用于可切换地路由下变频rf信号的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于可切换地路由下变频RF信号的设备和方法。
【背景技术】
[0002]低噪声下变频器(LNB)是可用于卫星电视接收的设备。典型地，它们安装在卫星碟(dish)上，用于下变频接收的射频(RF)信号。LNB典型地可以包括以下特征，例如低噪声放大器、混频器、本地振荡器以及中频(IF)放大器。
[0003]LNB的一个示例是四分LNB。四分LNB具有单个馈送喇机天线(feed-horn)，该馈送喇叭天线具有连接到四个不同调谐器的四个输出。每个输出与其他输出相独立地，对调谐器频带和极性选择信号进行响应，并且对调谐器来说每个输出是分离的LNB。在这种设备以及需要在不同下变频信号之间选择性切换的其他类型设备中，已知需要提供图1和2所示的这种开关矩阵。
[0004]图1所示的开关矩阵2包括八个传输线16、18。每个传输线18都连接到输入4，并且每个传输线16都连接到输出6。传输线16、18布置为网格或矩阵，并设置有可以选择性关断或接通以将输入4的传输线连接到输出6的传输线6的分路开关(shunt switch) 8。通过这种方式，每个输出可以选择性地输出在任一个输入4处接收的下变频RF信号。
[0005]在例如卫星电视接收中使用的下变频器的关键要求是，每个调谐器的接收信道不受其他信道污染，和/或不受由系统任何其他调谐器选择的信道的影响。因此，参考图1，如果开关矩阵2的传输线16、18很好地彼此隔离，尤其当它们没有通过分路开关8之一连接在一起时，将是有益的。然而，从图1可以看出，输出6的传输线16和输入4的传输线4在对应于分路开关8的很多位置处交叉。由于传输线16和18之间的电容和/或磁耦合，每个交叉点(cross-over point)可能降低设备的隔离性能。交叉点的数量与图1所示这种开关矩阵2的传输线16、18之间的隔离度有关，并且受矩阵的切换配置影响。以下在图2A-2D中解释。
[0006]在图2A-2D的每一个中，分路开关8的配置或状态被示为接通(圆点12所示)或关断(标记为14的叉号)。
[0007]在图2A的不例中，分路开关被配置为使每个输出6都与不同输入4相连。在这个示例中，连接到每个相应输出6的传输线16和三个传输线18交叉。此外，连接到每个输出6 (通过接通的分路开关12)的传输线18本身和三个传输线16交叉。因此，一共6个交叉点成为可能对每个输出6处的信号造成不利影响的不希望耦合。
[0008]图2B中，两个输出连接到一个第一共同输入，两个输出连接到第二共同输入。连接到图2B上方两个输出的传输线16和三个传输线18交叉，并且通过与第一共同输入相连的传输线18而连接在一起，该传输线18本身和两个其他传输线16交叉。类似地，连接到图2B下方两个输出的传输线16都和三个传输线18交叉，并且通过与第二共同输入相连的传输线18而连接在一起，该传输线18本身和两个其他传输线16交叉。因此，在这个示例中，一共八个交叉点成为可能对每个输出6处的信号造成不利影响的不希望耦合。因此，在这个切换状态中，传输线16、18之间的不希望耦合的数量可以比图2A中示出的切换状态更尚O
[0009]图2C中，三个输出连接到第一共同输入，第四输出连接到不同输入。连接到图2C上方三个输出的传输线16各自都和三个传输线18交叉，并且通过与第一共同输入相连的传输线18而连接在一起，该传输线18本身和一个其他传输线16交叉。因此，一共10个交叉点成为可能对这三个输出6处的信号造成不利影响的不希望耦合。在这个示例中，连接到第四输出6的传输线16和三个传输线18交叉。此外，连接到第四输出6 (通过接通的分路开关12)的传输线18本身和三个传输线16交叉。因此，一共六个交叉点成为可能对第四输出6处的信号造成不利影响的不希望耦合。因此，在这个切换状态中，传输线16、18之间的不希望耦合的数量可以比图2A和2B中示出的切换状态更高。注意，每个输出还存在不同数量的不希望耦合。
[0010]在图2D的示例中，所有输出都连接到相同的共同输入。连接到图2D中所有四个输出传输线16每一个都和三个传输线18交叉，并且通过与共同输入相连的传输线18而连接在一起。因此，一共12个交叉点成为可能对每个输出6处的信号造成不利影响的不希望耦合。因此，在这个切换状态中，传输线16、18之间的不希望耦合的数量可以比图2A至2C任一个示出的切换状态更多。
[0011]总结，当使用图1和2所示类型的开关矩阵2时，传输线之间的不希望耦合的数量取决于矩阵2的切换状态。在一些切换状态中，传输线16、18之间的耦合数量可以较高。此外，在一些切换状态中，一些端口上的不希望耦合数量可以与另一些端口不同。因为对开关矩阵2输出端口呈现的负载条件依赖于矩阵的切换状态，所以图1和2所示类型的开关矩阵很少用在射频(RF)设计中。
【发明内容】
[0012]本发明的方面记载在所附独立权利要求和从属权利要求中。来自从属权利要求的特征可以在合适时与独立权利要求的特征相组合，而不仅限于权利要求中所明确记载的。
[0013]根据本发明的一个方面，提供一种用于将来自多个输入的下变频射频(RF)信号可切换地路由到多个输出的设备。所述设备包括针对每个输出的相应开关。所述设备还包括互连装置。所述互连装置包括针对每个输入的相应传输线。每个传输线包括用于将在该传输线的输入处接收的下变频RF信号路由到每个输出的开关的多个分支。每个输出的开关选择性地可操作为将传输线中一个连接到其输出。互连装置还包括多个交叉点，在所述多个交叉点处所述多个分支中的两个分支相互交叉。
[0014]根据本发明实施例的设备可以用以下方式提供下变频射频(RF)信号的可切换路由:降低交叉点的总数，和/或使在传输线之间形成并影响不希望耦合(例如磁和/或电容耦合)的交叉点的数量跟设备的切换状态无关。这可以通过以下步骤来实现，提供每个输入的传输线，每个传输线具有用于将输入信号路由到每个输出的开关的分支，其中每个输出的开关选择性可操作为将传输线的一个分支连接到其输出。由于交叉点的数量可以减少和/或跟设备的切换状态相独立，所以设备的隔离性能得到增强。
[0015]根据本发明实施例，已实现:通过布置传输线使互连装置具有一个或多个对称轴，互连装置的交叉点的数量可以进一步减少。
[0016]互连装置可以具有第一对称轴，传输线的布局关于第一对称轴对称。这使得相比没有这一对称轴的设备，交叉点的数量进一步减少。
[0017]每个输入可以位于互连装置的第一侧。每个输出可以位于互连装置的第二侧。第一侧可以和第二侧相对。输入和输出的这种布置可以使设备符合布局需要，例如与集成电路的引脚布局相关联的需要。例如，输入和输出的这种布置可以使输入和输出以及集成电路中它们相应引脚之间的连接在不相互交叉的情形下路由。
[0018]在一个示例中，输入和输出可以连接到集成电路的相应引脚，其中连接到输入的引脚位于集成电路的第一侧，连接到输出的引脚位于集成电路的第二侧，并且第一侧和第二侧相对。
[0019]在一个实施例中，设备可以有四个输入(例如正好四个输入)和四个输出(例如正好四个输出)。在一个实施例中，各传输线的分支可以具有七个(正好七个)交叉点。
[0020]互连装置可以具有第二对称轴，传输线的布局关于该第二对称轴对称。这可以使交叉点的数量相比包括只有一个对称轴或没有对称轴的互连装置的设备减少。
[0021]在一个这种实施例中，输入的一半位于互连装置的第一侧，输入的一半位于互连装置的第二侧，输出的一半位于互连装置的第三侧，输出的一半位于互连装置的第四侧，第一侧可以与第二侧相对，并且第三侧可以与第四侧相对。根据该实施例的设备可以由四个输入和输出(例如正好四个输入和正好四个输出)。各传输线的分支可以有六个(例如正好六个)交叉点。
[0022]每个传输线可以有多个分支点。每个分支点可以是传输线分为两个或更多个分支的点。在一些实施例中，例如上文所述，每个传输线可以有两个或更多个分支(例如正好两个或正好三个)。
[0023]互连装置可以设置半导体衬底上的金属化叠层上。
[0024]根据本发明的另一个方面，提供一种可切换地路由下变频射频(RF)信号的方法。所述方法包括提供根据上文所述类型的设备。所述方法还包括，操作所述设备的至少一个输出的开关，以将传输线中一个连接到所述输出。
[0025]在一个实施例中，所述方法包括路由下变频卫星电视信号。
[0026]出于本申请的目的，射频(RF)信号可以被认为是频率范围4GHz ^ f ^ 40GHz中的信号。例如，RF信号可以是以下IEEE频带之一:C频带=4-8GHz，Ku频带=12_18GHz，Ka频带=26.5-40GHzo需要注意的是，根据本发明的设备和方法来路由的下变频信号可以具有比这些RF信号更低的频率。例如，下变频信号可以具有在100MHz ^ f ^ 2GHz范围中的频率(例如在L-频带=1-2GHz中)。
【附图说明】