[发明专利]无线控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线控制设备，特别用于消费电子、例如个人计算机或娱乐设备。

背景技术

通常所有的遥控设备都需要自身的电源（典型地为电池）。然而，除了当电池用尽时对用户来说存在麻烦之外，对于用户和厂商来说都还存在必须被安全处理的大量电池的环境问题和随之发生的开销。

已经提出了很多方案以便降低这些设备的功率消耗，从而不用太频繁地更换电池，但是这仅仅减弱了问题而不是避免了问题。关于此的一个例子是US6507763，其提到使用射频无线键盘来替代红外线键盘，原因是RF键盘消耗较少的功率。它没有为用户解决这样的麻烦：不得不针对不同设备保存很多不同型号的备用电池，以防止在不方便外出购买新电池时用尽电池。

这样的遥控设备的另一个特点是，它们必须在没有物理连接的情况下将数据传输给计算机或者娱乐设备。在US5365230中描述了关于此的一个例子，其使用在可变磁场中编码的扫描码来使计算机可以确定用户按了哪个键。然而，该键盘仍然需要位于键盘内部的独立电源，具有附带的问题。此外，输入信号可能相对弱，从而限制了遥控设备可以工作的距离。

US2006/0281435描述了一种功率收集方法，用于通过将接收到的AC整流为DC从而收集四周的或定向的RF能量来为未加限制的设备（包括集成电路、例如用于警报的RFID传感器）供电或者对其上的已有电源进行加强。

发明内容

根据本发明的第一方面，无线控制设备包含天线和功率收集器，所述功率收集器用于从入射到天线上的射频信号中生成用于设备的功率；所述设备还包含上变频级；所述上变频级包含第一端口和第二端口，所述第一端口用于接收待上变频的控制信号，而所述第二端口用于接收入射的射频信号并且在上、下边带频率处输出上变频后的控制信号；其中所述天线与所述第二端口耦合。

本发明提供了一种无线控制设备，其能够收集入射的射频信号以便为设备供电，同时还使用该信号来对信号进行上变频以便传输。

优选地，上变频级包含低噪声放大器和两端口混合器。

优选地，上变频级包含两端口参量放大器。

优选地，在参量放大器的第一端口处提供低噪声放大器。

优选地，两端口参量放大器包含一对变容二极管，所述变容二极管连接在第一端口和第二端口之间；其中从第一端口处观察，所述二极管并联连接，而从第二端口处观察，其串联连接；其中第一端口通过低噪声放大器接收输入信号；并且其中，第二端口接收入射的本地振荡器信号并且将上变频后的放大了的输入信号进行输出。

优选地，功率收集器为低噪声放大器提供DC电源。

优选地，功率收集器包含Cockcroft Walton倍增器。

优选地，功率收集器包含阻抗电路，以便在整流为DC之前增加来自本地振荡器的可用的RF电压。

优选地，功率收集器还包含耦合在混合器的第二端口和天线之间的功率分配器。

优选地，功率分配器在两个输出之间分配入射的本地振荡器频率，一个输出与功率收集器相连接并且另一个输出与上变频级的第二端口相连接。

优选地，功率分配器包含定向耦合器和Wilkinson耦合器中的一个。

优选地，第二端口接收在2GHz到3GHz频率范围内的信号。

优选地，无线控制设备是游戏控制台遥控器、个人娱乐遥控器、键盘或鼠标中的一个。

按照本发明的第二方面，无线系统包含按照第一方面的设备以及主机，所述主机进一步包含用于产生射频信号的信号发生器和从中发送射频信号的天线。

附图说明

现在，参考附图来描述按照本发明的无线控制设备的例子，其中：

图1示出了按照本发明的无线控制设备的例子；

图2更详细地示出了使用在按照本发明的无线控制设备中的上变频器的例子；

图3更详细地示出了在图2的上变频器中的混频器；

图4示出了对图2的上变频器所进行的功率收集，使用在图1的无线控制设备中；

图5A示出了对称的功率分配器；

图5B示出了非对称的功率分配器；

图6A示出了正交混合支线分配器（quadrature hybrid branch line splitter）；

图6B示出了边缘耦合器（edge coupler）；

图7示出了简单的整流器电路，用作在图4的设备中的功率收集器；