.11b的產(chǎn)品以及基于HomeRF的產(chǎn)品，但由于其所使用的頻帶2.4GHZ很窄，且不僅以上產(chǎn)品應(yīng)用該頻帶，而且微波爐和其它設(shè)備也應(yīng)用該頻帶，所以造成2.4GHZ頻帶相當(dāng)擁擠。
可以可靠支持更多用戶的多個頻帶對于企業(yè)和辦公環(huán)境尤其重要，上述基于IEEE 802.11b的產(chǎn)品最高速率只有11Mbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，于是IEEE指定新的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)-工作在5GHZ的IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)。
這樣，眾多用戶希望WLAN終端產(chǎn)品可以工作在2.4GHZ和5GHZ兩個頻帶，而不是在不同頻帶下使用兼容性和移動性差的兩個產(chǎn)品。于是，眾多的集成電路和半導(dǎo)體廠商致力于發(fā)展可以同時支持802.11a和802.11b的雙模芯片，相關(guān)公司包括Envara、Atheros Communication、Synad Technologies等等。
目前的問題是如何設(shè)計(jì)一個完整且具有雙模芯片的模塊產(chǎn)品，包括芯片接口以及芯片與射頻前端電路的接口，其中，射頻前端電路是整個模塊設(shè)計(jì)的核心和關(guān)鍵所在。在美國專利第6,351,502號和6,205,171號中揭示了傳統(tǒng)的射頻前端電路或天線接口單元設(shè)計(jì)，但這些設(shè)計(jì)均不適用于雙模WLAN模塊。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種可以兼容IEEE 802.11a和IEEE 802.11b的雙模WLAN模塊。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種適用于雙模WLAN模塊的射頻前端電路。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明雙模無線局域網(wǎng)模塊，包括小型周邊組件擴(kuò)展接口單元、與所述接口單元電性耦合的雙?；鶐卧?、與所述雙模基帶單元電性耦合的雙模射頻單元、與所述雙模射頻單元電性耦合的射頻前端電路和與所述射頻前端電路電性耦合的一對雙頻天線，其中，射頻前端電路包括用于兩個不同頻率信號的接收/發(fā)射的開關(guān)單元和第一、二信號處理單元，且所述開關(guān)單元與第一、二信號處理單元和天線單元電性連接，天線單元包括第一、二雙頻天線，開關(guān)單元包括兩個天線選擇信號控制開關(guān)、兩個接收開關(guān)和兩個發(fā)射開關(guān)，其中，在接收路徑上，由天線單元接收到的信號經(jīng)天線選擇信號控制開關(guān)選擇后傳送到兩個接收開關(guān)，再經(jīng)兩個接收開關(guān)選擇后傳送到第一信號處理單元，在發(fā)射路徑上，由第二信號處理單元產(chǎn)生的發(fā)射信號經(jīng)發(fā)射開關(guān)選擇后傳送到天線單元。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過采用天線分集技術(shù)，使得該無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路可以工作在雙模，且在接收和發(fā)射路徑具有良好的隔離度，同時使得本發(fā)明種沒有射頻信號交織而方便于PCB的布線。本發(fā)明天線分集技術(shù)的實(shí)現(xiàn)僅僅用到少量開關(guān)，因此，在接收和發(fā)射路徑上都具有較小的插入損耗。

圖1為本發(fā)明雙模WLAN模塊的原理框圖及其應(yīng)用示意圖。
圖2為圖1所示的部分射頻前端電路及雙頻天線的組合示意圖。
圖3為圖2所示的開關(guān)部分的應(yīng)用圖。
具體實(shí)施方式請參照圖1所示，雙模無線局域網(wǎng)模塊包括射頻部分和基頻部分。射頻部分包括一對雙頻天線40、射頻前端電路30、射頻集成電路20(Radio FrequencyIntegrate Circuit，RFIC)。基頻部分包括基頻集成電路(Base-bandIntegrate Circuit，BBIC)10和與射頻集成電路20電性相接的接口電路(未標(biāo)號)、小型周邊組件擴(kuò)展接口(Mini-PCI，未標(biāo)號，設(shè)置在膝上型計(jì)算機(jī)600上)。
射頻集成電路20與基頻集成電路10之間的電性連接可以方便地由基于Synad公司的雙模芯片解決方案得到，基頻集成電路10與小型周邊組件擴(kuò)展接口之間的電性連接已為現(xiàn)有技術(shù)所揭示，因此，在下面的說明中，這兩部分被省略。
雙頻天線40工作在IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的2.4-2.5GHZ頻帶和IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)的5.15-5.875GHZ頻帶，射頻集成電路20通過射頻前端電路30將發(fā)射信號傳送到雙頻天線40，接收信號則通過雙頻天線40和射頻前端電路30到達(dá)射頻集成電路20。
射頻前端電路30包括用于控制雙頻天線40分集和收/發(fā)功能的六個開關(guān)31-36，其中，開關(guān)31和33為天線選擇控制開關(guān)，開關(guān)32和34為接收開關(guān)，開關(guān)35和36為發(fā)射開關(guān)，第一信號處理單元分別由帶通濾波器101和102、平衡/不平衡變換器201和202組成，第二信號處理單元由低通濾波器103和104、功率放大器301和302以及平衡/不平衡變換器203和204組成。
由雙頻天線40接收的信號由開關(guān)31-34選擇，包括RX_A(2.4-2.5GHZ)和RX_B(5.15-5.875GHZ)。信號RX_A(2.4-2.5GHZ)由帶通濾波器102濾波，并通過平衡/不平衡變換器202送入射頻集成電路20，信號RX_B(5.15-5.875GHZ)由帶通濾波器101濾波，并通過平衡/不平衡變換器201送入射頻集成電路20，這樣形成信號接收(RX)路徑。
送入雙頻天線40的信號由射頻集成電路20產(chǎn)生，包括TX_A(2.4-2.5GHZ)和TX_B(5.15-5.875GHZ)。信號TX_A經(jīng)過平衡/不平衡變換器204送入功率放大器302放大后，經(jīng)過低通濾波器104濾波，然后經(jīng)開關(guān)36送到雙頻天線40，信號TX_B經(jīng)過平衡/不平衡變換器203送入功率放大器301放大后，經(jīng)過低通濾波器103濾波，然后經(jīng)開關(guān)35送到雙頻天線40，這樣形成信號發(fā)射(TX)路徑。
請參照圖2和圖3所示，開關(guān)31-36的開關(guān)功能分別由六個觸發(fā)器31a-36a實(shí)現(xiàn)。天線選擇信號(ANTSEL)由基頻集成電路10產(chǎn)生，并通過轉(zhuǎn)換器51控制觸發(fā)器31a和33a。收/發(fā)開關(guān)信號(TX_RX_N)由基頻集成電路10產(chǎn)生，并通過轉(zhuǎn)換器52控制觸發(fā)器32a、34a、35a和36a。
當(dāng)雙模無線局域網(wǎng)模塊在TX_RX_N信號控制下發(fā)射信號時，接收開關(guān)32和34關(guān)閉，發(fā)射開關(guān)35和36導(dǎo)通。當(dāng)雙模無線局域網(wǎng)模塊在TX_RX_N信號控制下接收信號時，接收開關(guān)32和34導(dǎo)通，發(fā)射開關(guān)35和36關(guān)閉。
當(dāng)雙模無線局域網(wǎng)模塊組裝上膝上型計(jì)算機(jī)600時，兩個雙頻天線40組裝在膝上型計(jì)算機(jī)600的不同位置，因此對于信號有不同的接收性能。當(dāng)信號很微弱的時候，天線選擇信號(ANTSEL)控制接收開關(guān)31-34選擇兩個雙頻天線40中接收性能較好的一個。
由于發(fā)射信號強(qiáng)度遠(yuǎn)大于接收信號強(qiáng)度，因此在發(fā)射電路上沒有天線選擇信號(ANTSEL)控制開關(guān)，所以可適當(dāng)降低插入損耗。
在上述設(shè)計(jì)中，收/發(fā)路徑均可以工作在雙模狀態(tài)下。當(dāng)接收路徑導(dǎo)通時，發(fā)射路徑關(guān)閉，當(dāng)接收路徑關(guān)閉時，發(fā)射路徑導(dǎo)通，因此收/發(fā)路徑具有良好的隔離度，同時也使得本設(shè)計(jì)中沒有射頻信號的交織問題，有利于印刷電路板的布線。
權(quán)利要求
1.一種雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路，用于耦合天線單元及雙模射頻單元，其包括用于兩個不同頻率信號的接收/發(fā)射的開關(guān)單元和第一、二信號處理單元，且所述開關(guān)單元與第一、二信號處理單元和天線單元電性連接，天線單元包括第一、二雙頻天線，其特征在于開關(guān)單元包括兩個天線選擇信號控制開關(guān)、兩個接收開關(guān)和兩個發(fā)射開關(guān)，其中，在接收路徑上，由天線單元接收到的信號經(jīng)天線選擇信號控制開關(guān)選擇后傳送到兩個接收開關(guān)，再經(jīng)兩個接收開關(guān)選擇后傳送到第一信號處理單元，在發(fā)射路徑上，由第二信號處理單元產(chǎn)生的發(fā)射信號經(jīng)發(fā)射開關(guān)選擇后傳送到天線單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路，其特征在于當(dāng)接收開關(guān)導(dǎo)通時，發(fā)射開關(guān)斷開，當(dāng)接收開關(guān)斷開時，發(fā)射開關(guān)導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路，其特征在于所述雙模無線局域網(wǎng)模塊還包括雙?；鶐卧?，該雙?；鶐卧c所述雙模射頻單元耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路，其特征在于所述第一、二信號處理單元與雙?；鶐卧詈?，包括平衡/不平衡變換器、低通濾波器和放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路，其特征在于所述天線選擇信號控制開關(guān)的控制信號由雙?；鶐卧a(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊的射頻前端電路射，其特征在于所述第一、二雙頻天線工作頻率為2.4GHZ和5GHZ。
7.一種雙模無線局域網(wǎng)模塊，適用于具有接口單元的雙模通信設(shè)備，其特征在于所述雙模無線局域網(wǎng)模塊包括與接口單元電性連接的基帶單元、與基帶單元電性連接的射頻單元、與射頻單元相連的射頻前端電路和與射頻前端電路相連的兩個雙頻天線單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊，其特征在于所述基帶單元和射頻單元均工作在雙頻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊，其特征在于所述射頻前端電路具有接收路徑和發(fā)射路徑，且在接收路徑上設(shè)有天線選擇信號控制開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙模無線局域網(wǎng)模塊，其特征在于所述接受路徑上還設(shè)有接收開關(guān)，發(fā)射路徑上設(shè)有發(fā)射開關(guān)，當(dāng)接收開關(guān)導(dǎo)通時，發(fā)射開關(guān)斷開，當(dāng)接收開關(guān)斷開時，發(fā)射開關(guān)導(dǎo)通。
全文摘要
一種雙模無線局域網(wǎng)模塊，該模塊組裝在電子設(shè)備上用于與其它電子設(shè)備進(jìn)行無線通信，包括小型周邊組件擴(kuò)展接口單元、與所述接口單元電性耦合的雙?；鶐卧?、與所述雙模基帶單元電性耦合的雙模射頻單元、與所述雙模射頻單元電性耦合的射頻前端電路和與所述射頻前端電路電性耦合的一對雙頻天線，所述射頻前端電路具有用于選擇天線并控制射頻前端電路的收/發(fā)路徑上的開/關(guān)的天線分集電路。
文檔編號H01Q21/30GK1477789SQ0215828
公開日2004年2月25日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者合子明, 彭平, 諾普康·亨瑞特, 蕭俊賢, 錢茵, 亨瑞特 申請人:富士康(昆山)電腦接插件有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司