無線電麥克風的天線系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電麥克風，尤其是其根據(jù)權利要求1的前序部分和US5，144，267的天線系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在無線電麥克風的天線系統(tǒng)中發(fā)生不同的電纜衰減。這必須予以考慮，在此情況下，需要在天線中進行放大控制以借助于有源部件補償電纜衰減，以便維持攔截與噪聲因數(shù)的最優(yōu)可能組合。由于天線系統(tǒng)中的電纜具有頻率相關衰減，因而攔截與噪聲因數(shù)的最優(yōu)組合在寬帶放大器中僅在一個頻率點處有可能得到，而不管其是可控的還是恒定放大的。對此，必須補充的是，頻率相關衰減的斜率隨電纜長度而變化，以致還要考慮額外參數(shù)。
[0003]這個所謂的斜率補償在電信電纜技術和衛(wèi)星技術領域中起作用，關于這點參考US4，967，169和US 5，144，267。后一個公布公開了一種具有受控電阻的補償電路，其基于一組二極管。一個串聯(lián)調諧電路提供變動程度的負斜率補償，并且并聯(lián)調諧電路提供變動程度的正斜率補償。網(wǎng)絡元件被連接成改良橋接T型配置。這些可控衰減器一般對攔截(大信號行為)具有不利影響。
[0004]然而，無法解決本發(fā)明要在無線電麥克風領域中解決的選擇有源元件的放大以使得后續(xù)電纜衰減總是得到補償(而不使攔截惡化)的問題。這個問題同樣歸因于以下事實，即取決于所采用的電纜的類型和所采用的電纜長度，電纜衰減是不同的，出于所述原因，在現(xiàn)有技術中總是必須提供有源元件的非恒定但可變的放大。舉例來說，這通過提供與RF電纜串聯(lián)的可控衰減器以使得將放大器、RF電纜與可控衰減器的組合設置為OdB來發(fā)生。還將有可能使放大器的增益可變，然而，這一般對噪聲因數(shù)和/或攔截具有不利影響。
[0005]放大大于所采用的RF電纜的衰減自然是基本要求。因此，剛剛描述的攔截與噪聲因數(shù)的比率或組合在一個頻率點處的可優(yōu)化性是可能的。這意味著在這個最優(yōu)頻率點處發(fā)生OdB變化，而在電纜衰減較低的較低頻率處，在鏈末端處發(fā)生放大，并且在電纜衰減較高的較高頻率處，發(fā)生較低放大，或當頻帶中心被設置為OdB時，實際上針對最高頻率存在衰減并且因此也增大了噪聲因數(shù)。
[0006]JP 2007/281735處理通過控制系統(tǒng)設備中所需信道的信號衰減來防止鄰近信道之間的干擾的問題。這通過依賴于高頻率混合配電器的輸出控制衰減器來實現(xiàn)。同樣，這些可控衰減器一般對噪聲因數(shù)和/或攔截具有不利影響。

【發(fā)明內容】

[0007]現(xiàn)在，本發(fā)明的任務是解決這個問題或至少基本上使之減到最小，使得即使在使用不同長度和/或不同質量(單位長度衰減)的RF電纜期間，也可實現(xiàn)頻率無關傳輸而不使攔截惡化(如果可能的話)。
[0008]頻率響應被設計為與所采用的電纜相反的有源元件可被稱為理論上理想的，以致盡管是理想且因而難以達到的設想，但顯然該方案僅適合一個電纜。
[0009]下文將簡要地敘述不同電纜長度的差異，并且結合本發(fā)明來說重要的是，短電纜在天線系統(tǒng)中的最低使用頻率與最高使用頻率之間具有比長電纜低的衰減差異，這意味著隨頻率的衰減的斜率隨著電纜長度增大而增大。
[0010]根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)權利要求1的表征部分的與衰減器串聯(lián)的可變斜率補償器來解決這些問題。
[0011]斜率補償器于是必須接管對RF電纜的頻率響應的補償，并且衰減器必須接管對放大器與最高電纜衰減之間的差異的補償。為了補償基礎衰減，使用放大器，所述放大器總是在同一操作點處以噪聲因數(shù)與攔截的最優(yōu)比率來操作。斜率補償器本質上是其中提供固定電阻的具有可變斜率的高通濾波器。根據(jù)本發(fā)明，拒絕將FET或pin 二極管用作可變電阻，這是因為對大信號行為的負面影響。FET或pin 二極管用于切換電阻，但僅用作純開關而對信號沒有影響，以實現(xiàn)優(yōu)異的大信號行為。還可使用所謂的MEMS(微機電系統(tǒng))開關。作為根據(jù)本發(fā)明的這個權宜之計的意外結果，獲得以下優(yōu)點，該切換可容易地由微控制器控制，并且原本必要的精確溫度穩(wěn)定控制電壓以及對FET或pin 二極管的制造差異(manufacturing scatter)的考慮不是必要的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，因此獲得由若干部分組成的斜率網(wǎng)絡，其通過對應切換(實際上:橋接)來實現(xiàn)所需的;S減斜率。
[0013]在一個實施方案中，利用以下事實，即，可用數(shù)字方式控制衰減器(例如，ldB+2dB+4dB+8dB的串聯(lián)電路，其被削減或不被削減，跟隨有0_15dB的控制范圍)并且還用數(shù)字方式控制斜率，如上所述，在所述情況下，在限于某些電纜類型的情況下可組合斜率與衰減器。在所需的衰減與斜率之間存在直接關系。這種關系對于選定電纜類型是恒定的，如下文進一步解釋。
[0014]在本發(fā)明的另一個實施方案中，有可能使網(wǎng)絡的調整過程自動化。
【附圖說明】
[0015]下文參考附圖來進一步解釋本發(fā)明。在附圖中
[0016]圖1示出天線系統(tǒng)的梗概，
[0017]圖2示出一個電纜針對不同頻率隨長度的衰減，
[0018]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電路的梗概，
[0019]圖4示出如圖3所示但具有對斜率補償器的詳細描繪的描繪，
[0020]圖5示出斜率補償器的自動測量的示意圖，
[0021]圖6示出一個電纜針對不同長度隨頻率的衰減，
[0022]圖7和圖8示出所述調整的簡化方案的兩個切換實施例(結合成一個元件的衰減器和斜率)，
[0023]圖9示出完整視圖，
[0024]圖10示出不同電纜與對應衰減器的串聯(lián)電路的模擬結果，
[0025]圖11示出廣泛實用實施例，并且
[0026]圖12示出不同類型和不同長度的一些電纜隨頻率的衰減。
【具體實施方式】
[0027]圖1示出從輸入(在2處的端口)經由有源元件(放大器3、可控衰減器4)以及為了使可交換性明顯而在其自己的框中標記的RF電纜5直到輸出點(端口輸出6)的天線路徑I。
[0028]圖6示出針對選定類型但具有不同長度的電纜的在介于470MHz與870MHz之間的不同頻率上的以dB計的衰減，在最下方曲線圖中以1.52m長度開始并且在最上方曲線圖中以21.28m長度結束。其它關系自然適用于其它電纜，但基本趨勢總是彼此相似的。
[0029]圖3以與圖1的視圖相似的視圖示出根據(jù)本發(fā)明的方案，其中相同部件也具備相同參考數(shù)字，斜率補償器7串聯(lián)連接在可控衰減器4之后。
[0030]圖4更詳細地示出如何優(yōu)選地構造根據(jù)本發(fā)明的斜率補償器，即由單獨電阻構造，所述電阻通過對應連接來適應于所采用的電纜5。四個斜率補償器7a、7b、7c和7d經由微控制器(未示出)通過對應切換元件8a、8b、8c和8d進行組合來匹配。
[0031]如引言中所提及，衰減器4具有創(chuàng)建放大器與最高電纜衰減之間的差異的任務，而一個或多個斜率補償器7承擔補償實際RF電纜的頻率響應的任務。
[0032]為了簡化RF電纜的量度或使之不必要，在本發(fā)明的一個實施方案中，如圖5所示，比較測量可使用RF振蕩器9 (其與在2處的端口并聯(lián)并且可借助于開關12連接，代之以在路徑中并且在放大器3前面(與電平匹配的套管)以及在輸出6處)發(fā)生(例如，使用RF電平檢測器，其是半導體部件并且產生與RF電平成正比的電壓，所述電壓可由微型計算機測量)。因此可找到用于可變衰減元件4和可變斜率補償器7的全部的最優(yōu)調整。在調整期間，位置10與位置11處的信號之間的差異是最小的。
[0033]由此，不必知道電纜的特征或對其進行確定，并且實際上也不確定這點，而是直接借助于位置10與11處的測量的比較來進行補償。
[0034]圖12作為示例示出針對市場上可得到的五種不同電纜的隨頻率的衰減，其中很明顯這些電纜具有幾乎相同的頻率響應，盡管具有不同長度。這可在僅使用足夠靠近這個頻率響應或另一個選定頻率響應的電纜的情況下利用。這使得有可能將衰減器與斜率補償器組合在一個元件中。這點的基礎是通過限制選定電纜類型而在基礎衰減與斜率之間存在標準關系；以下內容適用:
[0035]短RF電纜:高衰減和小斜率，或
[0036]長RF電纜:小衰減、大斜率。
[0037]圖表中所提及的電纜具有彼此相近的特征，盡管具有不同長度，并且這是作為示例示出的不同電纜質量的結果。
[0038]市場上可得到的數(shù)字步進衰減器(其在本公開中被指定為衰減器4)在集成于IC中時具有若干個非可變衰減器，例如，針對ldB、2dB、4dB和8dB，其串聯(lián)連接并且準許介于OdB與15dB之間的步長為IdB的不同總衰減，這取決于它們是否被橋接。
[0039]在圖7和圖