专利名称：用于双无线模块wlan接入点的模块化rf天线和滤波器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对多无线模块无线接入点(multiple radio wireless accesspoint)性能的低成本改进。本发明涉及天线与一个或多个滤波器或者有源组件的组合组件(combination)，其中该有源组件如功率放大器、低噪声放大器、开关二极管或RF移相器(具有多个天线)，该组合组件连接于无线模块组件的天线连接器。
背景技术：
多无线模块无线局域网(WLAN)接入点正在形成产品分类。例如，Linksys宣布其不久将推出一种通用无线接入点(WAP55AG)，该接入点包括两个无线模块并且支持三种无线通信标准802.11a、802.11b和802.11g。对多种无线通信标准的支持在免授权无线电频谱(unlicensed radio spectrum)中变得越来越重要。例如，蓝牙和802.11标准工作在约2.4和5.25千兆赫的免授权频谱中。当无线通信速度从2Mbps增长到11Mbps再增长到54Mbps时，对多种通信标准的支持将变得非常重要。这些标准的发展导致了如可编程滤波器系统的提出，该系统中的组件对于多种空中接口标准是可重新配置的。参见于2002年12月5日公开的美国专利申请No.US2002/0183013A1，“具有集成的天线和滤波器的可编程射频子系统及使用该子系统的无线通信设备”。不可避免地，实施这种集成有无线模块组件和天线组件的大规模设计的费用相对来讲较为昂贵，其更适用于移动设备而不是接入点或基站。
在紧凑的接入点中使用多个无线模块所带来的问题为一个无线模块会受到来自另一个无线模块的噪声的影响。参见于2003年3月19日公开的、名称为“用于无线通信的具有集成天线的信息设备”的欧洲专利申请No.EP1 294 048A2的第1-2栏。低成本功率放大器在较宽的频谱上产生某一噪声量级。其在图1中由信号曲线101和噪声曲线102示出。有两种典型方法可用于改进无线模块，即添加板上组件(on-board component)或者增大天线之间的间距。第一种方法增加了接入点的费用。另一种方法增大了尺寸。
实际上，制造水平、接入点技术影响到了产品的合约制造(contractmanufacturing of commodities)。不同接入点制造商使用的无线模块为标准化的可互换产品，或者可成为标准化的可互换产品。图2所示的制造的接入点可以包括主板201、插入式无线模块202-203以及天线204-205。可根据基于产品制造商的设计，而不是接入点的品牌制造商的设计的规范构建主板和无线模块。将来，产品制造商可将无线模块集成在主板上。
如果多无线模块无线接入点得到预期的普及，则在利用产品组件的同时会出现以适中的成本改进性能的方法和设备的机遇。
发明内容
本发明涉及一种对多无线模块无线接入点的性能的低成本改进。本发明涉及天线与一个或多个滤波器或者有源组件的组合组件，其中该有源组件如功率放大器、低噪声放大器、开关二极管或RF移相器(具有多个天线)，该组合组件连接于无线模块组件的天线连接器。将在权利要求书、说明书和附图中描述本发明的具体方案。
图1示出了低成本功率放大器的输出频谱。
图2是组件化接入点的方框图。
图3是具有模块化的滤波器和天线的组合组件的组件化接入点的方框图，该组合组件连接于无线模块组件的天线连接器。
图4和图5示出了无线模块外(off-radio)的滤波器对低成本功率放大器产生的噪声的影响。
图6是在不同的频谱中工作的无线模块的另一方框图。
图7和图8示出了无线模块外的滤波器对相同频带中相邻通道工作所产生的干扰的影响。
图9是在大体相同的频谱中工作的无线模块的另一方框图。
具体实施例方式
下面结合附图进行详细说明。对优选实施例的说明用于解释本发明，而并非用于限制权利要求书所限定的本发明的范围。本领域的技术人员可根据下面的说明认知各种等效变化。
图3是具有模块化的滤波器和天线的组合组件的组件化接入点的方框图，该组合组件连接于无线模块组件的天线连接器。天线连接器被标识为312和313。在一个实际的实施例中，这些天线连接器是黄铜插座接收器(brassfemale plug receptor)。两个滤波器和天线的组合组件表示为314和316以及315和317。滤波器314适用于滤除无线模块203产生的噪声。滤波器315适用于滤除无线模块202产生的噪声。在一个实施例中，滤波器314和天线316集成为单个组件，其适于在天线连接器312处连接和拆卸。在本说明书中，适于连接和拆卸是指易于装配和可互换。优选地，用户或装配工人不需使用工具就可按压或连接这些组件。或者，用户或工人可以使用简单的工具，如螺丝刀或者起片器(chip puller)，连接和拆卸这些组件。天线连接器312的功能类似钓鱼钩，更易于连接而不易于拆卸。这并不排除那种被按压在某一位置然后通过粘合剂或者其它固定剂而固定在那里的组件。但是，不包括利用专用的大批量设备焊接在某一位置的表面安装组件。
集成的滤波器和天线组件的一个实例是在单板上的用于802.11a通信的5.25GHz天线和微带线或带状线滤波器。在另一实施例中，天线从接入点的底盘(chassis)伸出，并且滤波器315适于插入连接到天线连接器313和天线317的插座(socket)中或者从该插座中取出。在该实例中，由于天线被设计用于2.4GHz通信，所以其从底盘伸出。
在天线设计中，设计者综合考虑天线间距和滤波，以减小经第一天线传输的第一无线模块噪声对连接到第二天线的第二无线模块的影响。为方便用户使用而导致的接入点的小型化限制了设计者分离第一与第二天线。
本发明包括通过改变设计特性使接入点可组合多个模块化的无线模块。因此，期望在无线模块与其天线之间连接滤波器，其连接在典型的模块化无线模块的天线连接器上。这种方法违背了努力将滤波器集成在无线模块中的减少系统中组件数量的普遍趋势。在于2002年11月27日公开的、名称为“用于数字无线通信的双模式无线收发机结构”的欧洲专利申请No.EP 1261 142 A1的第 段中描述了这一普遍趋势。随着本发明的方法的普及，天线连接器可能发展得更像滤波器插座。可在无需修改滤波器所连接的无线模块的情况下改变滤波器。通过改变滤波器，能够适应装配接入点时进行的无线模块的改变。通过改变滤波器，能够适应无线模块的现场(in-the-field)替换。此外，滤波器可以独立于天线，以便能够不需改变天线就可拆卸或者替换滤波器，或者滤波器也可以与天线集成一体。
图4示出了在接入点中两个无线模块的功率放大器噪声。所示的两个无线模块工作在2.4和5.25GHz的两个不同频谱中。这两个无线模块带外(outof band)工作。它们的期望信号特性由曲线401、403示出。噪声402、404不可避免地伴随着期望的信号401、403。所述噪声可能是功率放大器噪声或者与传输链路的其它部分相关的噪声。两个无线模块的组合噪声曲线可能非常显著。
图5示出了滤波器511对组合噪声曲线的影响。该图未按实际比例示出。图中用反抛物线示出了一个带通滤波器。滤波器511改变了噪声曲线402，使得5.25GHz接收器在信号403集中的区域仅受到较低程度的噪声512的影响。
图6是双无线模块以及滤波器和天线的组合组件的另一方框图。双无线模块601、611在不同的频谱中工作。例如，一个无线模块可以实现802.11a(601)，而另一个无线模块可以实现802.11b或者802.11g(611)。每一个无线模块配合有一个滤波器(602，612)和一个天线(603，613)。滤波器选择性地补偿另一无线模块，例如滤波器602被设计成补偿无线模块611。
图7示出了接入点中在如2.4GHz的相同频谱中工作的两个无线模块的功率放大器噪声。这两个无线模块带内工作。由701和703示出在其主瓣处不重叠的两个通道(channel)。无线模块利用通用带通滤波器711选择相关通道。为了使相同频带中不同位置的两个无线模块同时工作，应用了附加滤波。图8示出了附加滤波。滤波器转移函数821和822在区域823重叠。不同的滤波器转移函数分离出信号701和703的主瓣。
图9是在相同频带中工作的双无线模块901、911的另一方框图。例如，两个无线模块均可实现802.11b或者802.11g。每一个无线模块配合有一个滤波器(902，912)和一个天线(903，913)。滤波器选择性地补偿另一无线模块，例如，滤波器902被设计成补偿无线模块911。
除了无源滤波器之外，本发明也可以通过使有源组件与一个或者多个天线的组合进行组件化来实施。例如，输出功率放大器可以与天线相组合，并且连接在无线模块的天线连接器上。可在无线模块的天线连接器上连接低噪声输入功率放大器和天线。可将开关二极管与天线相组合，以将RF信号从一个线路(trace)或者铜线转换到另一个。开关二极管、PA和LPA的组合组件也可以与天线一起工作，并且连接在一个或者多个天线连接器上。RF移相器可以与多个天线相组合，以调整广播信号或接收灵敏度。
本发明包括几个方案。一个方案是用于多无线模块接入点的天线和滤波器组件，该多无线模块接入点至少包括第一无线模块、第二无线模块和主板。第一和第二无线模块可以同时工作。它们适于连接到主板上以及从主板上拆卸。所述无线模块具有天线连接器。天线和滤波器的组合组件包含滤波器和天线。与第一无线模块连接的滤波器适于抑制由第二无线模块产生的噪声。当无线模块在大体相同的频谱中工作时，所述噪声可能包括信号的旁瓣。滤波器和天线可集成在单个组件中，或者滤波器可为单独设备，其可在无需替换天线的情况下实现插入或者移除。为滤除相邻信号的旁瓣，滤波器可以是锐化的，或者当无线模块在不同频谱中工作时，滤波器可以是较为平缓的。滤波器可为双工器。或者，根据所述无线模块是处于相同频带还是不同频带，该滤波器可以适当地为带状线或微带线滤波器或者陶瓷或SAW滤波器。
本发明的另一实施例是用于多无线模块接入点的多个天线和滤波器组件。典型地，接入点至少包括具有天线连接器的第一和第二无线模块。天线和滤波器组件包括第一滤波器，其适用于抑制由第二无线模块产生的噪声/干扰，该第一滤波器与第一天线连接，其中第一滤波器和天线可移除地连接到第一无线模块的天线连接器。天线和滤波器组件包括第二滤波器，其适用于抑制由第一无线模块产生的噪声，该第二滤波器与第二天线连接，其中第二滤波器和天线可移除地连接到第二无线模块的天线连接器。在本说明书中，可移除地连接包括上述的适于连接和拆卸。
本发明的设备还可改写为方法。这种方法为使多无线模块接入点的组件模块化的方法，该方法包括在天线连接器处分离无线模块与天线；以及提供滤波器和天线组件，其适于在天线连接器处连接以及拆卸，其中用于多无线模块接入点的第一无线模块的滤波器和天线组件的滤波器适于滤除来自多无线模块接入点的至少一个其它无线模块的噪声。该方法的方案可以采用上述设备的特征。该方法还可以表述为一种提供第一和第二滤波器和天线的组合组件的方法，其与设备实施例是一致的。
虽然参考如上详述的实施例和实例公开了本发明，但应当理解这些实例是说明性的，而不是限制性的。可以预期本领域技术人员能够很容易地进行一些修改和组合，这些修改和组合将处于本发明的精神和随附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于多无线模块接入点的天线和滤波器组件，该多无线模块接入点至少包括第一无线模块、第二无线模块和主板，其中该第一和第二无线模块同时工作且适于连接到该主板以及从该主板拆卸，并且具有天线连接器，该天线和滤波器组件包括滤波器，其适用于抑制由该第二无线模块产生的噪声，该滤波器与天线连接，其中，该天线和滤波器组件适于连接到该第一无线模块的天线连接器上以及从该第一无线模块的天线连接器上拆卸。
2.如权利要求1所述的方法，其中该滤波器和天线组件集成为单个组件。
3.如权利要求1所述的方法，其中该滤波器和天线均是单独的设备，并且该滤波器适于在无需替换该天线的条件下插入和移除。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二无线模块在大体相同的频谱中工作，并且该滤波器是锐化的。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述无线模块使用单独的发送和接收天线，并且该滤波器是双工器。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述无线模块在截然不同的频谱中工作，并且该滤波器是带状线滤波器或微带线滤波器。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二无线模块在大体相同的频谱中工作，并且该滤波器是陶瓷带通滤波器。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二无线模块在大体相同的频谱中工作，并且该滤波器是SAW滤波器。
9.如权利要求1所述的方法，还包括与该天线和滤波器相组合的有源组件，其中，该天线、滤波器和有源组件的组合组件适于连接到该第一无线模块的天线连接器上以及从该第一无线模块的天线连接器上拆卸。
10.一种用于多无线模块接入点的天线和有源组件的组合组件，该多无线模块接入点至少包括第一无线模块、第二无线模块和主板，其中第一和第二无线模块同时工作且适于连接到该主板上以及从该主板上拆卸，并且具有天线连接器，该天线和有源组件的组合组件包括有源组件，其适于修改由该天线处理的信号，该有源组件与该天线连接，其中，该天线和有源组件的组合组件适于连接到该第一无线模块的天线连接器上以及从该第一无线模块的天线连接器上拆卸。
11.如权利要求10所述的方法，其中该有源组件是输出功率放大器。
12.如权利要求10所述的方法，其中该有源组件是输入低噪声放大器。
13.如权利要求10所述的方法，其中该有源组件是RF移相器，其与一个以上的天线连接。
14.如权利要求10所述的方法，其中该有源组件是开关二极管。
15.如权利要求10所述的方法，其中该有源组件包括开关二极管、输出功率放大器和输入低噪声放大器。
16.一种用于多无线模块接入点的多个天线和滤波器组件，该多无线模块接入点至少包括具有天线连接器的第一和第二无线模块，所述天线和滤波器组件包括第一滤波器，其适用于抑制由该第二无线模块产生的噪声，该第一滤波器与第一天线连接，其中，该第一滤波器和天线可移除地连接到该第一无线模块的天线连接器上；以及第二滤波器，其适用于抑制由该第一无线模块产生的噪声，该第二滤波器与第二天线连接，其中，该第二滤波器和天线可移除地连接到该第二无线模块的天线连接器上。
17.一种使多无线模块接入点的组件模块化的方法，该方法包括在天线连接器处分离无线模块与天线；以及提供滤波器和天线组件，其适于在该天线连接器处连接以及拆卸，其中用于该多无线模块接入点的第一无线模块的滤波器和天线组件的滤波器适用于滤除来自该多无线模块接入点的至少一个其它无线模块的噪声。
全文摘要
本发明涉及一种对多无线模块无线接入点的性能的低成本改进。其涉及天线与一个或多个滤波器或者有源组件的组合组件，其中该有源组件如功率放大器、低噪声放大器、开关二极管或RF移相器(具有多个天线)，该组合组件连接于无线模块组件的天线连接器。将在权利要求书、说明书和附图中描述本发明的具体方案。
文档编号H04B1/06GK1833369SQ200480010746
公开日2006年9月13日 申请日期2004年4月20日 优先权日2003年4月21日
发明者尼尔斯·范埃芬 申请人:3柯姆公司