[發(fā)明專利]集成電路及其天線結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710308041.7
• 申請(qǐng)日: 2007-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101227023A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿瑪?shù)吕灼潯ち_弗戈蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)博通公司
• 主分類號(hào): H01Q1/22
• 分類號(hào): H01Q1/22;H01Q9/16;H01Q13/02;H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡曉紅;王小青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信，更具體地說(shuō)，涉及一種用于支持無(wú)線通信的集成電路及其天線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

眾所周知，通信系統(tǒng)是用來(lái)支持無(wú)線和/或有線通信設(shè)備之間的無(wú)線和有線通信的。這樣的通信系統(tǒng)涵蓋范圍從國(guó)內(nèi)和/或國(guó)際蜂窩電話系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)，再到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，再到射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)。每種通信系統(tǒng)依照一種或多種通信標(biāo)準(zhǔn)建造并工作。例如，無(wú)線通信系統(tǒng)可根據(jù)一種或多種標(biāo)準(zhǔn)工作，這些標(biāo)準(zhǔn)包括但不限于IEEE802.11、藍(lán)牙、高級(jí)移動(dòng)電話服務(wù)(AMPS)、數(shù)字AMPS、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)(LMDS)、多信道多點(diǎn)分配系統(tǒng)(MMDS)和/或上述標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。

根據(jù)無(wú)線通信系統(tǒng)的類型，無(wú)線通信設(shè)備如蜂窩電話、對(duì)講機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、筆記本電腦、家庭娛樂(lè)設(shè)備等等與其它無(wú)線通信設(shè)備進(jìn)行直接或間接的通信。就直接通信而言(也稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信)，參與的無(wú)線通信設(shè)備將其發(fā)射器和接收器調(diào)至相同的一個(gè)或多個(gè)信道(例如，無(wú)線通信系統(tǒng)多個(gè)射頻(RF)載波中的一個(gè))，然后在該信道上進(jìn)行通信。對(duì)間接無(wú)線通信而言，每個(gè)無(wú)線通信設(shè)備通過(guò)分配的信道直接與相關(guān)的基站(例如，用于蜂窩服務(wù)的)和/或相關(guān)接入點(diǎn)(例如，用于室內(nèi)或建筑物內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行通信。為完成無(wú)線通信設(shè)備間的通信連接，相關(guān)的基站和/或相關(guān)的接入點(diǎn)通過(guò)系統(tǒng)控制器、通過(guò)公共交換電話網(wǎng)絡(luò)、通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、和/或通過(guò)一些其他廣域網(wǎng)彼此進(jìn)行直接通信。

對(duì)參與到無(wú)線通信中的每種無(wú)線通信設(shè)備來(lái)說(shuō)，其組成包括內(nèi)置無(wú)線收發(fā)器(也就是發(fā)射器和接收器)，或連接到相關(guān)的無(wú)線收發(fā)器(例如，用于室內(nèi)和/或建筑物內(nèi)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站、RF調(diào)制解調(diào)器等)。眾所周知，接收器連接到天線上，并包括低噪音放大器、一個(gè)或多個(gè)中頻級(jí)、濾波級(jí)和數(shù)據(jù)恢復(fù)級(jí)。低噪音放大器通過(guò)天線接收入站RF信號(hào)，然后將其進(jìn)行放大。一個(gè)或多個(gè)中頻級(jí)將放大后的RF信號(hào)混入一個(gè)或多個(gè)本地振蕩中，將放大后的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)或中頻(IF)信號(hào)。濾波級(jí)對(duì)基帶信號(hào)或中頻信號(hào)進(jìn)行濾波，將不需要的信號(hào)從基帶信號(hào)中削弱，生成濾波后信號(hào)。數(shù)據(jù)恢復(fù)級(jí)根據(jù)特定的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)從濾波后信號(hào)中恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。

眾所周知，發(fā)射器包括數(shù)據(jù)調(diào)制級(jí)、一個(gè)或多個(gè)中頻級(jí)和功率放大器。數(shù)據(jù)調(diào)制級(jí)根據(jù)特定的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)中頻級(jí)將基帶信號(hào)混入一個(gè)或多個(gè)本地振蕩器中生成RF信號(hào)。功率放大器在將RF信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射之前對(duì)其進(jìn)行放大。

目前，無(wú)線通信可在許可或非許可頻譜(licensed?and?unlicensed?frequencyspectrum)中發(fā)生。例如，無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)通信可在900MHz、2.4GHz和5GHz的非許可工科醫(yī)(ISM)的頻譜中發(fā)生。當(dāng)ISM頻譜是非許可時(shí)，對(duì)功率、調(diào)制技術(shù)和天線增益有限制。另一非許可頻譜是55-64GHz的V-帶。

因?yàn)闊o(wú)線通信的無(wú)線部分開(kāi)始并結(jié)束于天線，設(shè)計(jì)合適的天線結(jié)構(gòu)是無(wú)線通信設(shè)備的重要組件。已知天線結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為在操作頻率上具有期望的阻抗(舉例來(lái)說(shuō)，50Ohm)、以期望的操作頻率為中心的期望帶寬、以及期望的長(zhǎng)度(舉例來(lái)說(shuō)，單極天線的操作頻率的波長(zhǎng)的1/4)。進(jìn)一步已知天線結(jié)構(gòu)可包括單個(gè)單極或雙極天線、分集天線結(jié)構(gòu)、相同的極化、不同的極化和/和任何數(shù)量的其它電磁特性。

用于RF收發(fā)器的一種常用天線結(jié)構(gòu)是三維空中螺旋天線(three-dimensional?in-air?helix?antenna)，其類似于擴(kuò)展的彈簧。該空中螺旋天線提供磁性全方位(magnetic?omni-directional)單極天線。該三維天線的其它類型包括矩形、喇叭形等形狀的孔徑天線；三維雙極天線為圓錐形、圓筒形、橢圓形等形狀，且反射面天線具有平面反射器、角形反射器或拋物面反射器。這些三維天線存在的問(wèn)題是它們不能在集成電路(IC)和/或支持所述IC的印刷板電路(PCB)的二維空間中充分地實(shí)現(xiàn)。