專利名稱：接收通信信號的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及通信裝置，更具體地，涉及接收通信信號的方法和裝置。
隨無線通信裝置使用的增加，頻譜變得缺乏。在許多情況中，在一個具體波段上提供服務的網(wǎng)絡運行者不得不在分立的波段提供服務，以滿足其用戶。例如，在900MHz頻帶中GSM系統(tǒng)上提供服務的網(wǎng)絡運行者不得不依靠在1800MHz頻帶的DCS系統(tǒng)。因此如蜂窩無線電話的通信裝置必須能在兩個頻率甚至第三個系統(tǒng)如PCS1900通信。這種運行在兩個或以上頻率的要求產(chǎn)生許多問題。例如，如果接收機包括在每個波段中接收信號的分立的部件，通信裝置將增加尺寸和成本。
本發(fā)明的目的是提供在一組波段中接收通信信號的方法和裝置，同時最小化部件的增加。
本發(fā)明提供通信裝置，用于在一組RF波段中接收通信信號，所述通信裝置包括天線電路，以在所述一組RF波段中接收所述通信信號；第一通道，耦合到所述天線電路，以在所述一組RF波段的第一RF波段接收通信信號；第一濾波器，有耦合到所述第一通道的第一輸入端，以在所述第一波段接收所述通信信號，和第二輸入端，以接收固定的振蕩器頻率，所述第一濾波器有用于產(chǎn)生第一輸出信號的第一輸出端；第二通道，耦合到所述天線電路，以在所述一組RF波段的第二RF波段接收通信信號；第二濾波器，有耦合到所述第二通道的第三輸入端，以在所述第二RF波段接收所述通信信號，和第四輸入端，以接收所述固定的振蕩器頻率，所述第二濾波器產(chǎn)生第二輸出；和混頻器，耦合所述第一濾波器和所述第二濾波器，以組合所述第一輸出信號和所述第二輸出信號。
本發(fā)明提供用于從一組波段接收通信信號的方法，所述方法包括步驟耦合在第一波段中的通信信號到第一濾波器的第一輸入端；耦合固定的振蕩器頻率到所述第一濾波器的第二輸入端；產(chǎn)生所述第一濾波器的第一輸出；耦合在第二波段中的通信信號到第二濾波器的第一輸入端；耦合所述固定的振蕩器頻率到所述第二濾波器的第二輸入端；產(chǎn)生所述第二濾波器的第二輸出；混合所述第一輸出和所述第二輸出。
方法和裝置通過避免所有波段都需要混頻器，使能通信裝置運行于多波段中，如GSM 900MHz、DCS 1800MHz和PCS 1900MHz。例如，在雙波段GSM/DCS 1800無線電話中，用于GSM和DCS波段的本振(LO)注入頻率通過組合濾波器的使用被供給混頻器。因此，對混頻器輸入的雙工和匹配要求被簡化，具最小化信號損耗。組合RX/LO濾波器，一個用于一個GSM和DCS波段，被設計有RX和LO輸入端口和通用RX/LO輸出端口。GSM RX/LO組合濾波器和DCS RX/LO組合濾波器的通用輸出端口都被接到混頻器的輸入。因為RX和LO注入頻率之間的雙工要求由組合濾波器完成，對雙波段通信裝置，電路設計把到混頻器的雙工線的數(shù)量從6減少到2，對三波段通信裝置，電路設計把到混頻器的雙工線的數(shù)量從10減少到4。另外，混頻器的輸入阻抗匹配被設計，以用于在每個波段中接收的信號匹配阻抗，及在IF頻率提供RF帶阻濾波器。最后混頻器的輸出電路提供對R F輸入頻率的低阻抗，和對IF濾波器輸入的匹配。
本發(fā)明的優(yōu)點是避免在所有波段都使用混頻器，具最小化信號損耗?；祛l器的輸入阻抗匹配每個波段中接收的信號阻抗，混頻器的輸出匹配IF濾波器的阻抗，并提供對RF輸入頻率的低阻抗。
附圖簡單描繪

圖1是根據(jù)本發(fā)明的通信裝置的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖1的接收機127的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的混頻器234的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的圖1的接收機127的框圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的混頻器234的示意圖。
發(fā)明詳細描繪現(xiàn)翻到圖1，示出實現(xiàn)本發(fā)明的如蜂窩無線電話的無線通信裝置的框圖。在優(yōu)選實施方案中，幀產(chǎn)生器ASIC 101，如可從Motorola公司得到的CMOS ASIC，和微處理器103，如也可從Motorola公司得到的68 HC11，組合以產(chǎn)生必要的通信協(xié)議，用于在蜂窩系統(tǒng)中運行。微處理器1O3用包括RAM 105、EEPROM107和ROM109的存儲器104，優(yōu)選固化于一個封裝111內(nèi)，以執(zhí)行產(chǎn)生協(xié)議必需的步驟和執(zhí)行用于無線通信裝置的其它功能，如向顯示器113寫、從袖珍鍵盤115接受信息、根據(jù)本發(fā)明由連接器116接受輸入/輸出信息、控制頻率合成器125、或執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法放大信號所必需的步驟。ASIC 101處理由麥克風117和到揚聲器121的由音頻電路119變換的音頻。
收發(fā)信機處理射頻信號。具體地，發(fā)射機123通過天線129用由頻率合成器125產(chǎn)生的載頻發(fā)射。由通信裝置的天線129接收的信息進入接收機127，它用來自頻率合成器125的載頻解調(diào)字符。通信裝置可選地包括消息接收機和其中包括數(shù)字信號處理裝置的存儲裝置130。消息接收機和存儲裝置能是，例如，數(shù)字應答機或尋呼接收機。
現(xiàn)翻到圖2，示出根據(jù)本發(fā)明用于雙波段無線電話的接收機127的框圖。由天線129接收的RF信號被耦合到包括第一RF匹配框202和第二RF匹配框204的匹配電路201。RF匹配電路被設計成基于接收的信號的頻率向接收機提供適當?shù)淖杩蛊ヅ?。然后，RF信號被耦合到由天線開關控制電路208控制的天線開關206。天線開關控制使能RF信號由通過連接器210耦合到通信裝置的附件接收和發(fā)射。例如，用于在車船中使能免提運行的免提附件能根據(jù)本發(fā)明被耦合到連接器210。
然后，由線212提供接收的RF信號到接收機的一組通道。即，根據(jù)通信裝置可用的波段數(shù)，每個波段被提供分立的通道。具體地，線212被耦合到向第一濾波器216提供RF信號的傳輸線214。例如，濾波器216能是三極點帶通陶瓷濾波器，用作預選濾波器。例如，陶瓷濾波器能被調(diào)諧以通過在GSM接收波段中的935和960MHz的RF信號。然后，濾波信號被傳輸?shù)筋A放大器218。優(yōu)選地，預放大器218包括使能線220，用于使能或不能預放大器。優(yōu)選地，使能線控制晶體管，以從發(fā)射機能量和其它寄生頻率隔離混頻器。預放大器218的輸出被耦合到組合濾波器222的第一輸入端224，在第二輸入端226通過耦合到壓控振蕩器228的傳輸線230耦合LO注入頻率。例如，在第一通道中，組合的單塊陶瓷濾波器能接收GSM波段中的935～965MHz和LO注入720～745MHz。濾波器222的通用輸出端232由傳輸線236耦合到混頻器234。
線212也由耦合到第二濾波器242的傳輸線240耦合到第二RF通道。第二濾波器242也能是三極點帶通陶瓷濾波器，例如，用作預選濾波器。第二濾波器242的輸出被耦合到第二預放大器244。優(yōu)選地，預放大器244也有使能線280，以從發(fā)射機能量和其它諧波頻率隔離混頻器。預放大器244的輸出被耦合到第二組合濾波器246的第三輸入248。組合濾波器246也被耦合，以在第四輸入250由傳輸線252接收LO頻率。組合的輸出254也由傳輸線256耦合到混頻器234。如圖3中將詳細描繪，混頻器234在輸出258產(chǎn)生中頻(IF)信號。優(yōu)選215MHz的IF信號被提供給濾波器260，如SAW帶通濾波器。
現(xiàn)翻到圖3，示出圖2的混頻器234的電路圖?；祛l器234被設計，以運行于雙波段無線電話，如適合運行于DCS 1800MHz和GSM 900MHz頻段的電話。混頻器輸入電路被設計，以在所有波段匹配50歐姆，并濾波輸出215MHz IF信號。類似地，混頻器輸出電路被設計有對215MHz濾波器的匹配電路和寬帶帶線L C帶阻濾波器電路以濾波輸入R F信號(對每個波段)，用于優(yōu)化混頻器性能。具體地，組合濾波器的輸出信號被耦合到混頻器234的電感302。電感通過電容304被耦合到地且被耦合到晶體管308的基極310。電感312也耦合到基極310。電感302和電容304與電容306和電感312被選擇，以提供在混頻器輸入的RF匹配。即，選擇它們的值，以為每個接收的波段如900MHz和1800MHz提供50歐姆阻抗。雖然在本發(fā)明的范圍內(nèi)可用其它值，電感302優(yōu)選約3.3納亨(nH)，電容304約0.5皮法(pF)，電容306約2pF和電感312約5.6nH。
晶體管308的集電極314被耦合到由電容320耦合到地的傳輸線318。集電極314也被耦合到電容322，它通過電感324被耦合到地和濾波器260。最后，電感326耦合在集電極314和耦合到電感312的電阻332之間，電容322和電感326被選擇，以提供匹配IF濾波器260的阻抗。帶線318和電容320的值被選擇，以提供LC帶阻濾波器電路以濾波RF輸入信號，用于優(yōu)化混頻器性能。具體地，選擇這些值以在輸出端提供低阻抗，以防止RF信號通過濾波器260，并向濾波器260提供干凈的IF信號。對于接收900MHz和1800MHz RF信號的雙波段無線電話，帶線318優(yōu)選寬約0.02英寸，長約0.35英寸，提供約3nH感抗。電容320優(yōu)選4.7pF電容，同時，電感326約27nH。
最后，混頻器被設計，以提供對濾波器260的IF匹配。電感326和電容322被優(yōu)選，以向混頻器的IF頻率提供低阻抗。對于215MHz IF頻率，電容322約33pF，電感326約27nH。類似地，IF帶阻濾波器被提供，以防止中頻被反饋到晶體管308。具體地，耦合在電感312和地之間的電容334對IF信號提供帶阻濾波器。對于215MHz IF頻率，電感312約5.6nH，電容334約68pF。
在三波段無線電話中，能提供另外的R F通道，用于從第三通信系統(tǒng)接收信號。例如，通信裝置也能適于接收PCS 1900信號。具體地，圖4中，線212可由耦合到濾波器416的傳輸線451和414耦合到第三RF級。例如，濾波器416能是三極點帶通陶瓷濾波器，用作預選濾波器。陶瓷濾波器能被調(diào)諧，以在PCS 1900接收波段中的1930～1990MHz通過RF信號。然后，濾波的信號被傳輸?shù)筋A放大器418。優(yōu)選地，預放大器418包括使能線420，用于使能或不能預放大器。優(yōu)選地，使能線控制晶體管，以從發(fā)射機能量和其它寄生頻率隔離混頻器。預放大器418的輸出端被耦合到組合濾波器422的第五輸入端424，在第六輸入端426由耦合到壓控振蕩器228的傳輸線430和452耦合LO注入頻率。濾波器422的組合輸出432由傳輸線436和453耦合到混頻器234。雖然本發(fā)明中示出了三級，基于被接入的網(wǎng)絡的數(shù)量，可如所需的用另外的級。
現(xiàn)翻到圖5，示出圖4的混頻器234的電路圖?；祛l器被設計成在三波段無線電話中運行在GS M900MHz、DCS 1800MHz和PCS 1900MHz頻段?；祛l器輸入被設計成在所有三個頻段中匹配在50歐姆，且濾波輸出215MHz IF信號。類似地，混頻器輸出電路被設計有到215MHz濾波器的匹配電路和寬帶帶線LC帶阻濾波器電路，以濾波輸入RF信號(用于所有三波段)，用于優(yōu)化混頻器性能。這里，不再重復圖4和圖5中與圖2和圖3中同樣的剩余部分，和那些部分的功能。
雖然上文及圖描繪了本發(fā)明，應知道，這僅給出示例，不超出本發(fā)明的真實精神和范圍，本領域的技術人員能作出大量改進與修改。例如，雖描述了具有特定接收波段的特定無線電話系統(tǒng)，但如EGSM的其它系統(tǒng)可使用本發(fā)明。雖然本發(fā)明在便攜蜂窩電話中有具體應用，本發(fā)明能用于任何便攜裝置，包括尋呼機、電子組織者或計算機。本發(fā)明由下列權利要求限定。
權利要求
1.通信裝置，用于在一組RF波段中接收通信信號，所述通信裝置包括天線電路，以在所述一組RF波段中接收所述通信信號；第一通道，耦合到所述天線電路，以在所述一組RF波段的第一RF波段接收通信信號；第一濾波器，有耦合到所述第一通道的第一輸入端，以在所述第一波段接收所述通信信號，和第二輸入端，以接收固定的振蕩器頻率，所述第一濾波器有用于產(chǎn)生第一輸出信號的第一輸出端；第二通道，耦合到所述天線電路，以在所述一組RF波段的第二RF波段接收通信信號；第二濾波器，有耦合到所述第二通道的第三輸入端，以在所述第二R F波段接收所述通信信號，和第四輸入端，以接收所述固定的振蕩器頻率，所述第二濾波器產(chǎn)生第二輸出；和混頻器，耦合所述第一濾波器和所述第二濾波器，以組合所述第一輸出信號和所述第二輸出信號。
2.如權利要求1所述的通信裝置，其中所述第一通道包括第一濾波器，以當所述通信信號在所述第一RF波段時，通過所述通信信號。
3.如權利要求2所述的通信裝置，其中所述第一通道還包括第一放大器，耦合以接收第一使能信號，用于當所述通信信號在所述第一RF波段時，使能所述第一通道。
4.如權利要求1所述的通信裝置，其中，所述第二通道包括第二濾波器，以當所述通信信號在所述第二RF波段時，通過所述通信信號。
5.如權利要求4的所述的通信裝置，其中，所述第二通道還包括第二放大器，耦合以接收第二使能信號，用于當所述通信信號在所述第二RF波段時，使能所述第二通道。
6.如權利要求1所述的通信裝置，其中，還包括第三通道，耦合在所述天線電路與所述混頻器之間，所述第三通道包括第三濾波器，以當所述通信信號在所述第三R F波段時，通過所述通信信號。
7.如權利要求7所述的通信裝置，其中，所述第三通道還包括第三放大器，耦合以接收第三使能信號，用于當所述通信信號在所述第三RF波段時，使能所述第三通道。
8.通信裝置，用于在一組RF波段中接收通信信號，所述通信裝置包括天線電路，以在所述一組RF波段中接收所述通信信號；第一通道，耦合到所述天線電路，包括第一放大器，以在所述一組RF波段的第一RF波段接收通信信號，所述第一放大器，耦合以接收第一使能信號，用于當所述通信信號在所述第一RF波段時，使能所述第一通道；第一濾波器，有耦合到所述第一通道的第一輸入端，以在所述第一波段接收所述通信信號，和第二輸入端，以接收固定的振蕩器頻率，所述第一濾波器有用于產(chǎn)生第一輸出信號的第一輸出端；第二通道，耦合到所述天線電路，包括第二放大器，以在所述一組RF波段的第二RF波段接收通信信號，所述第二放大器，耦合以接收第二使能信號，用于當所述通信信號在所述第二RF波段時，使能所述第二通道；第二濾波器，有耦合到所述第二通道的第三輸入端，以在所述第二RF波段接收所述通信信號，和第四輸入端，以接收所述固定的振蕩器頻率，所述第二濾波器產(chǎn)生第二輸出；和混頻器，耦合所述第一濾波器和所述第二濾波器，以組合所述第一輸出信號和所述第二輸出信號。
9.用于從一組波段接收通信信號的方法，所述方法包括步驟耦合在第一波段中的通信信號到第一濾波器的第一輸入端；耦合固定的振蕩器頻率到所述第一濾波器的第二輸入端；產(chǎn)生所述第一濾波器的第一輸出；耦合在第二波段中的通信信號到第二濾波器的第一輸入端；耦合所述固定的振蕩器頻率到所述第二濾波器的第二輸入端；產(chǎn)生所述第二濾波器的第二輸出；混合所述第一輸出和所述第二輸出。
全文摘要
通過避免在所有波段都使用混頻器,使能通信裝置運行于多波段中,用于多個波段的本振注入頻率通過組合濾波器的使用被供給混頻器。因此,對混頻器輸入的雙工和匹配要求被簡化,具最小化信號損耗。另外,混頻器的輸入阻抗匹配被設計,以在每個波段中接收的信號匹配阻抗,及在IF頻率提供RF帶阻濾波器。在混頻器的輸出的匹配被設計,以匹配IF濾波器的阻抗,并提供對RF輸入頻率的低阻抗。
文檔編號H04B1/16GK1192613SQ9810054
公開日1998年9月9日 申請日期1998年2月18日 優(yōu)先權日1998年2月18日
發(fā)明者康斯坦丁·弗拉霍斯, 戴維·薩瑟蘭·佩卡姆, 弗蘭克·羅伯特·斯卡達 申請人:摩托羅拉公司