专利名称：用于通信的分布装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于通信的分布装置和方法。更具体而言，涉及分布装置等，该分布装置等用于当执行对无线终端或用于该无线终端的评价和/或开发时，向通过布线方案连接的无线终端的发送-接收模块发送信号，或从其接收信号。
背景技术：
在需要评价和/或开发一个无线终端或用于该无线终端的软件的情况下，可以将无线终端通过一种布线方案相互连接，例如使用同轴电缆，以便实现无线终端之间的稳定通信，免受任何来自外部的噪声或反射波影响。
将一个信号分为两部分的分布装置为大众所熟知(见日本专利申请公开2000-307313第2-3页和附图1)。
在该申请中，所述分布装置具有一个输入端子、两个分布端子、两个分支线(每条分支线的长度为设定波长的四分之一或设定波长的四分之一加上该设定波长的一半的整数倍，每个分支线路都连接到所述输入端子和分布端子)、和连接到所述分布端子的隔离电阻。
可选地，提出了一种分布装置，该分布装置将输入端口接收到的一个信号分布到多个输出端口(见日本专利申请公开H09-246817第3-4页和附图1)。
在该申请中，所述分布装置将高频功率分布到多个端口或合成所述功率。该分布装置包含传输线，其层叠在绝缘衬底上，如槽电路，其由绝缘多层薄膜和金属薄膜、由平行板构成的平衡线、共面线、条线、以及微条线构成。其具有串行二分电路，该电路构成为使得由槽线或平衡线构成的第一传输线能够与第二和第三传输线连接，其中，所述槽线或平衡线由平行板组成，特征阻抗为Z，而第二和第三传输线各自也由平行板组成，特征阻抗为Z/2。其还具有并行二分电路，构成为由共面线、条线、或微条线组成的特征阻抗为Z’的第四传输线能够与第五和第六传输线连接，第五和第六传输线各自由共面线、条线、或微条线组成，特征阻抗为2Z’。其还具有线路转换部分，每个线路转换部分将第二或第三传输线连接到连接在所述串行二分电路和两个并行二分电路之间的第四传输线。因此，在所述分布装置中，一个串行分布电路连接到两个并行分布电路，从而使得当第一传输线的特征阻抗为Z0时，第四和第六传输线的特征阻抗能等于Z0。
此外，还提出一种微波能量分布装置(见日本专利申请公开H08-293707第3-4页)。
该微波分布装置通过其能量分布部分的波导配置实现了传输损耗的减小。
发明内容
如上所述，在需要评价和/或开发一个无线终端或其软件的情况下，无线终端必须能够只接收来自另一个无线终端的电波，而不受外界的任何噪声影响，以实现无线终端之间的稳定的通信，不受任何外部噪声或反射波的影响。
但是在过去的高频功率分布装置如Wilkinson耦合器、混合耦合器、或其结合中，很难实现评价和开发系统，他们会在端口常数之间造成插入损耗。如果将任何过去的分布装置与一个衰减器相结合来实现一个评价和开发系统，该系统是可用的，但不是理想的，这样的系统会具有非常大的结构。
例如，在上述日本专利申请公开2000-307313的情况下，很难实现能够将一个信号平均分布到每个端口的无线终端评价系统。在该情况下，必须采用衰减器与分布装置的结合来将信号的强度设置为期望值。这样会需要构建一个大而复杂的网络系统。
此外，在上述日本专利申请公开H09-246817的情况下，输入和输出端口是指定的，所有端口之间的插入损耗不能固定，从而无法评价至少三个无线终端。
在上述日本专利申请公开H08-293707中公开的低损耗分布装置用于评价无线终端的情况下，接收侧会接收到一个失真的信号，因为信号的强度太强。为了削弱信号强度以实现稳定的无线通信，必须将衰减一定水平后的信号发送到接收侧。
因此，期望提出一种分布装置和方法用来通信，该分布装置和方法能够固定端口之间的插入损耗，其中无线终端可以在相似的条件下相互通信，由此，所述分布装置可以便宜且尺寸较小。
根据本发明的一个实施例，提供了一种分布装置，当一个无线终端的收发模块向其它多个通过布线方案连接的无线终端的收发模块发送一个输出信号时，将从该一个无线终端的收发模块接收的高频信号分布到该其它多个无线终端的收发模块。所述分布装置具有至少三个信号传输线，每个传输线都传输所述高频信号，还具有一个连接节点，将每条信号传输线的端点相互连接。所述分布装置还具有衰减器，每个衰减器衰减所述高频信号。每个衰减器的位置靠近每条信号传输线上的连接节点。
可选地，根据本发明的一个实施例，提供了在通过布线方案连接的多个无线终端的收发模块之间通信的方法。该方法通过使用分布装置来执行，所述分布装置包括至少三个信号传输线，每个传输线都传输一个高频信号；还具有一个连接节点，将每条信号传输线的端点相互连接；以及衰减器，每个衰减器衰减所述高频信号。每个衰减器的位置靠近每条信号传输线上的连接节点。该方法包括将多个无线终端的每个收发模块的输入或输出端子通过电缆连接到任一条信号传输线的步骤。该方法还包括从所述多个无线终端的一个收发模块发送一个通信信号的步骤。该方法进一步包括通过连接节点将通过衰减所述通信信号而获得的信号均匀地分布到其它多个无线终端的收发模块的步骤，从而允许这样连接的所述其它多个无线终端的收发模块在相似的条件下接收所分布的信号。
在本发明的这些实施例中，至少三条连接到连接节点的信号传输线位于每条信号传输线上。例如，分别位于每条信号传输线上的衰减器各自的衰减相同。在一个实施例中，分布装置进一步具有连接另一个分布装置的另一条信号传输线。该另一条信号传输线的端点连接到连接节点。在一个实施例中，分布装置还具有在用于连接另一个分布装置的信号传输线上提供的阻抗变换器。在一个实施例中，当连接另一个分布装置的信号传输线的要连接到该另一个分布装置的端子没有连接到该另一个分布装置时，分布装置终止。在一个实施例中，每条信号传输线由共面线、条线、以及微条线中的任一种构成，并且在信号传输线之间提供一个接地表面。在一个实施例中，所述分布装置具有一个屏蔽外壳，该外壳封装了所述信号传输线、连接节点、以及衰减器。
根据这些实施例，分布装置具有这样的配置，并且每个衰减器具有相同的衰减率。这使得分布和/或衰减能够与信号传输线共享，从而允许每个端口中的插入损耗为常数，以允许无线终端的每个收发模块在相似的条件下通信，而不会在输入和输出端口之间产生不同。通过将衰减器结合在分布装置中，有可能提供廉价而尺寸小的分布装置来使用多个无线终端评价和/或开发无线通信的系统。
因此，本发明可以消除现有技术中对诸如衰减器、分布装置、和端接器等高频部分的任何复杂组合的需要。根据本发明的实施例，可以仅仅通过将待评价的无线终端连接到分布装置来构建使用多个无线终端的无线通信的评价和/或开发系统。这使得评价和/或开发装置能够在该分布装置中象本能一样容易实现。
根据这些实施例，还提供了用于连接另一个分布装置的另一个信号传输线。通过相互连接分布装置(如果必要的话，通过特定的端口)，可以增加无线终端的连接端口，而不改变任何衰减率。
根据这些实施例，在信号传输线之间提供一个接地表面。这使得能够减少任何不利的影响，如信号传输线相互之间的干扰。此外，通过提供封装信号传输线、连接节点、以及衰减器的屏蔽外壳，还可以减小来自外部的噪声的任何不利影响。
本说明书的结论部分特别指出并直接要求保护本发明的主题。但是，通过参考附图阅读本说明书的其它部分，本领域的普通技术人员容易理解本发明的组织和运行方法，以及进一步的优点等，其中相似的参考特征指向相似的元件。
图1为概略描述使用多个无线终端的无线通信的一个例子的概念图；图2为示出本发明的分布装置的第一实施例的配置图；图3A和3B分别示出一种衰减器配置；图4采用本发明的分布装置的一个实施例示出使用多个无线终端的无线通信的评价和/或开发系统的配置；
图5示出两个分布装置的连接例子；图6为示出本发明的分布装置的第二实施例的配置图；图7示出多个(三个)分布装置的连接例子。
具体实施例方式
下面将参考附图，参照用于通信的分布装置和方法的优选实施例详细描述本发明。
图1概略示出使用多个无线终端进行无线通信的一个例子。如图1所示，无线终端1-4之间的传输损耗会取决于无线终端之间的距离、天线的增益等。应当注意，在该实施例中，无线终端之间的传输损耗示例性地表示为-50dB。
当执行对无线终端或其软件的评价和/或开发时，必须提供一种条件，即来自外部的任何噪声均被消除，从而只有每个无线终端传输的电波可以被接收，以便实现多个无线终端的稳定的无线通信。可选地，为了消除直接波与反射波之间的干扰所产生的任何不利影响，期望利用布线方案将无线终端相互连接。必须提供一种分布装置，其中，无线终端利用布线方案相互连接，以使每个端口中的插入损耗为常数，从而实现图1所示的通信环境。
图2示出本发明的分布装置100的第一实施例的配置。在图2中，分布装置100包括端口101-106，布线衬底111、信号传输线112、连接节点113、衰减器114、连接另一个分布装置的信号传输线115、阻抗变换器116、开关连接器117、连接另一分布装置的端口118、端接器119、屏蔽外壳120。每个端口101-106用于通过同轴电缆130将分布装置100连接到每个无线终端。利用该六个端口允许分布装置100连接六个无线终端。每个端口101-106连接信号传输线112。
信号传输线112在布线衬底111上布线。每条信号传输线112的特征阻抗为50Ω。每条信号传输线112由共面线、条线、或微条线构成。在信号传输线112之间提供接地表面。这样可以减小由于信号传输线112等内的任何干扰所产生的不利影响。连接节点113用于连接六条信号传输线112和用于连接另一分布装置的信号传输线115。一个通信信号通过连接节点113分布到每条传输线。
每个衰减器114由一个或多个芯片电阻构成。衰减器114串行连接到每条信号传输线112。在该情况下，衰减器114的端子连接到连接节点113。衰减器114设置为彼此的衰减率相同。
图3A和3B分别示出衰减器114的配置。图3A示出衰减器114的第一配置。图3B示出衰减器114的第二配置。如图3A和3B所示，衰减器114是由多个电阻R1-R3或R4-R6构成的衰减电路。应当注意，在衰减器114的配置方面，本发明不限于这一配置。任何其它能够衰减通过它的信号的电路或元件都可以用作衰减器114。
连接另一分布装置的信号传输线115在布线衬底111上布线，并连接到端口118，以便连接另一分布装置。信号传输线115也由共面线、条线、或微条线构成。信号传输线115上备有阻抗变换器116和开关连接器117。
如果通过同轴电缆130连接两个分布装置100，阻抗变换器116可以使端口118的输入阻抗与同轴电缆130的特征阻抗相同。它由四分之一波阻抗变换器或公知的LC电路构成。
当同轴电缆130连接到端口118以便连接另一个分布装置时，开关连接器117切换到连接端口118的端子117a用于连接该另一个分布装置。当同轴电缆130没有连接到端口118时，开关连接器117切换到连接端接器119的端子117b，用于端接信号传输线115。
端接器119由芯片电阻构成。端接器119的端点连接到开关连接器117的端子117b，而开关连接器117的另一端子接地。
屏蔽外壳120可以减小外部噪声的任何不利影响。在该情况下，屏蔽外壳120通过封装包括布线衬底111的整个电路来屏蔽分布装置100。
图4采用本发明的分布装置的一个实施例示出使用多个无线终端的无线通信的评价和/或开发系统的配置。
在图4所示情况下，四个无线终端1-4可以连接到具有六个端口101-106的分布装置100。四个无线终端1-4分别连接到分布装置100，其中每个无线终端的收发模块的一个输入或输出端子通过同轴电缆130连接到分布装置100的任一端口101、102、104、和106。测量装置5(例如频谱分析器)可以连接到端口103来测量通过每个无线终端1-4发送和/或接收的信号。分布装置100的所有六个端口101-106共享一个共用特征，使得无线终端1-4和测量装置5可以连接到分布装置100的任意端口，而不限于图4所示连接方法。这样能够实现图1所示使用多个无线终端的无线通信。
在图4中，没有连接无线终端的端口如端口105最好通过例如50Ω阻抗的端接器端接。但是，如果例如-50dB的大衰减会在端口101-106之间发生，则从端口101开始通过端口105到达端口104的信号要比从端口101开始直接到达端口104的信号的强度低50dB。这样的信号可以忽略。因此，如果没有连接端接器，也足够用于评价和/或开发系统。
当使用分布装置100通信时，多个无线端子1-4的RF端子分别连接到分布装置100的端口，如图4所示。多个无线终端1-4之一(例如无线终端1)发送一个通信信号。该通信信号通过信号传输线112和连接节点113传播，其被均匀衰减，因此，可以被分布到另一端口。这使得各个无线终端2-4在类似条件下接收通信信号。应当注意，如果其它无线终端发送一个通信信号，效果与上述的一样。应当注意，如果多个无线终端同时发送通信信号，效果也与上述的一样。这样允许各个无线终端相互通信。
图5示出两个分布装置100的连接例子。如图5所示，如果要同时评价的无线终端的个数多于分布装置100的端口数，则通过各自用于连接另一分布装置的端口118将两个分布装置100连接起来。这样允许增加端口数，从而增加可以同时连接的无线终端的个数。连接到该两个分布装置的的无线终端可以在相同条件下通信。
在该情况下，在一个分布装置100中，如果一个端口向其它端口发送一个通信信号，则该通信信号沿信号传输线112、衰减器114、信号传输线113、衰减器114、和信号传输线112的路径顺序经过两个衰减器114。另一方面，如果一个端口向连接另一分布装置的端口118发送一个通信信号，则该通信信号只经过一个衰减器114。因此，当两个分布装置100相互连接时，通信信号沿着从一个分布装置100的一个端口开始，通过端口118，到另一个分布装置100的路径，顺序经过两个衰减器114。这样会导致在从一个分布装置100的一个端口开始，通过端口118，到另一个分布装置100的路径中的衰减与一个分布装置100的不同部分间的衰减相同。
因此，在该实施例中，分布装置100包括端口101-106和在布线衬底111上布线的六条信号传输线112。每条信号传输线112的一个端点连接到连接节点113。六条信号传输线112的每条具有衰减器114。衰减器114相互之间的衰减率相同。用于连接另一分布装置的一条信号传输线115在布线衬底111上布线。信号传输线115的一个端点还连接到连接节点113。信号传输线115具有阻抗变换器116和开关连接器117。
每个信号传输线112、115均由共面线、条线、以及微条线构成。信号传输线之间提供有接地表面。
因此，信号传输线共享分布和衰减功能，从而避免输入输出端口之间发生任何不同。这使得端口之间的插入损耗能够固定，从而无线终端在相似的条件下通信。将衰减器结合在分布装置中使得能够实现廉价和小尺寸的分布装置，用于多个无线终端的无线通信的评价和/或使用开发系统。
结果，可以消除现有技术中对高频部件如衰减器、分布装置、和端接器的复杂组合的任何需求。可以仅通过将待评价的无线终端连接到分布装置来构建使用多个无线终端的无线通信的评价和/或开发系统。这使评价和/或开发装置能在该分布装置中象本能一样容易实现。
提供端口118用于连接另一分布装置使得可以连接两个分布装置100。通过相互连接分布装置(如果必要的话，通过特定的端口)，可以增加无线终端的连接端口，而不改变任何衰减率。这样可以增加能够同时连接的无线终端数量。
在信号传输线之间提供一个接地表面使得能够减少任何不利的影响，如信号传输线112相互之间的信号干扰。此外，通过提供封装包含布线衬底111的整个分布电路的屏蔽外壳，还可以减小来自外部的噪声的任何不利影响。
图6示出本发明的分布装置200的第二实施例的配置。该具有两个端口218，分别用于连接另一个分布装置。在图6中，对应于图2所示的类似部件采用类似的附图标记，并省略对其进行详细描述。
如图6所示，分布装置200包括端口101-106，布线衬底111，信号传输线112，连接节点113，衰减器114，分别用于连接另一分布装置的信号传输线115、215，阻抗变换器116、216，和开关连接器117、217，分别用于连接另一分布装置的端口118、218，端接器119、219，和屏蔽外壳120。
在分布装置200中，在布线衬底111上提供两条分别用于连接另一分布装置的信号传输线115、215，每条信号传输线115、215都提供有阻抗变换器116或216和开关连接器117或217。分别用于连接另一分布装置的端口118、218分别布置在分布装置200的两侧。端口118、218分别通过开关连接器117、217连接到信号传输线115、215。
图7示出多个分布装置(两个以上分布装置)的连接例子。如图7所示，如果需要同时评价多个无线终端，因而需要两个以上的分布装置，则三个分布装置200的端口118、218通过同轴电缆130相互连接。这样可以增加端口数量，从而增加同时连接的无线终端数量。连接到该三个分布装置200的无线终端可以在相似的条件下通信。
在该情况下，就像分布装置100一样，在分布装置200中，如果一个端口向另一个端口发送一个通信信号，该通信信号沿信号传输线112、衰减器114、连接节点113、衰减器114、和信号传输线112的路径顺序通过两个衰减器114。另一方面，如果一个端口向用于连接另一分布装置的端口118发送一个通信信号，该通信信号只经过一个衰减器114。因此，当分布装置200相互连接时，通信信号沿着从一个分布装置200的一个端口开始，通过端口118、218，到另一个分布装置200的一个端口的路径，顺序经过两个衰减器114。这使得从一个分布装置200的一个端口开始，通过端口118、218，到另一个分布装置200的一个端口的路径中的衰减率与一个分布装置200的端口之间的衰减率相同。
因此，在该实施例中，分布装置200包括端口101-106和在布线衬底111上布线的六条信号传输线112。每条信号传输线112的一个端点连接到连接节点113。六条信号传输线112的每条具有衰减器114。衰减器114相互之间的衰减率相同。用于连接另一分布装置的两条信号传输线115、215在布线衬底111上布线。每条信号传输线115、215的一个端点还连接到连接节点113。每条信号传输线115、215具有阻抗变换器116、216和开关连接器117、217。
每个信号传输线112、115、215均由共面线、条线、以及微条线构成。信号传输线之间提供有接地表面。
因此，信号传输线共享分布和衰减功能，从而避免输入输出端口之间发生任何不同。这使得端口之间的插入损耗能够固定，从而无线终端在相似的条件下通信。将衰减器结合在分布装置中使得能够实现廉价和小尺寸的分布装置，用于多个无线终端的无线通信的评价和/或使用开发系统。
结果，可以消除现有技术中对高频部件如衰减器、分布装置、和端接器的复杂组合的任何需求。可以仅通过将待评价的无线终端连接到分布装置来构建使用多个无线终端的无线通信的评价和/或开发系统。这使评价和/或开发装置能在该分布装置中象本能一样容易实现。
提供端口118、218分别用于连接另一分布装置使得可以连接两个以上的分布装置200。通过相互连接分布装置(如果必要的话，通过特定的端口)，可以增加无线终端的连接端口，而不改变任何衰减率。这样可以增加能够同时连接的无线终端数量。
在信号传输线之间提供一个接地表面使得能够减少任何不利的影响，如信号传输线112相互之间的信号干扰。此外，通过提供封装包含布线衬底111的整个分布电路的屏蔽外壳，还可以减小来自外部的噪声的任何不利影响。
尽管在本发明的上述实施例中描述了具有六个端口的分布装置，但本发明不限于此。端口数可以设置为两个以上的任选值。
尽管在本发明的上述实施例中描述了端口间的衰减为-50dB的实例，但本发明不限于此。
尽管在本发明的上述实施例中描述了位于信号传输线112上的衰减器114的衰减率彼此相同，但本发明不限于此。如果需要，衰减器114的衰减率可以相互不同。
以上描述了应用于任何情况的用于通信的分布装置和方法，其中当执行无线终端或其软件的评价和/或开发时，一个无线终端通过布线方案向另一个无线终端发送信号或从另一个无线终端接收信号，从而获得类似于理想无线通信环境的通信环境。本领域的普通技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，可以进行各种变化、组合、子组合、和替换，只要它们在所附权利要求或其等价的范围内。
权利要求
1.一种分布装置，当一个无线终端的收发模块向其它多个通过布线方案连接的无线终端的收发模块发送一个输出信号时，该分布装置将从该一个无线终端的收发模块接收的高频信号分布到该其它多个无线终端的收发模块；所述分布装置包括至少三条信号传输线，每条信号传输线都传输所述高频信号；一个连接节点，将每条信号传输线的一个端点相互连接；和衰减器，每个衰减器衰减所述高频信号，所述衰减器的位置在每条信号传输线上靠近所述连接节点。
2.根据权利要求1的分布装置，其中分别位于所述信号传输线上的衰减器的衰减率彼此相同。
3.根据权利要求1的分布装置，进一步包括连接另一个分布装置的另一条信号传输线，所述另一条信号传输线的一个端点连接到所述连接节点。
4.根据权利要求3的分布装置，进一步包括在所述连接另一个分布装置的另一条信号传输线上提供的阻抗变换器。
5.根据权利要求3的分布装置，进一步包括一个端接器，其中当所述另一条信号传输线的要连接到另一个分布装置的端点没有连接到所述另一个分布装置时，该端接器端接该端点。
6.根据权利要求1的分布装置，其中每条信号传输线由共面线、条线、和微条线中的任意一种组成；并且其中在信号传输线之间提供接地表面。
7.根据权利要求1的分布装置，进一步包括屏蔽外壳，通过该屏蔽外壳将所述信号传输线、连接节点、和衰减器封装。
8.一种使用分布装置在通过布线方案连接的多个无线终端的收发模块之间通信的方法，所述分布装置包括至少三条信号传输线，每条信号传输线都传输一个高频信号；一个连接节点，将每条信号传输线的一个端点相互连接；和衰减器，每个衰减器衰减所述高频信号，所述衰减器的位置在每条信号传输线上靠近所述连接节点；所述方法包括以下步骤将多个无线终端的每个收发模块的输入和输出端子中的任一个通过电缆连接到任一条信号传输线；从所述多个无线终端的一个收发模块发送一个通信信号；和通过连接节点将通过衰减所述通信信号而获得的信号均匀地分布到其它多个无线终端的收发模块，从而允许这样连接的所述其它多个无线终端的收发模块在相似的条件下接收所分布的信号。
全文摘要
分布装置将从一个无线终端的收发模块接收的高频信号分布到其它多个具有布线方案的无线终端的收发模块。该装置包括至少三条信号传输线，每条信号传输线都传输所述高频信号。还具有一个连接节点，将每条信号传输线的一个端点相互连接。以及衰减器，每个衰减器衰减所述高频信号，其位置在每条信号传输线上靠近所述连接节点。多个无线终端的每个收发模块的输入或输出端子连接到任一个具有布线方案的信号传输线。然后，一个收发模块发送一个通信信号。通过连接节点将通过衰减所述通信信号而获得的信号均匀地分布到其它多个无线终端的收发模块。
文档编号H01P5/12GK1744378SQ200510091790
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者和城贤典 申请人:索尼株式会社