用于可切換地路由下變頻rf信號(hào)的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于可切換地路由下變頻RF信號(hào)的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低噪聲下變頻器(LNB)是可用于衛(wèi)星電視接收的設(shè)備。典型地，它們安裝在衛(wèi)星碟(dish)上，用于下變頻接收的射頻(RF)信號(hào)。LNB典型地可以包括以下特征，例如低噪聲放大器、混頻器、本地振蕩器以及中頻(IF)放大器。
[0003]LNB的一個(gè)示例是四分LNB。四分LNB具有單個(gè)饋送喇機(jī)天線(xiàn)(feed-horn)，該饋送喇叭天線(xiàn)具有連接到四個(gè)不同調(diào)諧器的四個(gè)輸出。每個(gè)輸出與其他輸出相獨(dú)立地，對(duì)調(diào)諧器頻帶和極性選擇信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，并且對(duì)調(diào)諧器來(lái)說(shuō)每個(gè)輸出是分離的LNB。在這種設(shè)備以及需要在不同下變頻信號(hào)之間選擇性切換的其他類(lèi)型設(shè)備中，已知需要提供圖1和2所示的這種開(kāi)關(guān)矩陣。
[0004]圖1所示的開(kāi)關(guān)矩陣2包括八個(gè)傳輸線(xiàn)16、18。每個(gè)傳輸線(xiàn)18都連接到輸入4，并且每個(gè)傳輸線(xiàn)16都連接到輸出6。傳輸線(xiàn)16、18布置為網(wǎng)格或矩陣，并設(shè)置有可以選擇性關(guān)斷或接通以將輸入4的傳輸線(xiàn)連接到輸出6的傳輸線(xiàn)6的分路開(kāi)關(guān)(shunt switch) 8。通過(guò)這種方式，每個(gè)輸出可以選擇性地輸出在任一個(gè)輸入4處接收的下變頻RF信號(hào)。
[0005]在例如衛(wèi)星電視接收中使用的下變頻器的關(guān)鍵要求是，每個(gè)調(diào)諧器的接收信道不受其他信道污染，和/或不受由系統(tǒng)任何其他調(diào)諧器選擇的信道的影響。因此，參考圖1，如果開(kāi)關(guān)矩陣2的傳輸線(xiàn)16、18很好地彼此隔離，尤其當(dāng)它們沒(méi)有通過(guò)分路開(kāi)關(guān)8之一連接在一起時(shí)，將是有益的。然而，從圖1可以看出，輸出6的傳輸線(xiàn)16和輸入4的傳輸線(xiàn)4在對(duì)應(yīng)于分路開(kāi)關(guān)8的很多位置處交叉。由于傳輸線(xiàn)16和18之間的電容和/或磁耦合，每個(gè)交叉點(diǎn)(cross-over point)可能降低設(shè)備的隔離性能。交叉點(diǎn)的數(shù)量與圖1所示這種開(kāi)關(guān)矩陣2的傳輸線(xiàn)16、18之間的隔離度有關(guān)，并且受矩陣的切換配置影響。以下在圖2A-2D中解釋。
[0006]在圖2A-2D的每一個(gè)中，分路開(kāi)關(guān)8的配置或狀態(tài)被示為接通(圓點(diǎn)12所示)或關(guān)斷(標(biāo)記為14的叉號(hào))。
[0007]在圖2A的不例中，分路開(kāi)關(guān)被配置為使每個(gè)輸出6都與不同輸入4相連。在這個(gè)示例中，連接到每個(gè)相應(yīng)輸出6的傳輸線(xiàn)16和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉。此外，連接到每個(gè)輸出6 (通過(guò)接通的分路開(kāi)關(guān)12)的傳輸線(xiàn)18本身和三個(gè)傳輸線(xiàn)16交叉。因此，一共6個(gè)交叉點(diǎn)成為可能對(duì)每個(gè)輸出6處的信號(hào)造成不利影響的不希望耦合。
[0008]圖2B中，兩個(gè)輸出連接到一個(gè)第一共同輸入，兩個(gè)輸出連接到第二共同輸入。連接到圖2B上方兩個(gè)輸出的傳輸線(xiàn)16和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉，并且通過(guò)與第一共同輸入相連的傳輸線(xiàn)18而連接在一起，該傳輸線(xiàn)18本身和兩個(gè)其他傳輸線(xiàn)16交叉。類(lèi)似地，連接到圖2B下方兩個(gè)輸出的傳輸線(xiàn)16都和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉，并且通過(guò)與第二共同輸入相連的傳輸線(xiàn)18而連接在一起，該傳輸線(xiàn)18本身和兩個(gè)其他傳輸線(xiàn)16交叉。因此，在這個(gè)示例中，一共八個(gè)交叉點(diǎn)成為可能對(duì)每個(gè)輸出6處的信號(hào)造成不利影響的不希望耦合。因此，在這個(gè)切換狀態(tài)中，傳輸線(xiàn)16、18之間的不希望耦合的數(shù)量可以比圖2A中示出的切換狀態(tài)更尚O
[0009]圖2C中，三個(gè)輸出連接到第一共同輸入，第四輸出連接到不同輸入。連接到圖2C上方三個(gè)輸出的傳輸線(xiàn)16各自都和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉，并且通過(guò)與第一共同輸入相連的傳輸線(xiàn)18而連接在一起，該傳輸線(xiàn)18本身和一個(gè)其他傳輸線(xiàn)16交叉。因此，一共10個(gè)交叉點(diǎn)成為可能對(duì)這三個(gè)輸出6處的信號(hào)造成不利影響的不希望耦合。在這個(gè)示例中，連接到第四輸出6的傳輸線(xiàn)16和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉。此外，連接到第四輸出6 (通過(guò)接通的分路開(kāi)關(guān)12)的傳輸線(xiàn)18本身和三個(gè)傳輸線(xiàn)16交叉。因此，一共六個(gè)交叉點(diǎn)成為可能對(duì)第四輸出6處的信號(hào)造成不利影響的不希望耦合。因此，在這個(gè)切換狀態(tài)中，傳輸線(xiàn)16、18之間的不希望耦合的數(shù)量可以比圖2A和2B中示出的切換狀態(tài)更高。注意，每個(gè)輸出還存在不同數(shù)量的不希望耦合。
[0010]在圖2D的示例中，所有輸出都連接到相同的共同輸入。連接到圖2D中所有四個(gè)輸出傳輸線(xiàn)16每一個(gè)都和三個(gè)傳輸線(xiàn)18交叉，并且通過(guò)與共同輸入相連的傳輸線(xiàn)18而連接在一起。因此，一共12個(gè)交叉點(diǎn)成為可能對(duì)每個(gè)輸出6處的信號(hào)造成不利影響的不希望耦合。因此，在這個(gè)切換狀態(tài)中，傳輸線(xiàn)16、18之間的不希望耦合的數(shù)量可以比圖2A至2C任一個(gè)示出的切換狀態(tài)更多。
[0011]總結(jié)，當(dāng)使用圖1和2所示類(lèi)型的開(kāi)關(guān)矩陣2時(shí)，傳輸線(xiàn)之間的不希望耦合的數(shù)量取決于矩陣2的切換狀態(tài)。在一些切換狀態(tài)中，傳輸線(xiàn)16、18之間的耦合數(shù)量可以較高。此外，在一些切換狀態(tài)中，一些端口上的不希望耦合數(shù)量可以與另一些端口不同。因?yàn)閷?duì)開(kāi)關(guān)矩陣2輸出端口呈現(xiàn)的負(fù)載條件依賴(lài)于矩陣的切換狀態(tài)，所以圖1和2所示類(lèi)型的開(kāi)關(guān)矩陣很少用在射頻(RF)設(shè)計(jì)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的方面記載在所附獨(dú)立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求中。來(lái)自從屬權(quán)利要求的特征可以在合適時(shí)與獨(dú)立權(quán)利要求的特征相組合，而不僅限于權(quán)利要求中所明確記載的。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于將來(lái)自多個(gè)輸入的下變頻射頻(RF)信號(hào)可切換地路由到多個(gè)輸出的設(shè)備。所述設(shè)備包括針對(duì)每個(gè)輸出的相應(yīng)開(kāi)關(guān)。所述設(shè)備還包括互連裝置。所述互連裝置包括針對(duì)每個(gè)輸入的相應(yīng)傳輸線(xiàn)。每個(gè)傳輸線(xiàn)包括用于將在該傳輸線(xiàn)的輸入處接收的下變頻RF信號(hào)路由到每個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)的多個(gè)分支。每個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)選擇性地可操作為將傳輸線(xiàn)中一個(gè)連接到其輸出?；ミB裝置還包括多個(gè)交叉點(diǎn)，在所述多個(gè)交叉點(diǎn)處所述多個(gè)分支中的兩個(gè)分支相互交叉。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備可以用以下方式提供下變頻射頻(RF)信號(hào)的可切換路由:降低交叉點(diǎn)的總數(shù)，和/或使在傳輸線(xiàn)之間形成并影響不希望耦合(例如磁和/或電容耦合)的交叉點(diǎn)的數(shù)量跟設(shè)備的切換狀態(tài)無(wú)關(guān)。這可以通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，提供每個(gè)輸入的傳輸線(xiàn)，每個(gè)傳輸線(xiàn)具有用于將輸入信號(hào)路由到每個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)的分支，其中每個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)選擇性可操作為將傳輸線(xiàn)的一個(gè)分支連接到其輸出。由于交叉點(diǎn)的數(shù)量可以減少和/或跟設(shè)備的切換狀態(tài)相獨(dú)立，所以設(shè)備的隔離性能得到增強(qiáng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，已實(shí)現(xiàn):通過(guò)布置傳輸線(xiàn)使互連裝置具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)稱(chēng)軸，互連裝置的交叉點(diǎn)的數(shù)量可以進(jìn)一步減少。
[0016]互連裝置可以具有第一對(duì)稱(chēng)軸，傳輸線(xiàn)的布局關(guān)于第一對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)。這使得相比沒(méi)有這一對(duì)稱(chēng)軸的設(shè)備，交叉點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)一步減少。
[0017]每個(gè)輸入可以位于互連裝置的第一側(cè)。每個(gè)輸出可以位于互連裝置的第二側(cè)。第一側(cè)可以和第二側(cè)相對(duì)。輸入和輸出的這種布置可以使設(shè)備符合布局需要，例如與集成電路的引腳布局相關(guān)聯(lián)的需要。例如，輸入和輸出的這種布置可以使輸入和輸出以及集成電路中它們相應(yīng)引腳之間的連接在不相互交叉的情形下路由。
[0018]在一個(gè)示例中，輸入和輸出可以連接到集成電路的相應(yīng)引腳，其中連接到輸入的引腳位于集成電路的第一側(cè)，連接到輸出的引腳位于集成電路的第二側(cè)，并且第一側(cè)和第二側(cè)相對(duì)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備可以有四個(gè)輸入(例如正好四個(gè)輸入)和四個(gè)輸出(例如正好四個(gè)輸出)。在一個(gè)實(shí)施例中，各傳輸線(xiàn)的分支可以具有七個(gè)(正好七個(gè))交叉點(diǎn)。
[0020]互連裝置可以具有第二對(duì)稱(chēng)軸，傳輸線(xiàn)的布局關(guān)于該第二對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)。這可以使交叉點(diǎn)的數(shù)量相比包括只有一個(gè)對(duì)稱(chēng)軸或沒(méi)有對(duì)稱(chēng)軸的互連裝置的設(shè)備減少。
[0021]在一個(gè)這種實(shí)施例中，輸入的一半位于互連裝置的第一側(cè)，輸入的一半位于互連裝置的第二側(cè)，輸出的一半位于互連裝置的第三側(cè)，輸出的一半位于互連裝置的第四側(cè)，第一側(cè)可以與第二側(cè)相對(duì)，并且第三側(cè)可以與第四側(cè)相對(duì)。根據(jù)該實(shí)施例的設(shè)備可以由四個(gè)輸入和輸出(例如正好四個(gè)輸入和正好四個(gè)輸出)。各傳輸線(xiàn)的分支可以有六個(gè)(例如正好六個(gè))交叉點(diǎn)。
[0022]每個(gè)傳輸線(xiàn)可以有多個(gè)分支點(diǎn)。每個(gè)分支點(diǎn)可以是傳輸線(xiàn)分為兩個(gè)或更多個(gè)分支的點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，例如上文所述，每個(gè)傳輸線(xiàn)可以有兩個(gè)或更多個(gè)分支(例如正好兩個(gè)或正好三個(gè))。
[0023]互連裝置可以設(shè)置半導(dǎo)體襯底上的金屬化疊層上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種可切換地路由下變頻射頻(RF)信號(hào)的方法。所述方法包括提供根據(jù)上文所述類(lèi)型的設(shè)備。所述方法還包括，操作所述設(shè)備的至少一個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)，以將傳輸線(xiàn)中一個(gè)連接到所述輸出。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括路由下變頻衛(wèi)星電視信號(hào)。
[0026]出于本申請(qǐng)的目的，射頻(RF)信號(hào)可以被認(rèn)為是頻率范圍4GHz ^ f ^ 40GHz中的信號(hào)。例如，RF信號(hào)可以是以下IEEE頻帶之一:C頻帶=4-8GHz，Ku頻帶=12_18GHz，Ka頻帶=26.5-40GHzo需要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法來(lái)路由的下變頻信號(hào)可以具有比這些RF信號(hào)更低的頻率。例如，下變頻信號(hào)可以具有在100MHz ^ f ^ 2GHz范圍中的頻率(例如在L-頻帶=1-2GHz中)。
【附圖說(shuō)明】