專利名稱：收發(fā)信機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以時分方式執(zhí)行發(fā)送和接收的時分雙工(TDD)系統(tǒng)的 收發(fā)信機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
10 作為TDD系統(tǒng)中的收發(fā)信機(jī)，迄今已知具有這樣結(jié)構(gòu)的收發(fā)信機(jī)，
其中在接收電路的前級中設(shè)置有在接收時隙的時段內(nèi)處于接通狀態(tài)的開 關(guān)電路，并且在發(fā)送/接收天線以及發(fā)送功率放大器和開關(guān)電路之間連接 有循環(huán)器。在日本特開平05-252074中描述的技術(shù)中，在發(fā)送時隙的時段 內(nèi)，將發(fā)送信號從功率放大器通過循環(huán)器提供到發(fā)送/接收天線。在接收
15時隙的時段內(nèi)，將發(fā)送/接收天線接收的接收信號通過循環(huán)器和開關(guān)電路 提供到接收電路。
然而，當(dāng)使用微波帶或毫米波帶執(zhí)行無線電通信時，上述專利文獻(xiàn) 中公開的收發(fā)信機(jī)存在以下問題。首先，在發(fā)送時段期間，接收電路的 前級中的開關(guān)電路進(jìn)入斷開狀態(tài)，并且在該斷開狀態(tài)期間，開關(guān)電路中
20的阻抗未被考慮，因此，在發(fā)送期間，從發(fā)送側(cè)看到的阻抗不會成為預(yù) 定負(fù)載(50Q)。結(jié)果，在發(fā)送期間，在開關(guān)電路中出現(xiàn)反射，從而出現(xiàn) 了發(fā)送側(cè)的功率放大器(即，發(fā)送放大器)不能以滿意的狀態(tài)操作的問 題。
其次，在近些年，隨著發(fā)送功率的增大趨勢，進(jìn)入接收側(cè)的發(fā)送功
25率呈現(xiàn)向上的趨勢。因此，接收電路前級中的開關(guān)電路需要具有阻止發(fā) 送功率進(jìn)入的較高能力。因此，必需以大尺寸的部件來構(gòu)成開關(guān)電路， 導(dǎo)致出現(xiàn)了成本增加的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠以滿意的狀態(tài)對發(fā)送放大器進(jìn)行 操作的收發(fā)信機(jī)裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供允許減少成本的收發(fā) 信機(jī)裝置。
本收發(fā)信機(jī)是以時分方式執(zhí)行發(fā)送和接收，并且在接收側(cè)設(shè)置有定
5向耦合器和單刀雙擲(以下稱為SPDT)開關(guān)的收發(fā)信機(jī)。在定向耦合器 中，接收信號輸入到第一端口；到第一端口的輸入信號分離為彼此相位 相差90。的兩個信號，并且這兩個分離的信號從第二端口和第三端口輸 出；并且第四端口端接有預(yù)定阻抗。
在第一 SPDT開關(guān)中，來自定向耦合器的第二端口的輸出信號進(jìn)入
10第一輸入端子。在通過模式期間，到第一輸入端子的輸入信號從第一輸 出端子輸出，而在阻止模式期間，第一輸入端子連接到第二輸出端子。 在第二 SPDT開關(guān)中，來自定向耦合器的第三端口的輸出信號進(jìn)入第二 輸入端子。在通過模式期間，到第二輸入端子的輸入信號從第三輸出端 子輸出，而在阻止模式期間，第二輸入端子連接到第四輸出端子。
15 根據(jù)該收發(fā)信機(jī)，通過在接收側(cè)提供端接有預(yù)定阻抗的定向耦合器
和平衡型開關(guān)，在發(fā)送期間，反射波在定向耦合器中被抵消，使得從發(fā) 送側(cè)看到的負(fù)載可以始終表現(xiàn)為預(yù)定阻抗。此外，通過將接收信號分離 為兩個信號，允許SPDT開關(guān)阻止發(fā)送功率進(jìn)入所需的能力較低，這使 得開關(guān)能夠由小型部件構(gòu)成。
20


圖1示出了根據(jù)第一實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖； 圖2示出了圖1中示出的發(fā)送器和接收器的操作的定時圖的示例； 圖3示出了根據(jù)第二實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖； 25 圖4示出了根據(jù)第三實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖5是示出VSWR的反射功率之間的比值的特性圖； 圖6示出了根據(jù)第四實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖； 圖7示出了圖6中示出的發(fā)送器和接收器的操作的定時圖的示例； 圖8示出了根據(jù)第五實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖；圖9示出了用于說明在圖8中示出的第五實施方式的發(fā)送器和接收
器中使用的接收電平閾值確定單元的特性圖10示出了用于說明在圖8中示出的第五實施方式的發(fā)送器和接收 器中使用的接收電平閾值確定單元的表格；
圖11示出了根據(jù)圖8中示出的第五實施方式的發(fā)送器和接收器的操 作的定時圖的示例；以及
圖12示出了根據(jù)第六實施方式的發(fā)送器和接收器的示意性框圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細(xì)描述該收發(fā)信機(jī)的優(yōu)選實施方式。這里，對 在以微波帶或毫米波帶發(fā)送/接收電磁波的移動無線電通信設(shè)備中的 DDT系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)裝置進(jìn)行描述。在以下描述中，相同的標(biāo)號指示相 同或等同的組件。
概要
圖1是示出收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)示例的框圖。如圖1中所示，該收 發(fā)信機(jī)在發(fā)送和接收之間共享同一天線。另外，收發(fā)信機(jī)可以在發(fā)送和 接收之間共享帶通濾波器2。在發(fā)送接收單元3中，接收側(cè)具有平衡型開 關(guān)結(jié)構(gòu)，該平衡型開關(guān)結(jié)構(gòu)包括第一定向耦合器30、用作第一開關(guān)的第 一SPDT開關(guān)31、以及用作第二開關(guān)的第二SPDT開關(guān)32。
第一定向耦合器30將輸入信號分離為彼此相位相差90。的兩個信號 并且輸出它們。第一SPDT開關(guān)31允許輸出信號中的一個在接收期間通 過，而在發(fā)送期間阻止它。第二SPDT開關(guān)32允許輸出信號中的另一個 在接收期間通過，而在發(fā)送期間阻止它。
第一實施方式
如圖1中所示，在發(fā)送接收單元3中，收發(fā)信機(jī)包括第一定向耦合 器30、第一SPDT開關(guān)31、第二SPDT開關(guān)32、具有作為發(fā)送/接收開 關(guān)電路的功能的循環(huán)器33、具有作為第一接收放大器的功能的第一低噪 聲放大器34、具有作為第二接收放大器的功能的第二低噪聲放大器35、 具有作為發(fā)送放大器的功能的大功率放大器36。循環(huán)器33包括天線用端口、接收用端口以及發(fā)送用端口。
天線用端口連接到天線1，或者當(dāng)在發(fā)送接收單元3和天線1之間
設(shè)置有帶通濾波器2時連接到帶通濾波器2。接收用端口連接到第一定向耦合器30的第一端口。發(fā)送用端口連接到大功率放大器36的輸出端子。5大功率放大器36的輸入端子連接到發(fā)送處理單元(未示出)。
在循環(huán)器33中，把到發(fā)送用端口的輸入信號輸出到天線用端口，而不輸出到接收用端口。把到天線用端口的輸入信號輸出到接收用端口，而不輸出到發(fā)送用端口。把到接收用端口的輸入信號輸出到發(fā)送用端口，
而不ir出到天線用端口。
io 第一定向耦合器30由90?；祛l耦合器(HYB)構(gòu)成，并且可操作以
將輸入到第一端口的信號分離為彼此相位相差90。的兩個信號，將分離信號中的一個從第二端口輸出，而將分離信號中的另一個從第三端口輸出。第一端口連接到循環(huán)器33的接收用端口。第二端口連接到第一SPDT開關(guān)31的第一輸入端子。第三端口連接到第二 SPDT開關(guān)32的第二輸入
15端子。第四端口連接到例如50Q的端接器37。
在第一SPDT開關(guān)31中，其第一輸出端子連接到第一低噪聲放大器34的輸入端子，并且其第二輸出端子連接到例如50Q的端接器38。在第二 SPDT開關(guān)32中，其第三輸出端子連接到第二低噪聲放大器35的輸入端子，并且其第四輸出端子連接到例如50Q的端接器39。第一低噪聲
20放大器34的輸出端子和第二低噪聲放大器35的輸出端子連接到接收處理單元(未示出)。
在控制單元4中，收發(fā)信機(jī)包括控制電路40、開關(guān)驅(qū)動電路41、以及PA驅(qū)動電路42?；赥DD控制信號，控制電路40將接收開關(guān)驅(qū)動信號和PA驅(qū)動信號分別輸出到開關(guān)驅(qū)動電路41和PA驅(qū)動電路42。例
25如，如圖2中的定時圖所示，當(dāng)PA驅(qū)動信號處于高電平時，接收開關(guān)驅(qū)動信號處于低電平，而當(dāng)PA驅(qū)動信號處于低電平時接收幵關(guān)驅(qū)動信號處于高電平。
這里，值得推薦的是，基于單個TDD控制信號，控制電路40創(chuàng)建接收開關(guān)驅(qū)動信號和PA驅(qū)動信號。這樣，可以避免接收開關(guān)驅(qū)動信號和PA驅(qū)動信號因故障等而都成為高電平。即，可以防止接收側(cè)的第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35因發(fā)送功率進(jìn)入接收側(cè)而被損壞。
當(dāng)從控制電路40輸入的接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平時，開關(guān)驅(qū)動電路41將與該接收開關(guān)驅(qū)動信號的高電平對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換為用于操作開5關(guān)的電壓。當(dāng)接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平時，第一SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32分別被切換到第一輸出端子側(cè)和第三輸出端子側(cè)。另一方面，當(dāng)接收開關(guān)驅(qū)動信號處于低電平時，第一 SPDT開關(guān)31和第二SPDT開關(guān)32分別被切換到第二輸出端子側(cè)和第四輸出端子側(cè)。
例如，當(dāng)?shù)谝?SPDT開關(guān)31和第二 SPDT幵關(guān)32都是由分流器PINio 二極管構(gòu)成的SPDT開關(guān)時，開關(guān)驅(qū)動電路41將處于TIL電平的接收開關(guān)驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為要施加給PIN 二極管的偏置電壓。
例如，當(dāng)SPDT開關(guān)被切換到端接器側(cè)時，即在阻止模式期間，把低于0伏的反向偏置電壓施加給連接到端接器側(cè)的PIN 二極管，并且把高于正向電壓的正向偏置電壓施加給連接到低噪聲放大器側(cè)的PIN 二極15管。另一方面，當(dāng)SPDT開關(guān)被切換到低噪聲放大器側(cè)時，即在通過模式期間，執(zhí)行與前述操作反向的操作。
存在第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32都由場效應(yīng)晶體管(FET)構(gòu)成的情況。在這些情況下，開關(guān)驅(qū)動電路41將處于TTL電平的接收開關(guān)驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為要施加給FET的柵極端子的控制電壓。20 例如，對于FET與傳輸線并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，當(dāng)SPDT開關(guān)被切換到
端接器側(cè)時，即在阻止模式期間，把低于限幅(pinch-off)電壓的控制電壓施加給連接到端接器側(cè)的FET的柵極端子，并且把0伏的控制電壓施加給連接到低噪聲放大器側(cè)的FET的柵極端子。另一方面，當(dāng)SPDT開關(guān)被切換到低噪聲放大器側(cè)時，即在通過模式期間，執(zhí)行與前述操作反25向的操作。對于FET與傳輸線串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，要執(zhí)行的操作與在并聯(lián)連接FET的結(jié)構(gòu)的情況下執(zhí)行的操作相反。
當(dāng)從控制電路40輸入的PA驅(qū)動信號處于高電平時，PA驅(qū)動電路42將PA驅(qū)動信號的電平轉(zhuǎn)換為用于操作大功率放大器36的電壓。如果PA驅(qū)動信號處于高電平，則大功率放大器36的電源處于接通狀態(tài)，而如果PA驅(qū)動信號處于低電平，則大功率放大器36的電源處于斷開狀態(tài)。例如，當(dāng)大功率放大器36由FET構(gòu)成時，PA驅(qū)動電路將處于TTL電平的PA驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為要施加給FET的柵極端子的控制電壓。當(dāng)要使大功率放大器36的FET導(dǎo)通時，把高于閾值電壓的電壓施加到FET的柵5極端子，而當(dāng)要使FET截止時，把低于閾值電壓的電壓施加到其柵極端子。
收發(fā)信機(jī)的操作如下。在發(fā)送期間，大功率放大器36的電源由PA驅(qū)動信號接通，從而對已由發(fā)送處理單元(未示出)輸入到大功率放大器36的信號進(jìn)行放大。從大功率放大器36輸出的信號通過循環(huán)器33，
io通過帶通濾波器2，并且從天線l輻射到空中。此時，當(dāng)?shù)谝籗PDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32具有相同阻抗(例如，它們中的每一個都是50Q或者處于開路狀態(tài))時，在第一定向耦合器30中抵消了反射波，使得從發(fā)送側(cè)看到的負(fù)載總是50Q。
此外，在發(fā)送時段期間，第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32
15已分別切換到端接器38側(cè)和端接器39側(cè)。這使得可以阻止發(fā)送功率進(jìn)入第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35中，由此使得可以防止第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35被損壞。
進(jìn)入接收側(cè)的發(fā)送功率由第一定向耦合器30分離，并且進(jìn)入第一SPDT開關(guān)31和第二SPDT開關(guān)32。因此，與由單個開關(guān)阻止發(fā)送功率
20進(jìn)入接收側(cè)的情況相比，允許第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32的電力耐受性較低。換言之，第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32中的每一個可由小型部件構(gòu)成。
例如，當(dāng)?shù)谝欢ㄏ蝰詈掀?0將進(jìn)入接收側(cè)的發(fā)送功率分為兩半時，第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32中的每一個的電力耐受性可以
25是在由單個開關(guān)阻止發(fā)送功率進(jìn)入接收側(cè)的情況下的電力耐受性的一半。在此情況下，第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32中的每一個可由小型部件構(gòu)成，該小型部件的最大許可功率比在用于阻止發(fā)送功率進(jìn)入接收側(cè)的單個開關(guān)中使用的部件小3dB，由此第一和第二 SPDT開關(guān)31和32中的每一個都可增大其尺寸。在接收時段期間，根據(jù)接收開關(guān)驅(qū)動信號，第一SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32已分別切換到第一低噪聲放大器34側(cè)和第二低噪聲放大器35側(cè)。接收信號從天線1經(jīng)由帶通濾波器2和循環(huán)器33而通過，并且進(jìn)入第一定向耦合器30的第一端口。然后，在第一定向耦合器305中，將接收信號分離為彼此相位相差90。的兩個信號。
在由第一定向耦合器30分離的信號中， 一個從第二端口輸出，而另一個從第三端口輸出。從第二端口和第三端口輸出的信號分別通過第一SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32，進(jìn)入第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35，并且在那里被放大之后，它們被發(fā)送到接收處理單元io(未示出)。在接收時段期間，大功率放大器36的電源處于斷開狀態(tài)。
第二實施方式
圖3是示出根據(jù)第二實施方式的收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3中所示，在收發(fā)信機(jī)中，第一SPDT開關(guān)31的第二輸出端子處于開路狀態(tài)，并且第二SPDT開關(guān)32的第四輸出端子處于開路狀態(tài)。其余的結(jié)15構(gòu)和操作與第一實施方式中的相同。這樣，即使第一SPDT開關(guān)31的第二輸出端子和第二 SPDT開關(guān)32的第四輸出端子未連接到的端接器，在發(fā)送期間，在第一定向耦合器30中也抵消了來自第一SPDT開關(guān)31或第二 SPDT開關(guān)32的反射波，從發(fā)送側(cè)看到的負(fù)載總是50^。第三實施方式
20 圖4是示出根據(jù)第三實施方式的收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖
4中所示，收發(fā)信機(jī)包括第二定向耦合器50、同相組合電路51、以及VSWR檢測電路52，并且可操作為使用大功率放大器36的輸出功率作為正向功率來檢測電壓駐波比(VSWR)。第二定向耦合器50連接到大功率放大器36的輸出端子。第二定向耦合器50例如由連接到500Q的端
25接器53的耦合器構(gòu)成，并且可操作為取出從大功率放大器36輸出的發(fā)
送信號的一部分。
同相組合電路51連接到第一 SPDT開關(guān)31的第二輸出端子和第二SPDT開關(guān)32的第四輸出端子。同相組合電路51以同相方式(即，以0°的相位差)組合從第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32輸入的兩個
ii信號。VSWR檢測電路52連接到第二定向耦合器50和同相組合電路51 。因為同相組合電路51和VSWR檢測電路52在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的，所以省略其詳細(xì)描述。其余的結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的相同。
在收發(fā)信機(jī)的VSWR檢測期間的操作如下。在發(fā)送時段期間，把由5第二定向耦合器50取出的信號提供到VS WR檢測電路52作為正向功率。當(dāng)輸出部分的阻抗由于天線1或線纜的劣化或故障而減小時，即使通過第二定向耦合器50且去往天線1的發(fā)送信號(它的傳送路徑由圖4中的虛線T表示)的一部分被反射，它也返回到發(fā)送接收單元3。已被反射回的信號通過帶通濾波器2和循環(huán)器33，并且進(jìn)入第一定向耦合器30 (該
io信號的傳送路徑由圖4中虛線A表示)。
已輸入到第一定向耦合器30的信號分為彼此相位相差90。的兩個信號。已由第一定向耦合器30分離的信號通過第一 SPDT開關(guān)31和第二SPDT開關(guān)32，并且進(jìn)入同相組合電路51 (這些信號的傳送路徑由圖4中的虛線B和C表示)。由同相組合電路51組合的信號被提供到VSWR
15檢測電路52，作為反向功率(該信號的傳送路徑由圖4中的虛線D表示)。VSWR檢測電路52基于由第二定向耦合器50饋送的正向功率和由同相組合電路51饋送的反向功率來檢測電壓駐波比。把檢測到的結(jié)果發(fā)送到控制單元中的錯誤處理單元(未示出)等。關(guān)于發(fā)送和接收的操作與第一實施方式中的相同。
20 圖5是示出針對VSWR檢測的反射功率之間的比值的特性圖。在圖
5中，特性曲線A、 B、 C和D示出了由圖4中的虛線A、 B、 C和D表示的傳送線中的反射功率。這里，以第一定向耦合器30將功率A的每一半分配給功率B和C的情況作為示例。
如圖5中所示，因為功率B和C彼此相位相差90。，所以以同相方
25式組合了功率B和C的功率D相比于功率A來說變化幅度較低，具體地說，功率D的變化幅度是功率A的變化幅度的0.7倍。即，根據(jù)第三實施方式，相比于將功率A直接輸入到VSWR檢測電路52，而不安裝第一定向耦合器30、第一 SPDT開關(guān)31、第二 SPDT開關(guān)32以及同相組合電路51的情況，取決于反射點(相位)的位置，可以減小針對VSWR檢測電路52的輸入的電平變化。這導(dǎo)致VSWR檢測功能的準(zhǔn)確性提高。第四實施方式
圖6是示出根據(jù)第四實施方式的收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖6中所示，收發(fā)信機(jī)包括VSWR檢測電路52、錯誤信號生成器60、隔離5裝置61、第三定向耦合器62、以及VCO驅(qū)動電路64，并且可操作為使用錯誤信號的功率作為正向功率來檢測電壓駐波比(VSWR)。錯誤信號生成器60例如由壓控振蕩器(VCO)來構(gòu)成。錯誤信號生成器60由設(shè)置在控制單元4中的VCO驅(qū)動電路64來驅(qū)動。
當(dāng)從控制電路40輸入的VCO驅(qū)動信號處于高電平時，VCO驅(qū)動電io路64將VCO驅(qū)動信號的電平轉(zhuǎn)換為用于操作錯誤信號生成器60的電壓。例如，如在圖7中示出的定時圖中，當(dāng)PA驅(qū)動信號和接收開關(guān)驅(qū)動信號都處于低電平時，即，在收發(fā)信機(jī)既不執(zhí)行發(fā)送也不執(zhí)行接收的非發(fā)送/接收時段期間，VCO驅(qū)動信號處于高電平。當(dāng)PA驅(qū)動信號和接收開關(guān)驅(qū)動信號中的任何一個處于高電平時，即，當(dāng)收發(fā)信機(jī)正執(zhí)行發(fā)送或接15收時，VCO驅(qū)動信號處于低電平。
簡而言之，錯誤信號生成器60僅當(dāng)收發(fā)信機(jī)既不執(zhí)行發(fā)送也不執(zhí)行接收時才輸出錯誤信號。因此，收發(fā)信機(jī)僅當(dāng)收發(fā)信機(jī)既不執(zhí)行發(fā)送也不執(zhí)行接收時才執(zhí)行VSWR檢測。在圖7中，盡管在每個非發(fā)送/接收時段內(nèi)VCO驅(qū)動信號處于高電平，但也可每隔合適的次數(shù)或者以合適的時20間間隔將VCO驅(qū)動信號設(shè)置為處于高電平。VCO驅(qū)動電路64通過控制其本身的輸出電壓來控制錯誤信號生成器60的振蕩頻率。
隔離裝置61作為負(fù)載穩(wěn)定器連接到錯誤信號生成器60的輸出端子。第三定向耦合器62例如由90?；祛l耦合器(HYB)構(gòu)成，并且可操作為將輸入到其第五端口的信號分離為彼此相位相差90。的兩個信號。第三定25向耦合器62將分離信號中的一個從其第六端口輸出，并且將分離信號中的另一個從其第七端口輸出。第五端口連接到隔離裝置61的輸出端子。第六端口連接到VSWR檢測電路52。第七端口連接到第二 SPDT開關(guān)32的第四輸出端子。其第八端口連接到例如50Q的端接器63。
第一 SPDT開關(guān)31的第二輸出端子連接到VSWR檢測電路52。其余的結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的相同。
在收發(fā)信機(jī)的VSWR檢測期間的操作如下。在非發(fā)送/接收時段期間，從錯誤信號生成器60輸出并且已通過隔離裝置61的錯誤信號進(jìn)入第三定向耦合器62，并且分離為兩個信號。從第三定向耦合器62的第六5端口輸出的信號被提供到VSWR檢測電路52，作為正向功率(該信號的傳送路徑由圖6中的虛線E表示)。從第三定向耦合器62的第七端口輸出的信號通過第二 SPDT開關(guān)32，進(jìn)入第一定向耦合器30的第三端口 (該信號的傳送路徑由圖6中的虛線F表示)，并且從第一端口輸出。
從第一定向耦合器30的第一端口輸出的信號通過循環(huán)器33 (該信io號的傳送路徑由圖6中的虛線G表示)，并且在大功率放大器36中被反射之后，去往天線l (該信號的傳送路徑由圖6中的虛線H表示)。當(dāng)輸出部分的阻抗由于天線1或線纜的劣化或故障而減小時，即使去往天線1的信號的一部分被反射，它也返回到發(fā)送接收單元3。已反射回的信號通過帶通濾波器2和循環(huán)器33 ，并且進(jìn)入第一定向耦合器30的第一端口 (該15信號的傳送路徑由圖6中的點劃線J表示)。
已進(jìn)入第一定向耦合器30的信號從第二端口輸出，通過第一 SPDT開關(guān)31，并且被提供到VSWR檢測電路52，作為反向功率(該信號的傳送路徑由圖6中的點劃線K表示)。VSWR檢測電路52基于由第三定向耦合器62反饋的正向功率和由第一 SPDT開關(guān)31反饋的反向功率來20檢測電壓駐波比。將檢測到的結(jié)果發(fā)送到控制單元中的錯誤處理單元(未示出)等。關(guān)于發(fā)送和接收的操作與第一實施方式中的相同。
根據(jù)第四實施方式，因為從錯誤信號獲得VSWR檢測所需的正向電
壓，所以不需要在大功率放大器36和循環(huán)器33之間提供耦合器等以將大功率放大器36的輸出電壓的一部分作為正向功率提供到VSWR檢測25電路52。因此，可以使得傳送系統(tǒng)中的通過損耗低于第三實施方式的通過損耗。這里，第三定向耦合器62還可以是耦合器。此外，作為錯誤信號生成器60的振蕩頻率，可以使用大功率放大器36的帶外頻率。第五實施方式
圖8是示出根據(jù)第五實施方式的收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖8中所示，收發(fā)信機(jī)包括具有第一檢測電路功能的第一RF檢測電路71、具有第二檢測電路功能的第二RF檢測電路72、倒相器73、第一 "與"電路74、第二"與"電路75、以及接收電平閾值確定單元76。響應(yīng)于接收電平，收發(fā)信機(jī)在第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35之間5進(jìn)行切換以接收一接收信號。在第五實施方式中，第一低噪聲放大器34和第二低噪聲放大器35在接收靈敏度(動態(tài)范圍)上彼此不同。在以下的描述中，假設(shè)第二低噪聲放大器35具有比第一低噪聲放大器34更高的接收靈敏度。
第一RF檢測電路71的輸入端子連接到第一SPDT開關(guān)31的第二輸
io出端子。第一RF檢測電路71檢測從第一SPDT開關(guān)31的第二輸出端子輸入的信號，并且感測它的接收電平。第二RF檢測電路72的輸入端子連接到第二 SPDT開關(guān)32的第四輸出端子。第二 RF檢測電路72檢測從第二 SPDT開關(guān)32的第四輸出端子輸入的信號，并且感測它的接收電平。因為這些RF檢測電路在本技術(shù)領(lǐng)域中是公知的，所以省略其詳細(xì)說明。
15 接收電平閾值確定單元76連接到第一RF檢測電路71的輸出端子和
第二RF檢測電路72的輸出端子。如圖9中所示，在接收電平閾值確定單元76中，設(shè)置閾值電壓X。接收電平閾值確定單元76將第一RF檢測電路71的輸出電壓和第二RF檢測電路72的輸出電壓與閾值電壓X進(jìn)行比較，并且將處于對應(yīng)于比較結(jié)果的電平的信號輸出到控制電路40。
20 圖10示出了第一RF檢測電路71的輸出電壓、第二RF檢測電路72
的輸出電壓、以及接收電平閾值確定單元76的輸出電壓之間的關(guān)系。如圖10中所示，在來自第一RF檢測電路71的輸出電壓對應(yīng)于未接收的情況下，如果第二RF檢測電路72的輸出電壓不高于閾值電壓X，則接收電平閾值確定單元76的輸出電壓變?yōu)榈碗娖?情況l)，而如果第二RP
25檢測電路72的輸出電壓高于閾值電壓X，則接收電平閾值確定單元76的輸出電壓變?yōu)楦唠娖?情況2)。
另一方面，在來自第二RF檢測電路72的輸出電壓對應(yīng)于未接收的情況下，如果第一RF檢測電路71的輸出電壓不高于閾值電壓X，則接收電平閾值確定單元76的輸出電壓變?yōu)榈碗娖?情況3)，而如果第一RF檢測電路71的輸出電壓高于閾值電壓X，則接收電平閾值確定單元76的輸出電壓變?yōu)楦唠娖?情況4)。這里，表述"來自第一 RF檢測電路71的輸出電壓或者來自第二RF檢測電路72的輸出電壓對應(yīng)于未接收"指因為對應(yīng)的第二 SPDT開關(guān)31和32連接到相應(yīng)的低噪聲放大器5 34和35，所以針對第一 RF檢測電路71或者第二 RF檢測電路72的輸入是微小的這樣的狀態(tài)。接收電平閾值確定單元76的輸出電壓的電平例如一直保持到執(zhí)行了電平切換為止。
控制電路40響應(yīng)于接收電平閾值確定單元76的輸出電壓而輸出LAN開關(guān)信號。在開關(guān)驅(qū)動電路41中，將該開關(guān)信號轉(zhuǎn)換為用于操作第io — SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32的電壓。該LAN開關(guān)信號在轉(zhuǎn)換為電壓之后被采用為接收LAN選擇信號。
倒相器73顛倒從開關(guān)驅(qū)動電路41輸出的接收LAN選擇信號的極性。這里，采用從第一實施方式中的開關(guān)驅(qū)動電路41輸出并且針對第一SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32執(zhí)行切換控制的信號，作為開關(guān)切換15信號。第一 "與"電路74向第一SPDT開關(guān)31輸出在接收LAN選擇信號的倒相信號和開關(guān)切換信號之間的邏輯"與"，作為第一開關(guān)切換信號。第二 "與"電路75向第二SPDT開關(guān)32輸出在接收LAN選擇信號的倒
相信號和開關(guān)切換信號之間的邏輯"與"，作為第二開關(guān)切換信號。
當(dāng)從第一"與"電路74輸出的第一開關(guān)切換信號處于高電平時，第
20 — SPDT開關(guān)31切換到第一輸出端子側(cè)，而當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)切換信號處于低電平時，第一SPDT開關(guān)31切換到第二輸出端子側(cè)。另一方面，當(dāng)從第二 "與"電路75輸出的第二開關(guān)切換信號處于高電平時，第二SPDT開關(guān)32切換到第三輸出端子側(cè)，而當(dāng)?shù)诙_關(guān)切換信號處于低電平時，第二 SPDT開關(guān)32切換到第四輸出端子側(cè)。其余的結(jié)構(gòu)與第一實施方式中
25的相同。
在收發(fā)信機(jī)的接收期間的操作如下。圖11是示出根據(jù)第五實施方式的收發(fā)信機(jī)的操作定時的定時圖。如圖ll中所示，例如，假設(shè)在接收時段期間，第一SPDT開關(guān)31已切換到第一RF檢測電路71側(cè)，并且第二SPDT開關(guān)32己切換到第二低噪聲放大器35側(cè)。在該狀態(tài)下，第二低噪聲放大器35接收一接收信號，而第一RF檢測電路71檢測接收電平。
假設(shè)第一RF檢測電路71的輸出電壓高于閾值X(圖IO中的第四種情況)。在該情況下，接收電平閾值確定單元76的輸出電壓處于高電平。在接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平的接收時段期間，從第一 "與"電路745進(jìn)入第一 SPDT幵關(guān)31的第一幵關(guān)切換信號處于低電平，而從第二"與"電路75進(jìn)入第二 SPDT開關(guān)32的第二開關(guān)切換信號處于高電平。因此，第二低噪聲放大器35接收一接收信號，而第一RF檢測電路71檢測接收電平。
在下一接收時段期間，假設(shè)第一RF檢測電路71的輸出電壓不高于
io閾值電壓X (圖10中的第三種情況)。在該情況下，接收電平閾值確定單元76的輸出電壓處于低電平。在接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平的接收時段期間，第一開關(guān)切換信號處于高電平，而第二開關(guān)切換信號處于低電平。結(jié)果，第一 SPDT開關(guān)31切換到第一低噪聲放大器34偵ij，并且第二SPDT開關(guān)32切換到第二RF檢測電路72側(cè)。因此，第一低噪聲放
15大器34接收一接收信號，而第二RF檢測電路72檢測接收電平。
在下一接收時段期間，假設(shè)第二RF檢測電路72的輸出電壓低于閾值電壓X (圖10中的第一種情況)。在該情況下，接收電平閾值確定單元76的輸出電壓處于低電平。在接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平的接收時段期間，第一開關(guān)切換信號處于高電平，并且第二開關(guān)切換信號處于低
二o電平。因此，第一低噪聲放大器34接收一接收信號，而第二RF檢測電路72檢測接收電平。
在下一接收時段期間，假設(shè)第二RF檢測電路72的輸出電壓高于閾值電壓X (圖10中的第二種情況)。在該情況下，接收電平閾值確定單元76的輸出電壓處于高電平。在接收開關(guān)驅(qū)動信號處于高電平的接收時
25段期間，第一開關(guān)切換信號處于低電平，并且第二開關(guān)切換信號處于高電平。結(jié)果，第一SPDT開關(guān)31切換到第一RF檢測電路71，并且第二SPDT幵關(guān)32切換到第二低噪聲放大器35側(cè)。因此，第二低噪聲放大器35接收一接收信號，而第一RP檢測電路71檢測接收電平。在接收期間的其余操作以及關(guān)于發(fā)送的操作與第一實施方式中的相同。第六實施方式
圖12是示出根據(jù)第六實施方式的收發(fā)信機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖12中所示，代替循環(huán)器，收發(fā)信機(jī)具有連接在大功率放大器36和第一定向耦合器30之間的第四定向耦合器80，以及帶通濾波器2。第四定向耦5合器80例如由90。混頻耦合器(HYB)構(gòu)成。其第九端口連接到帶通濾波器2。其第十端口連接到大功率放大器36的輸出端子。其第十一端口連接到第一定向耦合器30的第一端口。其第二端口例如連接到50Q的端接器81。其余的結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的相同。
因為根據(jù)第一實施方式的循環(huán)器33和根據(jù)第六實施方式的第四定
10向耦合器80在特性上有區(qū)別，所以必需注意以下要點。例如，當(dāng)收發(fā)信機(jī)用于高輸出設(shè)備時，必須減少傳送系統(tǒng)的通過損耗。因此，優(yōu)選地不是使用3dB的一致分布類型，而是使用非一致的分布類型以減少傳送系統(tǒng)的通過損耗，如構(gòu)成第四定向耦合器80的90?；祛l耦合器。相比于使用循環(huán)器的情況，使用90°混頻耦合器增加了當(dāng)在天線1側(cè)出現(xiàn)發(fā)送功
15率的反射時返回到大功率放大器36的功率。因此，當(dāng)代替循環(huán)器而使用90°混頻耦合器時，優(yōu)選地在認(rèn)為其天線1無故障的設(shè)備中使用它，或者在不造成大功率放大器36的故障的條件下使用它。而且，在上述第二到第五實施方式中的每一個中，也可代替循環(huán)器而使用第四定向耦合器80。
20 如上所述，根據(jù)每個實施方式，因為在發(fā)送期間從接收側(cè)看到的負(fù)
載總是50Q，所以能以滿意的狀態(tài)操作大功率放大器36。此外，因為第一 SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32中的每一個可由小型部件構(gòu)成，所以可實現(xiàn)成本的降低。而且，相比于在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以及天線1之間設(shè)置大型TDD開關(guān)的情況，可以用小型且便宜的電路結(jié)構(gòu)來構(gòu)造系統(tǒng)。25在該情況下，由于不需要大型TDD開關(guān)，所以可減少發(fā)送功率。
這使得可以將小型放大器用作大功率放大器36。這導(dǎo)致功耗的降低，由此允許減小散熱片的尺寸。
相比于在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以及天線1之間設(shè)置循環(huán)器，并且在該循環(huán)器和接收側(cè)之間設(shè)置大隔離裝置的情況，根據(jù)每個實施方式的收發(fā)信機(jī)可以用小型電路結(jié)構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)。此外，因為不需要第一SPDT開關(guān)31和第二 SPDT開關(guān)32具有阻止發(fā)送功率進(jìn)入的高能力，所以可減小接收側(cè)的設(shè)備電阻，這導(dǎo)致成本降低。因此，根據(jù)每個實施方式的收發(fā)信機(jī)適于以微波帶或毫米波帶發(fā)送/接收電磁波的移動無線電通信設(shè)備或者以5微波帶或毫米波帶發(fā)送/接收電磁波的雷達(dá)設(shè)備中的時分型收發(fā)信機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種收發(fā)信機(jī)裝置，其能夠操作以按時分方式在發(fā)送時段期間從公用天線發(fā)送信號而在接收時段期間通過該公用天線接收信號，該收發(fā)信機(jī)裝置包括第一定向耦合器，其具有第一、第二和第三端口，用于通過該第一端口接收信號，而通過該第二端口輸出第一信號和通過該第三端口輸出第二信號，該第一信號和該第二信號彼此相位相差90度；第一開關(guān)，其包括連接到該第二端口的第一輸入端子、第一輸出端子、以及第二輸出端子，用于在該第一輸入端子連接到該第一輸出端子的通過模式期間的第一連接狀態(tài)與該第一輸入端子連接到該第二輸出端子的阻止模式期間的第二連接狀態(tài)之間進(jìn)行切換；以及第二開關(guān)，其包括連接到該第三端口的第二輸入端子、第三輸出端子、以及第四輸出端子，用于在該第二輸入端子連接到該第三輸出端子的通過模式期間的第三連接狀態(tài)與該第二輸入端子連接到該第四輸出端子的阻止模式期間的第四連接狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括第一接收放大器，其用于放大從該第一輸出端子輸出的信號；和第二接收放大器，其用于放大從該第三輸出端子輸出的信號。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括發(fā)送放大器；和接收和發(fā)送切換電路，其用于將從該發(fā)送放大器輸出的信號發(fā)送到 該公用天線，和將從該公用天線發(fā)送的信號發(fā)送到該第一端口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括控制單元，該控 25制單元用于控制該第一開關(guān)和該第二開關(guān)，以把第一開關(guān)和該第二開關(guān)設(shè)置為發(fā)送時段期間的阻止模式和把第一開關(guān)和該第二幵關(guān)設(shè)置為接收 時段期間的通過模式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其中，該第一開關(guān)的該第二輸出端子和該第二開關(guān)的該第四輸出端子端接有單獨的預(yù)定阻抗。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其中，該第一開關(guān)的該第 二輸出端子和該第二開關(guān)的該第四輸出端子單獨地在端部開路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括 第二定向耦合器，其用于取出從該發(fā)送放大器輸出的信號中的一部分；組合電路，其用于在該阻止模式期間組合從該第二輸出端子輸出的信號和從該第四輸出端子輸出的信號；以及檢測電路，其用于基于從該第二定向耦合器輸出的信號的功率和從 該組合電路輸出的信號的功率來檢測電壓駐波比。
8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括錯誤信號生成器，其用于生成錯誤信號；第三定向耦合器，其具有第五端口、第六端口以及第七端口，用于 在該第五端口處接收該錯誤信號，并且從該第六端口和該第七端口輸出 該錯誤信號； 檢測電路，其用于基于以下兩個信號的功率來檢測電壓駐波比，所述兩個信號中的一個信號從該第六端口輸出，所述兩個信號中的另一個 信號接連從該第七端口輸出，通過該第二開關(guān)和該第一定向耦合器饋送， 在該第一定向耦合器和該公用天線之間反射，通過該第一定向耦合器和 該第一開關(guān)饋送，并且從該第一開關(guān)輸出；以及 控制單元，其用于控制該錯誤信號生成器以使該錯誤信號生成器在發(fā)送時段與接收時段之間的時段期間生成該錯誤信號，并且控制該第一 開關(guān)和該第二開關(guān)以把該第一開關(guān)和該第二開關(guān)設(shè)置為阻止模式。
9、根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括第一檢測電路，其用于檢測從該第一開關(guān)的該第二輸出端子輸出的 信號的第一量；第二檢測電路，其用于檢測從該第二開關(guān)的該第四輸出端子輸出的信號的第二量；開關(guān)控制單元，其用于控制該第一開關(guān)和該第二開關(guān)，以使該第一 開關(guān)和該第二開關(guān)在發(fā)送時段期間變成阻止模式，并且基于該第一量和該第二量中的一個在接收時段期間控制該第一開關(guān)和該第二開關(guān)中的一 個開關(guān)以使該一個開關(guān)變成通過模式，而控制該第一開關(guān)和該第二開關(guān) 中的另一個開關(guān)以使該另一個開關(guān)變成阻止模式。
10、根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)信機(jī)裝置，其還包括控制單元，該控制單元用于控制該發(fā)送放大器的電源，使得在通過該公用天線發(fā)送信 號期間接通該發(fā)送放大器，而在通過該公用天線接收信號期間斷開該發(fā) 送放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及收發(fā)信機(jī)。提供了一種收發(fā)信機(jī)裝置，其中在接收側(cè)包括定向耦合器和單刀雙擲開關(guān)。在定向耦合器中，輸入接收信號，并將其分離成彼此相位相差90°的兩個信號，并且將兩個分離信號輸出到單刀雙擲開關(guān)。每個單刀雙擲開關(guān)在通過模式期間將每個分離信號輸出到連接至放大器的輸出端子，而在阻止模式期間將其輸出到端接有預(yù)定阻抗的端子。
文檔編號H04B1/44GK101465665SQ200810187130
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者大川滋, 橫山敬, 葛西正浩 申請人:富士通株式會社