[发明专利]无隔离器的发射机补偿变化负荷的方法

说明书

本发明涉及射频发射机，具体涉及具有变化天线负载的线性射频发射机。

众所周知，射频(RF)发射机调制基带信号例如模拟话音或数字话音样值成为RF载频，放大该RF载频并经天线通过空中发射RF载频作为电磁能量。接着，由接收机的天线接收该电磁能量，通过解调回复列基带信号，并且(如果发送的是话音)由接收机使其变为可闻的话音。

众所还知，许多通信系统例如蜂窝电话和集群，利用了频谱有效的调制技术例如时分多址(TDMA)格式中的正交幅度调制(QAM)和正交相移键控(QPSK)。这些频谱有效的调制技术典型地利用数字符号星座构象格式(例如QAM格式)使基带信号与RF载波幅度和相位的改变相关，这一技术在共同未决的美国专利申请序号07/783,298中描述，题目为“具有时域导频分量的通信信号”，现已转让给摩托罗拉公司。由于频谱有效调制技术要求RF载波幅度的变化，必须使用线性的A类或AB类放大器。如果放大器不是线性的，它在邻近RF载波的频率上提供无用的RF能量或邻近频道干扰，因此这种邻近频道干扰可能在邻近频率或信道上干扰进行中的双向通信。

放大器的线性受到发射机天线所呈现的变化负载的影响。典器线性的任何预防措施。

据此，现在在具有线性放大器的发射机中需要一种无需隔离器而能补偿变化负荷影响的方法。

图1示出根据本发明的线性发射机的方框图。

图2示出根据本发明由发射机执行的步骤的流程图。

总地来说，本发明提供一种用以使发射机元需利用隔离器(环形器加电阻性终端)补偿天线负载变化的方法。这是利用确定负载变化对发射机的反馈环路的环路增益的影响来实现的。发射机一确定出该影响，就调整反馈环路内可变增益级的增益或信号源电平以保持发射机的线性要求。

结合图1和2更全面地描述本发明。图1示出发射机100的方框图，其中包括一个信号源101、两个可变增益级104和105、一个频率上变换器106、一个放大单元107、一个取样器108、一个天线109、一个反馈单元111和一个反射能量呈现器114。在正交幅度调制(QAM)方案中，信号源101典型地是数字信号处理器(DSP)，它产生数字数据的同相(I)和正交(Q)信号的表示物并处理这些I和Q信号成为基带模拟波形。求和点102和103分别接收基带模拟I和Q波形，并从反馈单元111的基带输出减掉它们。这样得到的波形继续传输到它们各自的增益级104和105以便放大，继续再传送到频率上变换器106，用于变换选择的射频(RF)载波。放大单元107放大RF载波并把放大的RF载波提供到取样器108和天线109，以便无线电发送。

取样器108对放大单元107提供的放大的RF信号取样并把正向和反射的信号样值112和113提供到反射能量呈现器114和把型地，设计的天线提供固定负载，例如50欧姆。但因接收能量的反射，故使负载变化。

为使负载变化减至最小，发射机通常含有隔离器，以向放大器提供基本上不变的负载阻抗。该隔离器包括一个环形器和一个终端阻抗，该阻抗典型的为50欧姆。该环形器是一个三端装置，它提供从放大器到天线和从天线列终端阻抗的RF能量的定向流动，因此由放大器来源的RF能量提供到天线，而进入天线的任何RF能量在终端阻抗中被吸收。为此，该隔离器对放大器呈现不变的阻抗。

虽然该隔离器对RF放大器提供一个不变的负载阻抗，但是尺寸、成本和带宽限制典型地禁止在移动无线设备、便携式无线电设备和蜂窝式电话机中使用普通的隔离器。例如，工作在132MHz的无线电设备要求的隔离器其体积为8.19立方厘米(0.5立方英寸)，重量为227克(0.5磅)和每年100,000个数量，每个费用30美元。鉴此，隔离器使这种无线电设备的设计受到明显的限制。另外，因隔离器具有固定带宽，故工作在宽频范围的发射机中可能要求多个隔离器。这种带宽限制在较低的RF载频，例如VHF是最明显的，在该频带分配的频带可复盖百分比大部分的带宽。