CN100481740C - 移动通信终端的发送装置和方法 - Google Patents

Abstract

揭示了一种移动通信终端的发送装置和方法，以感知天线的阻抗变化，和根据该变化校正输出功率的、和天线的失配。该发送装置包括一用于检测在放大至某一电平后被发送到天线的最终发送信号的功率电平；一用于输出用于补偿应用一输出功率校正单元的功率控制信号的偏压和天线的阻抗的基带信号处理单元；及一用于根据该偏压在最终发送信号上执行天线匹配的天线匹配单元。

Description

移动通信终端的发送装置和方法

(1)技术领域

本发明涉及处理移动通信终端中的信号的装置的方法，特别涉及能校正由天线的阻抗改变和天线的失配引起的功率变化的移动通信终端的发送装置和方法。

(2)背景技术

一般来说，移动通信终端的天线的阻抗变化取决于离用户的距离、尺寸、或用户使用移动终端的位置，因此发送信号是在通过天线匹配单元校正后发送的。

图1为示出移动通信终端的相关技术发送装置的结构的方框图。

如图1所示，相关技术发送装置包括：用于对通过基带信号处理器1输入的发送信号的频率进行上变频和输出无线电频率信号的混频器2；用于滤波从混频器1输出的高频信号并将它放大到某一电平的第一放大器4；用于通过第二滤波器滤波6从第一放大器4输出的信号并将它放大到某一电平的第二放大器6；用于在从第二放大器6发送后对通过隔离器7输入的信号进行滤波的的第三滤波器8；用于检测从第三滤波器8输出的信号的功率的耦合器9；用于校正通过耦合器9输出的信号并将它发送到天线11的天线匹配单元10；及用于根据由耦合器9检测到的信号的功率输出一功率控制信号并根据该功率控制信号控制第一和第二放大器4和6的基带信号处理器1。

上述结构的移动通信终端的发送装置操作如下。

基带信号处理器1将发送信号用于混频器2，而该混频器2对发送信号的频率上变频并输出无线电频率信号。第一滤波器3限制寄生频率的生成，且从第一滤波器3输出的信号在第一放大器4中被放大到某一电平，并在通过第二滤波器5之后被输入到第二放大器6。

第二放大器6将从第二滤波器5接收到的信号放大至某一电平，且该放大的信号在通过隔离器7后在第三滤波器8中被滤波。此时，隔离器7保护第二放大器6不受由阻抗失配生成的反射波，并防止在第二放大器6之后的负载变化，籍此防止输出功率的改变。

耦合器9将从第三滤波器8输出的信号发送至天线匹配单元10，且发送到天线匹配单元10的信号是阻抗匹配并通过天线11被发射到外部。

耦合器9将从第三滤波器8输出的信号的一部分进行划分，并将该划分的部分信号发送到基带信号处理器1。然后，基带信号处理器1根据信号的功率和发送信号的功率之间的差异控制第一放大器4和第二放大器6，籍此调节发送信号的输出功率。

最近，一些低价格和压缩尺寸的移动通信终端不具有隔离器7，在这种情况下，天线的阻抗变化是作为功率放大器的负载变化示出的，因此发送信号的输出功率被改变了。尤其是移动通信终端的天线11被揭示给用户，并且它的使用环境可变地变化(自由空间状态、通话位置状态、文件夹打开/关闭状态等等)，因此，天线的阻抗经常被改变。

如上所述，移动通信终端的相关技术发送装置有以下问题。

即，因为天线的阻抗变化引起从功率放大器输出的信号的电平的改变且发送信号的功率被改变，不可能用准确的功率辐射信号且通信质量下降了。

另外，近来，为了通过安全分析报告(SAR)满足电磁波规则，即使在自由空间状态，天线的辐射性能被有意削弱，这样就能改变阻抗并使终端与天线经常误配。

(3)发明内容

因此，本发明的目的是提供能检测到天线的阻抗变化与校正功率放大器的输出功率和天线误配的移动通信终端的发送装置和方法。

为了至少达到部分或全部以上目的，提供了一种移动通信终端的发送装置，其中，放大至某一电平的一个发送信号通过天线向外部发送。该发送装置包括：用于检测发送至天线的最终发送信号的功率电平和从天线返回的反射波的功率的检测单元；用于输出用于补偿应用于输出功率校正单元的功率控制信号和天线阻抗的一偏压的基带信号处理单元；用于根据该偏压在最终发送信号上执行天线匹配的天线匹配单元。

为了至少达到部分或全部以上目的，还提供了一种移动通信终端的发送装置，该装置包括：用于用功率控制信号控制发送信号的增益的输出功率校正单元；用于用偏压补偿天线的阻抗以天线匹配发送信号的匹配调节单元；用于检测在输出功率校正单元放大至某一电平的发送信号的功率电平和在天线的阻抗改变引起的反射后返回的信号的功率的检测单元；及用于通过使用发送信号的功率电平和反射的信号的功率输出功率控制信号和偏压的基带信号处理单元。

为了至少达到部分或全部以上目的，还提供了一种移动通信终端的发送方法，其中，用第一功率控制信号和第一偏压补偿发送信号的输出功率和天线匹配。该方法包括：检测补偿的发送信号的功率电平和在从天线反射后返回的信号的功率；检测用于匹配用于补偿发送信号的输出功率的第二功率控制信号的第二偏压和用于匹配天线的阻抗的第二偏压，如果检测到的功率电平与补偿前发送的功率电平不同；并补偿发送信号的输出功率和用第二功率控制信号和第二偏压匹配的天线。

在以下的说明中将部分地列出本发明的其它优点、目的和特征，其中一部分，对本领域的普通技术人员来说，将在检查下文时变得明显或通过实施本发明认识到。本发明的目的和优点将如在所附权利要求中具体指出的那样现实和达到。

(4)附图说明

以下参照附图具体地描述本发明，其中相同参考号指相同的元件，其中：

图1为示出移动通信终端的相关技术发送装置的结构的示意框图；和

图2示出根据本发明的较佳实施例的移动通信终端的发送装置的结构的示意方框图。

(5)具体实施方式

图2为示出根据本发明的较佳实施例的移动通信终端的发送装置的结构的示意方框图。

如图2所示，根据本发明的移动通信终端的发送装置包括：用于上变频通过基带信号处理单元100输入的发送信号的频率和输出射频信号的混频器101；用于滤波从混频器101输出的射频信号的第一滤波器102；用于根据功率控制信号将从第一滤波器102输出的信号放大至某一电平的第一放大器103；用于滤波从第一放大器103输出的信号的第二滤波器104；用于根据功率控制信号将从第二滤波器104输出的信号放大至某一电平的第二放大器105；用于滤波在通过隔离器106之后输入的第二放大器105的输出信号的第三滤波器107；用于划分从第三滤波器107输出的信号，以检测功率电平和天线的阻抗变化的定向耦合器108；用于接收由定向耦合器108检测到的功率电平和阻抗变化并输出用于控制第一和第二放大器103和105的功率控制信号和用于匹配天线110的阻抗的偏压的基带信号处理单元100；用于使用偏压校正从第三滤波器107输出后通过定向耦合器108输入的发送信号的天线匹配单元109；及用于向外部发送从天线匹配单元109输出的最终发送信号的天线110。

定向耦合器108为一检测单元，它提取从第三滤波器107输出的一个信号的一部分并发送至天线匹配单元109，以检测功率电平和天线阻抗的变化。即，在定向耦合器108中，耦合器端口检测发送至天线110的发送信号的功率电平，且隔离器(终端)端口将在从天线110反射后返回的反射波转换成功率值，籍此检测天线110的阻抗变化。

用于将RF信号转换成DC电压的转换器，而不是50Ω电阻器，被连接到定向耦合器108的隔离器端口。

基带信号处理单元100生成一个应用到输出功率校正单元的功率控制信号和一个应用到匹配调节单元的偏压。此时，输出功率校正单元指根据功率控制信号控制发送信号的增益的第一放大器103和第二放大器105，及匹配调节单元是天线匹配单元109的变容二极管109a。

基带信号处理单元100存储天线的各种状态下的DC功率的变化值、功率控制信号值和偏压值。

在每个通信环境中，参照诸如通话位置状态或自由空间状态，当移动通信终端的调谐结束时，预先存储由定向耦合器108和变容二极管检测到的功率值并根据天线110的状态改变功率值，功率控制信号值和偏压被定义了。

天线匹配单元109根据偏压通过改变变容二极管109a的容量控制天线的阻抗匹配。

上述结构的移动通信终端的发送装置操作如下。

从基带信号处理单元100输出的发送信号通过混频器101和第一滤波器102被输入至第一放大器103，而第一放大器103将发送信号放大至某一电平并将它输出到第二滤波器104。

此时，基带信号处理单元100根据检测到的功率改变值预先存储至少一个补偿天线匹配单元109的偏压值，并根据检测到的阻抗改变值存储至少一个控制第一和第二放大器103和105的输出补偿值的功率控制信号。因此，基带信号处理单元100将偏压和功率控制信号用于补偿发送信号和天线匹配单元109的变容二极管109a及第一和第二放大器103和105。

通过第二滤波器104后，输出的信号被放大至第二放大器105中的某一电平，且从第二放大器105输出的信号通过隔离器106被输入至第三滤波器107，其中它的寄生无线电频率分量被移除了，然后，输出一个没有寄生无线电频率分量的信号。

在定向耦合器中，将从第三滤波器108输出的信号与通过天线110发送到外部的最终发送信号及用于检测最终发送信号的功率电平的信号相耦合。

在耦合器端口，用于检测功率电平的耦合的信号被转换成一功率值，然后被输入至基带信号处理单元100中，接着最终发送信号被应用于到安装在天线110和定向耦合器108的输出端口之间的天线匹配单元109。

应用于天线匹配单元109的最终发送信号是通过变容二极管109a阻抗匹配的，然后通过天线110发送到外部。

在从天线110反射之后，定向耦合器108的隔离器端口检测返回的反射波，将它转换成功率值，并将它发送到基带信号处理单元100。

如果从定向耦合器108发送的功率值不同于先前的功率值，则基带信号处理单元100确定天线的阻抗已改变，检测一功率控制信号和能从先前存储的值补偿功率改变值的偏压，并将它们用于第一和第二放大器103和104及天线匹配单元109。

本发明不限于发送信号装置，还可以应用于具有相似信号处理技术的接收装置。

就现在描述的来说，根据本发明的移动通信终端的发送装置具有以下优点。

即，例如：通过检测天线的阻抗变化和根据该变化校正功率放大器的输出功率和天线的失配，可以防止功率放大器的发送输出变化并提高天线的性能。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，不应理解成对本发明的限制。本发明可以方便地用于其它类型的装置。本发明的说明书旨在示例说明，而不是对权利要求的范围的限制。许多替换、修改和变形对那些本领域的技术人员来说是显而易见的。在权利要求中，装置加功能短语旨在包含在此所述的执行所述功能的结构而不仅仅是结构的等同物而且是等同的结构。

Claims (12)

1.移动通信终端的发送装置，其中，被放大至某一电平的一个发送信号通过天线被发送到外部，其特征在于，该发送装置包括：

用于检测发送至天线的发送信号的功率电平和从天线返回的反射波的功率的检测单元；

用于输出用于补偿天线阻抗的偏压和用于输出功率校正的功率控制信号的基带信号处理单元；以及

用于根据偏压对发送信号执行天线匹配的天线匹配单元；

其中所述检测单元为一定向耦合器，并且所述定向耦合器包括四个端口：

用于接收发送信号的输入端口；

用于将发送信号发送到天线匹配单元的输出端口；

用于检测发送信号的功率电平的耦合器端口；及

用于检测反射波的功率的隔离器端口。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基带信号处理单元预先存储至少一个与发送信号的功率电平变化相对应的功率控制信号和偏压。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线匹配单元包括匹配调节单元，该匹配调节单元具有一根据偏压改变的电容。

4.一种移动通信终端的发送装置，其特征在于，该装置包括：

用于用功率控制信号控制发送信号的增益的输出功率校正单元；

用于用偏压补偿天线的阻抗以天线匹配发送信号的匹配调节单元；

用于检测在输出功率校正单元处已被放大至某一电平的发送信号的功率电平和天线的阻抗改变引起的在反射后返回的信号的功率的检测单元；及

用于通过使用发送信号的功率电平和反射的信号的功率而输出功率控制信号和偏压的基带信号处理单元；

其中所述检测单元为一定向耦合器，并且所述定向耦合器包括四个端口：

用于接收发送信号的输入端口；

用于将发送信号发送到匹配调节单元的输出端口；

用于检测发送信号的功率电平的耦合器端口；及

用于检测反射信号的功率的隔离器端口。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述匹配调节单元具有一根据偏压改变的电容。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述匹配调节单元位于天线和检测单元的输出端口之间。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述基带信号处理单元预先存储至少一个功率控制信号和至少一个与发送信号的功率变化相对应的偏压。

8.一种移动通信终端中的信号处理装置，其特征在于，包括：

用于检测输入信号的功率和阻抗变化的检测器；

用于根据检测到的功率和阻抗变化控制输入信号的放大和阻抗中至少一个的信号处理器；

用于控制处于在信号处理器的控制之下的输入信号的增益的放大器；和

用于由放大器放大的输入信号的阻抗匹配的匹配单元；

其中所述检测器为一定向耦合器，并且所述定向耦合器包括四个端口：

用于接收输入信号的输入端口；

用于将输入信号发送到匹配单元的输出端口；

与放大器相连并检测从放大器接收到的信号的功率变化的耦合器端口；及

与天线相连并检测从天线反射的信号的阻抗变化的隔离器端口。

9.如权利要求8所述的移动通信终端中的信号处理装置，其特征在于，所述检测器还包括：

用于将阻抗的变化值转换成DC值的转换器。

10.如权利要求8所述的移动通信终端中的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理器输出一个与检测到的功率变化值相对应的功率控制信号。

11.如权利要求8所述的移动通信终端中的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理器输出一个与检测到的阻抗变化值相对应的偏压。

12.如权利要求11所述的移动通信终端中的信号处理装置，其特征在于，所述匹配单元是电容根据偏压改变的可变电容。

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