УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА РАДИОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА РАДИОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА
DEVICE FOR TRANSMISSION/RECEPTION OF RADIO FREQUENCY SIGNAL AND METHOD FOR TRANSMISSION/RECEPTION OF RADIO FREQUENCY SIGNAL

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Кореи № 10-2006-0006938, поданной 23 января 2006 г., заявки на патент Кореи № 10-2006-0006939, поданной 23 января 2006 г., заявки на патент Кореи № 10-2006-0026606, поданной 23 марта 2006 г., заявки на патент Кореи № 10-2006-0079912, поданной 23 августа 2006 г., и заявки на патент Кореи № 10-2006-0079914, поданной 23 августа 2006 г., которые, тем самым, включены по ссылке так, как будто полностью сформулированы здесь.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству передачи/приема радиочастотного (РЧ) сигнала и способу передачи/приема радиочастотного сигнала и, более конкретно, к устройству передачи/приема радиочастотного (РЧ) сигнала, которое имеет простую структуру и превосходные характеристики передачи/приема сигнала, и способу передачи/приема радиочастотного сигнала с использованием этого устройства.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время в мобильном телефоне применяются различные схемы беспроводной связи, например схемы беспроводной связи типа глобальной системы для мобильной связи (GSM), множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) и широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA), схемы беспроводной связи типа беспроводной локальной сети (WLAN) и глобального взаимодействия для микроволнового доступа (стандарта Wimax), схемы беспроводной связи, такие как ультраширокополосные (UWB) и BLUETOOTH, схемы беспроводной связи, основанные на системе глобального определения местоположения (GPS) и т.д. В результате налицо имеется увеличивающийся спрос на микросхемы беспроводной передачи/приема, способные обрабатывать различные схемы связи, которые являются малыми по размеру, превосходными по эффективности приема и с малой потребляемой мощностью. Кроме того, предоставление многих услуг беспроводной связи включает в себя увеличивающийся спрос на микросхему беспроводной передачи/приема, которая преодолевает помехи от внешних сигналов и является стабильной в беспроводных средах.
Фиг.1 иллюстрирует пример устройства передачи/приема радиочастотного сигнала. Как показано на этом чертеже, обычное устройство для передачи и приема радиочастотного (РЧ) сигнала содержит антенный РЧ переключатель 10, соединенный с антенной, процессор 20 сигнала приема и процессор 30 сигнала передачи, подсоединенные обычно к антенному РЧ переключателю 10, и синтезатор 40 частот и модем 50, обычно подсоединенный к процессору 20 сигнала приема и процессору 30 сигнала передачи. Функционирование обычного устройства передачи/приема радиочастотного сигнала описано ниже со ссылками на фиг.1.
Антенный РЧ переключатель 10 передает или принимает РЧ сигнал так, что он передается с малыми потерями между антенной и процессором 20 сигнала приема или между процессором 30 сигнала передачи и антенной.
Антенный РЧ переключатель 10 включает в себя полосовой фильтр диапазона приема РЧ и полосовой фильтр диапазона передачи РЧ. Полосовой фильтр диапазона приема РЧ имеет один вывод, подключенный к антенне, и другой вывод, соединенный с процессором 20 сигнала приема, и полосовой фильтр диапазона передачи РЧ имеет один вывод, подключенный к процессору 30 сигнала передачи, и другой вывод, соединенный с антенной. РЧ сигнал, прошедший через антенну и процессор 20 сигнала приема, и РЧ сигнал, прошедший через процессор 30 сигнала передачи, могут быть разделены друг от друга до очень высокой степени разделения частот на основании характеристик полосовых фильтров, включенных в антенный РЧ переключатель 10.
Соответственно, антенный РЧ переключатель 10 разделяет РЧ сигнал, который должен быть подан на процессор 20 сигнала приема, и РЧ сигнал, выданный из процессора 30 сигнала передачи друг от друга, так чтобы устройство передачи/приема РЧ сигнала могло передавать и принимать РЧ сигналы в одно и то же время.
Антенный РЧ переключатель 10 может содержать фильтр с пленочным объемным акустическим резонатором (FBAR), фильтр объемной акустической волны (BAW), диэлектрический фильтр, LC фильтр с сосредоточенными параметрами, фильтр из спеченной при низкой температуре керамики (LTCC), или подобные.
Процессор 20 сигнала приема усиливает сигнал, принятый через антенну и антенный РЧ переключатель 10, выполняет преобразование частоты, фильтрацию канала и управление с переменным коэффициентом усиления по отношению к усиленному сигналу и выдает результирующий сигнал на модем 50.
С этой целью процессор 20 сигнала приема включает в себя малошумящий усилитель 21, первый смеситель 22, первый фильтр 23 и первый усилитель 24 с регулируемым коэффициентом усиления (УРУ, VGA).
Малошумящий усилитель 21 усиливает принятый сигнал, и первый смеситель 22 преобразует с понижением частоты частоту РЧ сигнала от малошумящего усилителя 21, используя колебательный сигнал из синтезатора 40 частот.
Первый фильтр 23 выполняет фильтрацию выходного сигнала из первого смесителя 22 в диапазоне промежуточной частоты (ПЧ) или основной полосы частот (модулирующего сигнала), а первый УРУ 24 выполняет усиление с регулируемым коэффициентом усиления в отношении сигнала диапазона ПЧ или диапазона основной полосы частот из первого фильтра 23 и выдает результирующий сигнал на модем 50.
Чтобы передать сигнал, принятый от модема 50, процессор 30 сигнала передачи выполняет усиление с регулируемым коэффициентом усиления, фильтрацию канала, преобразование частоты и усиление мощности в отношении принятого сигнала и выдает результирующий сигнал на антенный РЧ переключатель 10. Для этого процессор 30 сигнала передачи включает в себя второй УРУ 34, второй фильтр 33, второй смеситель 32 и усилитель мощности (УМ, PA) 31.
Второй УРУ 34 выполняет усиление с регулируемым коэффициентом усиления в отношении принятого сигнала, и второй фильтр 33 фильтрует выходной сигнал из второго УРУ 34 в диапазоне ПЧ или диапазоне основной полосы частот. Второй смеситель 32 преобразует с повышением частоты частоту выходного сигнала из второго фильтра 33, и УМ 31 усиливает сигнал с преобразованной частотой и выдает усиленный сигнал на антенный РЧ переключатель 10.
Синтезатор 40 частот подает колебательный сигнал к каждому из первого смесителя 22 и второго смесителя 32. С этой целью синтезатор 40 частот включает в себя схему 41 фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ (PLL) и гетеродин 42.
Схема ФАПЧ 41 определяет некоторую фазу, и гетеродин 42 выдает колебательный сигнал, имеющий частоту, основанную на определенной фазе, к каждому из первого смесителя 22 и второго смесителя 32. На следующих чертежах, включая фиг.1, "РЧ" означает сигнал диапазона РЧ, "ПЧ" означает сигнал диапазона ПЧ, и "BB" означает сигнал основной полосы частот (ОПЧ) (модулирующий сигнал).
Фиг.2 иллюстрирует другой пример обычного устройства передачи/приема РЧ сигнала, использующего РЧ коммутатор. Устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно фиг.2 содержит РЧ фильтр 5, коммутатор 15, процессор 20 сигнала приема, процессор 30 сигнала передачи, синтезатор 40 частот и модем 50.
Функционирование процессора 20 сигнала приема, процессора 30 сигнала передачи, синтезатора 40 частот и модема 50 аналогичны тому, что описано выше со ссылками на фиг.1.
В примере согласно фиг.2 РЧ фильтр 5 фильтрует сигналы РЧ диапазона, которые должны быть переданы и приняты. Коммутатор 15 передает РЧ сигнал от РЧ фильтра 5 на процессор 20 сигнала приема или РЧ сигнал от процессора 30 сигнала передачи на РЧ фильтр 5.
Коммутатор 15 может быть реализован как РЧ коммутатор, который содержит полевой транзистор (FET), регулируемый резистивный диод или подобные.
Соответственно, в примере на фиг.2 сигналы диапазона РЧ могут быть обработаны в полудуплексном режиме посредством переключения коммутатора 15.
Схема связи, которая выполняет передачу и прием одновременно, используя антенный РЧ переключатель, как на фиг.1, обычно называется дуплексной схемой, а схема связи, которая выполняет любую одну из (операций) передачи и приема в один момент времени с использованием коммутатора, как показано на фиг.2, обычно называется полудуплексной схемой (передачи).
Однако обычное устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно примеру на фиг.1 или фиг.2 обрабатывает сигналы диапазона РЧ, которые должны быть переданы и приняты, дуплексным способом, используя антенный РЧ переключатель или коммутатор РЧ, возможно вызывая следующие проблемы.
Когда сигналы диапазона РЧ обрабатываются дуплексным образом, используя антенный РЧ переключатель или коммутатор РЧ, они могут испытывать потери, приводящие к ухудшению чувствительности приема. Для компенсации таких потерь сигнала необходимо повысить мощность сигнала, что приводит к увеличению потребляемой мощности.
Далее, обычное устройство передачи/приема РЧ сигнала, как в примере согласно фиг.1 или фиг.2, должно иметь объемный и дорогостоящий антенный РЧ переключатель или коммутатор РЧ отдельно от микросхемы передачи/приема РЧ сигнала. Кроме того, требуются высокопроизводительные сложные РЧ схемы в процессоре сигнала приема и процессоре сигнала передачи, таким образом вызывая трудности проектирования схем процессора сигнала приема и процессора сигнала передачи и увеличивая размер устройства передачи/приема РЧ сигнала. Кроме того, процессор сигнала передачи и процессор сигнала приема нужно также обеспечивать отдельно, таким образом увеличивая объем устройства передачи/приема РЧ сигнала и делая его конструкцию сложной.
Кроме того, взаимные помехи сигналов могут иметь место между схемами РЧ в микросхеме обычного устройства передачи/приема РЧ сигнала, приводя к ухудшению общей эффективности схемы устройства.
Сущность изобретения
Соответственно, настоящее изобретение посвящено устройству передачи/приема РЧ сигнала и способу передачи/приема РЧ сигнала, которые по существу устраняют одну или более проблем, возникших вследствие ограничений и недостатков уровня техники.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства передачи/приема РЧ сигнала, которое является простым по конструкции и способно уменьшить помехи между сигналами, и способа передачи/приема РЧ сигнала с его использованием.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства передачи/приема РЧ сигнала, которое может иметь уменьшенные размеры микросхемы и потреблять малую выходную мощность, и способа передачи/приема РЧ сигнала с его использованием.
Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства передачи/приема РЧ сигнала, которое имеет превосходные характеристики беспроводной связи и применимо к различным системам беспроводной связи, и способа передачи/приема РЧ сигнала с его использованием.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства передачи/приема РЧ сигнала, которое может обрабатывать сигналы основной полосы частот или сигналы диапазона ПЧ в дуплексном режиме, чтобы передавать и принимать РЧ сигналы, и способа передачи/приема РЧ сигнала с его использованием.
Дополнительные преимущества, задачи и признаки изобретения сформулированы частично в описании, которое приведено ниже, и частично станут очевидными специалистам в данной области техники после его проверки или последующей реализации изобретения на практике. Эти задачи и другие преимущества изобретения могут быть реализованы и получены с помощью конструкции, подробно указанной в письменном описании и формуле изобретения, а также из прилагаемых чертежей.
Чтобы решить эти задачи и достичь других преимуществ и в соответствии с задачей изобретения, которое воплощено и подробно описано ниже, устройство передачи/приема радиочастотного (РЧ) сигнала включает в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала с некоторой частотой, передатчик сигнала для выдачи сигнала первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона промежуточной частоты (ПЧ), приемник сигнала для приема сигнала второго диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ и отделенного от первого диапазона частот, и двунаправленный смеситель для преобразования сигнала первого диапазона частот, выданного из передатчика сигнала, в сигнал диапазона РЧ и, в то же самое время, сигнала приема диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот.
Передатчик сигнала может включать в себя по меньшей мере один из первого передатчика сигнала, который передает синфазный сигнал первого диапазона частот, и второго передатчика сигнала, который передает квадратурный сигнал первого диапазона частот.
Приемник сигнала может включать в себя по меньшей мере один из первого приемника сигнала, который принимает синфазный сигнал второго диапазона частот, и второго приемника сигнала, который принимает квадратурный сигнал второго диапазона частот.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала может дополнительно включать в себя РЧ фильтр для фильтрации сигналов диапазона РЧ. Двунаправленный смеситель может быть двойным балансным смесителем.
В другом аспекте настоящего изобретения устройство передачи/приема РЧ сигнала включает в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала некоторой частоты, передатчик сигнала для выдачи сигнала первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, приемник сигнала для приема сигнала второго диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, двунаправленный смеситель для преобразования сигнала первого диапазона частот, выданного из передатчика сигнала, в сигнал диапазона РЧ и сигнала приема диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот, и коммутатор для выполнения операции переключения, чтобы передать сигнал первого диапазона частот, выданный из передатчика сигнала, к двунаправленному смесителю или сигнал второго диапазона частот, преобразованный двунаправленным смесителем, на приемник сигнала.
Передатчик сигнала может включать в себя по меньшей мере один из первого передатчика сигнала, который передает синфазный сигнал первого диапазона частот, и второго передатчика сигнала, который передает квадратурный сигнал первого диапазона частот.
Приемник сигнала может включать в себя по меньшей мере один из первого приемника сигнала, который принимает синфазный сигнал второго диапазона частот, и второго приемника сигнала, который принимает квадратурный сигнал второго диапазона частот.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала может дополнительно включать в себя РЧ фильтр для фильтрации сигналов диапазона РЧ. Двунаправленный смеситель может быть двойным балансным смесителем.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала может включать в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала некоторой частоты, передатчик сигнала для выдачи сигнала первого диапазона частот, приемник сигнала для приема сигнала второго диапазона частот, отделенного от первого диапазона частот, и двунаправленный смеситель для преобразования сигнала первого диапазона частот, выданного из передатчика сигнала, в сигнал диапазона РЧ и, в то же самое время, сигнала приема диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот.
Приемник сигнала может включать в себя фильтр нижних частот для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон основной полосы частот, и передатчик сигнала содержит полосовой фильтр для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон ПЧ.
Приемник сигнала может включать в себя фильтр нижних частот для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон основной полосы частот, и передатчик сигнала содержит фильтр верхних частот для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон ПЧ.
Приемник сигнала может включать в себя полосовой фильтр для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон ПЧ, и передатчик сигнала содержит фильтр нижних частот для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон основной полосы частот.
Приемник сигнала может включать в себя первый полосовой фильтр для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон ПЧ, и передатчик сигнала содержит второй полосовой фильтр для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон ПЧ.
Приемник сигнала может включать в себя полосовой фильтр для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон ПЧ, и передатчик сигнала содержит фильтр верхних частот для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон ПЧ.
Приемник сигнала может включать в себя фильтр верхних частот для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон ПЧ, и передатчик сигнала содержит фильтр нижних частот для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон основной полосы частот.
Приемник сигнала может включать в себя фильтр верхних частот для пропускания только частот второго диапазона, включенного в диапазон ПЧ, и передатчик сигнала содержит полосовой фильтр для пропускания только частот первого диапазона, включенного в диапазон ПЧ.
Поэтому сигнал передачи и сигнал приема могут быть отделены друг от друга посредством фильтрации, когда сигналы передаются и принимаются, используя диапазон основной полосы частот (модулирующего сигнала) и диапазон ПЧ.
В другом аспекте настоящего изобретения устройство передачи/приема РЧ сигнала включает в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала некоторой частоты, передатчик сигнала для модуляции и выдачи сигнала диапазона частот, включенного в любой из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, приемник сигнала для приема сигнала диапазона частот, включенного в любой из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, двунаправленный смеситель для преобразования сигнала диапазона частот, выданного из передатчика сигнала, в сигнал диапазона РЧ и, в то же время, сигнала приема диапазона РЧ в сигнал диапазона частот, принятого приемником сигнала, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот, и коммутатор для выполнения операции переключения, чтобы передать сигнал диапазона частот, выданный из передатчика сигнала, к двунаправленному смесителю, или сигнал диапазона частот, преобразованный двунаправленным смесителем, к приемнику сигнала.
В другом аспекте настоящего изобретения устройство передачи/приема РЧ сигнала включает в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала некоторой частоты, двунаправленный смеситель для преобразования сигнала приема диапазона РЧ в первый сигнал в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот, и выдачи преобразованного первого сигнала, первый селектор сигнала для выбора любого одного из первого сигнала, выданного из двунаправленного смесителя, и четвертого сигнала, который должен быть передан, модем для приема и демодулирования третьего сигнала, полученного обработкой первого сигнала, и модуляции и выдачи второго сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, второй селектор сигнала для выбора любого одного из второго сигнала, выданного из модема, и третьего сигнала, и блок передатчика/приемника сигнала для обработки второго сигнала, выбранного вторым селектором сигнала, чтобы выдать четвертый сигнал, или обработки первого сигнала, выбранного первым селектором сигнала, для выдачи третьего сигнала, при этом двунаправленный смеситель преобразовывает сигнал приема в первый сигнал и, в то же время, четвертый сигнал - в сигнал диапазона РЧ.
Блок передатчика/приемника сигнала может включать в себя малошумящий усилитель для усиления первого сигнала, выбранного первым селектором сигнала, фильтр для фильтрации выходного сигнала из малошумящего усилителя и усилитель с переменным коэффициентом усиления для выполнения усиления с переменным коэффициентом усиления выходного сигнала от фильтра и выдачи усиленного сигнала в качестве третьего сигнала.
Блок передатчика/приемника сигнала может включать в себя малошумящий усилитель для усиления второго сигнала, выбранного вторым селектором сигнала, фильтр для фильтрации выходного сигнала из малошумящего усилителя и усилитель с переменным коэффициентом усиления для выполнения усиления с переменным коэффициентом усиления выходного сигнала из фильтра и выдачи усиленного сигнала в качестве четвертого сигнала.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала включает в себя синтезатор частот для выдачи колебательного сигнала некоторой частоты, двунаправленный смеситель для преобразования сигнала приема диапазона РЧ в первый сигнал в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, используя колебательный сигнал, выданный из синтезатора частот, и выдачи преобразованного первого сигнала, модем для приема и демодулирования третьего сигнала, полученного обработкой первого сигнала, и модулирования и выдачи второго сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и блок передатчика/приемника сигнала для обработки второго сигнала, выданного из модема, для выдачи четвертого сигнала, или обработки первого сигнала, выданного из двунаправленного смесителя, для выдачи третьего сигнала, при этом двунаправленный смеситель преобразует сигнал приема диапазона РЧ в первый сигнал и, в то же время, четвертый сигнал - в сигнал диапазона РЧ.
Блок передатчика/приемника сигнала включает в себя первый усилитель для усиления первого сигнала, выданного из двунаправленного смесителя, первый селектор сигнала для выбора выходного сигнала из первого усилителя, из выходного сигнала первого усилителя и второго сигнала, выданного из модема, фильтр для фильтрации сигнала, выбранного первым селектором сигнала, второй усилитель для выполнения усиления с переменным коэффициентом усиления относительно выходного сигнала из фильтра для выдачи третьего сигнала и второй селектор сигнала для выполнения операции переключения (коммутации), чтобы передать третий сигнал, выданный из второго усилителя, на модем.
Поэтому, полудуплексная функция может быть выполнена в основной полосе частот или диапазоне ПЧ, чтобы передавать и принимать РЧ сигналы.
Блок передатчика/приемника сигнала может включать в себя первый селектор сигнала для выбора второго сигнала, выданного из модема, из первого сигнала, выданного из двунаправленного смесителя, и второго сигнала, фильтр для фильтрации второго сигнала, выбранного первым селектором сигнала, второй усилитель для выполнения усиления с переменным коэффициентом усиления относительно выходного сигнала из фильтра, для выдачи четвертого сигнала, и второй селектор сигнала для выполнения операции переключения, чтобы передать четвертый сигнал, выданный из второго усилителя, к двунаправленному смесителю.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи РЧ сигнала включает в себя модуляцию сигнала, который должен быть передан, фильтрацию модулированного сигнала для выдачи сигнала первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, преобразование только сигнала первого диапазона частот, из сигналов диапазона частот, включающего в себя первый диапазон частот и второй диапазон частот, отделенный от первого диапазона частот, в сигнал диапазона РЧ и передачи сигнала диапазона РЧ.
В другом аспекте настоящего изобретения способ приема РЧ сигнала включает в себя прием сигнала диапазона РЧ, преобразование принятого сигнала диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, фильтрацию сигналов диапазона частот, включающего в себя второй диапазон частот и первый диапазон частот, отделенный от второго диапазона частот, чтобы передать только сигнал второго диапазона частот, и демодулирование сигнала второго диапазона частот.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи/приема РЧ сигнала включает в себя прием сигнала диапазона РЧ, модуляцию и выдачу сигнала первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и преобразование принятого сигнала диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и, в то же время, сигнала первого диапазона частот - в сигнал диапазона РЧ.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи РЧ сигнала включает в себя модуляцию и выдачу сигнала диапазона частот, включенного в диапазон основной полосы частот и диапазон ПЧ, выбор модулированного сигнала из сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, в который преобразован принятый сигнал диапазона РЧ, и модулированного сигнала, преобразование выбранного сигнала в сигнал диапазона РЧ и передачу преобразованного сигнала диапазона РЧ.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи РЧ сигнала включает в себя прием сигнала диапазона РЧ, преобразование принятого сигнала диапазона РЧ в сигнал диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, выбор преобразованного сигнала из упомянутого преобразованного сигнала и сигнала передачи из диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и демодулирование выбранного сигнала.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи РЧ сигнала включает в себя прием первого сигнала диапазона РЧ, модулирование сигнала передачи и выдачу модулированного сигнала в качестве второго сигнала, содержащегося в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, преобразование первого сигнала диапазона РЧ в сигнал, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, если первый сигнал выбран из упомянутого первого сигнала и упомянутого второго сигнала, содержащегося в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и преобразование второго сигнала в сигнал диапазона РЧ, если второй сигнал выбран, и демодулирование сигнала, преобразованного из первого сигнала, и передачу сигнала диапазона РЧ, преобразованного из второго первого сигнала.
В другом аспекте настоящего изобретения способ передачи РЧ сигнала включает в себя прием сигнала диапазона РЧ и выдачу его в качестве первого сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, модуляцию сигнала, который должен быть передан, и выдачу его в качестве второго сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, выбор любого одного из первого сигнала и второго сигнала, выполнение обработки сигнала, включающей в себя усиление и фильтрацию в отношении выбранного сигнала, коммутацию (переключение) и выдачу обработанного сигнала согласно результату выбора и демодулирование выданного сигнала, если выданный сигнал является сигналом, полученным обработкой первого сигнала, и преобразование выданного сигнала в сигнал диапазона РЧ, если выданный сигнал является сигналом, полученным обработкой второго сигнала.
Поэтому сигнал приема и сигнал передачи могут быть обработаны в общем блоке, таким образом значительно уменьшая объем устройства передачи/приема РЧ сигнала. И сигнал приема и сигнал передачи могут быть обработаны частично совместно, таким образом давая возможность миниатюризировать устройство передачи/приема РЧ сигнала с эффективной структурой.
Должно быть понятно, что и предшествующее общее описание и нижеследующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и пояснительными и предназначены для обеспечения дополнительного объяснения изобретения, которое заявлено в формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания изобретения и составляют часть настоящей заявки, иллюстрируют вариант(ы) осуществления изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципа изобретения. На чертежах:
Фиг.1 изображает схему, иллюстрирующую пример соответствующего устройства передачи/приема РЧ сигнала;
Фиг.2 изображает схему, иллюстрирующую другой соответствующий пример устройства передачи/приема РЧ сигнала;
Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.4 иллюстрирует другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 иллюстрирует другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.6 иллюстрирует другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.7 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.8 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.9 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.10 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.11A и Фиг.11B изображают схемы, иллюстрирующие операции передачи и приема сигнала в варианте осуществления согласно фиг.10, соответственно;
Фиг.12 изображает диаграмму формы сигнала, иллюстрирующую частотные диапазоны сигналов, которые проходят через передатчик сигнала и приемник сигнала на фиг.11A и фиг.11B;
Фиг.13 является таблицей, иллюстрирующей типы фильтров, которые можно обеспечивать в варианте осуществления согласно фиг.10;
Фиг.14 - блок-схема, иллюстрирующая работу, основанную на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.15 изображает график формы сигнала, иллюстрирующий диапазоны частот сигналов, которые пропускаются передатчиком сигнала и приемником сигнала согласно фиг.14;
Фиг.16 изображает схему, иллюстрирующую работу, основанную на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.17 изображает график формы сигнала, иллюстрирующий диапазоны частот сигналов, которые пропускаются передатчиком сигнала и приемником сигнала согласно фиг.16;
Фиг.18 изображает схему, иллюстрирующую функционирование, основанное на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.19 изображает схему, иллюстрирующую функционирование, основанное на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.20 изображает схему, иллюстрирующую функционирование, основанное на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.21 изображает схему, иллюстрирующую функционирование, основанное на характеристиках фильтра, согласно другому варианту осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.22 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.23 изображает схему, иллюстрирующую измененный вариант осуществления варианта осуществления согласно фиг.22, который обрабатывает синфазный и квадратурные сигналы;
Фиг.24 изображает схему, иллюстрирующую операцию по обработке сигнала приема в варианте осуществления согласно фиг.22;
Фиг.25 изображает схему, иллюстрирующую операцию по обработке сигнала передачи в варианте осуществления согласно фиг.22;
Фиг.26 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.27 изображает схему, иллюстрирующую измененный вариант осуществления варианта осуществления согласно фиг.26, которая обрабатывает синфазный и квадратурные сигналы;
Фиг.28 изображает схему, иллюстрирующую операцию по обработке сигнала приема в варианте осуществления согласно фиг.26;
Фиг.29 изображает схему, иллюстрирующую операцию по обработке сигнала передачи варианта осуществления согласно фиг.26;
Фиг.30 изображает схему, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления двунаправленного смесителя в устройстве передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.31 изображает схему, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления двунаправленного смесителя в устройстве передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.32 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое имеет функцию режекции зеркальной боковой полосы частот;
Фиг.33 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое имеет функцию режекции зеркальной боковой полосы частот;
Фиг.34 изображает схему, иллюстрирующую еще один вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое имеет функцию режекции зеркальной боковой полосы частот;
Фиг.35 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.36 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.37 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.38 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.39 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.40 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению;
Фиг.41 изображает последовательность операций, иллюстрирующую другой вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Ниже подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которого иллюстрируются сопроводительными чертежами. Везде, где возможно, одинаковые ссылочные позиции используются на чертежах для обозначения одних и тех же или аналогичных частей.
Ниже термин "РЧ диапазон передачи/приема" относится, применительно к приему РЧ сигнала, к диапазону частот РЧ сигнала до того, как будет преобразована частота сигнала, после того как РЧ сигнал принят, и, применительно к передаче РЧ сигнала, к диапазону частот РЧ сигнала, который должен быть передан, после того, как частота сигнала преобразована.
Также, ниже термин "диапазон ПЧ" относится ко всем частотным диапазонам между РЧ диапазоном передачи/приема и основной полосой частот (также называемой нулевой диапазон ПЧ).
Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению ниже описан со ссылками на фиг.3.
В настоящем варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала приспособлено для того, чтобы выполнить дуплексную функцию передачи/приема в диапазоне ПЧ или основной полосе частот, а не в диапазоне РЧ. С этой целью в данном варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит двунаправленный смеситель 300 для преобразования сигнала в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот (или нулевого диапазона ПЧ) в сигнал диапазона РЧ и наоборот - преобразования сигнала диапазона РЧ в сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Двунаправленный смеситель 300 принимает колебательный сигнал некоторой частоты от гетеродина 210 и преобразует сигнал диапазона РЧ в сигнал любого одного из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот и, в то же время, наоборот, используя принятый колебательный сигнал. В результате, когда принятый сигнал диапазона РЧ пропускают через двунаправленный смеситель 300, он преобразуется в сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот. Также, когда сигнал передачи любого одного из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот пропускают через двунаправленный смеситель 300, он преобразуется в сигнал диапазона РЧ.
Передатчик 500 сигнала обрабатывает сигнал передачи и выдает обработанный сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот на двунаправленный смеситель 300. Приемник 400 сигнала принимает и обрабатывает сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может обрабатывать дифференциальные сигналы передачи и приема. В данном контексте "дифференциальные сигналы" означают сигналы, имеющие разность фаз между ними, например, синфазный сигнал и квадратурный сигнал, которые являются ортогональными друг другу.
Фиг.4 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое может обрабатывать сигналы передачи и приема в форме синфазных и квадратурных сигналов. В настоящем варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала выполнено с возможностью разделять сигналы передачи и сигналы приема диапазона ПЧ или диапазона основной полосы частот на синфазные сигналы и квадратурные сигналы соответственно и двунаправленно передавать и принимать разделенные сигналы в одно и то же время.
Фазосдвигающее устройство 250 принимает колебательный сигнал от гетеродина 210 и выдает два колебательных сигнала, ортогональных друг другу. Первый двунаправленный смеситель 300i двунаправленно преобразует синфазный сигнал диапазона РЧ и синфазный сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот одновременно, используя любой из колебательных сигналов от фазосдвигающего устройства 250.
Второй двунаправленный смеситель 300q двунаправленно преобразует квадратурный сигнал диапазона РЧ и квадратурный сигнал в любом одном из диапазона ПЧ или диапазона основной полосы частот одновременно, используя другой колебательный сигнал от фазосдвигающего устройства 250.
Блок 110 суммирования суммирует синфазный сигнал диапазона РЧ от первого двунаправленного смесителя 300i и квадратурный сигнал диапазона РЧ от второго двунаправленного смесителя 300q, чтобы сформировать несимметричный РЧ сигнал.
Первый приемник 400i сигнала принимает синфазный сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот от первого двунаправленного смесителя 300i, и второй приемник 400q сигнала принимает квадратурный сигнал диапазона ПЧ (или основной полосы частот) от второго двунаправленного смесителя 300q.
Первый передатчик 500i сигнала передает синфазный сигнал диапазона ПЧ (или основной полосы частот) к первому двунаправленному смесителю 300i, и второй передатчик 500q сигнала передает квадратурный сигнал диапазона ПЧ (или основной полосы частот) ко второму двунаправленному смесителю 300q.
Поэтому устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может выполнять функцию дуплексной передачи, используя сигналы в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Фиг.5 иллюстрирует другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.5.
В настоящем варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала выполнено с возможностью выполнить функции полудуплексной передачи в диапазоне ПЧ или основной полосе частот, а не в диапазоне РЧ. В этом варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит двунаправленный смеситель 300 для преобразования сигнала в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот в сигнал диапазона РЧ, или наоборот, - преобразования сигнала диапазона РЧ в сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот. И вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала имеет также коммутатор 310, приемник 400 сигнала и передатчик 500 сигнала. Коммутатор 310 передает выходной сигнал от двунаправленного смесителя 300 на приемник 400 сигнала или выходной сигнал от передатчика 500 сигнала к двунаправленному смесителю 300. Функции приемника 400 сигнала и передатчика сигнала являются теми же самыми, как описано со ссылками на фиг.3 и 4.
Фиг.6 иллюстрирует другой вариант осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления, показанный на фиг.6, включает в себя гетеродин 210, двунаправленный смеситель 300, фильтр 305, коммутатор 310, приемник 400 сигнала и передатчик 500 сигнала. Вариант осуществления, показанный на фиг.6, дополнительно к варианту осуществления, показанному на фиг.5, включает в себя фильтр 305. Фильтр 305 фильтрует сигнал, который преобразован двунаправленным смесителем 300, и другой сигнал, который выдан передатчиком 500 сигнала и который прошел коммутатор 310. Сигналы, отфильтрованные фильтром 305, находятся в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Как видно из вариантов осуществления согласно фиг.5 и 6, устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может выполнять функцию полудуплексной передачи, используя сигналы в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот. Функционирование различных вариантов осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, используя вышеупомянутые двунаправленные смесители, подробно описано ниже.
Фиг.7 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, осуществляющего функцию полудуплексной передачи и обрабатывающего дифференциальные сигналы. Вариант осуществления согласно фиг.7 изображает пример устройства передачи/приема РЧ сигнала, которое способно передавать и принимать синфазные сигналы и квадратурные сигналы способом полудуплексной передачи.
Вариант осуществления на фиг.7 включает в себя гетеродин 210, фазосдвигающее устройство 250, первый двунаправленный смеситель 300i, второй двунаправленный смеситель 300q, коммутатор 320, первый приемник 400i сигнала, второй приемник 400q сигнала, первый передатчик 500i сигнала и второй передатчик 500q сигнала.
Линия синфазного сигнала, связанная с первым двунаправленным смесителем 300i, и линия квадратурного сигнала, связанная со вторым двунаправленным смесителем 300q, селективно связаны с первым приемником 400i сигнала, вторым приемником 400q сигнала, первым передатчиком 500i сигнала и вторым передатчиком 500q сигнала согласно операциям ВКЛ/ВЫКЛ переключателей, включенных в коммутатор 320.
В варианте осуществления согласно фиг.7 устройство передачи/приема РЧ сигнала может дополнительно включать в себя по меньшей мере один из первого фильтра 330i приема, второго фильтра 330q приема, первого фильтра 340i передачи и второго фильтра 340q передачи, показанных на фиг.7.
Первый фильтр 330i приема фильтрует синфазный сигнал в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот, выбранный коммутатором 320, и выдает отфильтрованный синфазный сигнал на первый приемник 400i сигнала.
Первый фильтр 340i передачи фильтрует синфазный сигнал любого одного из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот, выданный из передатчика 500i сигнала, и выдает отфильтрованный синфазный сигнал к коммутатору 320.
Второй фильтр 330q приема и второй фильтр 340q передачи функционируют таким же образом, как первый фильтр 330i приема и первый фильтр 340i передачи соответственно за исключением фильтрации квадратурных сигналов.
Фильтры 330i и 330q приема и фильтры 340i и 340q передачи могут фильтровать сигналы одного и того же диапазона частот или различных диапазонов частот.
Фиг.8 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, осуществляющего функционирование в полудуплексном режиме. Этот вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.8. Этот вариант осуществления согласно фиг.8 подобен варианту осуществления согласно фиг.7.
Первый коммутатор 310i обеспечивается, чтобы выборочно подключить линию синфазного сигнала, связанную с первым двунаправленным смесителем 300i, к любому одному из первого приемника 400i сигнала или первого передатчика 500i сигнала.
Второй коммутатор 310q также обеспечивается, чтобы выборочно подключить линию квадратурного сигнала, связанную со вторым двунаправленным смесителем 300q, ко второму приемнику 400q сигнала или второму передатчику 500q сигнала.
Первый коммутатор 310i и второй коммутатор 310q функционируют так, чтобы выборочно передавать и принимать синфазные сигналы и квадратурные сигналы, содержащиеся в любом одном из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот, соответственно. Поэтому, в варианте осуществления согласно фиг.8, режим "функция полудуплексной передачи" может быть осуществлен в диапазоне ПЧ или основной полосе частот.
В варианте осуществления согласно фиг.8 устройство передачи/приема РЧ сигнала может дополнительно включать в себя первый фильтр 305i передачи/приема для фильтрации синфазных сигналов между первым двунаправленным смесителем 300i и первым коммутатором 310i и второй фильтр 305q передачи/приема для фильтрации квадратурных сигналов между вторым двунаправленным смесителем 300q и вторым коммутатором 310q. Первый фильтр 305i передачи/приема и второй фильтр 305q передачи/приема могут фильтровать сигналы одного и того же диапазона частот.
Ниже приведено подробное описание операций различных вариантов осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала и способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
Фиг.9 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Работа этого варианта осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описана ниже со ссылками на фиг.9.
Настоящий вариант осуществления согласно фиг.9 включает в себя РЧ фильтр 105, синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, коммутатор 310, приемник 400 сигнала, передатчик 500 сигнала и модем 600.
РЧ фильтр 105 фильтрует входной сигнал, чтобы удалить помехи от сигналов частотных диапазонов, отличных от РЧ диапазона передачи/приема, из входного сигнала.
Синтезатор 200 частот выдает колебательный сигнал с некоторой частотой. С этой целью синтезатор 200 частот включает в себя схему 220 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и гетеродин 210.
Двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал передачи первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, в сигнал диапазона РЧ.
В то же время двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал приема диапазона РЧ в сигнал второго диапазона частот, включенный в любой один из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Коммутатор 310 передает выходной сигнал от двунаправленного смесителя 300 на приемник 400 сигнала или выходной сигнал от передатчика 500 сигнала к двунаправленному смесителю 300 в ответ на сигнал управления.
Приемник 400 сигнала пропускает только сигнал диапазона приема из выходного сигнала от двунаправленного смесителя 300. С этой целью приемник 400 сигнала включает в себя первый фильтр 410 и первый УРУ 420.
Первый фильтр 410 пропускает только сигнал из диапазона приема, и первый УРУ 420 усиливает с регулируемым коэффициентом усиления выходной сигнал от первого фильтра 410 и выдает результирующий сигнал на модем 600.
Передатчик 500 сигнала включает в себя второй УРУ 510 и второй фильтр 520. Второй УРУ 510 усиливает с регулируемым коэффициентом усиления выходной сигнал от модема 600, и второй фильтр 520 фильтрует выходной сигнал от второго УРУ 510 в сигнал из диапазона передачи.
Диапазон приема приемника 400 сигнала и диапазон передачи передатчика 500 сигнала могут быть одним и тем же или быть отделенными друг от друга. Даже хотя диапазон передачи и диапазон приема являются одним и тем же, сигнал передачи и сигнал приема могут быть разделены друг от друга на основании переключения коммутатора.
РЧ фильтр 105 является необязательным в настоящем изобретении, так как он может быть не обеспечен в среде с небольшой помехой от внешних сигналов.
Варианты осуществления, основанные на характеристиках фильтра, описаны ниже подробно. Для описания работы обработка несимметричного сигнала ниже приведена в качестве примера, хотя эти операции аналогично применяются к обработке дифференциальных сигналов.
Фиг.10 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. В настоящем варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит РЧ фильтр 105, синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, приемник 400 сигнала, передатчик 500 сигнала и модем 600.
Работа этого варианта осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое способно выполнять функцию дуплексной передачи, описана ниже со ссылками на фиг.10.
РЧ фильтр 105 фильтрует сигнал, поданный на РЧ фильтр, чтобы удалить помехи от сигналов в диапазонах, отличных от РЧ диапазона передачи/приема.
Синтезатор 200 частот выдает колебательный сигнал с некоторой частотой. С этой целью синтезатор 200 частот включает в себя схему 220 ФАПЧ и гетеродин 210.
Двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал приема диапазона РЧ в сигнал в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, а также преобразует сигнал передачи в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ в сигнал диапазона РЧ.
Приемник 400 сигнала пропускает только сигнал из диапазона приема из выходного сигнала от двунаправленного смесителя 300. С этой целью приемник 400 сигнала включает в себя первый фильтр 410 и первый УРУ 420.
Первый фильтр 410 фильтрует входной сигнал, чтобы передать только сигнал диапазона приема. Первый УРУ 420 усиливает с регулируемым коэффициентом усиления сигнал, выданный из первого фильтра 410, и выдает усиленный сигнал на модем 600.
Передатчик 500 сигнала включает в себя второй УРУ 510 и второй фильтр 520. Второй УРУ 510 усиливает с регулируемым коэффициентом усиления сигнал, выданный из модема 600, и второй фильтр 520 фильтрует сигнал, выданный из второй схемы УРУ 510 в сигнал диапазона передачи.
Сигнал диапазона приема приемника 400 сигнала и сигнал диапазона передачи передатчика 500 сигнала отделены друг от друга. Поскольку частотный диапазон сигнала, который пропускает приемник 400 сигнала, и диапазон частот сигнала, выданного из передатчика 500 сигнала, отличаются друг от друга, то сигнал, выданный из двунаправленного смесителя 300, не подается на передатчик 500 сигнала, и сигнал, выданный из передатчика 500 сигнала, не подается на приемник 400 сигнала.
То есть сигнал диапазона передачи, который пропускает второй фильтр 520, сильно ослабляется в диапазоне приема, и сигнал диапазона приема, который пропускает первый фильтр 410, сильно ослабляется в диапазоне передачи. Поэтому в варианте осуществления согласно фиг.10 сигнал передачи и сигнал приема являются очень значительно отделенными друг от друга, так чтобы функция дуплексного режима передачи могла быть выполнена.
РЧ фильтр 105 является необязательным в варианте осуществления настоящего изобретения, так как он может не обеспечиваться в среде с небольшой помехой от внешних сигналов.
Фиг.11A подробно иллюстрирует пример операции передачи сигнала согласно варианту осуществления по фиг.10. Чтобы облегчить описание варианта осуществления согласно фиг.10, предполагается, что первый фильтр 410 приемника сигнала является полосовым фильтром, и второй фильтр 520 передатчика сигнала является фильтром нижних частот. Описание, приведенное ниже, относится к принципу работы настоящего варианта осуществления на основе этого предположения. Сигнал диапазона ПЧ, прошедший через полосовой фильтр, и сигнал основной полосы частот, прошедший через фильтр нижних частот, являются отделенными друг от друга. На фиг.11A передатчик 500 сигнала принимает сигнал, выданный из модема 600. Второй фильтр 520 передатчика 500 сигнала пропускает сигнал основной полосы частот. Напротив, первый фильтр 410 приемника 400 сигнала пропускает сигнал диапазона ПЧ, который не перекрывается с основной полосой частот. В результате первый фильтр 410 не пропускает выходной сигнал из передатчика 500 сигнала.
Двунаправленный смеситель 300 принимает сигнал основной полосы частот от передатчика 500 сигнала и преобразует принятый сигнал основной полосы частот в РЧ сигнал с использованием колебательного сигнала. Затем РЧ фильтр 105 фильтрует РЧ сигнал от двунаправленного смесителя 300 и выдает отфильтрованный РЧ сигнал на антенну.
Фиг.11B подробно иллюстрирует пример операции приема сигнала по варианту осуществления согласно фиг.10. Описание, приведенное ниже, относится к принципу работы приема сигнала настоящего варианта осуществления со ссылками на фиг.11B.
РЧ фильтр 105 фильтрует РЧ сигнал, принятый через антенну в заранее определенном диапазоне частот, и выдает отфильтрованный сигнал, и двунаправленный смеситель 300 принимает сигнал, выданный из РЧ фильтра 105, преобразует принятый сигнал в сигнал диапазона приема, используя колебательный сигнал, и выдает преобразованный сигнал. Принимая, что диапазон приема не является основной полосой частот, первый фильтр 410 приемника 400 сигнала пропускает только сигнал диапазона приема. Сигнал, прошедший через первый фильтр 410 подается на модем 600.
Напротив, второй фильтр 520 в передатчике 500 сигнала может передавать только сигнал основной полосы частот и не может передавать сигнал диапазона приема. В результате сигнал приема, выданный из двунаправленного смесителя, не может быть пропущен через второй фильтр 520.
Фиг.12 изображает график формы сигнала, иллюстрирующий диапазоны частот сигналов, которые пропускают передатчик сигнала и приемник сигнала согласно фиг.11A и фиг.11B. В варианте осуществления согласно фиг.10 второй фильтр в передатчике сигнала пропускает сигнал основной полосы частот (Tx LPF, Tx ФНЧ), и первый фильтр в приемнике сигнала пропускает сигнал конкретного диапазона из диапазона ПЧ (Rx BPF, Rx ФВЧ), отделенного от основной полосы частот. Поэтому в настоящем варианте осуществления функция дуплексного режима может быть выполнена в основной полосе частот и диапазоне ПЧ на основании характеристик фильтров в передатчике сигнала и приемнике сигнала, так что нет необходимости использовать антенный РЧ переключатель.
Фиг.13 является таблицей, иллюстрирующей типы фильтров, которые могут быть обеспечены в приемнике 400 сигнала и передатчике 500 сигнала в варианте осуществления согласно фиг.10.
В случае, когда приемник 400 сигнала включает в себя фильтр нижних частот (LPF, ФНЧ) для пропускания сигнала основной полосы частот, передатчик 500 сигнала включает в себя полосовой фильтр (BPF, ПФ) или фильтр верхних частот (HPF, ФВЧ) для пропускания сигнала диапазона ПЧ, отделенного от основной полосы частот.
В случае, когда приемник 400 сигнала включает в себя ПФ для пропускания сигнала первого диапазона ПЧ, передатчик 500 сигнала включает в себя ФНЧ для пропускания только сигнала основной полосы частот, отделенной от первого диапазона ПЧ. Альтернативно, передатчик 500 сигнала может включать в себя ПФ или ФВЧ для пропускания только сигнала второго диапазона ПЧ, отделенного от первого диапазона ПЧ.
В случае, когда приемник 400 сигнала включает в себя ФВЧ для пропускания сигнала первого диапазона ПЧ, передатчик 500 сигнала включает в себя ФНЧ для пропускания только сигнала основной полосы частот, отделенной от первого диапазона ПЧ, или ПФ для пропускания только сигнала второго диапазона ПЧ, отделенного от первого диапазона ПЧ.
Поэтому в любых вариантах осуществления, имеющих вышеупомянутые комбинации, сигнал передачи в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, поданный на двунаправленный смеситель, и сигнал приема в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, выданный из двунаправленного смесителя, являются отделенными друг от друга в терминах частотных диапазонов, таким образом, позволяя реализовать дуплексный режим работы в диапазоне ПЧ.
Работа различных вариантов осуществления настоящего изобретения на основании вышеупомянутых комбинаций подробно описана ниже.
Фиг.14 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Вариант осуществления согласно фиг.14 является примером варианта осуществления согласно фиг.10, где первый фильтр 410 в приемнике 400 сигнала является фильтром нижних частот, и второй фильтр 520 в передатчике 500 сигнала является полосовым фильтром. Диапазон частот, отделенный от основной полосы частот, пропускается полосовым фильтром.
Передатчик 500 сигнала фильтрует сигнал, выданный из модема 600, через полосовой фильтр 520 для выдачи сигнала диапазона ПЧ.
Приемник 400 сигнала фильтрует выходной сигнал от двунаправленного смесителя 300 через фильтр 410 нижних частот, чтобы пропустить только сигнал основной полосы частот.
Поскольку частотный диапазон сигнала приема между двунаправленным смесителем 300 и приемником 400 сигнала и диапазон частот сигнала передачи между двунаправленным смесителем 300 и передатчиком 500 сигнала отличаются друг от друга, то сигнал приема, выданный из двунаправленного смесителя 300, не подается на передатчик 500 сигнала, и сигнал передачи, выданный из передатчика 500 сигнала, не подается на приемник 400 сигнала.
Кроме того, вариант осуществления согласно фиг.14 является выгодным в том, что не имеется необходимости удалять сигнал зеркальной боковой полосы частот, потому что приемник сигнала обрабатывает сигнал приема в основной полосе частот.
Фиг.15 изображает график формы сигнала, иллюстрирующий диапазоны частот сигналов, которые пропускаются передатчиком сигнала и приемником сигнала в варианте осуществления согласно фиг.14. В настоящем варианте осуществления второй фильтр в передатчике сигнала, который является полосовым фильтром, пропускает сигнал конкретного диапазона (Tx ПФ) диапазона ПЧ. Первый фильтр в приемнике сигнала, который является фильтром нижних частот, пропускает сигнал основной полосы частот (Rx ФНЧ), отделенной от пропускаемого диапазона в передатчике сигнала. Поэтому в настоящем варианте осуществления функция дуплексной передачи может быть осуществлена в основной полосе частот и/или диапазоне ПЧ.
Фиг.16 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. В варианте осуществления согласно фиг.16 первый фильтр 410 в приемнике 400 сигнала и второй фильтр 520 в передатчике 500 сигнала являются полосовыми фильтрами, отделенными друг от друга.
Двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал приема диапазона РЧ в сигнал первого диапазона ПЧ и преобразует сигнал передачи второго диапазона ПЧ в сигнал диапазона РЧ.
Первый фильтр 410 в приемнике 400 сигнала пропускает только сигнал первого диапазона ПЧ из выходного сигнала от двунаправленного смесителя 300.
Напротив, передатчик 500 сигнала принимает сигнал, выданный из модема 600, и выдает сигнал второго диапазона ПЧ.
В варианте осуществления согласно фиг.16, так как и передатчик сигнала и приемник сигнала передают и принимают сигналы в диапазоне ПЧ, возможно избежать проблемы смещения по постоянному току, которая может происходить при преобразовании РЧ сигнала в сигнал нулевого диапазона ПЧ (основной полосы частот).
Далее, вариант осуществления согласно фиг.16 предпочтителен в том, что возможно избежать 1/f шума, который может происходить, когда КМОП устройство используется для преобразования частотного диапазона.
Фиг.17 изображает график формы сигнала, иллюстрирующий частотные диапазоны сигналов, которые пропускаются передатчиком сигнала и приемником сигнала в варианте осуществления согласно фиг.16. В варианте осуществления согласно фиг.16 второй фильтр в передатчике сигнала, который является полосовым фильтром, пропускает сигнал второго диапазона ПЧ (Tx ПФ), и первый фильтр в приемнике сигнала, который является полосовым фильтром, пропускает сигнал первого диапазона ПЧ (Rx ПФ), отделенного от пропускаемого диапазона в передатчике сигнала.
Поэтому в варианте осуществления согласно фиг.16 функция дуплексной передачи может быть осуществлена в диапазоне ПЧ.
Фиг.18 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. В варианте осуществления согласно фиг.18 первый фильтр 410 в приемнике 400 сигнала и второй фильтр 520 в передатчике 500 сигнала являются фильтром верхних частот и фильтром нижних частот, отделенных друг от друга, соответственно.
Приемник 400 сигнала принимает сигнал диапазона ПЧ, выданный из двунаправленного смесителя 300, и фильтрует принятый сигнал через фильтр верхних частот.
Напротив, передатчик 500 сигнала принимает сигнал, выданный из модема 600, и фильтрует его, чтобы пропустить только сигнал основной полосы частот, отделенный от сигнала, отфильтрованного фильтром верхних частот.
Фиг.19 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
Приемник 400 сигнала принимает сигнал диапазона ПЧ, выданный из двунаправленного смесителя 300, и фильтрует принятый сигнал через фильтр верхних частот.
Напротив, передатчик 500 сигнала принимает выходной сигнал от модема 600 и фильтрует его, чтобы пропустить только сигнал диапазона ПЧ, отделенный от сигнала, отфильтрованного фильтром верхних частот.
Фиг.20 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
Приемник 400 сигнала принимает сигнал основной полосы частот, выданный из двунаправленного смесителя 300, и фильтрует принятый сигнал через фильтр нижних частот.
Передатчик 500 сигнала принимает выходной сигнал из модема 600 и фильтрует его, чтобы пропустить только сигнал диапазона ПЧ, отделенный от сигнала, отфильтрованного через фильтр нижних частот.
Фиг.21 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
Приемник 400 сигнала принимает сигнал диапазона ПЧ, выданный из двунаправленного смесителя 300, и фильтрует принятый сигнал через полосовой фильтр.
Передатчик 500 сигнала фильтрует выходной сигнал из модема 600, чтобы пропустить только сигнал диапазона ПЧ, отделенный от сигнала, отфильтрованного через полосовой фильтр.
Фиг.22 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
В настоящем варианте осуществления устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, первый селектор 360 сигнала, блок 450 передатчика/приемника сигнала, второй селектор 470 сигнала и модем 600. Синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300 и модем 600 используются так же, как описано выше.
Исключительно в варианте осуществления согласно фиг.22 блок 450 передатчика/приемника сигнала реализован так, чтобы выполнять функции обоих вышеупомянутых приемника 400 сигнала и передатчика 500 сигнала. Соответственно, блок 450 передатчика/приемника сигнала выполнен с возможностью обрабатывать сигнал приема, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и сигнал передачи, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ.
В варианте осуществления согласно фиг.22 первый селектор 360 сигнала и второй селектор 470 сигнала обеспечиваются, чтобы обрабатывать и сигнал приема и сигнал передачи. Поскольку блок 450 передатчика/приемника сигнала обрабатывает сигнал приема или сигнал передачи согласно (состоянию) коммутации первого селектора 360 сигнала и второго селектора 470 сигнала, вариант осуществления согласно фиг.22 теоретически может обеспечивать полудуплексную схему.
Первый селектор 360 сигнала селективно подсоединяет двунаправленный смеситель 300 к своему первому выводу 360t передачи для передачи сигнала и к своему первому выводу 360r приема для приема сигнала. Второй селектор 470 сигнала селективно соединяет модем 600 со своим вторым выводом 470r приема для приема сигнала и со вторым своим выводом 470t передачи для передачи сигнала. Когда двунаправленный смеситель 300 соединен с первым выводом 360t передачи, и модем 600 соединен со вторым выводом 470t передачи, сигнал передачи от модема 600 передается к двунаправленному смесителю 300 через блок 450 передатчика/приемника сигнала. Когда двунаправленный смеситель 300 соединен с первым выводом 360r приема, и модем 600 соединен со вторым выводом 470r приема, сигнал приема, преобразованный двунаправленным смесителем 300, передается к модему 600 через блок 450 передатчика/приемника сигнала. И сигнал передачи от модема 600 и сигнал приема, преобразованный двунаправленным смесителем 300, принадлежат основной полосе частот или диапазону ПЧ.
Поэтому согласно варианту осуществления согласно фиг.22 нет необходимости в том, чтобы устройство передачи/приема РЧ сигнала содержало приемник сигнала и передатчик сигнала по отдельности, так что оно может быть упрощено по конструкции и уменьшено в размерах. В этом варианте осуществления блок 450 передатчика/приемника сигнала включает в себя первый усилитель 451, фильтр 453 и второй усилитель 455. Первый усилитель 451 может быть малошумящим усилителем, а второй усилитель 455 может быть усилителем с регулируемым коэффициентом усиления. Работа варианта осуществления согласно фиг.22 описана ниже подробно со ссылками на фиг.24 и фиг.25.
Фиг.23 изображает схему, иллюстрирующую измененный вариант осуществления варианта осуществления согласно фиг.22, который обрабатывает дифференциальные сигналы.
Вариант осуществления согласно фиг.23 содержит блок 450i передатчика/приемника синфазного сигнала для обработки синфазных сигналов передачи и приема и блок 450q передатчика/приемника квадратурного сигнала для обработки квадратурных сигналов передачи и приема.
Процесс обработки синфазного и квадратурных сигналов в варианте осуществления согласно фиг.23 аналогичен процессу обработки несимметричного сигнала. Поэтому, так как специалисты могут реализовать вариант осуществления согласно фиг.23 исходя из варианта осуществления, который обрабатывает несимметричный сигнал, работа варианта осуществления, который обрабатывает несимметричный сигнал, описана ниже подробно со ссылками на фиг.24 и фиг.25.
Фиг.24 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию приема сигнала в варианте осуществления согласно фиг.22. Чтобы облегчить отличительное описание сигналов, выданных из соответствующих элементов на фиг.22, 23, 26 и 27, сигналы идентифицированы идентификаторами "первый сигнал", "второй сигнал", "третий сигнал" и "четвертый сигнал".
В варианте осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, показанного на фиг.22, двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал приема диапазона РЧ в первый сигнал, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, используя колебательный сигнал от гетеродина 210 синтезатора 200 частот.
Для приема сигнала в варианте осуществления согласно фиг.22 первый селектор 360 сигнала выбирает первый вывод 360r приема, и второй селектор 470 сигнала выбирает второй вывод 470r приема. В результате первый сигнал, преобразованный двунаправленным смесителем 300, выдается через блок 450 передатчика/приемника сигнала как третий сигнал, который затем вводят в модем 600. Первый усилитель 451 блока 450 передатчика/приемника сигнала усиливает первый сигнал. Фильтр 453 фильтрует первый сигнал, усиленный первым усилителем 451, и второй усилитель 455 повторно усиливает отфильтрованный первый сигнал и выдает повторно усиленный сигнал как третий сигнал. Второй вывод 470r приема второго селектора 470 сигнала передает третий сигнал, выданный из блока 450 передатчика/приемника сигнала, на аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC) 610 модема 600.
Здесь первый усилитель 451 может быть малошумящим усилителем, и второй усилитель 455 может быть усилителем с регулируемым коэффициентом усиления. Второй вывод 470r приема второго селектора 470 сигнала передает третий сигнал от блока 450 передатчика/приемника сигнала к АЦП 610 модема 600. И первый сигнал и третий сигнал принадлежат основной полосе частот или диапазону ПЧ.
Фиг.25 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию передачи сигнала в варианте осуществления согласно фиг.22.
Для передачи сигнала в настоящем варианте осуществления первый селектор 360 сигнала и второй селектор 470 сигнала выбирают первый вывод 360t передачи и второй вывод 470t передачи, соответственно.
Когда цифроаналоговый преобразователь (ЦАП, DAC) 620 модема 600 выдает второй сигнал, который является сигналом передачи, принадлежащим к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, второй сигнал подают на блок 450 передатчика/приемника сигнала через второй вывод 470t передачи второго селектора 470 сигнала. Первый усилитель 451, фильтр 453 и второй усилитель 455 блока 450 передатчика/приемника сигнала выполняют усиление с низким уровнем шумов, фильтрацию и усиление с переменным коэффициентом усиления относительно второго сигнала, соответственно. Затем блок 450 передатчика/приемника сигнала выдает четвертый сигнал к двунаправленному смесителю 300 через первый селектор 360 сигнала. В это время первый селектор 360 сигнала выбирает первый вывод 360t передачи, чтобы передать четвертый сигнал, который является сигналом передачи, принадлежащим к основной полосе частот или диапазону ПЧ, к двунаправленному смесителю 300.
Поэтому, согласно варианту осуществления, показанному на фиг.20, 22 и 23, устройство передачи/приема РЧ сигнала может обрабатывать и выдавать и сигнал приема и сигнал передачи посредством блока 450 передатчика/приемника сигнала и операций переключения без необходимости иметь отдельные приемник сигнала и передатчик сигнала. И второй сигнал и четвертый сигнал принадлежат любому одному из диапазона ПЧ и диапазона основной полосы частот.
Фиг.26 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Вариант осуществления согласно фиг.26 не должен содержать отдельные передатчик сигнала и приемник сигнала, подобно варианту осуществления, показанному на фиг.20-23.
В варианте осуществления согласно фиг.26 устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, блок 460 передатчика/приемника сигнала и модем 600. Блок 460 передатчика/приемника сигнала включает в себя первый усилитель 461, первый селектор 462 сигнала, фильтр 463, второй усилитель 464 и второй селектор 465 сигнала. Блок 460 передатчика/приемника сигнала обрабатывает сигнал приема и сигнал передачи различными способами посредством выбора сигнала от первого селектора 462 сигнала и второго селектора 465 сигнала. Первый усилитель 461 может быть малошумящим усилителем, и второй усилитель 464 может быть усилителем с регулируемым коэффициентом усиления. Работа варианта осуществления согласно фиг.26 описана подробно ниже со ссылками на фиг.28 и фиг.29.
Фиг.27 изображает схему, иллюстрирующую измененный вариант осуществления варианта осуществления согласно фиг.26, в которой блок передатчика/приемника сигнала на фиг.26 обрабатывает дифференциальные сигналы. Вариант осуществления согласно фиг.27 содержит первый блок 460i передатчика/приемника сигнала для обработки синфазных сигналов передачи и приема и второй блок 460q передатчика/приемника сигнала для обработки квадратурных сигналов передачи и приема.
Специалист также может понять и реализовать вариант осуществления согласно фиг.27 исходя из варианта осуществления согласно фиг.26, который обрабатывает несимметричный сигнал. Поэтому работа варианта осуществления согласно фиг.26 описана подробно ниже со ссылками на фиг.28 и фиг.29.
Фиг.28 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию приема сигнала в варианте осуществления согласно фиг.26.
В варианте осуществления согласно фиг.26 устройство передачи/приема РЧ сигнала содержит синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, блок 460 передатчика/приемника сигнала и модем 600, как описано выше. Синтезатор 200 частот, двунаправленный смеситель 300, модем 600 и АЦП 610 и ЦАП 620 модема 600 используются таким же образом, как описано выше.
Блок 460 передатчика/приемника сигнала включает в себя первый усилитель 461, первый селектор 462 сигнала, фильтр 463, второй усилитель 464 и второй селектор 465 сигнала. Для приема сигнала в варианте осуществления согласно фиг.26 первый селектор 462 сигнала блока 460 передатчика/приемника сигнала выбирает вывод 462r приема и второй его селектор 465 сигнала выбирает вывод 465r приема.
Когда двунаправленный смеситель 300 преобразует сигнал приема диапазона РЧ в первый сигнал, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и выдает преобразованный первый сигнал, первый усилитель 461 усиливает первый сигнал, чтобы уменьшить коэффициент шума сигнала приема. Сигнал, усиленный первым усилителем 461, подают на фильтр 463 через первый селектор 462 сигнала. Введенный сигнал фильтруют фильтром 463, усиливают с переменным коэффициентом усиления вторым усилителем 464 и затем выдают в качестве третьего сигнала. Затем третий сигнал вводят в АЦП 610 модема 600 через второй селектор 465 сигнала. И первый сигнал и третий сигнал принадлежат диапазону ПЧ или основной полосе частот.
Фиг.29 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию передачи сигнала в варианте осуществления согласно фиг.26. Для передачи сигнала в настоящем варианте осуществления первый селектор 462 сигнала блока 460 передатчика/приемника сигнала выбирает вывод 462t передачи, и второй его селектор 465 сигнала выбирает вывод 465t передачи. Второй сигнал, выданный из ЦАП 620 модема 600, подают на фильтр 463 через вывод 462t передачи первого селектора 462 сигнала.
Введенный сигнал фильтруют фильтром 463, усиливают с переменным коэффициентом усиления вторым усилителем 464 и затем выдают в качестве четвертого сигнала. И второй сигнал и четвертый сигнал принадлежат диапазону ПЧ или основной полосе частот.
Сигнал передачи согласно фиг.29 не пропускают через первый усилитель 461, в отличие от сигнала приема согласно фиг.28. Блок 460 передатчика/приемника сигнала может обрабатывать и сигнал приема и сигнал передачи, как показано на фиг.26 и 27. В то же время блок 460 передатчика/приемника сигнала может обрабатывать сигнал приема и сигнал передачи различными способами посредством надлежащего выбора сигналов.
Фиг.30 изображает электрическую схему, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления двунаправленного смесителя в устройстве передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению.
В этом варианте осуществления двунаправленный смеситель является двойным балансным смесителем, включающим в себя диоды.
Диод на тракте прохождения сигнала изменяется на основании большого сигнала LO от гетеродина, так что РЧ сигнал приема и колебательный сигнал смешиваются, чтобы сформировать сигнал диапазона ПЧ. Также, колебательный сигнал и сигнал ПЧ смешиваются, чтобы сформировать РЧ сигнал. Два вывода a и b выдачи сигнала диапазона ПЧ (или основной полосы частот) связаны с точками виртуального заземления вывода колебательного сигнала и вывода РЧ сигнала, соответственно, чтобы отделить колебательный сигнал от сигнала диапазона ПЧ (или основной полосы частот) и сигнал диапазона РЧ от сигнала диапазона ПЧ (или основной полосы частот). Колебательный сигнал и РЧ сигнал отделены друг от друга включенным диодным трактом, и вывод выдачи колебательного сигнала, и вывод выдачи РЧ сигнала также подсоединены к точкам виртуального заземления друг друга, таким образом давая возможность отделить колебательный сигнал от РЧ сигнала.
Фиг.31 изображает электрическую схему, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления двунаправленного смесителя в устройстве передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. В этом варианте осуществления двунаправленный смеситель является двойным балансным смесителем, включающим в себя транзисторы.
В варианте осуществления двунаправленного смесителя согласно фиг.31 обеспечивают три порта сигналов относительно сигнала диапазона РЧ, сигнала диапазона ПЧ и колебательного сигнала (LO), соответственно, для обработки симметричных сигналов, где каждый разделяется на положительный компонент и отрицательный компонент. Поэтому возможно отделить сигналы посредством соответствующих портов друг друга.
Фиг.32 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое способно выполнять функцию режекции зеркальной боковой полосы частот, когда сигналом приема является сигнал диапазона ПЧ, и осуществлять функции дуплексной передачи. Со ссылками на фиг.32 ниже приведено описание работы этого варианта осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению для удаления сигнала зеркальной боковой полосы частот, который может иметь место при приеме сигнала.
В настоящем варианте осуществления, когда приемник сигнала принимает сигнал в диапазоне ПЧ, принятый сигнал может содержать сигнал зеркальной боковой полосы частот.
Чтобы удалить сигнал зеркальной боковой полосы частот, колебательный сигнал от гетеродина 210 синтезатора 200 частот разделяется на синфазный сигнал (сигнал I) и квадратурный сигнал (сигнал Q) первым фазосдвигающим устройством 250.
Первый двунаправленный смеситель 300i для сигнала I и второй двунаправленный смеситель 300q для сигнала Q смешивают колебательные сигналы, отделенные первым фазосдвигающим устройством 250, с принятым сигналом РЧ, соответственно, чтобы выдать сигналы I и Q, ортогональные друг другу. Квадратурный сигнал (сигнал Q) подают через фильтр BPF_Q (ПФ_Q) ко второму фазосдвигающему устройству 443, которое затем сдвигает его фазу. Блок 444 суммирования удаляет сигнал зеркальной боковой полосы частот посредством суммирования квадратурного сигнала. Квадратурный преобразователь 445 с понижением частоты формирует сигнал I и сигнал Q из сигнала диапазона ПЧ с удаленной зеркальной боковой полосой частот и выдает сформированные сигнал I и сигнал Q на АЦП. Сигналы, поданные на АЦП, дискретизируют и затем вводят в блок 605 обработки цифровых сигналов (БОЦС, DSP). На фиг.32 передатчик (Dr_AMP и ФНЧ) сигнала также обрабатывает сигнал I и сигнал Q диапазона основной полосы частот.
Фиг.33 изображает схему, иллюстрирующую другой вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое имеет функцию режекции зеркальной боковой полосы частот. Со ссылками на фиг.33 ниже приводится описание работы этого варианта осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению для удаления сигнала зеркальной боковой полосы частот, который может иметь место при приеме сигнала.
В варианте осуществления согласно фиг.33 колебательный сигнал от синтезатора 200 частот разделяется на синфазный сигнал (сигнал I) и квадратурный сигнал (сигнал Q) первым фазосдвигающим устройством 250.
Преобразователи 445i и 445q с понижением частоты преобразуют диапазоны частот сигнала I диапазона ПЧ и сигнала Q диапазона ПЧ, разделенные приемником сигнала (ПФ и AMP), соответственно. Сигнал I и сигнал Q с преобразованной частотой преобразуются в цифровые сигналы посредством АЦП и затем вводятся в DSP 605. В варианте осуществления согласно фиг.33 сигнал зеркальной боковой полосы частот удаляется блоком 110 суммирования и DSP 605.
Фиг.34 изображает блок-схему, показывающую еще один вариант осуществления устройства передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, которое имеет функцию режекции зеркальной боковой полосы частот. Вариант осуществления согласно фиг.34 подобен варианту осуществления согласно фиг.33, за исключением передачи и приема сигналов РЧ в полудуплексном режиме.
В варианте осуществления согласно фиг.34 колебательный сигнал от синтезатора 200 частот разделяется на синфазный сигнал (сигнал I) и квадратурный сигнал (сигнал Q) фазосдвигающим устройством 250.
Первый двунаправленный смеситель 300i двунаправленно преобразует синфазный сигнал диапазона РЧ и синфазный сигнал основной полосы частот. Второй двунаправленный смеситель 300q используется таким же образом как первый двунаправленный смеситель 300i, за исключением преобразования квадратурных сигналов.
Вариант осуществления согласно фиг.34 может осуществлять функцию полудуплексной передачи вследствие того, что содержит коммутатор 330, который выбирает вывод передачи или вывод приема в ответ на сигнал управления от DSP 605 модема 600. Для приема сигнала синфазный сигнал и квадратурный сигнал вводят в АЦП модема 600 через усилители 407i и 407q и фильтры 409i и 409q соответственно. Для передачи сигнала синфазный сигнал и квадратурный сигнал от ЦАП'ов модема 600 выдают посредством усилителей 507i и 507q и переключения коммутатора 330. Блок 110 суммирования объединяет выданный синфазный сигнал и квадратурный сигнал и выдает объединенный РЧ сигнал передачи на антенну. В варианте осуществления согласно фиг.34 сигнал зеркальной боковой полосы частот удаляется блоком 110 суммирования и DSP.
Фиг.35 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.35.
Сначала сигнал, который должен быть передан, модулируется (S210).
Модулированный сигнал фильтруют и выдают как сигнал первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S220).
Только сигнал первого диапазона частот, из второго диапазона частот, содержащего принятый сигнал диапазона РЧ и отделенный от первого диапазона частот, и первого диапазона частот, преобразуется в сигнал диапазона РЧ (S230).
Сигнал диапазона РЧ передается (S240).
Фиг.36 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Последовательность операций согласно фиг.36 может быть легко понята на основе варианта осуществления согласно фиг.10. Предпочтительный вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.36.
Сначала принимают сигнал диапазона РЧ (S310).
Принятый сигнал диапазона РЧ преобразуют в сигнал второго диапазона частот, включенного в любой из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S320). Диапазон частот, преобразованный на этапе S320, может содержать сигнал для передачи и принятый сигнал. Здесь диапазон частот сигнала передачи упомянут как первый диапазон частот.
В результате сигналы диапазона частот, включающего в себя второй диапазон частот и первый диапазон частот, отделенный от второго диапазона частот, фильтруют так, что только сигнал второго диапазона частот может быть пропущен (S330).
Затем сигнал второго диапазона частот демодулируют (S340).
Фиг.37 изображает последовательность операций, иллюстрирующую предпочтительный вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.37.
Сначала принимают сигнал диапазона РЧ (S350).
Сигнал для передачи модулируют и выдают модулированный сигнал первого диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S355).
Принятый сигнал диапазона РЧ преобразуют в сигнал второго диапазона частот, включенный в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и, в то же время, сигнал первого диапазона частот преобразуют в сигнал диапазона РЧ (S360). В варианте осуществления согласно фиг.37 и сигнал первого диапазона частот и сигнал второго диапазона частот, принадлежат основной полосе частот или диапазону ПЧ, и сигнал первого диапазона частот, и сигнал второго диапазона частот могут быть отфильтрованы, соответственно, чтобы быть отделенными друг от друга. Согласно этому варианту осуществления в соответствии с фиг.37 функция дуплексной передачи может быть выполнена, используя сигналы основной полосы частот и/или диапазона ПЧ.
В вариантах осуществления согласно фиг.33-35 функция дуплексной передачи может быть выполнена для сигналов передачи, приема и передачи/приема.
Фиг.38 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления способа передачи РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.38.
Сначала сигнал для передачи модулируется, и выдают модулированный сигнал диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S410).
Из сигнала в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, в который преобразован принятый сигнал диапазона РЧ, и модулированного сигнала модулированный сигнал выбирают посредством коммутации (S420).
Выбранный сигнал преобразуют в сигнал диапазона РЧ (S430).
Преобразованный сигнал диапазона РЧ передают (S440).
Фиг.39 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления способа приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.39.
Сначала принимают сигнал диапазона РЧ (S450).
Принятый сигнал диапазона РЧ преобразуют в сигнал диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S460).
Из преобразованного сигнала и сигнала диапазона частот, включенного в любой один из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ для передачи, преобразованный сигнал выбирают посредством коммутации (S470).
Выбранный сигнал демодулируют (S480).
Фиг.40 изображает последовательность операций, иллюстрирующую альтернативный вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.40.
Сначала принимают первый сигнал диапазона РЧ (S510).
Сигнал для передачи модулируют и выдают как второй сигнал, содержащийся в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S520).
Первый сигнал диапазона РЧ преобразуют в сигнал, принадлежащий любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, если первый сигнал выбран из первого сигнала и второго сигнала, содержащихся в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, и второй сигнал преобразуют в сигнал диапазона РЧ, если выбран второй сигнал (S530).
Преобразованный сигнал, принадлежащий к любому одному из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ, демодулируют и преобразованный сигнал диапазона РЧ передают (S540).
В вариантах осуществления согласно фиг.36-38 функция полудуплексной передачи может быть выполнена для сигналов передачи, приема и передачи/приема.
Фиг.41 изображает последовательность операций, иллюстрирующую другой вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению, в котором можно одновременно обрабатывать сигнал передачи и приема, когда осуществляется функция полудуплексной передачи. Чтобы облегчить отличительное описание сигналов на соответствующих этапах, эти сигналы идентифицируют идентификаторами "первый сигнал" и "второй сигнал". Этот вариант осуществления способа передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг.41.
Сначала сигнал диапазона РЧ принимают, преобразуют и выдают как первый сигнал в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S550).
Сигнал для передачи модулируется и выдается как второй сигнал в любом одном из диапазона основной полосы частот и диапазона ПЧ (S560).
Выбирают любой из первого сигнала и второго сигнала (S570).
Обработка сигнала, включающая в себя усиление и фильтрацию сигнала, выполняется относительно выбранного сигнала, чтобы улучшить шумовые характеристики выбранного сигнала, и обработанный сигнал коммутируется и выдается согласно выбору на вышеупомянутом этапе S570 (S580).
Обработка сигнала может включать в себя усиление с низким уровнем шумов, фильтрацию и усиление с переменным коэффициентом усиления. Альтернативно, обработка сигнала может включать в себя все усиление с низким уровнем шумов, фильтрацию и усиление с переменным коэффициентом усиления, когда выбран первый сигнал, и фильтрацию и усиление с переменным коэффициентом усиления, когда выбран второй сигнал.
Выданный сигнал демодулируется, если выбранный сигнал является сигналом, полученным обработкой первого сигнала и преобразованным в сигнал диапазона РЧ, если выбранный сигнал является сигналом, полученным обработкой второго сигнала (S590).
Как очевидно из предшествующего описания, устройство передачи/приема РЧ сигнала и способ передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению могут осуществлять функцию дуплексной передачи, используя сигналы диапазона ПЧ и/или диапазона основной полосы частот. Далее, устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может обрабатывать сигнал передачи и сигнал приема в диапазоне ПЧ или основной полосе частот до очень высокой степени разделения частоты на основании характеристик фильтров передатчика сигнала и приемника сигнала.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала и способ передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению могут осуществлять и функцию дуплексной передачи и функцию полудуплексной передачи.
В устройстве передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению нет необходимости использовать дорогой антенный РЧ переключатель, так что устройство передачи/приема РЧ сигнала может быть уменьшено в стоимости. Далее, не использование антенного переключателя РЧ может уменьшать размер устройства передачи/приема РЧ сигнала.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может быть осуществлено различными вариантами осуществления, в которых каждый из приемника сигнала и передатчика сигнала использует любой один из фильтра нижних частот, полосового фильтра и фильтра верхних частот и разделяет частоты сигнала приема и сигнала передачи друг от друга, используя используемые фильтры.
Далее, устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может обрабатывать каждый из сигнала приема и сигнала передачи в форме единственного симметричного сигнала или дифференциальных сигналов, таких как синфазный сигнал и квадратурный сигнал.
Кроме того, устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению может просто осуществлять функцию дуплексной передачи, используя двунаправленный смеситель. Поэтому потребляемая мощность устройства передачи/приема РЧ сигнала является малой, внутренние помехи схемы РЧ также являются малыми, и линейность сигналов, обработанных устройством передачи/приема, улучшается, таким образом, давая возможность выполнить обработку сигнала, устойчивую к внешним помехам сигнала.
Устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению не использует антенный РЧ переключатель, так что его схема может быть легко разработана, и устройство может быть произведено по низкой цене и реализовано с помощью единственной микросхемы.
Кроме того, устройство передачи/приема РЧ сигнала и способ передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению применимы к беспроводным локальным вычислительным сетям (WLAN), сотовым телефонам или устройствам связи, использующим систему UWB, Zigbee систему, систему Wimax, систему BLUETOOTH и т.д.
Кроме того, устройство передачи/приема РЧ сигнала согласно настоящему изобретению обладает низкой стоимостью и просто по структуре и способно уменьшить межсигнальные помехи. Также устройство передачи/приема РЧ сигнала может быть уменьшено в отношении размера микросхемы и потреблять малую выходную мощность. Кроме того, устройство передачи/приема РЧ сигнала имеет превосходную эффективность беспроводной связи и применимо к различным системам беспроводной связи.
Специалистам очевидно, что различные модификации и изменения могут быть в настоящем изобретении осуществлены без отрыва от объема или формы изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и разновидности этого изобретения, если они попадают в объем прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.