專利名稱：用于減小帶通濾波器系統(tǒng)中互調(diào)的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無(wú)線電波濾波電路裝置，尤其涉及減小這種濾波器裝置中的相互調(diào)制。
背景技術(shù)：
射頻(RF)設(shè)備使用各種途徑和結(jié)構(gòu)接收發(fā)送選出的頻帶中的無(wú)線電波。典型地，使用濾波結(jié)構(gòu)維持指定為專門的頻帶的頻帶中適當(dāng)?shù)耐ㄐ?。所使用的濾波結(jié)構(gòu)的類型取決于打算的用途以及無(wú)線電設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)。例如，介質(zhì)和同軸空腔諧振器濾波器常常用于對(duì)諸如那些用于蜂窩和PCS通信中的某一個(gè)頻帶中的電磁能濾波。
通過當(dāng)今的無(wú)線電信號(hào)系統(tǒng)，相互調(diào)制的性能日益重要?？諝庵谐錆M來自無(wú)數(shù)源的無(wú)線電波，這些源包含蜂窩電話、廣播站、雷達(dá)系統(tǒng)和衛(wèi)星。簡(jiǎn)單地看來，相互調(diào)制導(dǎo)致不需要的無(wú)線電信號(hào)，它干擾想要的無(wú)線電信號(hào)。有時(shí)候想要的無(wú)線電信號(hào)結(jié)合而產(chǎn)生相互調(diào)制。一個(gè)例子用來說明由相互調(diào)制產(chǎn)生的問題。
一個(gè)示例的無(wú)線電接收機(jī)包含帶通濾波器和低噪聲放大器，以提供無(wú)線電信號(hào)的所要頻率范圍為諸如898.2MHz-900.8MHz的輸出。由此，在該范圍或者“通帶”外面的無(wú)線電信號(hào)從無(wú)線電信號(hào)中過濾掉。但是，兩個(gè)頻率接近于通帶的無(wú)線電信號(hào)常常被接收機(jī)捕獲。兩個(gè)示例信號(hào)具有896MHz和897MHz的頻率。將知道，頻率為896MHz和897MHz的信號(hào)在通帶外側(cè)。但是，這兩個(gè)信號(hào)結(jié)合，產(chǎn)生第三階相互調(diào)制信號(hào)，它們的頻率為895MHz和898MHz。895MHz信號(hào)落在通帶的外面，898MHz信號(hào)落在通帶的邊緣上。將知道，其它對(duì)信號(hào)可以產(chǎn)生落入通帶內(nèi)的第三階相互調(diào)制信號(hào)。
在較低的功率電平，相互調(diào)制可能不產(chǎn)生干擾問題。但是，當(dāng)功率增加時(shí)，當(dāng)頻率增加時(shí)，第三階相互調(diào)制信號(hào)以三倍于第一階信號(hào)增加的速度增加。由此，如果增加的功率導(dǎo)致896MHz和897MHz第一階信號(hào)增加1dB，則898MHz第三階信號(hào)增加3dB。
以前的一種減小相互調(diào)制的途徑增加了放大器的偏流。例如，使用一個(gè)能夠處理更高的功率電平的晶體管。但是，這種晶體管通常對(duì)噪聲更為敏感，并且需要高的偏流。這種途徑的問題在于，諸如碼分多路(CDMA)蜂窩電話系統(tǒng)之類的某些應(yīng)用需要非常低的噪聲和低偏流。
由此，雖然其它設(shè)計(jì)能夠有效解決某些類別的無(wú)線電接收機(jī)應(yīng)用的相互調(diào)制，但它們?nèi)鄙僖话愕膽?yīng)用性。由此，需要一種解決上述問題的電路裝置。
發(fā)明概述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明針對(duì)于減小相互調(diào)制的電路裝置。電路裝置包含具有輸出端口的信號(hào)放大器；具有通帶范圍從第一頻率到第二頻率的帶通濾波器；構(gòu)成得將放大器的輸出端口耦合到帶通濾波器，并且長(zhǎng)度是通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍的電路徑。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種無(wú)線電信號(hào)接收機(jī)電路裝置。這種接收機(jī)裝置包含天線；耦合到天線，并具有一個(gè)輸出端口的信號(hào)放大器；具有通帶范圍從第一頻率帶第二頻率的帶通濾波器；構(gòu)成得將放大器的輸出端口耦合到帶通濾波器，并且長(zhǎng)度為通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍的電路徑；壓控振蕩器；耦合到帶通濾波器和壓控振蕩器，并且設(shè)置得提供中間頻率的混頻器；和耦合到混頻器的中間頻率放大器。
在第三實(shí)施例中，提供了一種無(wú)線電信號(hào)收發(fā)機(jī)裝置。這種裝置包含天線；耦合到天線的雙工器；耦合到天線，并具有一個(gè)輸出端口的第一信號(hào)放大器；通帶范圍從第一頻率到第二頻率的帶通濾波器；構(gòu)成得將第一放大器的輸出端口耦合到帶通濾波器，并且長(zhǎng)度為通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的電路徑；壓控振蕩器；耦合到帶通濾波器和壓控振蕩器，并設(shè)置得提供中間頻率的混頻器；耦合到混頻器的中間頻率放大器；和耦合到雙工器和壓控振蕩器，并設(shè)置得提供用于發(fā)送的放大的信號(hào)的發(fā)送信號(hào)放大器。
本發(fā)明的另外一個(gè)方面是一種減小濾波器電路裝置中的相互調(diào)制的方法。這種方法包含步驟提供信號(hào)放大器；提供帶通濾波器，帶通濾波器的通帶范圍從第一頻率到第二頻率；建立從信號(hào)放大器到帶通濾波器的信號(hào)通道，信號(hào)通道的長(zhǎng)度是通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍。
本發(fā)明的上述概述目的不在于描述每一個(gè)本發(fā)明所揭示的實(shí)施例。下面的附圖和詳細(xì)的描述提供了本發(fā)明另外的例子和方面。
附圖概述當(dāng)閱讀了下面詳細(xì)的描述，并參照附圖時(shí)，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將是顯然的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的提供雙工的接收和發(fā)送的電路裝置的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例的電路裝置的說明；圖3是示出根據(jù)圖2的電路構(gòu)成的示例系統(tǒng)的總體頻率響應(yīng)的曲線圖；圖4是說明當(dāng)不使用180度電路徑將放大器耦合到帶通濾波器時(shí)，示例系統(tǒng)的輸出的第三階相互調(diào)制電平的曲線圖；和圖5是說明當(dāng)使用180度電路徑將放大器耦合到帶通濾波器的示例系統(tǒng)的輸出的第三階相互調(diào)制電平的曲線圖。
本發(fā)明可以允許各種修改和選擇形式，其具體的實(shí)施例已經(jīng)通過附圖中的例子示出，并且下面將詳細(xì)描述。但是應(yīng)該知道，詳細(xì)的描述目的不在于將本發(fā)明限制于所揭示的具體的形式。相反，本發(fā)明覆蓋了所有落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)的修改、等效物和選擇。
詳細(xì)描述相信本發(fā)明可以應(yīng)用于各種希望減小相互調(diào)制的射頻(RF)應(yīng)用中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明特別可應(yīng)用于和有利于蜂窩通信的應(yīng)用。雖然本發(fā)明并不因此被限制，但是通過特定示例應(yīng)用(這里，結(jié)合了蜂窩通信)可以最好地對(duì)本發(fā)明評(píng)定。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)執(zhí)行和應(yīng)用的電路裝置例子的方框圖，提供了無(wú)線電信號(hào)的雙工的接收和發(fā)送。圖1的系統(tǒng)包含用于諸如蜂窩電話裝置之類的各種通信裝置中的接收和發(fā)送電路。將知道，圖1的接收電路適合于示例的蜂窩電話裝置的移動(dòng)部分和基站部分。本發(fā)明的其它實(shí)施例還適合于用于各種僅具有諸如衛(wèi)星接收器之類的接收電路的其它系統(tǒng)中。
圖1的裝置包含耦合到雙工器14的天線12。接收電路包含轉(zhuǎn)換器16，它以符合圖2的方式實(shí)行，耦合得從雙工器14接收無(wú)線電信號(hào)，還有耦合到轉(zhuǎn)換器16的輸出端口的中間頻率放大器18。中間頻率放大器提供作為輸出放大信號(hào)，該信號(hào)具有預(yù)定頻率。
轉(zhuǎn)換器16包含低噪聲放大器20，它接收來自雙工器14的輸入無(wú)線電信號(hào)。將放大的信號(hào)提供給帶通濾波器22，并且將經(jīng)濾波的信號(hào)輸入到混頻器24?；祛l器24接收輸入的無(wú)線電信號(hào)和來自壓控振蕩器26的信號(hào)，并將具有中間頻率的信號(hào)提供給放大器18。壓控振蕩器26接收來自合成器28的信號(hào)，該合成器28包含例如鎖相環(huán)路，鎖住所需頻率。
發(fā)送電路簡(jiǎn)單地說包含接收要發(fā)送的信號(hào)，以及來自壓控振蕩器26的信號(hào)的放大器。將放大器30的輸出提供給雙工器14。雖然僅僅示出放大器，但是，將認(rèn)識(shí)到典型的發(fā)送電路傳統(tǒng)地包含另外的混頻器、放大器和濾波器，以適合具體的應(yīng)用。
圖2說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的電路裝置。示例的濾波器裝置可以用于例如圖1中說明的接收電路中。特別地，濾波器裝置包含低噪聲放大器102和帶通濾波器104。放大器102是根據(jù)對(duì)信號(hào)放大的系統(tǒng)要求選擇的，諸如例如低噪聲放大器。濾波器104是通過電路徑108耦合到低噪聲放大器102的帶通濾波器。電路徑108是例如電纜、印刷電路板上的金屬跡線或其它適當(dāng)?shù)姆绞健Ｒ粋€(gè)示例的帶通濾波器104是GMF91107濾波器，它可以從ADCSOLITRA購(gòu)得。
在典型的低噪聲放大器/帶通濾波器系統(tǒng)中，一些阻帶處和通帶邊緣處的無(wú)線電波能量從帶通濾波器上反射，并返回到低噪聲放大器，由此，使相互調(diào)制性能降級(jí)。
為了減小或排除這種相互調(diào)制問題，特別地，在帶通濾波器的通帶邊緣附近，電路徑108的長(zhǎng)度構(gòu)成得消除或減少?gòu)膸V波器反射的信號(hào)能量。特別地，電路徑108的長(zhǎng)度構(gòu)成為選擇的頻率的波長(zhǎng)的1/4，或其奇數(shù)倍。這些特別的長(zhǎng)度導(dǎo)致反射信號(hào)與從低噪聲放大器102輸出的信號(hào)具有90度的電壓相位差。對(duì)于能量(即，電壓×電流)，反射的信號(hào)具有與從低噪聲放大器102輸出有180度相位差的能量電平。由此，有時(shí)候，電路徑被稱為“180度通道”。將知道，180度的奇數(shù)倍的(或者，不同地陳述地，選擇的頻率的波長(zhǎng)的1/4的奇數(shù)倍的)電路徑長(zhǎng)度也可以根據(jù)本發(fā)明起作用。
在示例的實(shí)施例中，選擇的頻率大致上是通帶的中心頻率。例如，如果帶通濾波器的通帶范圍從AMHz到BMHz，則中心頻率是(AMHz+BMHz)/2。根據(jù)決定所需的電路徑長(zhǎng)度的選出頻率不正好具有通帶的中心頻率。即，通過通帶中其它頻率，可以達(dá)到同等結(jié)果。
如在下面的示例將說明的，將電路徑的長(zhǎng)度選擇為通帶中的頻率的函數(shù)，減小了相互調(diào)制。認(rèn)識(shí)到，通帶中信號(hào)的能量不被帶通濾波器反射。由此，如果電路徑的長(zhǎng)度根據(jù)通帶中的選出的頻率決定，則這種信號(hào)的能量將不反射回低噪聲放大器。不同地陳述為，落入通帶中的第三階相互調(diào)制信號(hào)不反射。但是，當(dāng)根據(jù)通帶中的選擇的頻率決定電路徑的長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于通帶邊緣附近的信號(hào)的能量減小了。由此，對(duì)于一對(duì)通帶邊緣附近的，結(jié)合以產(chǎn)生通帶中的第三階相互調(diào)制信號(hào)的信號(hào)，能量減小了。由此，通過減小產(chǎn)生第三階相互調(diào)制信號(hào)的一對(duì)信號(hào)的能量，減小了第三階相互調(diào)制信號(hào)的能量。還可以知道，對(duì)于通帶邊緣附近的第三階相互調(diào)制信號(hào)，能量減小。
電路徑108的實(shí)際物理長(zhǎng)度是計(jì)算的波長(zhǎng)和與需要的媒質(zhì)有關(guān)的介電常數(shù)的函數(shù)。如知道的，λp=λ/SQRT(ξ)，其中，λp是一特定媒質(zhì)的物理長(zhǎng)度，λ是對(duì)于選出頻率的信號(hào)的計(jì)算的波長(zhǎng)，而SQRT(ξ)是媒質(zhì)的介電常數(shù)的平方根。
圖3是曲線圖，它示出根據(jù)圖2的電路構(gòu)成的示例系統(tǒng)的總體頻率響應(yīng)，其中低噪聲放大器102增益為16.0dB。曲線CH1表示的示例濾波器裝置的輸出回波損耗，曲線CH2表示濾波器裝置的頻率響應(yīng)。曲線跨越從880MHz到935MHz的頻率范圍。由此，水平每一格增加表示5.5Mhz。對(duì)于輸出的回波損耗曲線CH1，水平每一格豎直的增加為參照0dB的5dB。對(duì)于頻率響應(yīng)，每一格豎直的增加是10dB，以-20dB為參照。如曲線圖中所示，通帶從記號(hào)1處的11.743dB處的898.2MHz到記號(hào)2的11.76dB的900.8MHz，其增益大約11.5dB。阻帶范圍從880MHz到896MHz，以及從903MHz到935MH，阻帶處的衰減大于大約35.0dB。
如果，例如將在896MHz和897MHz處的-10.0dBm的各個(gè)功率電平的兩個(gè)信號(hào)輸入系統(tǒng)中，則第三階相互調(diào)制的乘積之一在頻率898MHz處。898MHz信號(hào)落在通帶邊緣處，增益是11.0dB。
繼續(xù)這個(gè)示例，圖4是曲線圖，說明當(dāng)不使用180度電路徑將放大器耦合到帶通濾波器時(shí)，示例系統(tǒng)的輸出的第三階相互調(diào)制電平。對(duì)于898MHz信號(hào)(在曲線圖中表示為897.998995MHz)第三階相互調(diào)制電平是-81.0dBm。在圖5所示的比較中，當(dāng)使用180度電路徑將低噪聲放大器102耦合到帶通濾波器104時(shí)，第三階相互調(diào)制信號(hào)的電平減小到-89.0dBm。
相應(yīng)地，在其它方面中，本發(fā)明提供了減小，和有些是消除第三階相互調(diào)制的濾波裝置和方法。對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，從考慮這里所揭示的本發(fā)明的說明書和應(yīng)用，本發(fā)明的其它方面和實(shí)施例是顯然的。說明書和說明的實(shí)施例僅用做示例性的，而本發(fā)明的真正的范圍和主旨由下面的權(quán)利要求表示。
權(quán)利要求
1．一種用于減小互調(diào)的電路裝置，其特征在于包含具有輸出端口的信號(hào)放大器；通帶范圍從第一頻率到第二頻率的帶通濾波器；構(gòu)成得將所述放大器的輸出端口耦合到所述帶通濾波器，并且長(zhǎng)度為所述通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍的電路徑。
2．如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于預(yù)定頻率大致上等于第一頻率和第二頻率的總和的二分之一。
3．如權(quán)利要求2所述的電路裝置，其特征在于放大器是低噪聲放大器。
4．如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于放大器是低噪聲放大器。
5．如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于電路徑是導(dǎo)電電纜。
6．如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于電路徑是印刷電路板上的金屬跡線。
7．一種無(wú)線電信號(hào)接收機(jī)電路裝置，其特征在于包含天線；耦合到所述天線，并具有輸出端口的信號(hào)放大器；通帶范圍從第一頻率到第二頻率的帶通濾波器構(gòu)成得將所述放大器的輸出端口耦合到所述帶通濾波器，并且長(zhǎng)度是所述通帶中的預(yù)定頻率波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍的電路徑；壓控振蕩器；耦合到所述帶通濾波器和所述壓控振蕩器，并設(shè)置得提供中頻的混頻器；和耦合到所述混頻器的中頻放大器。
8．一種無(wú)線電信號(hào)收發(fā)信機(jī)電路裝置，其特征在于包含天線；耦合到所述天線的雙工器；耦合到所述天線，并具有輸出端口的第一信號(hào)放大器；通帶范圍從第一頻率到第二頻率的帶通濾波器；構(gòu)成得將所述第一放大器的輸出端口耦合到所述帶通濾波器，并且長(zhǎng)度為所述通帶中預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍的電路徑；壓控振蕩器；耦合到所述帶通濾波器和所述壓控振蕩器，并設(shè)置得提供中頻的混頻器；耦合到所述混頻器的中頻放大器；和耦合到所述雙工器和所述壓控振蕩器，并設(shè)置得提供用于發(fā)送的放大信號(hào)的發(fā)送信號(hào)放大器。
9．一種減小濾波器電路裝置中的互調(diào)的方法，其特征在于包含以下步驟提供信號(hào)放大器；提供帶通濾波器，所述帶通濾波器具有從第一頻率到第二頻率的通帶范圍；和建立從所述信號(hào)放大器到所述帶通濾波器的信號(hào)通道，所述信號(hào)通道長(zhǎng)度為具有通帶中預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種減小選出的相互調(diào)制的電路裝置。電路裝置包含通過電路徑耦合到帶通濾波器的信號(hào)放大器。在通帶外面的信號(hào)能量反射回放大器中,并引起相互調(diào)制。電路徑構(gòu)成得具有減小相互調(diào)制的長(zhǎng)度,其中長(zhǎng)度是通帶中的預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍。電路徑的長(zhǎng)度減小相互調(diào)制,因?yàn)橛蓭V波器反射的某些信號(hào)大致上相位相差180度,或是其奇數(shù)倍。在通帶邊緣附近或阻帶中的有問題的信號(hào),諸如第三階相互調(diào)制乘積以及產(chǎn)生第三階相互調(diào)制乘積的信號(hào)對(duì)的能量得以減小。
文檔編號(hào)H03D9/06GK1289482SQ99802359
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期1999年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月23日
發(fā)明者黃光華, M·屈勒寧 申請(qǐng)人:Adc束利查股份有限公司