专利名称：共用天线设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够通过一个共用天线处理各种频带的发送/接收信号的共用天线设备。更具体地讲，本发明涉及一种包括连接到共用天线的特定位置的滤波电路或共振电路以用来处理期望频带的发送/接收信号的共用天线设备。
背景技术：
近来，随着移动通信系统的发展，已经提供和使用了包括码分多址(CDMA)方案和时分多址(TDMA)方案的各种通信方案。在美洲广泛地使用的CDMA采用能够使基站收发信台(BTS)和移动通信终端同时接收信息的同步方案。CDMA方案包括用于提供850MHz频带服务的CDMA方案和用于提供1.9GHz频带服务的PCS方案。同时，在欧洲广泛地使用的TDMA方案是异步方案，在所述异步方案中，按顺序实现基站收发信台与移动通信终端之间的信息接收。TDMA方案包括用于提供900MHz频带服务的GSM方案和用于提供1.8GHz频带服务的数字蜂窝系统(DCS)方案。也就是说，CDMA/PCS移动通信系统和GSM/DCS移动通信系统通过使用不同频带即分别是850MHz/1.9GHz频带和900MHz/1.8GHz频带提供服务。使用期望的移动通信系统的移动通信终端包括天线和双工器，所述天线和双工器能够发送/接收在期望的移动通信系统中使用的频带的信号，从而接收移动通信服务。
为了使一个移动通信终端能够从多种移动通信系统接收服务，移动通信终端必须分别包括用于发送/接收在多种移动通信系统的每个中使用的频带的信号的各天线。例如，为了实现能够与在CDMA系统、个人通信服务(PCS)系统和GSM系统中的所有基站收发信台进行通信的特殊移动通信终端，所述特殊移动通信终端必须包括可分别发送/接收CDMA频带(850MHz)信号的CDMA天线、PCS频带(1.9GHz)信号的PCS天线和GSM频带信号的GSM天线。在这种情况下，特殊移动通信终端通过开关选择期望的系统并从选择的系统接收服务。
图1是示出可在所有CDMA移动通信系统、PCS移动通信系统和GSM移动通信系统中使用的移动通信终端的传统的结构的框图。图1所示的移动通信终端包括PCS信号接收单元105、GSM信号接收单元125、CDMA信号接收单元145、开关单元160和天线100、120和140，为描述方便起见，其中，图1表示最少的组件。虽然PCS信号发送单元、CDMA信号发送单元和GSM信号发送单元用于将射频信号发送到基站收发信台，但是众所周知，通过PCS的天线100、CDMA的天线140和GSM的天线120可将射频发送信号发送到基站收发信台。此外，虽然图1表示用于TDMA方案的GSM天线和用于CDMA方案的CDMA天线和PCS天线以示出能够接收各种移动通信服务的移动通信终端，但是它们仅仅是为了说明性的目的。
PCS信号接收单元105包括PCS双工器102、低噪声放大器104、带通滤波器106、频率合成器150和混频器108。PCS双工器102将通过PCS天线100发送的发送信号与通过PCS天线100接收的接收信号区分开，所述PCS天线100具有使场中多种射频信号中的仅仅适合于使用PCS系统的频带(1.9GHz)的信号通过的特征。低噪声放大器104将通过PCS双工器102的小信号放大。带通滤波器106仅仅使通过低噪声放大器104放大的信号中的接收频带的信号通过。频率合成器150用来找到信道。混频器108将通过PCS天线100输入的射频信号转变成中频(IF)信号。类似地，GSM信号接收单元125和CDMA信号接收单元145二者均包括与PCS信号接收单元105中包含的组件类似的组件，从而具有与PCS信号接收单元105的功能类似的功能。
开关单元160接收移动通信终端期望的服务的选择信号，并执行用于接收期望的服务的信号的开关操作。例如，在同时提供CDMA服务和PCS服务的特定区域中，当开关单元160从用户接收到PCS使用的选择信号时，控制开关单元160以选择从PCS信号接收单元105接收的PCS信号并将选择的PCS信号发送到PCS信号处理模块。此外，在用户将用于美洲的CDMA服务的移动通信终端携带到欧洲的情况下，当用户切换到GSM选项以接收GSM服务时，切换单元160将其切换状态从CDMA信号接收单元145变化到GSM信号接收单元125，并将接收的GSM信号发送到GSM信号处理模块。众所周知，这些功能需要假设移动通信终端包括用于处理从每种移动通信系统提供的信号的所有模块。
然而，传统的移动通信终端必须分别包括多个天线以接收从上述每种移动通信系统提供的服务，这将导致其制造成本增加并使其外形变差。即，为了接收从彼此不同的多种系统提供的服务，移动通信终端必须分别包括具有不同长度的多个天线，因此，由于其成本和外形而存在许多缺点。此外，相邻天线引起它们之间的干扰，使其难于接收稳定的移动通信服务。
发明内容
因此，本发明的示例性实施例解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种具有一个天线的移动通信终端，其可在多个移动通信系统中操作。
本发明的另一目的在于提供一种天线设备，所述天线设备可选择性地发送/接收各种移动通信系统的信号，其通过选择信号的操作频带通过单一天线发送/接收所述信号。
为了实现这些目的，根据本发明的一个方面，提供一种共用天线。共用天线包括共用天线，具有足以用于处理移动通信服务的所有频带的长度；频带提取器，沿着共用天线的长度方向位于共用天线的特定位置，用于发送/接收特定频带的信号，从而提取特定频带的信号。
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中图1是示出包括多个分离的天线的移动通信终端的传统的结构的框图，从而所述移动通信终端可用于所有码分多址(CDMA)移动通信系统、个人通信服务(PCS)移动通信系统和全球移动通信系统(GSM)移动通信系统中；图2是示出包括根据本发明示例性实施例的共用天线的移动通信终端的发送/接收处理设备的结构的框图；图3是示出根据本发明示例性实施例的包括用作频带提取器的滤波电路的共用天线设备的示图；图4是示出根据本发明示例性实施例的包括用作频带提取器的串联共振电路的共用天线设备的示图。
整个图中，相同的标号应该理解为指示相同的部件、组件和结构。
具体实施例方式
下文，将参照附图描述根据本发明的示例性实施例。在下面本发明的描述中，为了清楚和简明起见，将省略包含于此的公知功能和结构的详细描述。此外，考虑到本发明中使用的相应组件的功能对说明书中使用的术语进行了定义，所述术语可根据用户的习惯而不同。因此，所述定义应该基于说明书中公开的全部内容而被解释。
图2是示出应用根据本发明示例性实施例的共用天线的移动通信终端的发送/接收处理设备的结构的框图。根据共用天线的结构的示例性实施，图2不表示移动通信终端的全部结构，而仅表示连接到共用天线的发送/接收单元和中频信号处理单元。
移动通信终端的发送/接收处理设备包括共用天线设备200、开关单元206、第一发送/接收单元220、第二发送/接收单元240和中频信号处理单元260。共用天线设备200包括共用天线202和频带提取器204。共用天线202是单一元件天线，所述共用天线202可通过码分多址(CDMA)系统、个人通信服务(PCS)系统、全球移动通信系统(GSM)和数字蜂窝系统(DCS)等的频带发送/接收信号。频带提取器204包括滤波电路或者共振电路，从而可使共用天线202发送/接收用于CDMA系统、PCS系统、GSM系统和DCS系统等的频带的信号，稍后将参照图3和图4详细地描述所述频带提取器204。
开关单元206根据将被提供的移动通信服务执行开关操作。例如，当期望通过移动通信终端接收PCS服务时，开关单元206被切换到第一发送/接收单元220，当期望接收CDMA服务时，开关单元206被切换到第二发送/接收单元240，从而将通过共用天线202接收的信号发送到正确的发送/接收单元。
第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240是这样的模块，所述模块被调到通过移动通信终端提供的期望的服务的频带以执行发送/接收处理。例如，如果第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240分别被构造成用作PCS发送/接收单元和CDMA发送/接收单元，则第一发送/接收单元220被调到PCS频带的1.9GHz以处理发送/接收信号，第二发送/接收单元240被调到CDMA频带的850MHz以处理发送/接收信号。类似地，如果第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240分别被构造成用作DCS发送/接收单元和GSM发送/接收单元，则第一发送/接收单元220被调到DCS频带的1.8GHz以处理发送/接收信号，第二发送/接收单元240被调到GSM的频带900MHz以处理发送/接收信号。即，第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240的每个可被构造成用作用于各种移动通信服务的发送/接收单元中的任何一种。
中频信号处理单元260产生将被用于移动通信终端的无线电信号处理单元中的中频，并处理从第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240接收的信号和发送到第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240的信号。
下文，将示意性地描述关于用于CDMA服务的移动通信终端的包括中频信号处理单元260的组件的操作，在所述移动通信终端中，第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240分别被构造成PCS发送/接收单元和CDMA发送/接收单元(具有本领域普通技能的技术人员应该明白下面的描述可类似地应用于用于时分多址(TDMA)服务的移动通信终端，在所述终端中，第一发送/接收单元220和第二发送/接收单元240被分别构造成DCS发送/接收单元和GSM发送/接收单元)。
首先，当用户选择PCS模式时，通过共用天线202接收的各种频带(用于CDMA的850MHz、用于PCS的1.9GHz、用于GSM的900MHz、用于DCS的1.8GHz)的接收信号通过频带提取器204滤波，并且通过开关单元206将其发送到第一发送/接收单元220的第一双工器222。第一双工器222从接收的信号中提取用于PCS频带的1.8GHz频带的信号，并将提取的信号输入到低噪声放大器224中。所述低噪声放大器224将接收的信号进行低噪声放大然后将其发送到带通滤波器226。接着，通过具有1840到1870MHz基带的带通滤波器226将接收的信号进行滤波，然后将其发送到接收混频器228中。接收混频器228将其接收的信号与本机振荡信号混频，从而将接收的信号转换成中频信号。这里，通过在倍增器230中将振荡信号‘VCO’乘2产生本机振荡信号。从倍增器230输出的本机振荡信号的频率为从1629.62到1659.62MHz。
接收混频器228将频率为1840到1870MHz的接收信号与频率为1629.62到1659.62MHz的本机振荡信号混频，从而将频率为210.38MHz的中频信号输出到中频信号处理单元260中。输入到中频信号处理单元260中的中频信号受到用于信号接收的中频处理单元262的滤波和自动增益控制处理，从而被转换为将被输出到基带信号处理单元270的模拟信号。
同时，根据上述接收操作的逆序执行发送中频信号的操作。在发送操作中，用于信号发送的中频处理单元264将从基带信号处理单元270接收的基带频带的模拟信号转换为中频的发送信号。此外，用于信号发送的中频处理单元264对转换的发送中频信号进行自动功率放大，从而将频率为120.38MHz的中频信号输出到包含在PCS发送/接收单元220中的发送混频器236。输入到发送混频器236的中频信号与本机振荡信号混频以被转换为发送信号。这里，通过在倍增器238中将振荡信号‘VCO’乘2产生本机振荡信号。发送混频器236将120.38MHz的中频发送信号与频率为1629.62到1659.62MHz的本机振荡信号混频，从而输出频率为1750到1780MHz的发送信号。通过通频带为1750到1780MHz的带通滤波器234对输出的发送信号进行滤波，接着将其输出到功率放大器232。接着，发送信号通过功率放大器232进行功率放大，接着被发送到第一双工器222中。发送到第一双工器222的发送信号通过开关单元206和频带提取器204被发送到共用天线202，从而基于PCS模式的发送信号通过共用天线202被发射。
当用户选择CDMA模式时，通过将第二发送/接收单元240构造成用作CDMA发送/接收单元来将移动通信终端调到用于CDMA服务的850MHz频带，所述第二发送/接收单元240包括第二双工器242、低噪声放大器244、带通滤波器246和254、混频器248和256、倍增器250和258和功率放大器252，参照第一发送/接收单元220以与如上所述类似的方法进行操作。
同时，共用天线设备200包括共用天线202和频带提取器204。频带提取器204可包括滤波电路或共振电路，从而共用天线202可发送/接收用于CDMA服务、PCS服务、GSM服务和DCS服务的频带的信号。图3表示包括滤波电路的频带提取器，图4表示包括共振电路的频带提取器。
图3是示出根据本发明示例性实施例的包括用作频带提取器的滤波电路以处理多个频带信号的共用天线设备的示图。
通常，天线是用于有效地发送/接收无线电波的元件装置并由良好的导体制成。此外，天线的设计方式是当天线的长度对应于信号的半波长‘λ/2’的整数倍时，通过使波长为‘λ’的信号共振来发送/接收信号。因此，根据移动通信服务的可用频带将天线设计成具有不同的长度。例如，由于专用于CDMA的天线发送/接收850MHz频带的信号，所以CDMA天线必须比专用于PCS的天线长。这是因为PCS移动通信服务设在1.9GHz频带，所述频带的频率高于CDMA移动通信服务的频率。因此，由于其可用频率较高，它的对应的波长变短，天线的长度与波长成比例，所以天线的长度变短。例如，由于‘波长(λ)＝速度(v)/频率(f)’，所以当信号的速度‘v’为3×108，用于PCS的频率‘f’为1.9GHz时，波长‘λ’约为0.157m。因此，所需的天线长度是0.157m的一半，即，7.85cm。类似地，将上述方法用于设在850MHz的CDMA服务时，所需天线的长度约为17.6cm。因为以折叠天线或者内置天线的方式制造天线，或者在制造移动天线终端时使用‘波长/4’信息将天线内置，所以当从外部观看时，移动通信终端看起来似乎没有天线或者具有很短的天线。
如上所述，不同的移动通信服务需要使用不同长度的天线。然而，根据本发明示例性实施例的共用天线，可通过单一共用天线接收用于CDMA(850MHz)服务、PCS(1.9GHz)服务、GSM(900MHz)服务和DCS(1.8GHz)服务的所有频带的信号。所以如图3所示，共用天线202包括沿着其长度方向的在特定位置处的低通滤波器(LPF)306、基带通滤波器(BPF)304和高通滤波器302，从而分别使特定频带的信号通过并将其处理。
例如，如上所算，由于用于发送/接收1.9GHz频带的PCS信号的天线长度为7.85cm，所以能够提取1.9GHz频带信号的预定滤波器302设在与7.85cm的天线长度312对应的位置。在这种情况下，预定滤波器302可包括高通滤波器，所述高通滤波器使高于或等于预定频带的所有信号通过以发送/接收高于或等于1.9GHz频带的信号。类似地，如上所算，由于用于发送/接收850MHz频带的CDMA信号的天线的长度为17.6cm，所以预定滤波器306设在与17.6cm的天线长度314对应的位置。在这种情况下，预定滤波器306可包括低通滤波器，所述低通滤波器使低于或等于预定频带的所有信号通过以发送/接收低于或等于850MHz频带的信号。
除了用于发送/接收PCS信号和CDMA信号的沿着共用天线的长度方向设置在特定位置处的高通滤波器302和低通滤波器306之外，基带通滤波器(BPF)304可设在共用天线的特定位置处，用来仅仅发送/接收期望频带的信号。同时，低通滤波器(LPF)、基带通滤波器(BPF)和高通滤波器(HPF)的每个均可通过IC芯片滤波器、例如RLC电路的无源装置或者例如OP放大器的有源装置实现，并在构造用于每个对应的频带的带通滤波器方面不受约束。
图4是示出根据本发明示例性实施例的包括用作频带提取器的共振电路以处理多个频带信号的共用天线设备的示图。
图4表示包括串联共振电路作为频带提取器的共用天线，其中，与图3所示的频带提取器的构造方式相同，串联共振电路设在对应于共用天线的预定位置处，通过计算每种移动通信服务的使用频带的波长，使得它们位于对应于半波长的整数倍的位置。
串联共振电路通过与在设在共用天线的位置处接收的信号一起共振来发送/接收信号。串联共振电路包括根据本发明示例性实施例的L-C串联共振电路。例如，当必需使L-C串联共振电路402与PCS服务的频带一起共振时，L-C串联共振电路402的电感L和电容C必须具有预定值，使得L-C串联共振电路402与用于PCS服务的1.9GHz频带一起共振。可通过使用等式1所示的共振频率公式确定电感L和电容C的值。
f0=12πLC---(1)]]>此外，当需要使CDMA频带共振时，通过基于等式1控制电感(L)和电容(C)的值，将L-C串联共振电路406设计成与用于CDMA的850MHz频带共振。类似地，为了发送/接收用于特定移动通信服务的频带的信号，L-C串联共振电路404可设在适合的位置，从而发送/接收期望频带的信号。
如上所述，本发明示例性实施例提供一种能够处理用于各种移动通信服务的频带的信号的共用天线，从而改善移动通信终端的外形，并使其体积变小制造成本降低。此外，不通过多个天线而是通过一个共用天线来处理多个频带的信号，并可防止天线之间的干扰。
虽然已经参照本发明的特定示例性实施例表示和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种变化。因此，本发明的范围不限于上述实施例，而是限于权利要求及其等同物。
权利要求
1.一种共用天线设备，包括共用天线，具有足以用于处理移动通信服务的所有频带的长度；频带提取器，沿着所述共用天线的长度方向位于所述共用天线的特定位置，用于发送/接收所有频带中的一个频带的信号，从而提取所述一个频带的信号。
2.如权利要求1所述的共用天线设备，其中，所述用于移动通信服务的频带包括用于码分多址服务的频带、用于时分多址服务的频带和用于全球定位系统服务的频带中的至少一个。
3.如权利要求1所述的共用天线设备，其中，所述沿着共用天线长度方向的特定位置对应于将被发送/接收的信号的频带的半波长的整数倍。
4.如权利要求1所述的共用天线设备，其中，所述频带提取器包括使特定频带的信号通过其的滤波器。
5.如权利要求4所述的共用天线设备，其中，所述滤波器包括低通滤波器、基带通滤波器和高通滤波器中的至少一个。
6.如权利要求1所述的共用天线设备，其中，所述频带提取器包括与特定频带共振的串联共振电路。
7.如权利要求6所述共用天线设备，其中，所述串联共振电路包括L-C串联共振电路。
8.如权利要求6所述的共用天线，其中，在所述L-C串联共振电路中，‘L’和‘C’元件的值被确定为使得所述L-C共振电路与对应于与所述共用天线有关的位置处的频带一起共振。
全文摘要
本发明公开一种能够通过单一共用天线处理各种频带的发送/接收信号的共用天线设备，所述天线设备通过将滤波电路或者共振电路连接到单一共用天线的特定位置来处理发送/接收信号。共用天线设备包括共用天线，具有足以用于处理移动通信服务的所有频带的长度；频带提取器，沿着共用天线的长度方向位于共用天线的特定位置，用于发送/接收特定频带的信号，从而提取特定频带的信号。
文档编号H04B1/40GK1829107SQ200610007470
公开日2006年9月6日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年3月2日
发明者李在镐, 崔道换 申请人:三星电子株式会社