。某些類型的差分光調(diào)制器只能夠?qū)蓚€(gè)信號(hào)求和。在這樣的情況下，這些差分調(diào)制器可以通過結(jié)合圖4C描述的那樣將干凈的發(fā)送信號(hào)偏移180度來實(shí)現(xiàn)所需要的差分。
[0061]有兩種基本類型的信號(hào)源:電壓源和電流源。理想的電壓源是具有零內(nèi)部阻抗的信號(hào)源。理想的電流源是具有無限大內(nèi)部阻抗的信號(hào)源。這樣的理想信號(hào)源是不可實(shí)現(xiàn)的?？蓪?shí)現(xiàn)的電壓源一般具有比電路中的外部阻抗低得多的內(nèi)部阻抗?？蓪?shí)現(xiàn)的電流源一般具有比電路中的外部阻抗高得多的內(nèi)部阻抗。
[0062]圖5例示可以與本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用的各種信號(hào)隔離器。圖5A例示電子電壓源型隔離器500。圖5A中的隔離器500示出可以利用電壓源實(shí)現(xiàn)隔離的一種簡(jiǎn)單方式。電壓源跨越其輸出端子建立電位差或電壓?？缭诫妷涸吹碾妷邯?dú)立于施加給其輸出的外部信號(hào)。因此，通過與電壓源串聯(lián)地連接的電阻器形成的電流將不改變電壓源的輸出電壓。對(duì)于同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)，電壓源信號(hào)是發(fā)送信號(hào)，并且外部施加的信號(hào)將是接收信號(hào)。因此，電壓源的輸出將包含發(fā)送信號(hào)的干凈副本，這是所希望的。
[0063]圖5B例示可以與本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用的電流源型信號(hào)隔離器520。電流源建立獨(dú)立于施加到其輸出的外部信號(hào)的電流。因此，通過電流源的電流只包含電流源信號(hào)，并且將不包含與外部施加的信號(hào)對(duì)應(yīng)的任何信號(hào)。對(duì)于同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)，電流源信號(hào)是發(fā)送信號(hào)，外部施加的信號(hào)是接收信號(hào)。因此，電流源的輸出將包含發(fā)送信號(hào)的干凈副本，這是所希望的。
[0064]圖5C例示可以與本教導(dǎo)的設(shè)備一起使用的非互易R(shí)F隔離器540。非互易R(shí)F隔離器的示例是鐵氧體隔離器和回轉(zhuǎn)器。這些器件在一個(gè)方向上具有低傳輸損耗，在另一方向上具有高傳輸損耗。例如，從端口 I到端口 2可以是低傳輸損耗，但是在另一方向(從端口2到端口 I)上可以是高傳輸損耗。
[0065]圖例示可以與根據(jù)本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用的光子隔離器560。光子隔離器在前向耦合方向上提供良好的耦合，并且在相反的方向上提供高隔離。在前向方向上的良好耦合通過諸如二極管激光器或光調(diào)制器的電光轉(zhuǎn)換器件來實(shí)現(xiàn)，電光轉(zhuǎn)換器件的光輸出被高效地耦合到諸如光檢測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換器件。光子隔離器在相反的方向上提供極低的耦合，因?yàn)橹T如光檢測(cè)器的器件不發(fā)光，并且電光轉(zhuǎn)換器件不能檢測(cè)光。
[0066]在本教導(dǎo)的設(shè)備中可以使用多種其他類型的隔離器。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，定向耦合器580被用于執(zhí)行如圖5E所示的隔離。定向耦合器的一個(gè)普通實(shí)施例使用行波性質(zhì)。通過使第二電極具有適當(dāng)長(zhǎng)度L，并且將其置于離開第一電極適當(dāng)?shù)木嚯xd的位置，第一電極中行進(jìn)的功率的一部分將耦合到第二電極。因?yàn)檫@是互易器件，所以在第一電極中在相反方向上行進(jìn)的RF功率也將耦合到第二電極，并且該功率被耗散到示出的負(fù)載中。
[0067]還可以以反向隔離大于前向增益的RF放大器來實(shí)現(xiàn)RF隔離。在圖5F中示出利用這樣的放大器的隔離技術(shù)。在放大器的輸入處，需要某種形式的RF摘除(PickofT)器件，諸如RF分路器或定向耦合器。
[0068]圖6A-6D例示可以與根據(jù)本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用的信號(hào)處理器600、620、640和660。如圖6A-6D所示，可以使用各種類型的數(shù)字和/或模擬信號(hào)處理器600、620、640和660。參考圖2和圖6，信號(hào)處理器600、620、640和660執(zhí)行廣泛的算法(諸如最小均方算法)以執(zhí)行各種功能。可以使用將射頻(RF)信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號(hào)的公知技術(shù)，來在發(fā)送和接收信號(hào)的RF處或者某些更低的IF信號(hào)處執(zhí)行信號(hào)處理。一個(gè)這樣的功能是將發(fā)送信號(hào)的干凈的副本與包含接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)這兩者的差分器件210的輸出相關(guān)。該相關(guān)的結(jié)果將是存在于差分器件210的輸出中的殘留發(fā)送信號(hào)。
[0069]信號(hào)處理器212執(zhí)行的另一功能是估計(jì)需要施加到差分器件210的輸入的發(fā)送信號(hào)的復(fù)值，以便使得差分器件210的輸出處的殘留發(fā)送信號(hào)最小。該估計(jì)的結(jié)果是被施加到發(fā)送信號(hào)調(diào)整電路214的信號(hào)。
[0070]圖7例示可以與根據(jù)本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用的發(fā)送信號(hào)調(diào)整電路700、720。發(fā)送信號(hào)調(diào)整電路700、720對(duì)發(fā)送信號(hào)的復(fù)值進(jìn)行由信號(hào)處理器所確定的調(diào)整。信號(hào)調(diào)整器可以在RF頻率或者其經(jīng)下變頻的IF頻率處來調(diào)整發(fā)送信號(hào)。如果信號(hào)調(diào)整器工作在IF頻率，則調(diào)整器將需要繼之以使用用于上變頻的多種已知技術(shù)中的一種的上變頻器。有多種類型的信號(hào)調(diào)整電路可以與根據(jù)本教導(dǎo)的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)一起使用，在圖7A和圖7B中示出其中兩種。圖7A例示調(diào)整發(fā)送信號(hào)的幅度和相位的調(diào)整電路700的實(shí)施例。圖7B例示調(diào)整發(fā)送信號(hào)的同相和正交分量的調(diào)整電路720的實(shí)施例。
[0071]圖8例示包括在本文中描述的匹配阻抗信號(hào)連接器802、光子差分電路804和電壓源隔離器806的前端系統(tǒng)800的框圖。系統(tǒng)800被動(dòng)地降低并且最終甚至消除對(duì)在本文中描述的發(fā)送信號(hào)調(diào)整器件和信號(hào)處理器的需要。為了達(dá)成該目的，使差分器件804的兩側(cè)的電路盡可能地相同。為此，可以構(gòu)造偽天線808，偽天線808是盡可能接近地復(fù)制天線810的阻抗對(duì)頻率函數(shù)的電路。
[0072]為了在差分器件的兩個(gè)輸入之間進(jìn)一步建立盡可能好的平衡，使用相同的連接器，在該情況下，可以使用匹配阻抗類型。該示例系統(tǒng)使用在本文中描述的光子差分器件。這種類型的差分器件或減法器的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是它們有極寬的帶寬(Mdecades)，并且在+和-差分端口之間存在高隔離。在兩個(gè)輸入中具有相同的輸出阻抗的電壓源隔離進(jìn)一步增強(qiáng)了平衡。該系統(tǒng)架構(gòu)的缺點(diǎn)之一是由發(fā)送信號(hào)導(dǎo)致相對(duì)高的損耗。因?yàn)閷?duì)天線和偽天線這都供應(yīng)相同的發(fā)送功率，所以對(duì)于理想的(即，無損的)連接器存在3dB的損耗。在每個(gè)連接器處有另外的3dB的損耗。從而，功率放大器的輸出和天線之間的總傳輸損耗是6dB加上連接器的額外損耗。
[0073]圖9例示包括在本文中描述的由發(fā)送信號(hào)路徑的輸出呈現(xiàn)高阻抗的信號(hào)連接器902、無源電子差分器件904以及電流源型隔離器906的前端系統(tǒng)900的一個(gè)示例性實(shí)施例的框圖。這與在連接到發(fā)送路徑輸出的端口上具有高阻抗的連接器的版本兼容。在該系統(tǒng)900中，匹配另兩個(gè)連接器端口上的阻抗:天線端口向天線908提供負(fù)載，并且由差分器件904 (在該系統(tǒng)900中是無源電子類型)的一個(gè)輸入負(fù)載差分端口。無源電子差分器件904具有比在本文中描述的光子差分器件更窄的帶寬。然而，其具有稍低的傳輸損耗:相對(duì)于在圖8中示出的架構(gòu)的6dB，理想地為4.77dB。
[0074]圖10例示包括在本文中描述的由有源電子差分器件1004的“ + ”端口對(duì)輸出接收信號(hào)端口施加高阻抗的信號(hào)連接器1002以及電壓源型隔離器1006的前端系統(tǒng)1000的一個(gè)示例性實(shí)施例的框圖。這種類型的差分器件1004的一個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)是可以使輸入阻抗高于系統(tǒng)阻抗。例如，通常的系統(tǒng)阻抗是50Ω。有源電子差分器件1004的輸入阻抗的范圍可以從500 Ω (對(duì)于某些實(shí)現(xiàn)方式)到>1ΜΩ (對(duì)于其他實(shí)現(xiàn)方式)。這意味著可以忽略由差分器件輸入抽取的信號(hào)功率。因此，選擇被設(shè)計(jì)為在其饋送差分器件的端口處以高阻抗進(jìn)行工作的連接器類型，以及使用隔離的輸出被設(shè)計(jì)為饋送高阻抗的電壓類型的隔離器是有利的。因此，在圖10中示出的系統(tǒng)配置包含電壓源隔離器1006和在其差分器件端口處具有高阻抗的信號(hào)連接器1002兩者。這種實(shí)施方式的關(guān)鍵特征之一是傳輸損耗現(xiàn)在為OdB (至少在理想的情況下)。
[0075]圖11示出使用快速開關(guān)作為信號(hào)連接器的同孔徑任何頻率STAR系統(tǒng)1100。該配置導(dǎo)致本教導(dǎo)的特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式?？梢匀缦吕斫膺@種實(shí)施方式的操作基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知可以通過以連續(xù)信號(hào)的最大頻率分量的至少兩倍的速率進(jìn)行采樣來完全地表征連續(xù)信號(hào)。這通常被稱為奈奎斯特采樣定理。奈奎斯特采樣的結(jié)果之一是不必連續(xù)地監(jiān)視連續(xù)信號(hào):對(duì)連續(xù)信號(hào)以其奈奎斯特速率進(jìn)行觀察(即，采樣)就足夠了。瞬時(shí)采樣(即，在零時(shí)間內(nèi))顯然是理論抽象。為了實(shí)際工程的目的，如果與樣本之間的間隔相比，采樣間隔的長(zhǎng)度短，則將樣本視為是瞬時(shí)的。例如，持續(xù)兩個(gè)樣本之間的時(shí)間間隔的甚至1%的采樣脈沖通常被視為足夠短，其近似于理論上的理想采樣。
[0076]為了實(shí)現(xiàn)采樣，可以使用能夠?qū)⑤斎?在該情況下為來自天線1102的信號(hào))連接到接收機(jī)達(dá)到短的樣本時(shí)間段，然后斷開(即，將輸入從接收機(jī)切斷)的快速開關(guān)。這意味著對(duì)于樣本之間的剩余的99%的時(shí)間，采樣開關(guān)是斷開的，因此接收機(jī)不連接到輸入?？焖匍_關(guān)連接器1100利用采樣間的間隔將發(fā)射機(jī)連接到天線1102。因?yàn)閷?duì)于幾乎100%的時(shí)間發(fā)射機(jī)被連接到天線1102，所以可以忽略發(fā)射機(jī)功率損耗。通過快速開關(guān)信號(hào)連接器，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)從不同時(shí)連接到天線1102。因此，發(fā)送信號(hào)沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入接收路徑。這對(duì)于某些應(yīng)用而言，可以消除對(duì)在本文中描述的差分器件、隔離器、信號(hào)處理器和發(fā)送信號(hào)調(diào)整器的需要。
[0077]重點(diǎn)要指出的是，雖然快速開關(guān)在拓?fù)渖项愃朴诓皇菫镾TAR設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的發(fā)送-接收(T/R)開關(guān)，但是在圖3D中示出的快速開關(guān)連接器的功能是不同的。在傳統(tǒng)的T/R開關(guān)的情況下，開關(guān)只需要以幾十毫秒和一秒之間的速度進(jìn)行操作。因此，傳統(tǒng)的T/R開關(guān)對(duì)于執(zhí)行對(duì)于本操作起決定性的采樣功能來說操作得不夠快。