專利名稱：單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，特別是指設(shè)置于一具 有單或多系統(tǒng)的模塊中的信號匹配模塊，借此能調(diào)整到所需的匹配，
而又不會降低性能。
背景技術(shù)：
在一般無線通訊領(lǐng)域中，在高頻通訊中常發(fā)生噪聲與電路間的干 擾問題，進(jìn)而影響無線通訊的效能，尤其是電路本身的電路所造成的 干擾，如果在一通訊模塊中耦接多個系統(tǒng)時，如同時耦接無線通訊網(wǎng)
絡(luò)(WiFi)、藍(lán)牙(Bluetooth)、全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)、 WiMAX
(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等無線通訊模塊， 則可能產(chǎn)生更多難以預(yù)測的干擾。
在設(shè)置有高頻通訊模塊的無線通訊裝置中，若僅含單一系統(tǒng)，如 僅設(shè)置有無線通訊網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、全球移動通訊系統(tǒng)、WiMAX其中之一， 通常信號的發(fā)射或接收可通過切換器(Switch)或是循環(huán)器(Circulator) 來切換信號走線。
上述循環(huán)器的相關(guān)技術(shù)如公元2005年5月17日公告的美國專利 第6,894,562號所揭示用于高頻放大器(High-frequency amplifier)的循 環(huán)器，此例中利用一分頻器(divider)將一輸入的高頻信號分開為兩個 輸出信號，并接著再使用循環(huán)器調(diào)整放大的效果。如圖l所示的例子， 高頻信號由輸入端子1饋入，由輸出端子2輸出，此例中，分頻器3 將由輸入端子1饋入的高頻信號分開為兩個信號方向，其中一路通過 一個主要放大單元4，另一路則通過另一次要放大單元5，接著提供一 循環(huán)器6，用以將傳遞自次要放大單元5的高頻信號傳遞至主要放大單 元4的輸出端，如圖中虛線所示的方向，接著再將主要放大單元5輸 出的高頻信號轉(zhuǎn)至輸出端子2輸出，如圖中實(shí)線所示的方向。借此循 環(huán)器6產(chǎn)生不同的信號放大效果。
而相關(guān)技術(shù)中，在一具有多個無線通訊子系統(tǒng)的模塊中，常利用 上述的切換器切換不同子系統(tǒng)間的通訊信號，如圖2所述的多子系統(tǒng) 通訊模塊示意圖。此通訊裝置包括有第一通訊模塊25與第二通訊模塊 26等兩個通訊模塊，其中第一通訊模塊25使用一個雙向運(yùn)作的傳輸線 執(zhí)行接收與傳送(RX/TX),而第二通訊模塊26則使用一個用于接收信號的傳輸線(RX)與一傳送信號的傳輸線(TX)，這兩個通訊模塊
使用一個耦合器(coupler) 22耦接第一通訊模塊25的接收/傳送傳輸 線，與第二通訊模塊26的接收傳輸線，借此與其它信號隔離，并分配 各信號傳遞的方向。接著，由切換器20切換由耦合器22所分配的信 號與第二通訊模塊26的傳送信號，最后耦接至天線21，進(jìn)行各信號的 收發(fā)。
圖2的范例中，第一通訊模塊25可為一藍(lán)牙通訊模塊(Bluetooth)， 其具有使用一傳輸線雙向傳遞接收與傳送信號的特色，而第二通訊模 塊26則可為一無線網(wǎng)絡(luò)模塊(WiFi)，此具有將傳送與接收的信號分 為兩條傳輸線的特性，通過切換器20將由天線21接收的信號依類型 切換至各通訊模塊，并再通過耦合器22導(dǎo)引至各通訊模塊，反之亦然， 由各通訊模塊傳送的信號，經(jīng)耦合器22與切換器20再由天線21發(fā)出。
隨著科技產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展， 一個模塊里將可能包含數(shù)種子系統(tǒng)， 包括上述的無線通訊網(wǎng)絡(luò)(WiFi)、藍(lán)牙(Bluetooth)、全球移動通訊 系統(tǒng)(GSM)與WiMAX等無線通訊系統(tǒng)。然而，在上述多子系統(tǒng)的 模塊中，當(dāng)這些子系統(tǒng)同時作動時，極可能會干擾到另外一個系統(tǒng)， 特別是在空間及成本的考慮下，各子系統(tǒng)的輸出入端口 (I/O Port)可 能僅設(shè)計(jì)有一個共享的端口，于是在此通訊模塊在未經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的情 形下會造成通訊性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
在上述目前常用的多子系統(tǒng)的通訊模塊中，鑒于現(xiàn)有技術(shù)中利用 一個共享端口 (p0rt)會產(chǎn)生各子系統(tǒng)間干擾并進(jìn)一步影響通訊性能的
問題，本發(fā)明提出一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，能在無需更動現(xiàn)有 的通訊模塊零件及電路的條件下，達(dá)成多個或單一輸出入端口能更靈 活使用此通訊模塊的效果。
此外，上述本發(fā)明的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊提供一可供選擇的 匹配回路(optional matching circuit),當(dāng)此模塊內(nèi)部匹配元件無法達(dá)到 所需匹配阻抗時，可借此設(shè)置于外部的回路進(jìn)行微調(diào)；若該模塊內(nèi)部 元件已可調(diào)至所需匹配阻抗時，此選擇性的匹配回路可利用多階匹配 來達(dá)到所需的質(zhì)量因子(Q值)，使得此匹配可調(diào)整其頻寬。
本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的較佳實(shí)施例用于一單或多子系 統(tǒng)的通訊模塊中，其中具有一單位元件(unit cell),借以連接一或多個 子系統(tǒng)，單位元件至少包括相互連接的電子元件或是傳輸線，并能通 過設(shè)置于匹配模塊外部的一對外聯(lián)機(jī)的通訊端口，連接外部通訊信號， 并提供對內(nèi)部電路的調(diào)整接口，故連接的電氣設(shè)備將不會對此模塊的 內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的負(fù)載，更可避免直接的干擾或是信號耗損。另一實(shí)施例則是能通過多個上述的單位元件的組合形成多階匹 配，達(dá)到此通訊模塊所需的質(zhì)量因子(Q值)與頻寬。
換句話說，本發(fā)明提供一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，所述的模 塊包括有 一連接單或多個子系統(tǒng)的單位元件，該單位元件包括有多 個相互連接的電子元件或是傳輸線； 一或多個該單或多系統(tǒng)信號匹配 模塊內(nèi)部的通訊端口，電性連接該單位元件，用以連接不同的電子信 號來源； 一或多個該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部的通訊端口，電性 連接該單位元件，為該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的一或多個外部饋入 點(diǎn)；其中，該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊通過該通訊端口連接外部電子 信號來源，并提供一或多個對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路 的調(diào)整接口，而不會對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路產(chǎn)生額 外的負(fù)載，更可避免直接的干擾或是信號耗損。
本發(fā)明還提供一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，所述的模塊包括有 一連接單或多個子系統(tǒng)的單位元件，該單位元件包括有多個相互連接 的電子元件或是傳輸線； 一或多個對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部 與內(nèi)部的通訊端口，電性連接該單位元件，用以連接不同的電子信號 來源； 一由該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部連接的選擇性的匹配回路， 當(dāng)該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊內(nèi)部的匹配元件無法達(dá)到所需的匹配 時，能由該選擇性的匹配回路于外部進(jìn)行測試與調(diào)整，而不會對該單 或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的負(fù)載，更可避免直接的 干擾或是信號耗損。
綜上所述，本發(fā)明揭示一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，使用此模 塊不僅可提升各電路模塊的使用靈活度，亦能增進(jìn)其各子系統(tǒng)的效能， 此外本發(fā)明所提供的選擇式匹配回路能于模塊內(nèi)部匹配元件無法達(dá)到 所需匹配時，提供微調(diào)功能，如果內(nèi)部可調(diào)至所需匹配，更可利用此 多階的匹配回路達(dá)到所需的Q值，調(diào)整其頻寬，此外亦能通過諧振效 應(yīng)達(dá)類似濾波的效果對往后模塊的設(shè)計(jì)有極大的幫助。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)使用循環(huán)器的實(shí)施例示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的多子系統(tǒng)通訊模塊示意圖3為本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號匹配模塊中的一單位元件實(shí)施例示
意圖4A與圖4B為本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號匹配模塊中的單位元件實(shí) 施例示意圖5A與圖5B顯示單位元件連接兩個子系統(tǒng)時的頻率與損耗值曲
線圖；圖6A與圖6B為本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號匹配模塊中的單位元件實(shí) 施例示意圖7A與圖7B顯示單位元件連接兩個子系統(tǒng)時的頻率與損耗值曲
線圖8顯示一多階匹配的史密斯圖9A至圖9C表示利用本發(fā)明所達(dá)到的頻寬與損耗值的曲線圖； 圖IO顯示使用本發(fā)明多系統(tǒng)信號匹配模塊的實(shí)施例示意圖。
主要元件附圖標(biāo)記i 輸入端子1 分頻器3 次要放大單元5 切換器20 親合器22 第二通訊模塊26 單位元件32 第二元件B 第四元件D 第六元件F 連接端子301,303,305 第一端口 Pl 第三端口 P3 第五端口 P5 第七端口 P7
曲線S43，Si2，S76，S75
第一傳輸線601 曲線801,802 第一匹配模塊101 第三匹配模塊103
輸出端子2 主要放大單元4 循環(huán)器6 天線21
第一通訊模塊25 參考平面30 第一元件A
第三元件C
第五元件E
通訊端口 口 31,33,35
第二端口 P2 第四端口 P4 第六端口 P6
單位元件32 點(diǎn)1,2
第二傳輸線模塊602 中點(diǎn)803
第二匹配模塊102 分流器10
具體實(shí)施例方式
在一單或多子系統(tǒng)的通訊模塊中，不同于現(xiàn)有技術(shù)利用一個共享 端口作為各子系統(tǒng)的通訊端口，且為了解決子系統(tǒng)間的干擾而影響通 訊性能的問題，本發(fā)明提出一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，并提供一 可供選擇的匹配回路(optional matching circuit),可借微調(diào)使模塊內(nèi)部 匹配元件達(dá)到所需匹配阻抗，另外，若該模塊內(nèi)部元件己可調(diào)至所需 匹配阻抗時，具有選擇性的匹配回路則利用多階(Multi-Stage)匹配來達(dá)到所需的質(zhì)量因子(Q值)，使得此匹配可調(diào)整其頻寬。
圖3為本發(fā)明多系統(tǒng)信號匹配模塊中的一單位元件(unit cell)實(shí) 施例示意圖，借此單位元件連接多個子系統(tǒng)(另有實(shí)施例可同樣應(yīng)用 于一個子系統(tǒng))，成為各子系統(tǒng)連接的接口裝置。單位元件32電性連 接有一或多個該匹配模塊內(nèi)部的通訊端口，與一或多個外部的通訊端 口 (此例僅顯示一個對外聯(lián)機(jī)的通訊端口)，各通訊端口電性連接單位 元件，而此連接外部電子信號來源的通訊端口為此模塊的一或多個外 部饋入點(diǎn)。單位元件32至少包括相互連接的電子元件或是傳輸線，并 能通過設(shè)置于匹配模塊外部的一對外聯(lián)機(jī)的通訊端口，連接外部電子 信號來源(如產(chǎn)生通訊信號的裝置)，并提供對內(nèi)部電路的調(diào)整接口， 故連接的電子信號來源將不會對此模塊的內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的負(fù)載， 更可避免直接的干擾或是信號耗損。
如圖所示的實(shí)施例，單位元件32至少包括第一元件A、第二元件 B、第三元件C與第四元件D，各方塊(包括第一元件A、第二元件B、 第三元件C、第四元件D、第五元件E與第六元件F)所表達(dá)的元件可 為一般被動元件，如電阻、電容與電感所組成的回路，亦可為一傳輸 線。圖中于參考平面(虛線顯示)30的上方設(shè)置有至少一個對其他模 塊、電路或是接地聯(lián)機(jī)的連接端子301、 303、 305與307。連接端子 301、 303、 305與307可連接其它通訊端口、電路、模塊或是接地端。
參考平面30上方另有作為各子系統(tǒng)的通訊端口 31，其電性聯(lián)機(jī) 此單位元件32，形成此多系統(tǒng)信號匹配模塊的一或多個外部饋入點(diǎn)， 將可由外部進(jìn)行調(diào)整(tuning),對內(nèi)部電路而言，不會產(chǎn)生額外的負(fù) 載，可輕易通過微調(diào)使模塊內(nèi)部匹配元件達(dá)到所需的匹配值。而參考 平面30下方則另有兩個通訊端口 33與35，用以連接其它設(shè)置于內(nèi)部 的通訊模塊。
另一實(shí)施例則是能通過多個單位元件32的組合形成一多階匹配 電路，通過多階的信號匹配調(diào)整達(dá)到上述本發(fā)明產(chǎn)生的功效，即達(dá)到 所需的質(zhì)量因子(Q值)，使得此匹配可調(diào)整其頻寬。
本發(fā)明多系統(tǒng)信號匹配模塊主要即如圖3所示的多系統(tǒng)信號匹配 模塊，通過一連接外部通訊模塊的通訊端口 31，能由外部進(jìn)行調(diào)整， 而不會造成內(nèi)部電路的損耗、干擾或是其它影響。
接著，圖4A與圖4B則顯示本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號匹配模塊中的 單位元件的實(shí)施例示意圖，其中圖4A顯示一個無設(shè)置對外部通訊端口 的單位元件實(shí)施例，水平虛線表示一個參考平面(reference plane) 30， 參考平面30下方為一個單或多系統(tǒng)信號匹配回路內(nèi)部元件的配置，其 中特別的是，包括有第一端口P1、第三端口 P3與第四端口 P4，能借 以與其它模塊連接，實(shí)施例中可連接不同的子系統(tǒng)，尤其是通訊系統(tǒng)，如連接無線通訊網(wǎng)絡(luò)(WiFi)、藍(lán)牙(Bluetooth)、全球移動通訊系統(tǒng) (GSM)、 UWB (Ultra Wide Band)、 DVB (Digital Video Broadcasting)、 GPS、 3G與WiMAX等無線通訊系統(tǒng)；另外，參考平面30以上則更設(shè) 置有一連接其它電路或模塊的第二端口 P2。圖4B則顯示另一單位元 件的示意圖，此元件具有第五端口口 P5、第六端口 P6與第七端口 P7， 皆設(shè)置于參考平面30以下。
上述參考平面30可表示區(qū)隔此單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部 電路與外部電路，在一通訊模塊中，若饋入點(diǎn)(Feed point)設(shè)置于外 部，如圖4A的第二端口 P2，由此電性連接一個選擇性的匹配回路， 當(dāng)模塊內(nèi)部的匹配元件無法達(dá)到所需的匹配時，能由外部進(jìn)行測試與 調(diào)整，而不會造成內(nèi)部電路的損耗、干擾或是其它影響；即使模塊內(nèi) 部已得到所需的匹配時，亦能借此選擇性的匹配回路利用多階的匹配 達(dá)到所需的Q值，借助此多階匹配的效果調(diào)整到所需的頻寬。
根據(jù)圖4A的實(shí)施例，其中包括設(shè)置于內(nèi)部電路的第一端口 口 Pl、 第三端口 P3與第四端口 P4，與設(shè)置于外部的第二端口 P2，而第五A 圖則顯示理想電路中各端口 口間信號傳遞時的插入損耗(Insertion Loss)與頻率(frequency)的曲線，其中系預(yù)設(shè)內(nèi)部電路的插入損耗值 約為-3dB。此為一種表達(dá)S參數(shù)的曲線圖，S參數(shù)量測是射頻(RF) 設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng)基本工具，用來仿真電子元件在不同頻率下的行為 特性。
其中曲線S43表示于一個子系統(tǒng)中，由第三端口 P3激發(fā)的信號由 第四端口口 P4收到的插入損耗表現(xiàn)，由于第三端口 P3與第四端口 P4 皆為設(shè)置于內(nèi)部的通訊端口 口，故信號的插入損耗即約為默認(rèn)值的 -3.01(18，尤其是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系主要注目在頻率為2.45GHz的頻段上(點(diǎn) 1與點(diǎn)2)。
而曲線Su則表示另一子系統(tǒng)由設(shè)置于電路外部的第二端口口 P2 激發(fā)的信號，由設(shè)置于內(nèi)部電路的第一端口口P1接收，但于點(diǎn)l所表 示的2.45GHz頻段上Su相較于S43有較佳的損耗值表現(xiàn)，理想實(shí)驗(yàn)值 為0.00dB。由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明所提供的單或多系統(tǒng)信號匹配 模塊確實(shí)因?yàn)樵O(shè)置有外部的匹配回路產(chǎn)生有較佳的表現(xiàn)，不會造成內(nèi) 部電路的損耗。
根據(jù)圖4B的實(shí)施例，圖5B顯示理想電路中各端口間信號傳遞時 的插入損耗(Insertion Loss)與頻率(frequency)的曲線，其中同樣預(yù) 設(shè)內(nèi)部電路的損耗值約為-3dB。
曲線S76表示一個子系統(tǒng)中，由設(shè)置于內(nèi)部電路的第六端口 P6發(fā) 出的信號由第七端口 P7接收，由于內(nèi)部電路損耗預(yù)設(shè)約為-3dB左右， 故其表現(xiàn)的損耗值亦無太大變化，在點(diǎn)1所表示的2.4GHz頻率下約為-3.01dB。
而曲線S"所表達(dá)在另一子系統(tǒng)中，由第五端口P5發(fā)射、第七端 口P7接收的插入損耗，則因?yàn)閮啥丝陂g有較復(fù)雜的電路影響，則有較 大的損耗，但仍維持在預(yù)設(shè)損耗的附近，在點(diǎn)2所表示的2.4GHz頻率 下為-3.16dB。
上述實(shí)驗(yàn)證明，在圖4A中，在不更動模塊內(nèi)部電路的前提下，可 經(jīng)設(shè)置于模塊外部的信號饋入點(diǎn)達(dá)到極低的插入耗損，理想上為完全 無損耗，且亦能通過諧振效應(yīng)達(dá)類似濾波的效果。而若使用如圖4B所 示的雙子系統(tǒng)模塊時，其特性無太大的變化，即圖中的各饋入點(diǎn)間的 耗損變化不大。
因此，本案單或多系統(tǒng)信號匹配模塊提供的可供選擇的匹配回路 能達(dá)到降低損耗與防止內(nèi)部電路干擾的效果，若應(yīng)用于多個子系統(tǒng)間 的通訊，能減少各子系統(tǒng)間的干擾。
接著，圖6A與圖6B則顯示考慮傳輸線效應(yīng)(Transmission Line Effect)的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其考慮在介電系數(shù)4.4的FR4帶 狀線(Stripline)傳輸線，并考慮各傳輸線間的耦合效應(yīng)及介電損耗。
圖6A所示的單位元件實(shí)施例中，顯示有一對外部的通訊端口 口 (參考平面30以上)，即為第二端口P2，而內(nèi)部電路仍設(shè)置有第一端 口 Pl、第三端口 P3與第四端口 P4 (參考平面30以下)，除了一般電 路中的元件外，此例更強(qiáng)調(diào)考慮電路中傳輸線效應(yīng)，如在單位元件中 加上第一傳輸線601與第二傳輸線模塊602，分別連接于內(nèi)部電路與外 部電路之間的線路上，并且，除了傳輸線本身對電路的影響之外，更 于第一傳輸線601與第二傳輸線模塊602間產(chǎn)生有耦合效應(yīng)帶來的影 響，比如產(chǎn)生阻抗不匹配或兩傳輸線間形成介電損耗。
而圖6B則無設(shè)置外部的通訊端口，僅于內(nèi)部電路中設(shè)置有連接各 子系統(tǒng)的第五端口P5、第六端口 P6與第七端口 P7等，同樣于電路中 考慮了第一傳輸線601與第二傳輸線模塊602的效應(yīng)。
而圖7A與圖7B則顯示考慮傳輸線效應(yīng)后的損耗值與頻率曲線， 預(yù)設(shè)傳輸線效應(yīng)的損耗約有-3dB。
圖7A顯示了實(shí)施例圖6A中連接兩個子系統(tǒng)的損耗曲線，點(diǎn)l與 點(diǎn)2仍表示于頻率2.45GHz附近的損耗表現(xiàn)，此例中，曲線Su表示由 設(shè)置于電路外部的第二端口 P2所發(fā)出的信號，由設(shè)置于內(nèi)部的第一端 口 Pl接收，但于點(diǎn)1的峰值來看，僅有-0.80dB的損耗，故此設(shè)置于 外部的通訊端口 (饋入點(diǎn))適合用于通訊模塊中。曲線S34則表示第四 端口 P4發(fā)出的信號由第三端口 P3接收，用于連接內(nèi)部子系統(tǒng)的電路， 其損耗即接近考慮傳輸線效應(yīng)的損耗值，如點(diǎn)2表示2.50GHz的損耗 值-3.01dB。圖7B則顯示圖6B中各通訊端口 口間信號傳遞的損耗表現(xiàn)。其中 曲線S76系表達(dá)由連接第六端口 P6與第七端口 P7間的子系統(tǒng)的損耗表 現(xiàn)，信號由第六端口口 P6發(fā)出，由第七端口P7接收，因?yàn)橄禐殡娐?內(nèi)部的子系統(tǒng)，故與預(yù)設(shè)傳輸線效應(yīng)產(chǎn)生的損耗值-3dB差不多，各頻 段中沒有太大的變化，如點(diǎn)1所表示為2.50GHz的頻率有-3.01dB的損 耗值。而曲線S75表示第五端口 P5發(fā)出信號，第七端口口P7接收，圖 6B顯示此兩個端口間有較多的電路干擾，點(diǎn)2表示為2.50GHz的頻率 有-3.30dB的損耗值，但在更高頻的頻段，于考慮傳輸線效應(yīng)時，產(chǎn)生 很大的損耗，幾乎于5GHz的頻率產(chǎn)生近-17dB的損耗值，但在頻率 2.5GHz左右仍有不錯的表現(xiàn)。
根據(jù)上述圖7A與圖7B考慮傳輸線的效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用圖6 第二端口 P2形成的饋入點(diǎn)，即使考慮傳輸線效應(yīng)，在不更動模塊內(nèi)部 電路的前提下，仍能通過此饋入點(diǎn)達(dá)到較低的插入損耗(本例為0.8dB)， 且亦能通過諧振效應(yīng)達(dá)類似濾波的效果，若僅使用圖6B提供的雙子系 統(tǒng)模塊時，其特性亦無太大的變化，如圖7B所示。因此，利用本案單 或多系統(tǒng)信號匹配模塊提供的外部可供選擇的匹配回路能達(dá)到降低損 耗與防止內(nèi)部電路干擾的效果，同理，若應(yīng)用于多個子系統(tǒng)間的通訊， 亦能減少各子系統(tǒng)間的干擾。
請參閱圖8所示的史密斯圖(Smith Chart),本發(fā)明更能利用上述 通訊模塊連接外部的選擇性的匹配回路執(zhí)行多階匹配，借以達(dá)到所需 的質(zhì)量因子(Q值)，使得此匹配可調(diào)整其頻寬。
圖中顯示一個鋸齒狀的阻抗軌跡，系結(jié)合上述多個單位元件產(chǎn)生 多階匹配而達(dá)成的效果，軌跡于質(zhì)量因子(Q值)為0.5的范圍內(nèi)移動， 即于標(biāo)示為0的曲線801與0.5的曲線802間來回調(diào)整。舉例來說，來 回一次的調(diào)整即利用一個圖3所示的單位元件調(diào)整電路中的阻抗匹配， 利用多個單位元件， 一階一階地調(diào)整到所需的阻抗，產(chǎn)生所需的頻寬， 此例通過多個單位元件調(diào)整到達(dá)中點(diǎn)803。
由上述史密斯圖與各頻率與損耗值曲線表示的S參數(shù)可知，通過 多階的匹配回路，讓Q值控制在0.5以下，此時，反射量(損耗值) 可控制在-20dB，而頻寬可達(dá)約1.9GHz。
如圖9A所表示的頻寬與損耗值的曲線圖，此為現(xiàn)有利用一般匹配 回路產(chǎn)生的效果，結(jié)果在損耗值控制在-20dB時，產(chǎn)生約lGHz的頻寬； 若以圖9B所示，此例利用一個單位元件形成的匹配回路，其產(chǎn)生的結(jié) 果在損耗值控制在-20dB、 Q值小于0.5的條件下，可以有1.35GHz左 右的頻寬表現(xiàn)；再以圖9C來看，此例使用上述多階的匹配回路，并讓 Q值控制在0.5以下，在損耗值控制在-20dB時，則有約1.9GHz的頻
寬o由實(shí)驗(yàn)可知，使用本發(fā)明單或多系統(tǒng)信號的匹配模塊能彈性調(diào)整 整個通訊模塊的阻抗匹配，使的能達(dá)到所需的匹配，并較沒有使用本 發(fā)明的匹配模塊有較好的頻寬表現(xiàn)，并且，使用多階的匹配回路更能 增加效用。
圖10所示為本發(fā)明利用多系統(tǒng)信號匹配模塊的實(shí)施例之一示意 圖，其為一具有多個無線通訊子系統(tǒng)的電路，包括第一通訊模塊25與
第二通訊模塊26，利用切換器20切換不同系統(tǒng)間的通訊信號，其中第 一通訊模塊25使用雙向運(yùn)作的傳輸線執(zhí)行接收與傳送(RX/TX),而 第二通訊模塊26則使用一個用于接收信號的傳輸線(RX)與一傳送信 號的傳輸線(TX)，這兩個通訊模塊使用一個耦合器22耦接第一通訊 模塊25的接收/傳送傳輸線，與第二通訊模塊26的接收傳輸線，并借 另一分流器(splitter) 10將兩個通訊模塊的信號隔離，并分配傳遞方 向。的后通過切換器20切換信號，并耦接至天線21，進(jìn)行各信號的收 發(fā)。于此例中，本發(fā)明所提供的多系統(tǒng)信號匹配模塊能應(yīng)用連接于各 個電子元件間的傳輸在線，包括連接于分流器10與第二通訊模塊26 間的傳輸在線的第一匹配模塊101、連接于分流器10與第一通訊模塊 25間的第二匹配模塊102，與連接于分流器10與耦合器22間的第三 匹配模塊103。于一較佳實(shí)施例中，上述的第一通訊模塊25可為一藍(lán) 牙通訊模塊(Bluetooth),其具有使用一傳輸線雙向傳遞接收與傳送信 號的特色，而第二通訊模塊26則可為一無線網(wǎng)絡(luò)模塊(WiFi)，此具 有將傳送與接收的信號分為兩條傳輸線的特性。本發(fā)明的實(shí)施例并不 限于上述的實(shí)施例中。
綜上所述，本發(fā)明揭示一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，使用此模 塊不僅可提升各電路模塊的使用靈活度，亦能增進(jìn)其各子系統(tǒng)的效能， 此外本發(fā)明所提供的選擇式匹配回路能于模塊內(nèi)部匹配元件無法達(dá)到 所需匹配時，提供微調(diào)功能，如果內(nèi)部可調(diào)至所需匹配，更可利用此 多階的匹配回路達(dá)到所需的Q值，調(diào)整其頻寬，此外亦能通過諧振效 應(yīng)達(dá)類似濾波的效果對往后模塊的設(shè)計(jì)有極大的幫助。
但以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，非因此即局限本發(fā)明 的保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu) 變化，均同理包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，特此說明。
權(quán)利要求
1、一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于，所述的模塊包括有一連接單或多個子系統(tǒng)的單位元件，該單位元件包括有多個相互連接的電子元件或是傳輸線；一或多個該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊內(nèi)部的通訊端口，電性連接該單位元件，用以連接不同的電子信號來源；一或多個該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部的通訊端口，電性連接該單位元件，為該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的一或多個外部饋入點(diǎn)；其中，該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊通過該通訊端口連接外部電子信號來源，并提供一或多個對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路的調(diào)整接口，而不會對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的負(fù)載，更可避免直接的干擾或是信號耗損。
2、 如權(quán)利要求l所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊更包括多個連接端子，用以連接其它 通訊端口、電路、模塊或是接地端。
3、 如權(quán)利要求l所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 借助連接多個單位元件形成一多階匹配電路，借助多階的信號匹配調(diào) 整達(dá)到所需的質(zhì)量因子與頻寬。
4、 如權(quán)利要求5所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊連接于該通訊系統(tǒng)的各電子元件的傳 輸在線。
5、 如權(quán)利要求l所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于，所述的外部的通訊端口電性連接一個選擇性的匹配回路，當(dāng)該單或多 系統(tǒng)信號匹配模塊內(nèi)部的匹配元件無法達(dá)到所需的匹配時，能由該選 擇性的匹配回路于外部進(jìn)行測試與調(diào)整。
6、 一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于，所述的模塊包括有一連接單或多個子系統(tǒng)的單位元件，該單位元件包括有多個相互 連接的電子元件或是傳輸線；一或多個對該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部與內(nèi)部的通訊端口，電性連接該單位元件，用以連接不同的電子信號來源；一由該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊外部連接的選擇性的匹配回路， 當(dāng)該單或多系統(tǒng)信號匹配模塊內(nèi)部的匹配元件無法達(dá)到所需的匹配 時，能由該選擇性的匹配回路于外部進(jìn)行測試與調(diào)整，而不會對該單 或多系統(tǒng)信號匹配模塊的內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的負(fù)載，更可避免直接的 干擾或是信號耗損。
7、 如權(quán)利要求6所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于所 述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊更包括多個連接端子，用以連接其它通 訊端口、電路、模塊或是接地端。
8、 如權(quán)利要求6所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 借助連接多個單位元件形成一多階匹配電路，借助多階的信號匹配調(diào) 整達(dá)到所需的質(zhì)量因子與頻寬。
9、 如權(quán)利要求6所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊連接于一通訊系統(tǒng)的各電子元件的傳 輸在線。
10、 如權(quán)利要求6所述的單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，其特征在于， 所述的匹配模塊應(yīng)用于一通訊系統(tǒng)中，為無線通訊網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、全球 移動通訊系統(tǒng)、UWB、 DVB、 GPS、 3G與WiMAX等無線通訊系統(tǒng)之
全文摘要
一種單或多系統(tǒng)信號匹配模塊，能借以提升通訊模塊的使用靈活度，亦能增進(jìn)其各子系統(tǒng)的效能，并且所提供的選擇式匹配回路能于模塊內(nèi)部匹配元件無法達(dá)到所需匹配時，提供微調(diào)功能，更可利用此多階的匹配回路達(dá)到所需的質(zhì)量因子(Q值)，調(diào)整其頻寬，其中較佳實(shí)施例包括揭示一單位元件(unit cell)，借此單位元件連接一個或多個子系統(tǒng)，利用連接外部電路的饋入點(diǎn)，產(chǎn)生較好的阻抗匹配與較好的頻寬。
文檔編號H03F3/00GK101409572SQ20071016386
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者簡煌展, 黃忠諤 申請人:海華科技股份有限公司