专利名称：射频电路以及信号传输方法
技术领域：
本发明是关于一种射频电路以及信号传输方法。更详细地说，本发明是关于一种降低天线设计困难度的射频电路以及信号传输方法。
背景技术：
随着无线通讯技术的发展及进步，移动电话系统已由早期的模拟式移动电话系统(Advanced Mobile Phone System, AMPS)演化至第二代移动通讯系统(2nd_generation,2G),再进步到目前的第三代移动通讯系统(3rd-generation, 3G),以及第四代移动通讯系统(4rd_generation, 4G),例如长期演进技术(Long Term Evolution, LTE)通讯系统及全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax)通讯系统。在移动电话系统的演进过程中，所使用的无线电频谱不断地增加，使得移动装置所需支持的频段也必须愈来愈多，这意味着移动装置内部需要使用更多个天线来接收不同频段的 信号，或者各个天线必须涵盖更广泛的频率范围。如此一来，将导致移动装置的体积增加，亦会增加天线设计的困难度。一般而言，在多输入多输出(Multi-input Multi-output, ΜΙΜΟ)的传输架构中，会设置一主天线与一次天线，而已知的射频电路架构是将所有的射频传送接收路径(RadioFrequency Transmission and Reception path,RF TRX path)全部连接至主天线上，并将所有的射频分集接收路径(Radio Frequency Diversity Reception path, RF DRX path)全部连接至次天线上，使得主天线必须提供较高的性能，而次天线则可提供较低的性能。一般而言，主天线必须提供较宽的频宽，而次天线的天线增益可比主天线的天线增益低3dB至6dB。然而，在长期演进技术通讯系统的应用上，若还是使用传统的射频电路设计架构，则主天线于低频部分所需的频宽将大幅地增加；因此，若要将长期演进技术通讯系统的操作频段涵括于天线的收讯范围，基于移动装置体积与使用上的限制，移动装置的内建天线将无法提供如此大的频宽。综上所述，如何设计一种可应用于长期演进技术通讯系统的射频电路架构，使其可以降低移动装置中天线的频宽要求，进而有效减少天线所占用的空间，同时降低天线设计的困难度，实为该领域的技术者亟需解决的课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供射频电路。该射频电路包含一射频集成电路、一主天线以及一次天线。该主天线电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送/接收信号；该次天线电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号；其中，该射频集成电路更用以通过该主天线接收一特定分集接收信号，以及通过该次天线传送及接收一特定传送/接收信号。本发明的另一目的在于提供一种用于一射频电路的信号传输方法。该射频电路包含一射频集成电路、一主天线以及一次天线。该主天线电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送/接收信号；该次天线电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号。该信号传输方法包含下列步骤(a)致能该射频集成电路通过该主天线接收一特定分集接收信号；以及(b)致能该射频集成电路通过该次天线传送及接收一特定传送/接收信号。本发明的射频电路通过利用主天线接收一特定分集接收信号，以及利用次天线传送及接收一特定传送/接收信号，俾使主天线的频宽可有效地被降低，进而降低主天线的设计困难度。借此，本发明可克服已知技术中，移动装置的内建天线无法提供足够频宽的缺点，同时具有减少天线所占空间以及降低天线设计的困难度的优点。在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可了解本发明的其他目 的，以及本发明的技术手段及实施态样。
图I为本发明第一实施例的示意图；图2为本发明第一实施例的频谱示意图；以及图3为本发明第一实施例的频谱示意图。主要元件符号说明I :射频电路101 :第一传输路径102 :第二传输路径103-110:传输路径11 :主天线111:特定 DRX 信号112-116 :TRX 信号13 :次天线131:特定 TRX 信号132-134 DRX 信号15:交换电路17:交换电路19:射频集成电路201 :第一工作频带202 :第二工作频带203 :非重叠频带217 :频带217a:频带217b :频带301 :第一工作频带302 :第二工作频带303 :非重叠频带
311 :频带311a:频带311b:频带
具体实施例方式以下将通过实施例来解释本发明的内容，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明的是，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。本发明的第一实施例为一射频电路I，其不意图描绘于图I。射频电路I包含一主天线11、一次天线13、一交换电路15、一交换电路17、一射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC) 19、一第一传输路径101、一第二传输路径102以及多条传输路径 103-110。主天线11与交换电路15电性连接，次天线13与交换电路17电性连接，第一传输路径101电性连接交换电路15与射频集成电路19，第二传输路径102电性连接交换电路17与射频集成电路19，传输路径103-107电性连接交换电路15与射频集成电路19，传输路径108-110电性连接交换电路17与射频集成电路19。其中，主天线11通过交换电路15与传输路径101及103-107电性连接，交换电路15用以选择传输路径101及103-107其中之一或其组合与主天线11电性连接；次天线13通过交换电路17与传输路径102及108-110电性连接，交换电路17用以选择传输路径102及108-110其中之一或其组合与次天线13电性连接。须特别说明的是，本发明所述的第一传输路径101、第二传输路径102及传输路径108-110可包含如滤波器、混频器(Mixer)、调谐器(Tuner)、解调器(Demodulator)或其它用以处理或调制信号的元件，可用以传送适当的信号至主天线11、次天线13及射频集成电路19 ;因此，第一传输路径101、第二传输路径102及传输路径108-110的实施态样并不用以限制本发明的范围。本发明的射频电路I可设置于一移动装置中，举例而言，该移动装置可为一移动电话(cell phone)、一个人数字助理(Personal Digital Assistant ;PDA)、一个人笔记本电脑(Personal Notebook)、一平板电脑(Tablet Personal Computer)或任一个具有无线通讯功能的移动装置，移动装置的实施态样并不用以限制本发明的范围。以下将详述本发明的射频电路I如何进行信号传输。首先，主天线11用以传送及接收至少一传送/接收(Transmission and Reception, TRX)信号，并通过传输路径103-107传送至射频集成电路19 ;于本实施例中，主天线11用以传送及接收TRX信号112-116。次天线13用以接收至少一分集接收(Diversity Reception, DRX)信号，并通过传输路径108-110传送至射频集成电路19 ;于本实施例中，次天线13用以接收DRX信号132-134。接着，主天线11更用以接收一特定DRX信号111，并通过第一传输路径101传送至射频集成电路19 ;次天线13更用以传送及接收一特定TRX信号131，并通过第二传输路径102传送至射频集成电路19。最后，射频集成电路19则用以处理自第一传输路径101、第二传输路径102及传输路径103-110接收的信号；同理，射频集成电路19亦可用以输出特定TRX信号131至第二传输路径102，以通过次天线13进行传送，以及分别输出TRX信号112-116至传输路径103-107，以通过主天线11进行传送。须说明的是，特定TRX信号131、TRX信号112-116、特定DRX信号111以及DRX信号132-134分别为一符合移动通讯系统规范的传输信号，且各自使用一预设的频率范围进行传输。举例而言，其可为符合通用移动通讯系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem, UMTS)、全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communications, GSM)或长期演进技术(Long Term Evolution, LTE)通讯系统规范的传输信号,但并不以此三种通讯系统为限。以下通过一具体实例作说明。于本实例中，TRX信号112为UMTS BI (Bandl)TRX信号;TRX 信号 113 为 UMTS B2 (Band 2) TRX 信号;TRX 信号 114 为 UMTS B5 (Band 5) TRX 信号； TRX 信号 115 为 GSM Quad-band TRX 信号；TRX 信号 117 为 LTE B4 (Band 4) TRX 信号；特定DRX信号111为LTE B17(Band 17) DRX信号。上述TRX信号112-116及特定DRX信号111的频率分布范围为734MHz至960MHz及1710MHz至2170MHz。因此，为了传送及接收TRX信号112-116，以及接收特定DRX信号111，主天线11于低频部分必须提供734MHz至960MHz的频宽。另一方面，DRX信号132为LTE B4DRX信号；DRX信号133为UMTS B2DRX信号；DRX信号134为UMTS B5 DRX信号；特定TRX信号131为LTEB17 TRX信号。上述DRX信号132-134及特定TRX信号131的频率分布范围为704MHz至894MHz及1930MHz至2155MHz。因此，为了接收DRX信号132-134，以及传送及接收特定TRX信号131，次天线13于低频部分则需提供704MHz至894MHz的频宽。为清楚说明本发明的技术特征，以下说明已知射频电路的信号传输方式作为对t匕。已知的射频电路是将所有的射频传送接收路径全部连接至主天线上，以及将所有的射频分集接收路径全部连接至次天线。因此，以本实例而言，LTE B17 TRX信号将通过主天线传送及接收，且LTE B17 DRX信号将通过次天线接收；其中，LTE B17 TRX信号的频率范围为704MHz至746MHz，LTE B17DRX信号的频率范围为734MHz至746MHz。如此一来，主天线于低频部分将必须提供704MHz至960MHz的频宽，换算为频宽百分比即必须提供约30. 6%的频宽百分比；而本发明射频电路的主天线11于低频部分则仅需提供约26. 7% (734MHz至960MHz)的频宽百分比，据此，本发明的射频电路可有效降低主天线的频宽需求。更进一步而言，请参阅图2，在LTE通讯系统的规范中，B17的操作频带为704MHz至746MHz，即频带217 ;其中，704MHz至716MHz为传送频带，即频带217a ；734MHz至746MHz为接收频带，即频带217b。本发明的射频电路I系借由交换LTE B17 TRX信号与LTE B17DRX信号的传输路径，利用次天线13来传送及接收LTE B17 TRX信号，利用主天线11接收LTE B17 DRX信号，进而使得主天线11仅需提供LTE B17 DRX信号的传输频宽，即频带217b ;而将频率范围较广的LTE B17 TRX信号通过次天线13传输，即由次天线13提供频带217的传输频宽。换言之，主天线11操作于一第一工作频带201，于本实例中即为734MHz至960MHz ;次天线13操作于一第二工作频带202，于本实例中即为704MHz至894MHz。该第一工作频带201与该第二工作频带202之间具有一非重叠频带203，即704MHz至734MHz，非重叠频带203低于第一工作频带201，次天线13利用非重叠频带203传送一特定传送/接收信号，于本实例中即为LTE B17TRX信号。另一方面，次天线13的性能要求通常可比主天线11的性能要求低。具体而言，主天线11具有一第一天线增益，次天线13具有一第二天线增益，该第二天线增益可比该第一天线增益低约3dB，但不以3dB为限。如此一来，本发明的射频电路架构将可大幅降低内建于移动装置中主天线的设计困难度；同时，亦不会增加次天线的设计困难度。但有些情况下，该第二天线增益也可高于该第一天线增益。须特别说明的是，上述实例是以LTE B17信号作说明，本发明的射频电路亦可适用于其它频段的信号，如LTE Bll信号(传送频带1427.9MHz至1447.9MHz ;接收频带 1475. 9MHz 至 1495. 9MHz)、LTE B12 信号(传送频带:698MHz 至 716MHz ;接收频带:728MHz至 746MHz)或 LTE B21 信号(传送频带1447. 9MHz 至 1462. 9MHz ;接收频带1495. 9MHz 至1510. 9MHz)等，并不以上述所列举的信号为限。此外，本发明的射频电路亦可适用于传送频带的频率范围高于接收频带的频率范围的信号。举例而言，请参阅图3，假设一特定传送/接收信号的操作频带为2300MHz至2500MHz,即频带311 ;其中，传送频带为2410MHz至2500MHz,即频带311a ;接收频带为2300MHz至2390MHz，即频带311b。此时，主天线操作于一第一工作频带301，于本实例中假设为1710MHz至2390MHz ;次天线操作于一第二工作频带302，于本实例中假设为2010MHz至2500MHz。同理，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带303，即2390MHz至2500MHz，非重叠频带303高于第一工作频带301，次天线利用非重叠频带303传送该特定传送/接收信号。据此，特定传送/接收信号的频率范围并不用以限制本发明的范围。本发明的第二实施例为一种用于一射频电路的信号传输方法。该射频电路包含一射频集成电路、一主天线以及一次天线，该主天线电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送/接收信号，该次天线电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号。第二实施例的信号传输方法包含下列步骤，首先，执行步骤(a)，致能该射频集成电路通过该主天线接收一特定分集接收信号。接着，执行步骤(b)，致能该射频集成电路通过该次天线传送及接收一特定传送/接收信号。此外，该射频电路还可包含一第一传输路径以及一第二传输路径，该第一传输路径电性连接该主天线与该射频集成电路，该第二传输路径电性连接该次天线与该射频集成电路。该信号传输方法的步骤(a)为一致能该射频集成电路通过该第一传输路径自该主天线接收该特定分集接收信号的步骤；该步骤(b)为一致能该射频集成电路通过该第二传输路径自该次天线传送及接收该特定传送/接收信号的步骤。更进一步地,该主天线是操作于一第一工作频带，该次天线是操作于一第二工作频带，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带，该非重叠频带低于该第一工作频带，该步骤(b)为一致能该次天线利用该非重叠频带传送该特定传送/接收信号的步骤。而于另一实施态样中，该非重叠频带亦可高于该第一工作频带。除了上述步骤，第二实施例亦能执行第一实施例所描述的操作及功能，所属技术领域具有通常知识者可直接了解第二实施例如何基于上述第一实施例以执行此等操作及功能，故不赘述。综上所述，本发明是通过交换一特定传送/接收信号与一特定分集接收信号的传输路径，利用主天线接收一特定分集接收信号，以及利用次天线传送及接收一特定传送/接收信号，使主天线的频宽可有效地被降低，进而降低主天线的设计困难度。借此，本发明可克服已知技术中，移动装置的内建天线无法提供足够频宽的缺点，同时具有减少天线所占空间以及降低天线设计的困难度的优点。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种射频电路，包含 一射频集成电路； 一主天线，电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送接收信号；以及 一次天线，电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号； 其中，该射频集成电路还用以通过该主天线接收一特定分集接收信号，以及通过该次天线传送及接收一特定传送接收信号。
2.如权利要求I所述的射频电路，其特征在于，还包含 一第一传输路径，电性连接该主天线与该射频集成电路，用以传输该特定分集接收信号；以及 一第二传输路径，电性连接该次天线与该射频集成电路，用以传输该特定传送接收信号。
3.如权利要求I所述的射频电路，其特征在于，该主天线操作于一第一工作频带，该次天线操作于一第二工作频带，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带，该非重叠频带低于该第一工作频带，该次天线是利用该非重叠频带传送该特定传送接收信号。
4.如权利要求I所述的射频电路，其特征在于，该主天线操作于一第一工作频带，该次天线操作于一第二工作频带，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带，该非重叠频带高于该第一工作频带，该次天线是利用该非重叠频带传送该特定传送接收信号。
5.如权利要求I所述的射频电路，其特征在于，该主天线具有一第一天线增益，该次天线具有一第二天线增益，该第二天线增益低于该第一天线增益。
6.一种用于一射频电路的信号传输方法，该射频电路包含一射频集成电路、一主天线以及一次天线，该主天线电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送接收信号，该次天线电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号，该信号传输方法包含下列步骤 (a)致能该射频集成电路通过该主天线接收一特定分集接收信号；以及 (b)致能该射频集成电路通过该次天线传送及接收一特定传送接收信号。
7.如权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，该射频电路还包含一第一传输路径以及一第二传输路径，该第一传输路径电性连接该主天线与该射频集成电路，该第二传输路径电性连接该次天线与该射频集成电路，该步骤(a)为一致能该射频集成电路通过该第一传输路径自该主天线接收该特定分集接收信号的步骤，该步骤(b)为一致能该射频集成电路通过该第二传输路径自该次天线传送及接收该特定传送接收信号的步骤。
8.如权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，该主天线操作于一第一工作频带，该次天线操作于一第二工作频带，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带，该非重叠频带低于该第一工作频带，该步骤(b)为一致能该次天线利用该非重叠频带传送该特定传送接收信号的步骤。
9.如权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，该主天线操作于一第一工作频带，该次天线操作于一第二工作频带，该第一工作频带与该第二工作频带之间具有一非重叠频带，该非重叠频带高于该第一工作频带，该步骤(b)为一致能该次天线利用该非重叠频带传送该特定传送接收信号的步骤。
10.如权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，该主天线具有一第一天线增益，该次天线具有一第二天线增益，该第二天线增益低于该第一天线增益。
11.如权利要求6所述的信号传输方法，其特征在于，该主天线具有一第一天线增益，该次天线具有一第二天线增益，该第二天线增益高于该第一天线增益。
全文摘要
本发明公开一种射频电路以及信号传输方法。该射频电路包含一主天线、一次天线及一射频集成电路。该主天线电性连接该射频集成电路，用以传送及接收至少一传送/接收信号；该次天线电性连接该射频集成电路，用以接收至少一分集接收信号；该射频集成电路用以通过该主天线接收一特定分集接收信号，以及通过该次天线传送及接收一特定传送/接收信号。
文档编号H01Q5/00GK102820901SQ20111025734
公开日2012年12月12日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年6月8日
发明者吴维扬, 陈玮阡, 马建华 申请人:宏达国际电子股份有限公司