用于电短天线的RF发射器制造技术

技术编号:8776125 阅读:180 留言:0更新日期:2013-06-09 18:23
本发明专利技术公开了用于电短天线的RF发射器(1),具有用于连接到电短天线(100)的相应天线端子(101,102)以传输电磁信号(TX)的两个天线输出端子(10,11),所述发射器(1)包括电容性储能器(2)、输出级(31,32)、具有打开状态和闭态的切换电路(9),当天线连接到电容性储能器时,电容性储能器适于与天线形成具有谐振频率f0和质量因子Q的谐振电路(2,100),输出级适于将电传输信号提供给谐振电路,切换电路(9)包括在打开状态和闭态之间切换并通过电容性储能器(2)形成的电容(21,23,33,34)连接到天线输出端子(10,11)的第一晶体管(24,25,311,312),使得跨打开状态切换电路(9)出现的最大信号电压低于跨天线输出端子出现的最大信号电压,所述发射器(1)适于通过改变闭态切换电路(9)的串联电阻而临时改变质量因子Q。

【技术实现步骤摘要】
用于电短天线的RF发射器
本专利技术涉及用于经电短天线发射电磁信号的射频(RF)发射器。本专利技术例如可用在涉及便携式装置和/或电池运行的装置的无线通信中,如听力装置和辅助装置之间的无线通信。听力装置例如可以是用于补偿听力受损人员的听觉能力损失的助听器或用于提高正常听力人员的听觉能力的听音装置。
技术介绍
用于发射电磁信号的RF天线优选设计成具有所发射信号波长的至少四分之一的大小,因为这通常得到高天线效率、宽带宽和实质上真实的输入阻抗。然而,许多装置并没有足够大以满足该条件的天线空间。对于具有频率如100MHz的RF信号,波长的四分之一等于0.75m。因而,常常使用远小于波长的四分之一的天线。这样的天线通常称为“电短”或“电小”天线。电短天线固有地展现低辐射电阻和低效率。它们的效率可通过降低天线及相关电路中的电阻损耗而得以增加,然而,这将增大天线的质量因子(Q)进而使得带宽减小。在为50的典型质量因子时,天线的3-dB带宽为中心频率的2%。共同未决专利申请EP11184079.9和对应的临时专利申请US61/543,821公开了用于经电短天线传输电磁信号的发射器。该发射器包括电抗性储能器,其与天线形成谐振电路。该发射器还包括多个输出级,这些输出级向谐振电路提供电传输信号。电传输信号用信息信号调频和/或调相,因而具有根据信息信号变化的瞬时频率。为使能有效地传输带宽超过谐振电路带宽的电磁信号,发射器根据信息信号、通过改变储能器的有效电抗而动态改变谐振电路的谐振频率。用于改变储能器的有效电抗的电子开关元件必须进行保护以避免天线端子处出现的高电压。因此,电子开关元件不直接连接到天线端子,而是经串联连接的电容器形成的分压器间接连接。各个输出级的输出类似地经电容器连接到天线端子,从而形成相较输出级的输出处在天线端子处产生更高信号电压的阻抗变压器。在上面提及的共同未决专利申请公开的实施例中,发射器还包括连接到谐振电路的接收器电路,这使发射器能用作半双工收发器。然而,在接收模式下,发射器不能利用谐振电路的谐振频率的动态变化,因为这需要在接收信号之前知道所接收的信号的瞬时频率,该信息显然仅在接收信号之后才可得到。用于临时增加谐振电路的带宽因而增加接收器的带宽的备选方法为临时向天线端子添加电阻性负载,例如借助于电子开关元件。该方法未在上面提及的申请中公开,但在本领域总体上已知,如从专利申请FR2911805获知。同样的方法也可用于在发射期间临时增加谐振电路的带宽,例如以使带宽超出谐振电路带宽的信号的传输可通过动态改变谐振电路的谐振频率实现。然而,借助于开关向天线端子直接添加电阻性负载将使开关遭受跨天线端子出现的、可能很大的信号电压,这会损坏开关或缩短其寿命。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供RF发射器,其使能临时改变谐振电路的带宽而没有上面提及的缺点。本专利技术的进一步的目标在于提供包括连接到电短天线的前述发射器的便携式装置和助听器。本专利技术的另一目标在于将前述发射器用于经电短天线传输电磁信号而没有上面提及的缺点。本专利技术的这些及其它目标由独立权利要求及下面的描述中限定的专利技术实现。本专利技术的进一步的目标由从属权利要求和本专利技术的详细描述中限定的实施方式实现。本专利技术基于具有两个天线输出端子的RF发射器,天线输出端子用于连接到电短天线的相应天线端子以传输电磁信号。该发射器包括电容性储能器、输出级、具有打开状态和闭态的切换电路。当天线连接到电容性储能器时,电容性储能器适于与天线形成具有谐振频率和质量因子的谐振电路。输出级适于将电传输信号提供给谐振电路。切换电路包括在打开状态和闭态之间切换并通过电容性储能器形成的电容连接到天线输出端子的第一晶体管,使得跨打开状态切换电路出现的最大信号电压低于跨天线输出端子出现的最大信号电压。为使能临时改变谐振电路的带宽,发射器适于通过改变闭态切换电路的串联电阻而改变质量因子。所获得的解决方案使能临时改变质量因子而没有上面提及的、现有技术的缺点。具体地,不需要向发射器添加专用损耗电阻,及不需要在可能遭受高天线电压的地方添加开关。所获得的解决方案为具有相当高总功率效率的、非常紧凑的发射器设计。优选地,发射器还适于通过控制施加到第一晶体管的栅极电压从而改变第一晶体管的固有导通电阻而改变闭态切换电路的串联电阻。这使能特别简单地控制质量因子。优选地,切换电路还包括安排成与第一晶体管串联的第二晶体管,及发射器还适于通过控制施加到第二晶体管的栅极电压改变切换电路的串联电阻。优选地,切换电路还包括与第二晶体管并联连接的电阻器。这使能实现预定的质量因子。优选地,发射器还适于通过在切换电路的打开状态和闭态之间切换临时改变谐振频率。优选地,切换电路包括在输出级中。优选地,第一晶体管为输出级的输出晶体管。优选地,发射器还包括适于控制闭态切换电路的串联电阻的带宽控制器。优选地,发射器还包括适于校准带宽控制器的校准装置。优选地,校准装置适于使输出级向谐振电路提供电传输信号及适于根据电传输信号确定质量因子。这使能简单且鲁棒地校准带宽控制器。优选地,校准装置包括电流测量装置,用于确定通过输出级的输出晶体管的电流并适于根据所确定的电流确定质量因子。这使能准确地校准。发射器可包括连接成接收来自谐振电路的信号的接收器电路。这使发射器能用作收发器且还有助于发射器的自动调谐和校准。发射器优选可组合在便携式装置如听力装置中。发射器可用于经电短天线发射电磁信号。在本说明书中,“听力装置”指装置如助听器或有源耳朵保护装置,其适于通过接收来自个体环境的声信号、以电子方式修改声信号、及向个体的至少一只耳朵提供听得见的信号而改善或提高个体的听觉能力。前述听得见的信号可以辐射到个体外耳内的声信号、作为机械振动通过个体头部的骨结构传到个体内耳的声信号和/或直接或间接传到个体耳蜗神经的电信号的形式提供。听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴,例如作为安排在耳后的单元,具有将辐射的声信号导入耳道的管或具有安排在靠近耳道处或耳道中的扬声器,作为全部或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元,作为附着到植入颅骨的固定装置的单元等。更一般地,听力装置包括用于从个体环境接收声信号并提供对应的电输入信号的输入变换器、用于处理电输入信号的信号处理电路、及用于根据处理后的信号将听得见的信号提供给个体的输出变换器。“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统,及“双耳听力系统”指包括一个或两个听力装置并适于向个体的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括“辅助装置”,其与听力装置通信并影响和/或受益于听力装置的功能。辅助装置例如可以是遥控器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统或音乐播放器。听力装置、听力系统或双耳听力系统可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失或提高正常听力人员的听觉能力。除非明确指出,在此所用的单数形式的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解,说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解,除非明确指出,当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时,可以是直接连接或耦合到其他元本文档来自技高网
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用于电短天线的RF发射器

【技术保护点】
一种发射器(1),具有用于连接到电短天线(100)的相应天线端子(101,102)以传输电磁信号(TX)的两个天线输出端子(10,11),所述发射器(1)包括电容性储能器(2)、输出级(31,32)、具有打开状态和闭态的切换电路(9),当天线(100)连接到电容性储能器(2)时,电容性储能器适于与天线形成具有谐振频率f0和质量因子Q的谐振电路(2,100),输出级(31,32)适于将电传输信号提供给谐振电路(2,100),切换电路(9)包括在打开状态和闭态之间切换并通过电容性储能器(2)形成的电容(21,23,33,34)连接到天线输出端子(10,11)的第一晶体管(24,25,311,312),使得跨打开状态切换电路(9)出现的最大信号电压低于跨天线输出端子(10,11)出现的最大信号电压,其特征在于:所述发射器(1)适于通过改变闭态切换电路(9)的串联电阻而临时改变质量因子Q。

【技术特征摘要】
2011.11.25 EP 11190731.71.一种发射器(1),具有用于连接到电短天线(100)的相应天线端子(101,102)以传输电磁信号(TX)的两个天线输出端子(10,11),所述发射器(1)包括电容性储能器(2)、输出级(31,32)、具有打开状态和闭态的切换电路(9),当天线(100)连接到电容性储能器(2,21,22,23,33,34)时,电容性储能器适于与天线形成具有谐振频率f0和质量因子Q的谐振电路(2,100),输出级(31,32)适于将电传输信号提供给谐振电路(2,100),切换电路(9)包括在打开状态和闭态之间切换并通过电容性储能器(2)形成的一电容(21,23,33,34)连接到天线输出端子(10,11)的第一晶体管,使得跨打开状态切换电路(9)出现的最大信号电压低于跨天线输出端子(10,11)出现的最大信号电压,及其中所述发射器(1)适于通过改变切换电路(9)的串联电阻而改变质量因子Q,其中改变所述串联电阻通过将切换电路(9)变到其交替状态实现;及其中所述发射器还适于通过控制施加到第一晶体管(24,25,311,312)的栅极电压从而改变第一晶体管(24,25,311,312)的固有导通电阻而改变闭态切换电路(9)的串联电阻。2.根据权利要求1所述的发射器,其中切换电路(9)还包括安排成与第一晶体管(24,25,311,312)串联的第二晶体管(401),及所述发射器(1)还适于通过控制施加到第二晶体管(...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·T·克里斯滕森
申请(专利权)人:奥迪康有限公司
类型:发明
国别省市:

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