[發明專利]射頻裝置、無線通訊裝置及提升天線隔離度的方法

無效

• 申請號: 201210032434.0
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN103247867A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 洪佐銘;柯智元;謝智森;張銘峰;王志銘
• 申請（專利權）人: 啟碁科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/22;H01Q1/52
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種射頻裝置、無線通訊裝置及方法，特別是涉及一種可提升隔離度、確保良好數據吞吐量的射頻裝置、無線通訊裝置及方法。?

背景技術

具有無線通訊功能的電子產品，如筆記型電腦、個人數字助理(PersonalDigital?Assistant)等，通過天線來發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電信號，進而存取無線網路。因此，為了讓使用者能更方便地存取無線通訊網路，理想天線的頻寬應在許可范圍內盡可能地增加，而尺寸則應盡量減小，以配合電子產品體積縮小的趨勢。除此之外，隨著無線通訊技術不斷演進，電子產品所配置的天線數量可能增加。舉例來說，長期演進(Long?TermEvolution，LTE)無線通訊系統及無線區域網路標準IEEE?802.11n支援多輸入多輸出(Multi-input?Multi-output，MIMO)通訊技術，亦即相關電子產品可通過多重(或多組)天線同步收發無線信號，以在不增加頻寬或總發射功率耗損(Transmit?Power?Expenditure)的情況下，大幅地增加系統的數據吞吐量(Throughput)及傳送距離，進而有效提升無線通訊系統的頻譜效率及傳輸速率，改善通訊品質。?

由上述可知，要實現多輸入多輸出功能中空間多工、多樣技術，先決條件必需搭配多組天線，以將空間分成許多通道，進而提供多個天線場型。因此，如何設計符合傳輸需求的天線，同時兼顧尺寸及功能，已成為業界所努力的目標之一。?

除此之外，隨著無線通訊技術的演進，現有技術已發展出不同的無線通訊系統，如移動通訊系統(如GSM、3G、LTE)、無線區域網路(如Wi-Fi、WiMax)、無線個人區域網路(如Bluetooth、Zigbee)等。為了避免無線通訊系統間的干擾，不同無線通訊系統通常會采相異的操作頻帶并使用相異的通訊技術(包含調變、編碼、加密等)。然而，在有限的無線資源下，勢必?有部分無線通訊系統需采相同的操作頻帶，可能因此引起相互干擾的問題。?

舉例來說，根據Bluetooth及Wi-Fi的通訊協定IEEE?802.15.1及IEEE802.11，兩者的操作頻段均在ISM(Industrial?Scientific?Medical)頻段中的2.4GHz附近(IEEE?802.11a是在5GHz)。ISM頻段即工業、科學和醫用頻段，其是世界各國保留的無線頻段，用于工業、科學研究和微波醫療方面的應用。使用這些頻段無需許可證，只需要遵守一定的規范，以避免對其它頻段造成干擾。在此情形下，雖然Bluetooth及Wi-Fi的通訊協定不同，使用的調變、編碼方式亦不同，但由于兩者的頻段相同，可能因此發生信號碰撞(Collision)，亦即(Bluetooth或Wi-Fi)接收機同時接收到Bluetooth及Wi-Fi的信號，因而導致錯誤的發生。?

當Bluetooth與Wi-Fi發生信號碰撞時，Wi-Fi可通過自動重傳機制(Automatic?Repeat?reQuest，ARQ)重新傳遞數據至接收機，并通過傳輸速率調整機制(Rate?Adaptation)降低傳輸速率，以提高數據傳輸成功率。然而，相比較于Wi-Fi，Bluetooth是一種低功率的無線連接技術，換言之，Wi-Fi信號很容易造成Bluetooth接收機「飽和」(Saturation)。詳細來說，無線接收機在接收無線信號的過程中，需視信號傳輸狀況，適當地調整放大器的增益(Gain)，以將射頻信號有效地降頻至基頻，進而解調、解編碼出正確的內容。在此情形下，當Bluetooth與Wi-Fi發生信號碰撞時，Bluetooth接收機會因突然收到功率相對較大的Wi-Fi信號，導致放大器飽和，以致無法正確運作。更有甚者，發生信號碰撞時，Wi-Fi傳輸機(Transmitter)會將傳輸速率降低，使得同一封包的傳輸時間會因此增加，意味著信號碰撞發生的機會更加提高，可能導致嚴重的錯誤。?

舉例來說，若電腦系統通過Wi-Fi進行無線上網的同時，另通過Bluetooth與耳機、無線鍵盤、鼠標等周邊設備建立連結。此時，若發生信號碰撞情形，則使用者仍可通過Wi-Fi進行較低速的無線上網，但Bluetooth的周邊設備可能就此中斷或連線狀況不佳，因而降低了使用時的便利性。?

上述信號碰撞情形是以Bluetooth及Wi-Fi為例，這兩種無線通訊技術常應用于同一電子產品，如筆記型電腦、個人數字助理等，故信號碰撞的問題較明顯且嚴重。一般而言，要改善信號碰撞最有效的方式是提高天線隔離度，然而，在有限空間下，要提高天線隔離度同時又要維持多輸入多輸出的數據吞吐量，勢必增加許多設計難度。?