类型的合成器可用于自适应波束转向。
[0193] 图31示出了以下配置，在该配置中集成有LDA，以提供双重的时间和空间分集。如 图所示，一个天线可以在输入端处，并且另一天线在输出端处。另外，也可以使仅一个天线 处于晶体管的发射极的输入端处，并且可以使用LDA来放大接收信号。替选地，可以将一个 天线设置在电容器Cout之后的输出端处。另外，在本文中指出，LDA可以作为功率放大器 在低噪声放大中被使用以及在双向模式下使用。此外，每个单个的天线可以由天线阵列替 换以提供自适应波束形成。由于LDA的高灵敏度，LDA可检测电平比本发明人已知的任何 其他架构低的4至10dB的信号。
[0194] 图32示出了具有可变电容器的相移器。通过使用作为复合左右手传输线路 (CRLH-TL)的这种类型的结构，可以使不同的相位处于不同的频率，这为自适应波束形成提 供了更多的灵活性。
[0195] 图33示出了可以连接到不同的电相位的SP4T开关，其中，这些相位可以使用微带 线、CPWG、集总元件、波导等来实现。每行可以通过可变集总元件来实现，以增加相移的范 围。
[0196] Μπω的使用
[0197] 使用ΜΜ0或其他分集方案使得能够有利地使用多径衰落，以及用于在分集足够 大时发送多个数据流。在最大数据速率与有限的多样性相对于最大分集与较低的数据速率 (链路/吞吐量鲁棒性）之间总存在有折衷。当室内分离超过20英尺时，或者在流送视频 的情况下，在Ν个天线上少于Ν个数据流是最实用的解决方案，例如4X 4,然而针对空间分 集使用2个数据流和2个流。
[0198] 除了 ΜΜ0之外多种可选择和/或可调节的天线的使用
[0199] 根据本发明，甚至每Μ頂0流可以使用多个可选择和/或可调节的天线。假定Μ頂0 天线尽可能为全向的，并且相隔一定距离。该处理可以波束形成，以增加特定方向上的增 益。然而，如果天线是指向式的，则在一些情况下可以实现更大的范围或吞吐量，同时一些 有用的图案可能不适于其他多径衰落情况或者可能难以生成波束形成。在这种情况下，全 向天线可以扇区化为三个扇区，例如，对于每个覆盖大约120度的空间。这在蜂窝无线电下 工作相对良好，但是由于多径衰落、由于人的运动和包括许多分区的建筑物的结构而不能 很好地在室内工作。以下始终是好的构思：提供空间分集，以甚至在每流的情况下使用一个 以上的天线来覆盖空间。当然，Μπω算法需要另外的处理层以例如从路由器到设备尝试若 干天线的组合用于最佳的吞吐量。此外，在每个WLAN设备处，针对最佳性能应测量和优化 从路由器到每个WLAN设备的传递函数。
[0200] 即使对ΜΜ0也使用一个或更多个可转向天线
[0201] 可以使用可转向天线来动态调节天线的模式、方向或增益。这是额外复杂的一个 层，当然可用于Μπω ΝΧΝ，但是也可用于1ΧΝ或1X1。可转向天线在小客户端设备例如 移动电话中是非常有益的，其中，不存在用于多天线的空间或可用于增加设备的大小以容 纳较大的天线的空间。添加电动转向模式可以大幅度地提高其性能。
[0202] 图34示出了使用可转向天线以动态调整包括接收器上的可调节LDA的MMO ΝΧΝ 阵列的图案、方向或增益的实施方式。附图示出了用于多频带应用按每个天线和半双工的 基于LDA的多个发射ΡΑ和接收LNA。图34中示出了仅一个天线，但多天线可以被连接到以 下开关，该开关可以是单极Ν掷SPNT，或双极Ν掷DPNT或，或Ν极Ν掷ΝΡΝΤ。
[0203] 图35示出了如下实施方式：在半双工模式下使用可转向天线来动态调整具有可 变发射器和可变接收器（包括可调节LDA)的RF前端的图案、方向或增益，以覆盖每天线用 于时分双工（TDD)的不同频带。
[0204] 图36示出了实施方式：在全双工模式下使用可转向天线来动态调整具有可变发 射器和可变接收器（包括可调节LDA)的RF前端的图案、方向或增益，以覆盖每天线用于时 分双工（TDD)的不同频带。
[0205] 图37示出了实施方式：在全双工模式下使用可转向天线来动态调整具有可变发 射器和可变接收器（包括可调节LDA)的RF前端的图案、方向或增益，以覆盖用于频分双工 (FDD)的不同频带。
[0206] 图38示出了以下实施方式，其示出由每灵敏可转向天线若干功能构成的RF前端 模块。对于SIS0配置，一个天线被连接到RF前端模块。对于Μ頂0, N个天线被附连到N个 RF前端模块。基于这里的教示，本发明人了解到，该模块可以包括一个或更多个LDA，可以 部分地完全集成到集成电路中，可以是小尺寸以及以优选的配置定位在天线处。
[0207] RF前端模块包含以下块：TX PA、RX LNA、T/R开关、可选的滤波器、控制器和数字 接口、RF有源调节和可选的功率检测器。ΤΧ ΡΑ可以是标准的ΡΑ部件或者如先前教示的以 相同频率输入和输出配置在ΡΑ中的LDA，RX LNA可以是：标准的LNA ;以相同的RF输入和 输出频率配置在LNA中的LDA ;T/R开关，可以是标准的RF开关或可在一些LDA实施方式中 被移除；可选的RF滤波器，可以是标准的RF滤波器例如SAW、陶瓷、有源、IX、同轴等，或配 置为双向频率选择性放大器的LDA ;控制器，控制从发射或接收的切换，控制天线调整块并 且在LDA是通道选择和灵敏的情况下控制每信道的LDA ;天线调整块，可以是由模拟信号或 逻辑信号控制的二进制范围内的成排的电容器；最后可选功率检测器，可以是标准的例如 PIN二极管电路、耦合器电路、吉尔伯特细胞对数放大器或者在AM解调下配置的包括Frep 输出和可选的Vout模拟输出的LDA。
[0208] 用于混频的任何配置是可以的。作为示例，选择ΜΜ0 6x6。六个这样的RF前端 将附接至六个灵敏独立天线。前端可以包括以下块：基于LDA的RX LNA ;标准的T/R开关； 具有整体功率检测器和f/ν转换器以输出Vout的信号的基于LDA的ΡΑ ;标准的带通滤波 器；电容器数字块；以及尺寸减小的CPL天线。另外，该Μ頂0 6x6将针对为2. 4至2. 5GHz 的Wi-Fi频段并且前端是通道专用的，以便提高带内和带外的抗干扰性。基于LDA的TX PA 和RX LNA二者是通道专用的并且由控制器驱动。每一个可以被锁定到PLL中，以便选择所 需的信道，从基带收发器发送到前端的信息。
[0209] 在实施方式中，灵敏和转向天线仅由以下灵敏天线替换，该灵敏天线具有可以在 频率上移动的、信道特定减小的带宽，例如用于为2. 4至2. 5GHz的频带中的Wi-Fi 802. lln 的信道1至信道13。在另一实施方式中，天线是固定的。该实现方式示出了每天线一个LDA 在该天线处或靠近该天线以用于最佳性能和本地处理与远程处理合并。RF接收器的性能被 优化，这是因为有源RF前端位于或非常接近天线的基极。因为线路非常短，因此不容易拾 取EMI，并且从天线到RF前端提供较低的损失。
[0210] 在此处使用的情况下，可以将LDA的所有高性能的好处施加在RF前端，例如高接 收灵敏度、高动态范围、极低的噪声、简单的接收器，以及可以将若干前端模块设置在PCB 上，以提供每天线一个前端。还应理解的是，使用LDA允许替换或移除如上面列出的各种部 件，例如，LNA、PA、功率检测器和滤波器。
[0211] 图39示出了以下实施方式，其示出由每若干灵敏可转向天线的若干功能构成的 RF前端模块。对于SIS0配置，Μ个天线被连接到具有1-M分离器的RF前端模块，对于ΜΜ0 ΝΧΝ，Ν个天线被附连到Ν个RF前端模块。基于这里的教示，本发明人了解到，每个RF前 端模块可以包括一个或更多个LDA，可以部分或完全集成到集成电路中，可以是小尺寸并且 在优选的配置中靠近其Ν个天线放置。该模块的描述与图38是相同的，不同之处在于增加 了 1-Ν分离器，所述分离器可以是标准的如1-Ν威尔金森分离器或者较小的尺寸的超材料 分离器等。另一不同之处是附加了 Μ个天线有源调整块，如数字电容器块。一个实施方式 是两个天线直接连接到LDA，如图31所示。天线中的一个或二者可以具有相位调节，灵敏或 转向的能力。
[0212] 图38和39的RF前端允许设计灵活Ν或者Μ*Ν天线无线系统，该系统可以处理各 种调制（0FDM/QPSK/LTE)和来自不同的主机系统，如Wi-Fi、LTE、蓝牙等的拓扑结构（例如， 802. 11η，1Χ1、ηΧη，]\ΟΜ0,802· llac 等）。
[0213] 图40示出了其中LDA被用作没有加入分离器（和可选的带通滤波器）的RF前端 的替代的实施方式，其中接收器与发射器在全双工或半双工模式下处于不同的频率。这是 相对于图38的上述实施方式的变型，其中，LDA用作全双工或半双工双向放大器。其类似于 图38的实施方式，不同之处在于不需要分离器，这是因为发射器和接收器路径已经在LDA 中分离，并且两个接收器路径是可能的（参见RX选项1和RX选项2)。另外，在该特定情况 下，天线被固定。在另一实施方式中，天线是灵敏和可转向的。与图38的RF前端相比，这 种解决方案非常经济：单个LDA嵌入PA功能、RX解调功能，T/R开关被移除，并且带通滤波 器是组成部分。
[0214] 本领域的技术人员将理解，图40的实施方式是在拓扑结构简单、支付能力和性能 方面非常有吸引力。
[0215] 图41示出了在TX和RX中具有相同频率输入和输出的RF前端的又一实施方式。 这是图38的RF前端的更经济的版本，其中，TX PA和RX LNA作为一个LDA，没有T/R开关、 组成部分带通滤波器并且添加有控制器、天线调节块和用于每天线配置的SIS0或ΜΜ0的 分离器。在又一实施方式中，LDA的组成部分功率检测功能被添加，f/v转换器之后的Fr印 或Vout被输出以将发射功率值反馈至基带。在另一实现方式中，RF前端不是信道专用的， 并覆盖了整个波段。在又一实现方式中，RF前端是信道专用的，并设置到由基带控制的所 选择的信道。
[0216] 图42示出了 RF前端的又一实施方式，其非常类似于图40中的一个实施方式，不 同之处在于，天线可以是灵敏和可转向的，以及输入输出匹配的使用。
[0217] 如由本领域中的普通技术人员所看到的，根据要求保护的主题的未知和以后设计 的非实质性变化都明确涵盖在权利要求的等同范围之内。因此，对于本领域的普通技术人 员而言现在或以后知道的明显的替代被限定在所定义的元素的范围内。
[0218] 虽然本文件包含许多细节，但这些不应被解释为对发明的或者所要求保护的范围 的限制，而是作为对于本发明的【具体实施方式】的特定特征的描述。在本文中在单独实施方 式的上下文中描述的某些特征可以在单个实施方式中组合地实现。相反地，在单个实施方 式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例单独实施或以任何合适的子组合的方 式来实施。此外，尽管特征可以被如上描述为以某种组合发挥作用，甚至最初主张如此，但 是来自所要求组合的一个或更多个特征在某些情况下可以从该组合行使，并且要求保护的 组合可以针对子组合或子组合的变型。
【主权项】
1. 一种用于无线传输的天线系统，包括： 天线；以及 对数检测器放大器（LDA)，所述对数检测器放大器连接至所述天线，以便消除通过所述 天线接收或发射的传输数据中的无线电干扰。2. 根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述天线在MMO或SISO上是有源、可调节 和/或可转向的。3. 根据权利要求1所述的天线系统，还包括多天线和每接收天线一个LDA，所述LDA适 于结合转向或CPL天线使用以减少或消除接收或发射的数据信道之间的噪声干扰。4. 根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述LDA被配置为在所述天线的基部处的接 收器低噪声放大器（LNA)。5. 根据权利要求4所述的天线系统，其中，所述天线是复合印制环形（CPL)天线。6. 根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述LDA在RF频率工作，其中所述LDA在反 向用作发射器功率放大器。7. 根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述LDA在正向用作接收器低噪声放大器 (LNA)〇8. -种连接至有源、可调节且可转向天线的RF前端，所述RF前端包括：发射功率放大 器、接收器低噪声放大器、发射/接收开关、天线调节系统以及天线控制器，其中，所述发射 功率放大器、所述接收器低噪声放大器及所述发射/接收开关中的一个或更多个由对数检 测器放大器来实现。9. 根据权利要求8所述的RF前端，还包括以LDA实现的发射功率检测器。10. 根据权利要求8所述的RF前端，还包括以LDA实现的带通滤波器。11. 根据权利要求8所述的RF前端，其中，所述前端适于与SISO配置一起使用。12. 根据权利要求8所述的RF前端，其中，所述前端适于与MMO配置一起使用。13. 根据权利要求8所述的RF前端，其中，所述天线的发射器侧包括多个发射功率放大 器，以及所述天线的接收器侧上的每个可调节的LDA在半双工配置下连接。14. 根据权利要求8所述的RF前端，还包括具有可调节的LDA的可变接收器和可变发 射器，以覆盖用于每天线频分双工（FDD)的不同波段。15. 根据权利要求13所述的RF前端，其中，所述LDA包括具有相同的输入和输出频率 的接收器LNA。16. 根据权利要求13所述的RF前端，其中，所述LDA包括具有用于FM调制的不同的输 入和输出频率的接收器LNA。17. 根据权利要求13所述的RF前端，其中，所述LDA包括具有用于AM/PM和其他调制 的不同的输入和输出频率的接收器LNA。18. 根据权利要求13所述的RF前端，其中，所述LDA被配置为双向全双工或半双工功 率放大器。19. 根据权利要求13所述的RF前端，还包括可变发射器和可变接收器，以覆盖用于全 双工或半双工时分多路复用或频分复用应用的不同的波段。
【专利摘要】对数检测器放大器(LDA)、多天线、有源天线以及多有源天线和接收器被设置在各种配置中，所述各种配置被同步以减少或消除干扰，从而在WLAN和WAN环境中的无线出租者与其客户之间提供更大的范围和带宽。
【IPC分类】H04B15/00
【公开号】CN105379152
【申请号】CN201480027512
【发明人】亚历山大·迪普伊, 帕特里克·安托万·拉达, 福雷斯特·詹姆斯·布莱恩
【申请人】多康公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年3月15日
【公告号】EP2974085A2, US9236892, US20140287704, WO2014145162A2, WO2014145162A3