增加发送放大器的输出阻抗的方法与装置制造方法及图纸

一个通信单元（２００）使用一种方法和装置，用以在该通信单元的接收方式下增加一个发送放大器的输出阻抗。该通信单元包括一个发送放大器，一组天线（２０９），以及一部信号接收机（２１１），并且至少可以在一种发送方式和一种接收方式下进行工作。在发送方式下，含有一个放大器部件（２０１）的该发送放大器放大一组输入信号（２２１），并将该已放大的信号（２３３）送往该天线以便发送。在接收方式下，该天线接收诸信号，并将所接收的诸信号送往该信号接收机。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及双向通信单元，特别是，涉及使一个半双工或时分复用通信单元能在没有一个天线开关的条件下进行工作。各种无线通信单元都是人们熟知的。其中，这些单元包括，各种双向无线设备以及各种无线话，并且典型地包括一部发射机，一部接收机，以及一组天线。该发射机典型地包括一个信息信号源以及一个发送放大器。已知各种无线通信单元能提供全双工和半双工工作。一个提供全双工工作的通信单元允许该通信单元在同一时间进行发送(典型地在一个发送频率上)和接收(典型地在一个不同于该发送频率的接收频率上)。一个提供半双工工作的通信单元要求该通信单元在不同时间进行发送和接收。因此，在使用半双工通信单元的条件下，为了接收一组通信(信号)，该用户必须停止发送，而在使用全双工通信单元的条件下，该用户可以在同一时间进行接收和发送。在各种时分多址接入系统中，该通信单元可以提供时分复用工作，它像全双工工作一样，允许该用户在无需停止通话的条件下去接收一组通信(信号)，但也像半双工工作那样，要求信息的实际发送和接收在被称为诸时隙的不同的诸时间间隔内发生。在一个典型的半双工或时分复用通信单元中，该接收机和该发射机经由一个天线开关被间歇地连接到该天线。在附图说明图1中以方框图的形式描述了这样一种典型的时分复用通信单元100的发送放大器和接收机两部分。该通信单元100的发送放大器部分包括一个放大器部件101，一个直流(DC)电源103(例如，一组电池)，一个电源电压控制器105，一个偏置控制器107，以及一个天线开关109。该通信单元100的接收部分包括一根传输线115，它具有相当于该通信单元100的发送频率的四分之一波长的电长度，一个PIN二极管119，它被连接于该传输线115以及一个信号公共端121之间，一个直流阻隔(隔直)电容器117，以及一个信号接收机113。在发送过程中(例如，在一个发送时隙内)，一个输入信号123(例如，已调制的语音或数据)被施加到该放大器部件101，它基于一个所施加的电源电压125以及一个所施加的偏置电压127(例如，当该放大器部件101是一个场效应管(FET)时)或偏置电流(例如，当该放大器部件101是一个双极型结型晶体三极管(BJT)时)，对该输入信号123进行放大。根据已知的技术，通过分别地向该电源控制器105施加一个电源控制信号133以及向该偏置控制器107施加一个偏置控制信号131，来提供该电源电压125以及该偏置电压127。除了该电源和偏置控制信号以外，一个天线开关控制信号135被施加到该天线开关109，将该发送放大器的放大器部件101的输出连接到一组天线111，以便进行该已放大信号的无线发送。为了避免该已放大信号进入(并且可能损坏)该信号接收机113，一个接收使能/禁止控制信号(Vc)129被施加到该PIN二极管119，使得该PIN二极管119导通，并且通过该PIN二极管119，有效地使该四分之一波长传输线115与该信号接收机相连的一端进入短路状态。通过使该传输线115短路，该传输线115有效地对该发送放大器的输出端呈现出开路阻抗，由此实质上允许全部的已放大信号都被送往该天线111。在接收过程中(例如，处于一个接收时隙)，该接收使能/禁止控制信号(Vc)129，该电源电压125，以及该偏置电压127全都被撤除，并且该天线开关控制信号被调整到使该天线开关109在该发送放大器以及该天线111之间发生开路，由此使得被该天线111所接收的信号经由该直流阻隔电容器117进入该信号接收机113。若没有该天线开关109的存在，则该发送放大器的输出阻抗(对于一个砷化镓FET放大器部件来说，在不施加电源电压或偏置电压时，典型地为100欧姆)将成为该已接收信号的负载，由此降低了被施加到该信号接收机113的已接收信号的幅度，并且，实际上，不受欢迎地降低了该通信单元100的接收灵敏度。如上所述，虽然该天线开关109用于在该通信单元100的发送和接收两部分之间起到隔离作用的目的，但由于它在该发送路径上引入了附加的损耗，使得它工作于低效状态。该天线开关的附加损耗要求该放大器部件101产生比没有天线开关109时更高的输出功率。为了产生较高的输出功率，该放大器部件101必须消耗附加的直流功率(假设放大器效率很小变化或无变化)，这在实质上减少了通话时间。例如，在不用天线开关时，对一个工作效率为40％、在发送期间向该天线提供相对于1毫瓦为27分贝的发送放大器来说，该发送放大器消耗大约1.25瓦的直流功率。在使用天线开关109并假设该天线开关的插入损耗为0.5分贝的条件下，该发送放大器所消耗的直流功率的数值增加到1.4瓦。与不用天线开关时相比，直流功耗的增加使得通话时间大约减少了12％。因此，存在一种对于在接收方式下增加该通信单元的发送放大器的输出阻抗的方法与装置的需求，以便消除对一个天线开关的需求，由此允许该发送放大器消耗较小的直流功率，同时减轻该发送放大器对已接收的诸信号的影响。图1表示一个典型的双向无线通信单元的发送放大器和接收机两部分的方框图。图2表示根据本专利技术的一个优选实施例的一个双向无线通信单元的发送放大器和接收机两部分的方框图。图3表示一时序图，它描述图2的通信单元在发送和接收诸时隙内的电源电压，放大器偏置电压，以及放大器输出阻抗。图4表示根据本专利技术的优选实施例的通信单元在接收方式下，为了增加一个发送放大器的输出阻抗而由一个通信单元执行的诸步骤的逻辑流程图。一般来说，本专利技术包含一种方法和装置，用以在该通信单元的接收方式下增加一个通信单元的发送放大器的输出阻抗。一个包括一个发送放大器，一组天线，和一部信号接收机的通信单元至少能在一种发送方式和一种接收方式下工作。在发送方式下，含有至少一个放大器部件的该发送放大器放大一组输入信号，并向该天线提供已放大的信号，用于无线发送。在接收方式下，该天线接收各种无线信号，并向该信号接收机提供已接收的各种信号。为了在接收方式下减轻该发送放大器对已接收的诸信号的影响，并且在发送方式下，在介于该发送放大器以及该天线之间的发送路径上不引入附加的损耗，该通信单元，在接收方式下，直接地将该发送放大器连接到(例如，经由一根传输线)该天线，并向该放大器部件施加一个偏置以增加该发送放大器的输出阻抗，使得该发送放大器不致于显著地成为已接收的诸信号的负载。通过在接收方式下以这种方式来增加该发送放大器的输出阻抗，本专利技术在不需要一个天线开关的条件下，在一个双向通信单元的发送和接收两部分之间提供了充分的隔离，由此降低了该发送放大器的射频(RF)输出功率以及对直流输入功率的需求。参考图2-4，将能更充分地理解本专利技术。图2表示根据本专利技术的一个优选实施例的一个双向无线通信单元200的发送放大器和接收机两部分的方框图。该通信单元200的发送放大器部分包括至少一个放大器部件201，一个直流(DC)电源203(例如，一组电池)，一个电源电压控制器205，以及一个偏置控制器207。该通信单元200的接收机部分包括一根传输线213，它具有相当于该通信单元200的一个发送频率的四分之一波长的电长度，一个PIN二极管217，它被连接于该传输线213以及一个信号公共端219之间，一个直流阻隔电容器215，以及一个信号接收机21本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一个含有一个发送放大器以及一组天线的通信单元中，该通信单元可以至少在一种发送方式和一种接收方式下工作，一种用于在接收方式下增加该发送放大器的输出阻抗的方法，该方法包括下列诸步骤：在接收方式下：将该发送放大器连接到该天线；以及向 该发送放大器的一个放大器部件施加一个第一偏置，以增加该发送放大器的输出阻抗。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古斯塔沃D雷泽洛维奇，丹尼斯G安森，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]