專利名稱：有單個(gè)鎖相環(huán)的收發(fā)機(jī)設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電通信系統(tǒng)中使用的一種收發(fā)設(shè)備，更具體說涉及只有一個(gè)鎖相環(huán)電路的一種收發(fā)方法和收發(fā)設(shè)備，這種方法和設(shè)備能利用一個(gè)頻率振蕩器產(chǎn)生的頻率作為上變頻的本機(jī)振蕩頻率和發(fā)送模式下載頻的基準(zhǔn)頻率，并作為下變頻的本機(jī)振蕩頻率和接收模式下調(diào)制/解調(diào)用的載頻。
1980年6月8日授予Biethan的美國(guó)專利4,212,013號(hào)公開了一種一般的雙工收發(fā)設(shè)備，其中的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)只采用一個(gè)振蕩器，從而大大簡(jiǎn)化了技術(shù)上的問題和節(jié)省了財(cái)務(wù)上的開支。然而，由于發(fā)送解調(diào)器和接收濾波器還應(yīng)分別采用獨(dú)立的振蕩器，因而在結(jié)構(gòu)上還有進(jìn)一步簡(jiǎn)化的必要。
1991年6月30日授予Dannenberg的美國(guó)專利5,036,327號(hào)公開了一種采用單振蕩器移頻鍵控系統(tǒng)的雷達(dá)收發(fā)機(jī)，其中聲頻載波利用視頻解調(diào)的穩(wěn)定高頻進(jìn)行上變頻，作為經(jīng)穩(wěn)定線性解調(diào)的聲頻載波而輸出。這種方法已應(yīng)用在聲頻解調(diào)信號(hào)與視頻解調(diào)信號(hào)混合的信號(hào)傳輸中。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種無線電通信系統(tǒng)。參看圖1，傳輸數(shù)據(jù)I和Q轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)之后，通過低通濾波器(以下稱為“LPF”)173和181，進(jìn)而從模擬信號(hào)中濾除較高頻率的分量。低通濾波器173和181的輸出輸入到正交解調(diào)電路202中的正交混合器171和179。在此期間，混合器171和179分別收到0度相位和90度相位的信號(hào)，這些信號(hào)是信號(hào)在移相器177中分成0度相位和90度相位產(chǎn)生的。該信號(hào)是從信號(hào)發(fā)生器73借助鎖相環(huán)(以下稱為“PLL”)71使其以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器41產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)鎖相產(chǎn)生的。這樣，混合器171和179將低通濾波器173和181的輸出與移相器177的輸出混合，再由組合器169將由此得出的信號(hào)加以組合，作為經(jīng)正交解調(diào)的信號(hào)輸出。經(jīng)正交解調(diào)的信號(hào)由放大器167放大，再通過帶通濾波器(以下稱為“BPF”)165。這樣，經(jīng)正交調(diào)制的信號(hào)只有經(jīng)選擇的頻帶才被濾除。帶通濾波器165輸出的經(jīng)濾波的信號(hào)再次被放大到預(yù)定的程度，然后傳送給上變頻混合器161?；旌掀?61接收信號(hào)發(fā)生器49輸出的由PLL47以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器41輸出的基準(zhǔn)信號(hào)鎖相的輸出信號(hào)，從而對(duì)放大器163的輸出進(jìn)行上變頻。經(jīng)上變頻的信號(hào)通過BPF154傳送給功率放大器153。功率放大器153輸出的信號(hào)經(jīng)開關(guān)105和BPF103通過天線101發(fā)送出去。
現(xiàn)在看接收工作過程。從天線101收到的信號(hào)經(jīng)BPF103和開關(guān)105傳到低噪聲放大器107，由低噪聲放大器107將收到的弱信號(hào)放大10-30分貝。BPF109從放大的信號(hào)中只提取所需的接收頻帶，再提供給下變頻混合器111?；旌掀?11還接收信號(hào)發(fā)生器37的輸出，該輸出由PLL39以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器41產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)鎖相。于是混合器111輸出Nfl+/-Mf2的信號(hào)(其中N和M都是整數(shù))。混合器111的輸出信號(hào)加到BPF113上，只有頻帶f1-f2通過BPFl13。這樣，本機(jī)振蕩頻率f2使接收信號(hào)頻率f1降低，使其成為f1-f2的中頻。此中頻再由放大器115放大，然后加到正交調(diào)制電路201中的分配器117。分配器117將放大的信號(hào)分配并加到調(diào)制混合器119和131上。在此期間，混合器119和131分別收到0度相位和90度相位的信號(hào)，這些信號(hào)是由90度移相器127將一信號(hào)分成0度和90度產(chǎn)生的。該信號(hào)是從信號(hào)發(fā)生器43通過PLL45使其以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器41產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)鎖相而產(chǎn)生的?；旌掀?19和131的輸出信號(hào)通過LPF121和133，從其中濾掉頻率較高的噪聲。接著，PLF121和133的輸出經(jīng)放大器123和135放大后傳送給模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器125和137，于是產(chǎn)生數(shù)字化了的信號(hào)I和Q。綜上所述，由于一般的方法采用多個(gè)頻率源，例如基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)發(fā)生器和PLL，因而不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和降低成本。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種只用一個(gè)本機(jī)振蕩器的既能提供上變頻/下變頻用的本機(jī)振蕩頻率又能提供調(diào)制/解調(diào)用的載頻的收發(fā)方法和收發(fā)設(shè)備。
為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的用在具有解調(diào)器、載頻發(fā)生器、濾波器、放大器和天線的無線電通信系統(tǒng)中的收發(fā)設(shè)備被構(gòu)制成使一個(gè)本機(jī)振蕩器輸出的振蕩頻率，經(jīng)倍增到預(yù)定頻率后作為上變頻/下變頻用的本機(jī)振蕩頻率，和作為調(diào)制/解調(diào)用的載頻。
下面參看附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的無線電通信系統(tǒng)圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的無線電通信系統(tǒng)圖；圖3是本發(fā)明另一個(gè)最佳實(shí)施例的無線電通信系統(tǒng)圖。
參看圖2。圖中的電路是無線電通信系統(tǒng)的一個(gè)電路。該無線電通信系統(tǒng)有一個(gè)上變頻混合器、一個(gè)下變頻混合器、一個(gè)調(diào)制電路和一個(gè)解調(diào)電路。調(diào)制電路包括一個(gè)分配器、若干混合器和一個(gè)移相器。解調(diào)電路包括一個(gè)組合器、若干混合器和一個(gè)移相器。所述無線電通信系統(tǒng)的電路由下列部分組成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，供產(chǎn)生無線電通信系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)鎖相環(huán)，供將基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的輸出鎖相到預(yù)定的頻率；一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，供根據(jù)鎖相環(huán)的輸出產(chǎn)生信號(hào)，并將信號(hào)提供給調(diào)制電路和解調(diào)電路中的移相器；第一倍頻器，用以將信號(hào)發(fā)生器的輸出倍增到第四給定倍數(shù)；第一帶通濾波器，供帶通濾除第一倍頻器的輸出；第一放大器，供放大第一帶通濾波器的輸出，并將其提供給下變頻混合器；第二倍頻器，用以將信號(hào)發(fā)生器的輸出倍增到第五給定倍數(shù)；第二帶通濾波器，供帶通濾除第二倍頻器的輸出；和第二放大器，供放大第二帶通濾波器的輸出，并將其提供給上變頻混合器。
現(xiàn)在參看圖2說明本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。傳輸數(shù)據(jù)I和Q經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器175和183傳送給LPF173和181，從而從傳輸數(shù)據(jù)I和Q中濾除高頻分量，這些信號(hào)輸入到解調(diào)器202中的正交解調(diào)混合器171和179中。在此期間，混合器171和179分別收到0度相位信號(hào)和90度相位信號(hào)，這些信號(hào)是由移相器177將一信號(hào)分成0度和90度產(chǎn)生的。該信號(hào)是從信號(hào)發(fā)生器147通過PLL149使其以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器151鎖相而產(chǎn)生的。如此得出的通過混合器171和179的信號(hào)在組合器169中經(jīng)過組合，作為正交解調(diào)信號(hào)輸出。經(jīng)正交解調(diào)的信號(hào)通過放大器167放大，再通過BPF165進(jìn)行帶通濾波。BPF165輸出的信號(hào)再經(jīng)過放大，傳送給上變頻混合器161。信號(hào)發(fā)生器147輸出的經(jīng)PLL149使其以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器151鎖相的信號(hào)在B倍頻器159中被倍頻至B倍。BPF157只濾除B*f10的信號(hào)，其輸出經(jīng)放大器155放大，傳送給混合器161。用頻率f10正交解調(diào)過的信號(hào)用頻率B*f10進(jìn)行上變頻，只有混合信號(hào)的信號(hào)B*f10＋f10通過BPF154濾波，從而使BPF154的輸出頻率變?yōu)?B＋1)*f10。BPF154的輸出經(jīng)功率放大器153放大后，再經(jīng)開關(guān)105和BPF103通過天線101發(fā)送出去。
現(xiàn)在看接收工作過程。接收信號(hào)從天線101通過BPF103和開關(guān)105加到低噪聲放大器107上。由低噪聲放大器107放大的信號(hào)通過BPF109傳送給下變頻混合器111。信號(hào)發(fā)生器147的輸出信號(hào)由PLL149使其以基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器151鎖相，被A倍頻器145倍頻至A倍。BPF143濾波器只濾除A*f10的信號(hào)，其輸出經(jīng)放大器141放大，作為本機(jī)振蕩頻率傳送給混合器111。只有收到的頻率frf與本機(jī)振蕩頻率之間的差頻frf-A*f10通過BPF113濾除。BPF113的輸出經(jīng)放大器115放大后傳送給調(diào)制器201中的分配器117。分配器117將放大的信號(hào)分配到調(diào)制混合器119和131。頻率f10加到移相器127上，0相位和90度相位信號(hào)分別加到混合器119和131上。調(diào)制器201中調(diào)制的信號(hào)加到LPF121和133，并從調(diào)制的信號(hào)中除去高頻分量。如此得出的信號(hào)經(jīng)放大器123和135放大后作為數(shù)據(jù)I和Q通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器125和137輸出。
現(xiàn)在參看圖3。圖3的組成與圖2的相同，只是倍減器203用以倍減信號(hào)發(fā)生器147的輸出，并將其提供給移相器127和177。就是說，圖2中的信號(hào)經(jīng)解調(diào)到頻率f10之后調(diào)制到頻率f10，而圖3中信號(hào)發(fā)生器147產(chǎn)生的信號(hào)則經(jīng)倍減器203倍減之后加到移相器127上，且頻率f10在A倍頻器145倍頻后通過BPF143和放大器141加到下變頻混合器111上。發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的頻率f10的值彼此不同。即，發(fā)送過程的解調(diào)頻率f10用下式表示B*f10＋f10＝frf(其中frf為傳輸頻率)f10＝frf/(B＋1)而接收過程的調(diào)制頻率用下式表示frf-A*f10＝f10/Pfrf＝f10/P＋A*f10frf＝f10(K＋1/P)f10＝(P/(P*K＋A)*frf假設(shè)frf＝2.5吉赫，且B＝4，解調(diào)頻率f10＝500兆赫，而在接收過程中，若P＝4且K＝5，則頻率f10約為476兆赫，調(diào)制頻率f10/P約為119兆赫。綜上所述，本發(fā)明通過消除因采用不同頻率而產(chǎn)生的干擾可以減小電路內(nèi)的電氣干擾。此外，圖2圖3中所示的電路較為簡(jiǎn)單，從而進(jìn)一步降低了成本。
權(quán)利要求
1.一種用單一頻率發(fā)送和接收的方法，其特征在于，解調(diào)用的頻率經(jīng)倍增到第一給定倍數(shù)后在發(fā)送模式下可作為上變頻用的本機(jī)振蕩頻率，所述解調(diào)用的頻率經(jīng)倍增到第二給定倍數(shù)后在接收工作模式下可作為下變頻用的本機(jī)振蕩頻率，且所述解調(diào)用的頻率可作為正交調(diào)制用的頻率，所述第一和第二預(yù)定倍數(shù)為整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述解調(diào)用的頻率經(jīng)倍減至第三給定值后可作為所述調(diào)制用的頻率，所述解調(diào)用的頻率經(jīng)倍增至所述第二給定值后可作為所述下變頻用的本機(jī)振蕩頻率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，假設(shè)所述解調(diào)用的頻率為f10，接收頻率為frf，則所述解調(diào)用的頻率f10＝(P/(P*A＋1))*frf表示，所述A和P為第二和第三給定值。
4.無線電通信系統(tǒng)中用的一種收發(fā)設(shè)備，所述無線電通信系統(tǒng)有一個(gè)上變頻混合器、一個(gè)下變頻混合器、一個(gè)調(diào)制電路和一個(gè)解調(diào)電路，其中調(diào)制電路包括一個(gè)分配器、若干混合器和一個(gè)移相器；解調(diào)電路包括一個(gè)組合器、若干混合器和一個(gè)移相器；所述收發(fā)設(shè)備包括一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，供產(chǎn)生所述無線電通信系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)鎖相環(huán)，供將所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的輸出鎖相到預(yù)定頻率；一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，供根據(jù)所述鎖相環(huán)的輸出產(chǎn)生信號(hào)，并將該信號(hào)提供給所述調(diào)制電路和所述解調(diào)電路中的所述移相器；第一倍頻器，用以將所述信號(hào)發(fā)生器的輸出倍增到第四給定倍數(shù)；第一帶通濾波器，供帶通濾除所述第一倍頻器的輸出；第一放大器，供放大所述第一帶通濾波器的輸出，并將其提供給所述下變頻混合器；第二倍頻器，用以將所述信號(hào)發(fā)生器的輸出倍增到第五給定倍數(shù)；第二帶通濾波器，供帶通濾除所述第二倍頻器的輸出；和第二放大器，供放大所述第二帶通濾波器的輸出，并將其提供給所述上變頻混合器。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一個(gè)倍減器，供倍減所述信號(hào)發(fā)生器的輸出，并將其提供給所述調(diào)制電路和所述解調(diào)電路中的所述移相器。
全文摘要
一種收發(fā)方法和設(shè)備，只用一個(gè)本機(jī)振蕩器提供上下變頻用的本振頻率和調(diào)制/解調(diào)用的載頻。其設(shè)備有基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器；鎖相環(huán)，供鎖相基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的輸出；信號(hào)發(fā)生器，按鎖相環(huán)輸出產(chǎn)生信號(hào)，并提供給調(diào)頻和解調(diào)電路中的移相器；第一和第二倍頻器，供倍增信號(hào)發(fā)生器的輸出；第一和第二帶通濾波器，供分別濾除第一和第二倍頻器的輸出；第一和第二放大器，供分別放大第一和第二帶通濾波器的輸出，并將其分別提供給下上變頻混合器。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1140941SQ9610445
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1996年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月13日
發(fā)明者樸在善, 金城宇, 樸正圭, 樸享元 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社