CN101297479B - 执行信号源与负载之间的模拟信号处理和测量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

示出了一种用于执行模拟信号处理任务的方法和设备，以使得电气组件的数量比根据用于执行相应的模拟信号处理任务的现有技术的解决方案的电气组件的数量小，其中模拟信号处理任务如在从信号源到负载的信号通路上的阻抗匹配、移相、和/或信号滤波。信号源可以例如是发射机的功率放大器并且负载可以例如是发射机的天线。示出了一种解决方案，其中相同的90度移相器元件(910)用于执行上述种类的多于一个的模拟信号处理任务。

Description

执行信号源与负载之间的模拟信号处理和测量的方法和设备

技术领域

本发明涉及在通信设备中的模拟信号处理。本发明特别地涉及执行如在从信号源到负载的信号通路上的阻抗匹配、移相、和/或信号滤波的模拟信号处理任务的方法和布置。信号源可以例如是发射机的功率放大器并且负载可以例如是发射机的天线。

背景技术

在电气系统中，经常需要在信号源和负载电路之间的信号通路中的模拟信号处理，其中电气系统包括产生模拟信号的信号源和从系统向外递送模拟信号的负载电路。信号源可以例如是发射机的功率放大器并且负载电路可以例如是发射机的天线或发射机的线路变压器。模拟信号处理可以包括为了将信号源的输出阻抗与负载电路的输入阻抗进行匹配的阻抗变换、为了修改信号源的输出信号的功率谱的滤波以及用于例如信号电平测量目的的移相。例如，在移动通信设备中，需要以下操作中的一个或多个：在从功率放大器到天线的信号通路上的阻抗匹配，滤出功率放大器的输出信号的谐波，分离待发射的信号与接收的信号以便提供双工通信信道，测量功率放大器的输出功率，和/或执行天线切换，例如将天线位置从与发射机连接改变到与接收机连接，反之亦然。

图1a示出了根据现有技术的示例性接收机-发射机(TX/RX)。图1b示出了图1a中所示接收机-发射机的示例性点对点类型的操作环境。图1b示出了两个接收机/发射机1和2，通过双工通信信道3彼此连接。在不丧失一般性的情况下，可以选择图1a中所示接收机-发射机对应于图1b中的接收机-发射机1。在图1b中的接收机-发射机1和接收机-发射机2处的通信信道3的端部分别称为近端4和远端5。在图1a中所示接收机-发射机中，上述模拟信号处理和/或测量操作是利用分离的元件来执行的，其中每个分离的元件设计用于单个的模拟信号处理或测量操作。在此示例中，接收机-发射机具有两个接收机-发射机单元141和142。在移动通信设备的情况下，接收机-发射机单元141可以例如是WCDMA接收机-发射机，而接收机-发射机单元142可以例如是GSM接收机-发射机。接收机-发射机单元141的操作细节如下。

接收机-发射机单元141具有接收元件131和发射元件132。发生器101代表信号源，其向通信信道的远端提供待发射的模拟信号。发生器101可以例如是移动通信设备的发射机的功率放大器。电压源112代表由发生器101产生的模拟信号e_g，而发生器阻抗111代表发生器的输出阻抗Z_g。因此，发生器101在此表示为戴维南等效电路。信道前端电路102代表连接到通信信道的近端的电气系统。信道前端电路102可以例如是在如通信信道的无线信道的情况下的天线或在如通信信道的铜线对的情况下的线路变压器。电压源114是代表从通信信道接收的模拟信号e_a的信号源，例如由天线上的电磁辐射感应的电压。负载电路113代表从待发射到通信信道的远端的模拟信号来看的信道前端电路102的输入阻抗Z_a。因此，信道前端电路102在此表示为戴维南等效电路。元件103是传感器元件，用于测量信号电平和/或用于指示在从发生器101到信道前端电路102的信号通路上的可能的阻抗失配。元件104是阻抗变换器，用于匹配从阻抗变换器104的信号输入端子122朝向发生器101来看的阻抗Z_v和从阻抗变换器104的信号输出端子121朝向信道前端电路102来看的阻抗Z_u。元件105是限带滤波器，用于滤出待发射到远端的模拟信号e_g的谐波。元件106是双工器滤波器，用于阻止模拟信号e_g被驱动到接收单元131，和用于阻止接收的信号e_a被驱动到发射单元132。元件107是转换开关，用于将信道前端电路102的连接从信道前端电路连接到接收机-发射机单元141但不连接到接收机-发射机单元142的配置改变为信道前端电路连接到接收机 -发射机单元142但不连接到接收机-发射机单元141的配置，反之亦然。在信道前端电路102是天线的情况下，转换开关107称为天线开关。同样，接收单元131可以包括传感器元件、阻抗变换器和限带滤波器，用于衰减所接收的噪音，该噪音位于用于从通信信道的远端进行数据传输的频带之外。

以下假设发生器阻抗Z_g和阻抗Z_u两者基本上为电阻。如果该假设不足以成立，则可以使用串联和/或并联的电抗分量使得阻抗Z_g和Z_u基本上为电阻。

图2代表传感器元件203，用于测量信号电平和/或用于指示在从发生器201到作为传感器元件203的负载的元件204的信号通路上的可能阻抗失配。传感器元件203可以用作在图1a中所示的系统中的传感器元件103。图2中所示的传感器元件203是基于在由本文件所构成的专利申请的优先权日前未公开的美国专利申请11/077992中所描述的原理。传感器元件包括传输线路213。传输线路的电气长度θ为待发射的信号的中心频率处的90度。传输线路的波阻抗Zc等于发生器201的输出阻抗Z_g，即Zc＝Z_g。在以下的分析中，假设所有的信号为频率等于待发射的信号的中心频率的正弦曲线。下划线的符号是代表正弦信号的幅度和相位的相量。在传输线路的负载端220处的电压v0的相量V0为：

V0＝Va(1+ρ)                        (1)

其中Va为由沿传输线路朝向负载端(θ＝0)传播的正弦电压波va在负载端处引起的电压的相量，ρ是关于在传输线路的负载端处的传输线路的波阻抗的反射系数。反射系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}=\frac{Z\_w-\mathrm{Zc}}{Z\_w+\mathrm{Zc}},---\left(2\right)$

其中Z_w为元件204的输入阻抗。

在传输线路的发生器端221处的电压v90的相量V90为：

V90＝Va(1-ρ)×exp(jπ/2)           (3)

其中j为虚数单位，因子exp(jπ/2)代表这样的事实，即由正弦电压波va在发生器端处引起的电压的相位超前由正弦电压波va在负 载端处引起的相应的电压的相位90度。等式(3)中的因子(1-ρ)是基于这样的事实，即假设传输线路无损耗并且传输线路的电气长度为90度。传感器元件包括移相器214和215，其用于使电压v0和v90的相位相等。由加法器216给出的电压vs的相量Vs为：

Vs＝2×Va×exp(jπ/4).                 (4)

利用检测器212获得电压vs的幅度Vs。幅度Va是2×Va，其中Va是朝向传输线路的负载端(I＝0)传播的正弦电压波va的幅度。移相器217和218用于使电压v0和v90的相位相反。由加法器219给出的电压vp的相量Vp为：

Vp＝2×ρ×Va×exp(j3π/4).            (5)

利用检测器211获得电压vp的幅度Vp。幅度Vp是2×Va×abs(ρ)，其中abs(ρ)是反射系数ρ的模。

当有足够的阻抗匹配时，元件204的输入阻抗Z_w基本上等于传感器元件的输出阻抗Z_v，即Z_v≈Z_w。由于传输线路213的波阻抗Zc等于发生器阻抗Z_g，传感器元件的输出阻抗Z_v等于波阻抗Zc，即Z_v＝Zc。因此，在阻抗匹配的情况下，元件204的输入阻抗Z_w基本上等于波阻抗Zc，即Zc≈Z_w。可以推断，在阻抗匹配的情况下，关于波阻抗Zc的反射系数ρ基本上为零。因此，可以借助于电压幅度Vp来检测可能的阻抗失配。电压幅度Vs与在阻抗匹配的情况下递送到系统204的信号电平成正比。

显然，基于上述原理，有可能构造一种仅形成信号电平Vs的指示的传感器元件并且还有可能构造一种仅形成阻抗失配Vp的指示的传感器元件。

图3示出了四分之一波阻抗变换器304，其可以用作图1a中所示的系统中的阻抗变换器104。阻抗变换器包括传输线路311，具有在待发射的信号的中心频率处的90度的电气长度。传输线路的波阻抗Zc是输入到阻抗变换器的系统303的输出阻抗Z_v和负载阻抗变换器的系统305的输入阻抗Z_u的几何平均，即

$\mathrm{Zc}=\sqrt{Z\_u\×Z\_v}.---\left(6\right)$

阻抗变换器304的输入阻抗Z_in为Z_v，并且阻抗变换器的输出阻抗Z_out为Z_u。因此，在阻抗变换器的信号输入端子321和信号输出端子322处存在阻抗失配的情况。

图4示出了可以用作图1a中所示的系统中的限带滤波器105的滤波电路的示例。该滤波电路能够滤出并联LC电路401的谐振频率和串联LC电路402和403的谐振频率。

图5示出了双工器滤波器的示例。如果图5所示的双工器滤波器用作在图1a中所示的系统中的双工器滤波器106，则图5中的TX端子523、RX端子524和TX/RX端子525分别对应于图1a中的端子123、124和125。

双工器滤波器包括滤波器元件501和502以及传输线路503和504。滤波器元件501，以在接收的信号的频带处的阻抗Z_tx0几乎为零的方式，阻止耦合到TX/RX端子525的接收的信号流到TX端子523。滤波器元件502，以在发射的信号的频带处的阻抗Z_rx0几乎为零的方式，阻止耦合到TX端子523的发射的信号流到RX端子524。在接收的信号的中心频率fc_rx处，传输线路503的电气长度为90度。因此，阻抗Z_tx1基本上对应于接收的信号的中心频率处的开路。在发射的信号的中心频率fc_tx处，传输线路504的电气长度为90度。因此，阻抗Z_rx1基本上对应于发射的信号的中心频率处的开路。如果发射的信号的带宽对发射的信号的中心频率的比率足够地小，则由双工器滤波器的RX分支512引起的对从TX端子523流到TX/RX端子525的发射的信号的干扰将基本上为零。相应地，如果接收的信号的带宽对接收的信号的中心频率的比率足够地小，则由双工器滤波器的TX分支511引起的对从TX/RX端子525流到RX端子524的接收的信号的干扰将基本上为零。

图6示出了切换开关的示例。如果图6所示的切换开关用作在图1a中所示的系统中的切换开关107，则图6中的端子623、624和625分别对应于图1a中的端子125、126和127。

转换开关通过将端子627连接到高于接地电位626的电位+Vdc 或连接到低于接地电位的电位-Vdc而得以控制。端子627经由dc解耦电感器604和限流电阻605耦合到端子623。端子623经由传输线路603耦合到端子625并且经由二极管601耦合到接地电位626。端子624经由二极管602耦合到端子625。在此假设没有dc电流可以经由端子623、624和625的任何一个流到转换开关或从转换开关流出。当端子627连接到-Vdc电位时，二极管601和602处于非导通状态。在此情况下，在端子623和625之间的信号通路611被使用并且在端子624和625之间的信号通路612被关闭。阻抗Z_a基本上对应于开路，并且因此，信号通路612不干扰流入信号通路611的信号。当端子627连接到+Vdc电位时，二极管601和602处于导通状态。在此情况下，信号通路612被使用。信号通路611不被使用，这是因为二极管601将端子623短路到接地电位626，即阻抗Z_b0基本上为零。在流经端子624的信号的中心频率处，传输线路603的电气长度为90度。流经端子624的信号包括从端子624流到端子625的信号和以相反的方向从端子625流到端子624的信号两者。阻抗Z_b1基本上对应于在流经端子624的信号的中心频率处的开路。如果流经端子624的信号的带宽对流经端子624的信号的中心频率的比率足够地小，则由信号通路611引起的对流经端子624的信号的干扰将基本上为零。

在许多应用中，难以实现这样的传输线路，其在待经由该传输线路传导的信号的中心频率处具有90度的电气长度。如果假设中心频率为900MHz并且在传输线路中的信号的传播速度为在真空中的光速的大约67％，则90度的传输线路将约为6cm长(6cm≈2.4”)。对于例如移动通信设备，图1a中所示元件很难实现6cm的传输线路。

在图7a和图7b中示出了在频域中的无损耗传输线路的等效电路。该等效电路包括纯电阻的电气元件701-703和704-705。例如，电抗分量701和702的电抗X为：

$X=\mathrm{Zc}\frac{1-\cos \left(\frac{f}{f90}\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)}{\sin \left(\frac{f}{f90}\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)},---\left(7\right)$

其中f为图7a和图7b所示的等效电路对应于传输线路处的频率，f90为传输线路的电气长度为90度处的频率，以及Zc为传输线路的波阻抗。电抗分量701-703或704-706可以模型化为图7c和图7d所示的电感器和电容器。

当在中心频率fc处的具有90度的电气长度的传输线路在中心频率处被模型化时，即在等式(7)中f＝f90＝fc，图7c和图7d中所示的电感器711、712和715的电感L为：

$L=\frac{\mathrm{Zc}}{2\mathrm{\πfc}},---\left(8\right)$

并且图7c和图7d中所示的电容器713、714和716的电容C为：

$C=\frac{1}{\mathrm{Zc}\×2\mathrm{\πfc}}.---\left(9\right)$

利用图7c和图7d中所示的电路的传输线路模型化的精确度取决于信号带宽对中心频率的比率，即取决于比率f/fc可以偏离1的量。

根据现有技术的发射机、接收机和如图1a中所示的接收机-发射机的接收机-发射机的问题在于事实上用来实现传感器元件、阻抗变换器、滤波器、双工器滤波器和转换开关所需的电气组件的数量相当高。即使在某些类型的接收机、发射机或接收机-发射机中不需要所有上述元件，电气组件的数量也高。高数量的电气组件意味着产品的高组件成本、昂贵的生产和质量控制例程、需要物理空间使得产品难以小型化以及能量损耗。例如，在图1a中所示的接收机-发射机中，由每个元件103-107引起的信号衰减可以低至0.5dB。通常不认为0.5dB的衰减相当大，并且因此当单独研究该元件时，元件103-107的质量被认为是好的。然而，从元件103的输入到元件107的输出的总衰减为2.5dB，这是相当大水平的衰减。换言之，系统的单个元件可能是好的，但作为整体的系统可能是差的。

发明内容

本发明的目的是提供一种发射机和接收机-发射机，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。本发明的另一个目的是提供一种移动通信设备，其具有这样的发射机，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。本发明的另一个目的是提供一种移动通信设备，其具有这样的接收机-发射机，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。本发明的另一个目的是提供一种可以例如用于移动通信设备的发射机模块，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。本发明的另一个目的是提供一种可以例如用于移动通信设备的接收机-发射机模块，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。本发明的另一个目的是提供一种在信号源和负载之间执行上述种类的模拟信号处理的方法，以便消除或减少与现有技术相关联的上述限制和缺陷。

在本文档的其余部分中，在某些频率值处具有基本上为90度的电气长度的传输线路和在包括所述频率值的频带上仿真传输线路的电路被称为90度移相器。包括电感器和电容器的、仿真传输线路的电路被称为90度LC移相器。

利用这样的解决方案来完成本发明的目的，即将相同的90度移相器用于执行上述种类的多于一个的模拟信号处理任务：

-针对信号电平的测量和/或可能的阻抗失配的指示进行移相，

-阻抗变换，

-限带滤波

-双工器滤波，以及

-转换开关的移相。

本发明产生了与现有技术解决方案相比明显的收益。可以减少执行模拟信号处理所需要的电气组件的数量，从而产生如下优势：

-减少了产品的组件成本，

-减少了生产和质量控制成本，

-减少了需要的物理空间，从而使得产品的小型化较容易，以及

-减少了能量损耗。

根据本发明的第一方面，提供了一种包括信道前端电路和发射元件的发射机。发射元件具有信号源、信号输出端子和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。信道前端电路耦合到发射元件的信号输出端子。根据本发明的第一方面的发射机的特征在于：

-90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：从发射元件递送到信道前端电路的信号的电平的指示和在从信号源到信道前端电路的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

-90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号源到信道前端电路的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量以及转换开关的一部分，用于增加发射元件的信号输出端子的阻抗。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括信道前端电路、接收元件和发射元件的接收机-发射机。发射元件具有信号源、信号输出端子和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。信道前端电路耦合到发射元件的信号输出端子。根据本发明的第二方面的接收机-发射机的特征在于：

-90度移相器为转换开关的一部分，该切换开关用于增加发射元件的信号输出端子的阻抗，以及

-90度移相器还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在信道前端电路处接收的所接收信号流到发射元件。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括天线和发射元件的移动通信设备。发射元件具有信号源、耦合到天线的信号输出端子和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。根据本发明的第三方面的移动通信设备的特征在于：

-90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：从发射元件递送到天线的信号的电平的指示和在从信号源到天线的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

-90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号源到天线的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量以及天线开关的一部分，用于增加发射元件的信号输出端子的阻抗。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括具有天线、接收元件和发射元件的接收机-发射机的移动通信设备。发射元件具有信号源、耦合到天线的信号输出端子和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。根据本发明的第四方面的移动通信设备的特征在于：

-90度移相器为天线开关的一部分，该天线开关用于增加发射元件的信号输出端子的阻抗，以及

-90度移相器还是双工器滤波器的一部分，双工器滤波器用于阻止在天线处接收的接收信号流到发射元件。

根据本发明的第五方面，提供了一种发射机模块，其包括信号输入端子、信号输出端子和耦合在信号输入端和信号输出端子之间的90度移相器。根据本发明的第五方面的发射机模块的特征在于：

-90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：递送到信号输出端子的信号的电平的指示和在从信号输入端子到信号输出端子的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

-90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号输入端子到信号输出端子的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的信号输入端子处接收的信号的频率分量以及转换开关的一部分，转换开关用于增加信号输出端子的阻抗。

根据本发明的第六方面，提供了一种接收机-发射机模块，其包括接收端子、发射端子、信道端子和耦合在发射端子和信道端子之 间的90度移相器。根据本发明的第六方面的接收机-发射机模块的特征在于：

-90度移相器为转换开关的一部分，该转换开关用于增加信道端子的阻抗，以及

-90度移相器还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在信道端子处接收的所接收信号沿从信道端子到发射端子的信号通路流动。

根据本发明的第七方面，提供了一种执行信号源和负载之间的模拟信号处理的方法。根据本发明的第七方面的方法的特征在于该方法包括：

-使用耦合在信号源和负载之间的90度移相器，以便获得两个版本的信号源的输出信号，该两个版本具有相互的移相并被用于下列至少之一：形成递送到负载的信号的电平的指示和形成在从信号源到负载的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

-还将所述90度移相器用于下列至少之一：执行在从信号源到负载的信号通路上的阻抗匹配，衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量以及当信号源的信号输出端子短路时，增加从负载朝向信号源来看的阻抗。

根据本发明的第八方面，提供了一种在接收机-发射机中执行模拟信号处理的方法，该接收机-发射机包括发射元件、接收元件和信道前端电路。发射元件具有信号源、耦合到信道前端电路的信号输出端子和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。根据本发明的第八方面的方法的特征在于该方法包括：

-使用90度移相器以至少在发射元件执行发射的情况下，阻止在信道前端电路处接收的所接收信号流到发射元件，以及

-使用90度移相器以当信号源的信号输出端子短路时，增加发射元件的信号输出端子的阻抗。

本发明的各种优势的实施例的特征描述如下。

本文件中的本发明的示例性实施例不旨在为所附权利要求书的 应用性加以限制。在本文件中使用的动词“包括”是作为开放性限制，并不排除尚未涉及的特征的存在。在从属权利要求中涉及的特征除非另有明确的陈述之外，是可以相互自由地组合的。

附图说明

以下结合示例性的优选实施例和附图对本发明及其其他优势加以更详细的说明，附图中：

图1a示出了根据现有技术的接收机-发射机，

图1b示出了两个接收机-发射机的示例性点对点操作环境，

图2示出了根据现有技术的用于测量信号电平和用于指示阻抗失配的传感器元件，

图3示出了根据现有技术的四分之一波阻抗变换器，

图4示出了根据现有技术的滤波电路，

图5示出了根据现有技术的双工器滤波器，

图6示出了根据现有技术的转换开关，

图7a和图7b示出了根据现有技术的在频域中的传输线路的等效电路，并且图7c和图7d示出了根据现有技术的利用电感器和电容器实现的传输线路的等效电路，

图8a和图8b示出了根据本发明实施例的结合的传感器元件和四分之一波阻抗变换器，

图9示出了一种根据本发明实施例的系统，其中将90度LC移相器用作阻抗变换器、用作传感器元件的一部分并且用作限带滤波器，

图10a示出了可用于本发明实施例的T-型90度LC移相器，

图10b示出了可在本发明实施例的某些特殊情况下用作90度移相器的电路，

图11示出了一种根据本发明实施例的系统，其中将90度LC移相器用作阻抗变换器、用作传感器元件的一部分、用作限带滤波器并且用作转换开关的一部分，

图12示出了根据本发明实施例的发射机，

图13示出了根据本发明实施例的接收机-发射机，

图14示出了根据本发明实施例的移动通信设备，

图15示出了根据本发明实施例的移动通信设备，

图16示出了根据本发明实施例的发射机模块，

图17示出了根据本发明实施例的接收机-发射机模块，

图18示出了根据本发明实施例的执行信号源和负载之间的模拟信号处理的方法的流程图，

图19示出了根据本发明实施例的执行接收机-发射机中的模拟信号处理的方法的状态图。

具体实施方式

图1-图7已经在上述背景技术中加以描述。

图8a示出了根据本发明实施例的结合的传感器元件和阻抗变换器803，其中将一个90度移相器用作传感器元件的一部分并且还用作四分之一波阻抗变换器。在本发明的该实施例中，利用在信号e_g的中心频率处具有90度的电气长度的传输线路813实现90度移相器。传输线路的波阻抗Zc的选择使得出现阻抗匹配的情况，即阻抗Z_y足够接近发生器阻抗Z_g。这是通过如下选择来完成的：

$\mathrm{Zc}=\sqrt{Z\_g\×Z\_w},---\left(10\right)$

其中Z_w为作为结合的传感器元件和阻抗变换器803的负载的系统804的输入阻抗。关于波阻抗的反射系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}=\frac{Z\_w-\mathrm{Zc}}{Z\_w+\mathrm{Zc}}---\left(11\right)$

在阻抗匹配的情况下，当Zc≠Z_w时，关于波阻抗的反射系数ρ不为零。因此，在传输线路813的发生器端(θ＝-90°)处的电压电平不同于负载端(θ＝0)处的电压电平，即VSWR＞1。在此情况下，表示信号电平和阻抗失配的指示不可以利用与在Zc＝Zw的阻抗匹配的情况下相似的处理来获得。

在阻抗匹配情况下，传输线路的端处的电压电平不同的事实可以利用定标元件821和822来进行补偿，定标元件821和822分别将电压v90和v0乘以定标因子k和m。定标因子k和m可以选择为：

$k=\sqrt{\frac{\mathrm{Zc}}{Z\_g}}$ 并且， $m=\sqrt{\frac{\mathrm{Zc}}{Z\_w}}---\left(12\right)$

利用这些定标因子，指示阻抗失配和信号电平的电压值Vp和Vs可以分别利用与如结合图2所示的传感器元件描述的相似的使用45度移相器814、815、817和818、加法器816和819以及检测器811和812的处理来获得。

图8b示出了根据本发明实施例的结合的传感器元件和阻抗变换器830。在本发明的该实施例中，图8a中所示的45度移相器814、815、817和818、加法器816和819以及定标元件821和822利用RC电路来实现，并且利用图8a中所示的传输线路813实现的90度移相器用90度LC移相器取代。90度LC移相器840的电感器839和电容器837、838的分量值可以选择如下：

$L1=\frac{\mathrm{Zc}}{2\mathrm{\πfc}},---\left(13\right)$

以及

$C1=C2=\frac{1}{\mathrm{Zc}\×2\mathrm{\πfc}},---\left(14\right)$

其中fc为信号e_g的中心频率。例如电阻器835和例如电容器836的分量值可以选择如下：

$R2=\frac{Z0}{k}$ 以及 $C4=\frac{m}{2\mathrm{\πfc}\×Z0}---\left(15\right)$

其中Z0为当k＝m时对应于电阻器835和电容器836的阻抗的阻抗水平。阻抗水平Z0必须高到使得包括电阻器834和835以及电容器833和836的RC电路不干扰90度LC移相器840的操作。适当的阻抗水平为例如Z0＝10×Zc。

本发明的上述实施例形成信号电平Vs的指示和阻抗失配Vp的指示两者。使用上述原理可以直接构造对应的系统，其仅形成信号电平Vs的指示或仅形成阻抗失配Vp的指示。

图9示出了一种根据本发明实施例的系统902，其中将一个90度LC移相器910用作阻抗变换器、用作传感器元件的一部分并且用作限带滤波器。90度移相器910必须仿真在信号e_g的中心频率fc周围的某个频带B处具有90度的电气长度的传输线路。在频带B之外，90度移相器可以用作限带滤波器，其衰减某些频率，例如中心频率N×fc的谐波，其中N为大于1的整数。

在图7b中示出了在频域中的无损耗传输线路的∏-型等效电路。如果无损耗传输线路的电气长度为90度并且波阻抗为Zc，则电气元件704、705和706的电抗值分别为-Zc、Zc和-Zc。如果在中心频率fc处，电感器914和电容器913的并联的电抗为Zc，电感器915和电容器911的串联的电抗为-Zc，并且电感器916和电容器912的串联的电抗为-Zc，则90度LC移相器910仿真频带B上的90度无损耗传输线路。90度LC移相器910仿真90度无损耗传输线路的精确度，除其他之外，取决于频带B的带宽BW对中心频率fc的比率(BW/fc)。

90度移相器910操作为用于衰减在预定频带之外的信号e_g的频率分量的限带滤波器，使得电感器914和电容器913的并联抑制位于频率fn1周围的窄频带上的信号e_g的部分，电感器915和电容器911的串联抑制位于频率fn2周围的窄频带上的信号e_g的部分，以及电感器916和电容器912的串联抑制位于频率fn3周围的窄频带上的信号e_g的部分。在此文件中，预定的频带指已分配给所涉及的信号的频域中的频率间隔或一组频率间隔。

例如，对电感器914的电感L1和电容器913的电容C5，可以有如下条件：

$2\mathrm{\πfc}\×C5-\frac{1}{2\mathrm{\πfc}\×L1}=-\frac{1}{\mathrm{Zc}}$ 以及 $2\mathrm{\πfn}1\×C5-\frac{1}{2\mathrm{\πfn}1\×L1}=0---\left(16\right)$

从等式(16)可以得出：

$L1=(1-{\left(\frac{\mathrm{fc}}{\mathrm{fn}1}\right)}^2)\×\frac{\mathrm{Zc}}{2\mathrm{\πfc}}$ 以及 $C5=\frac{1}{{\left(2\mathrm{\πfn}1\right)}^2\×L1}---\left(17\right)$

电感器915和916的电感值L2和L3以及电容器911和912的电容值C1和C2可以用相应的方法获得。

在图9中，90度移相器910为包括电感器和电容器的∏-型电路。图10a中示出了还可以用作图9中所示的系统中的90度移相器的包括电感器和电容器的T-型电路。如本领域技术人员已知，有多种不同的电路拓扑可以用于90度LC移相器。例如，90度移相器可以利用连续的∏-和/或T-型电路链来实现。当设计90度LC移相器时，可以使用标准电路合成方法。

在某些特殊的情况下，限带滤波器可以是利用传输线路实现的90度移相器。图10b示出了其中有连接在传输线路1102的端之间的电容器1001的电路。在图7b中所示的无损耗传输线路的∏-型等效电路中，电路元件705在频率fn处的电抗值为：

$\mathrm{Zc}\×\sin (\frac{\mathrm{fn}}{\mathrm{fc}}\×\frac{\mathrm{\π}}{2})$

其中Zc为传输线路1002的波阻抗。为了在频率fn处具有并联谐振，将电容器C选择为：

$C=\frac{1}{2\mathrm{\πfn}\×\mathrm{Zc}\×\sin (\frac{\mathrm{fn}}{\mathrm{fc}}\×\frac{\mathrm{\π}}{2})}---\left(18\right)$

只有当等式(18)给出如下正电容值时，图10b中所示的电路才以期望的方式工作，

$\frac{1}{2\mathrm{\πfc}\×C}>>\mathrm{Zc}---\left(19\right)$

即，当在中心频率fc处电容器1001的影响可忽略时。等式(18)可以给出具有fn和fc的某些值的不可行的电容值(负的或无穷)的事实是在进行系统设计时必须考虑的对图10b中所示的电路的限制。

上述用于获得分量值的方程式旨在说明本发明实施例的操作原理和设计方法的基础。当设计实际系统时，必须考虑实际的电路组件还包括寄生元件。例如实际的电感器总是包括寄生电容和寄生电阻，而实际的电容器总是包括寄生电感和寄生电阻。

根据本发明的一个实施例，在设计方案中利用了寄生元件。例如，图9中所示的电容器913可以完全或部分地由电感器914的寄生电容形成。电感器915和916可以完全或部分地由用于将电容器911和912耦合到地和到电感器914的端子的电导体的寄生电感形成。90度LC移相器的电感器可以利用线圈或微带(microsrip)结构实现。电容器可以利用集中的电容器元件或利用微带结构实现。已在图8b和图9中示出其电阻器-电容器实现的45度移相器、定标元件和加法器还可以利用包括有源和/或无源电路组件的标准放大器、移相电路和加法器实现。在例如图8a中示出标号为811或812的检测器可以是二极管检测器、温度补偿的二极管检测器或晶体管实现的检测器。从操作原理的角度来看，检测器可以是非相干包络检测器或相干检测器。还有可能利用本地振荡器将需要检测其幅度的信号下调制到较低的频带，利用模数转换器将下调制的信号转换为数字形式并且利用数字信号处理装置执行幅度检测的进一步操作。

图11示出了一种根据本发明实施例的系统，其中将一个90度LC移相器1110用作阻抗变换器、用作传感器元件的一部分、用作限带滤波器并且用作转换开关的一部分。端子1121可以经由ac-解耦电感器1116和限流电阻器1115耦合到正dc电压+Vdc或耦合到负dc电压-Vdc。当端子1121耦合到负dc电压-Vdc时，二极管1114处于非导通状态并且信号e_g可以从信号源1102流到方框1103。当端子1121耦合到正dc电压+Vdc时，二极管1114处于导通状态并且端子1120耦合到地1115，即信号源1102的信号输出端子短路。90度LC移相器仿真在信号e_g的中心频率fc处具有90度电气长度的传输线路。因此，并联连接1111、串联连接1112和串联连接1113的电抗值分别为Zc、-Zc和-Zc，其中Zc为仿真的传输线路的波阻 抗。当端子1120经由二极管1114耦合到地时，并联连接1111和串联连接1112被并联连接在端子1121和地之间。由于电抗值-Zc和Zc的并联连接对应于开路，从端子朝向系统1101来看的阻抗Z_v为高。此种转换开关配置可用于如下的情况，即方框1103代表信道前端电路，系统1101和信号源1102代表发射机以及发射机需要以阻抗Z_v为高的方式被从信道前端电路解耦合。

二极管1114代表用于将端子1120耦合到地1115的装置。取代二极管也可能使用例如FET开关、SOI CMOS开关(绝缘体上硅CMOS)或RF-MEMS开关(微电子机械系统)。

基于传输线路，90度LC移相器1110可以由90度移相器取代。然而，当基于传输线路的90度移相器用作限带滤波器时，必须考虑结合附图10b在本文的先前部分讨论的限制。

图12示出了根据本发明实施例的发射机。发射机包括具有信号源1201和90度移相器1202的发射元件1206。发射机还包括信道前端电路1203。信道前端电路作为由信号源给出的信号的信号接收器(sink)。信道前端电路例如可以是天线或线路变换器并且还可以包括在天线或线路变换器之前的可能的电路。90度移相器1202为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：

-馈入到信道前端电路1203的传输信号的电平的指示，以及

-在从信号源1201到信道前端电路1203的信号通路上的阻抗失配的指示。

传感器元件是基于在本文的先前部分和例如图8a和图8b中描述的原理。方框1204代表传感器元件的其余部分，即不同于90度移相器的部分。90度移相器1202还为下列至少之一：

-阻抗变换器，用于在从信号源1201到信道前端电路1203的信号通路上执行阻抗匹配，

-限带滤波器，用于在从信号源1201到信道前端电路1203的信号通路上衰减传输频带之外的传输信号e_g的频率分量，以及

-转换开关的一部分，用于当传输禁用时，增加发射元件的信号输出端子1211的阻抗Z_v。

方框1205代表用于转换开关的控制装置并且二极管1207代表用于将90度移相器的输入端子1208耦合到地的装置，即用于短路信号源1201的信号输出端子的装置。借助于转换开关，发射元件1206可以从信道前端电路1203解耦合，意味着发射元件的阻抗Z_v为高，而不需要在从信号源1201到信道前端电路1203的信号通路上设置开关元件。

当90度移相器1202基于传输线路并且用作限带滤波器时，必须考虑结合附图10b在本文的先前部分讨论的限制。

图13示出了根据本发明实施例的接收机-发射机1300。图13还示出了另一个接收机-发射机1301，其使用接收机-发射机1300的信道前端电路1311。接收机-发射机1301可以类似于接收机-发射机1300，但对应于二极管1320和1322的、接收机-发射机1301的二极管(图中未示出)的定向必须能够使得其导通电流与接收机-发射机1300的二极管1321和1322的导通电流反向。接收机-发射机1300包括发射元件1302和接收元件1303。发射元件具有90度移相器1323、滤波器元件1324和信号源1325。

滤波器元件1324和90度移相器1323形成阻止在信道前端电路1311处接收的接收信号e_a流到发射元件1302的双工器滤波器的一部分。在接收信号的频带处阻抗Z_tx0基本为零，并且因为90度移相器1323，在接收信号的频带处的阻抗Z_tx1为高。因此，接收信号e_a不能被驱动到发射元件1302。

在本发明的该实施例中，接收元件1303具有90度移相器1326和滤波器元件1327。方框1328代表接收元件的其余部分，例如解调器、均衡器等。滤波器元件1327和90度移相器1326形成阻止传输信号e_g流到接收元件1303的双工器滤波器的一部分。在传输信号的频带处阻抗Z_rx0基本为零，并且因为90度移相器1326，在传输信号的频带处的阻抗Z_rx1为高。因此，传输信号e_g不能被驱动 到接收元件1303。

90度移相器1323和1326还是转换开关的一部分。以下从接收机-发射机1300的角度来考虑转换开关的操作。从接收机-发射机1300的角度来看，转换开关被用于确定传输信号e_g是否能够流到信道前端电路1311以及接收信号e_a是否能够流到接收元件1303。控制元件用于确定关于地的在端子1313处的电压的dc分量的极性。

当端子1313处的电压的dc分量相对于地为负时，二极管1321和1322处于非导通状态并且传输信号e_g能够流到信道前端电路1311而接收信号e_a能够流到接收元件1303。当端子1313处的电压的dc分量相对于地为正时，二极管1321和1322处于导通状态并且阻抗Ztx0和Zrx_0基本上为零。传输信号e_g不能够流到信道前端电路1311。如果90度移相器1323和1324可以在所述信号的频带处足够精确地仿真具有90度的电气长度的传输线路，则对于从接收机-发射机1302或从信道前端电路1311进入的信号，传输元件的阻抗Z_tx1和接收元件的阻抗Z_rx1为高。以下从接收机-发射机1301的角度来看，转换开关的操作类似于上述情况，但需要反转在端子1313处的电压的dc分量的极性。

90度移相器1323可以是90度LC移相器或传输线路。相应地，90度移相器1326可以是90度LC移相器或传输线路。

在根据本发明的接收机-发射机中，90度移相器1323还是以下至少一个的一部分：阻抗变换器、在本文的先前部分和例如图8a或图8b中描述的传感器元件以及限带滤波器。当90度移相器1323基于传输线路并且用作限带滤波器时，必须考虑结合附图10b在本文的先前部分讨论的限制。

在根据本发明的接收机-发射机中，90度移相器1326还是以下至少一个的一部分：阻抗变换器、在本文的先前部分和例如图8a或图8b中描述的传感器元件以及限带滤波器。当90度移相器1326基于传输线路并且用作限带滤波器时，必须考虑结合附图10b在本文的先前部分讨论的限制。

在根据本发明实施例的接收机-发射机中，滤波器元件1327的阻抗Z_rx0在传输信号e_g的频带处为高，并且在从信道前端电路1311到方框1328的信号通路上，有可以设置到非导通状态的开关。开关可以是例如FET开关、SOI CMOS开关或MEMS开关。在本发明的该实施例中，接收器元件1303不需要包括90度移相器。

图14示出了根据本发明实施例的移动通信设备1400。移动通信设备1400包括天线1401和发射元件1402。发射元件1402具有90度移相器1403和信号源1404。发射元件1402的信号输出端子1411经由双工器和天线前端元件1405耦合到天线1401。在此情况下，天线1401和双工器和天线前端元件1405构成从发射元件1402来看的信道前端电路。信号源1404代表将RF输入信号提供给90度移相器1403的信号输入1412的移动通信设备的所有部分，例如麦克风、模数转换器、编解码器、上调制器、功率放大器等。方框1406代表处理经由双工器和天线前端元件1405从天线1401接收的信号的移动通信设备的所有部分，例如解调器、均衡器、滤波系统、控制器、扬声器等。90度移相器1403是用于执行如下至少之一的传感器元件的一部分：从发射元件1402递送到天线1401的传输信号的电平的测量和在从信号源1404到天线1401的信号通路上的阻抗失配的指示。传感器元件是基于在本文的先前部分和例如图8a或图8b中描述的原理。90度移相器1403还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号源1404到天线1401的信号通路上执行阻抗匹配；限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的、在从信号源到天线的信号通路上的传输信号的频率分量；以及天线开关的一部分，用于在当发射元件1402被禁用于传输时增加发射元件1402的信号输出端子1411的阻抗。移动通信设备1400可以例如是移动电话。

图15示出了根据本发明实施例的移动通信设备1500。移动通信设备1500包括接收机-发射机1502。接收机-发射机包括天线1501、发射元件1503和接收元件1504。发射元件1503具有90度移相器1505和信号源1506。发射元件1503还包括双工器滤波器的发射机 部分。发射元件1503的信号输出端子1511和接收元件1504的信号输入端子1512经由天线前端元件1507耦合到天线1501。在此情况下，天线1501和天线前端元件1507构成从接收机-发射机1502来看的信道前端电路。信号源1506代表将RF输入信号提供给90度移相器1505的信号输入1513的移动通信设备的所有部分，例如麦克风、模数转换器、编解码器、上调制器、功率放大器等。接收元件1504包括处理经由天线前端元件1507从天线1501接收的信号的移动通信设备的所有部分，例如双工器滤波器的接收器部分、解调器、均衡器、滤波系统、控制器、扬声器等。90度移相器1505是天线开关的一部分，该天线开关用于当发射元件1503被禁用于传输时增加发射元件1503的信号输出端子1511的阻抗。90度移相器1505还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在天线1501处接收的所接收信号流到发射元件1503。

90度移相器1505还可以是传感器元件的一部分，该传感器元件用于执行以下至少之一：从发射元件1503递送到天线1501的传输信号的电平的测量和在从信号源1506到天线1501的信号通路上的阻抗失配的指示。传感器元件是基于在本文的先前部分和例如图8a或图8b中描述的原理。此外，90度移相器1505可以是阻抗变换器，用于在从信号源1506到天线1501的信号通路上执行阻抗匹配，和/或限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的传输信号的频率分量。移动通信设备1500可以例如是移动电话。

图16示出了根据本发明实施例的发射机模块1600。发射机模块1600包括信号输入端子1611、90度移相器1601和信号输出端子1612。90度移相器1601是用于执行以下至少一项的传感器元件的一部分：递送到信号输出端子1612的传输信号的电平的测量和在从信号输入端子1611到信号输出端子1612的信号通路上的阻抗失配的指示。90度移相器1601还是以下至少之一：阻抗变换器，用于在从信号输入端子1611到信号输出端子1612的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的传输信号的频率分量， 以及切换开关的一部分，用于增加信号输出端子1612的阻抗。传感器元件是基于在本文的先前部分和例如在图8a或图8b中描述的原理。方框1602代表传感器元件的其余部分，例如两个或四个45度移相器、一个或两个加法器和一个或两个检测器。方框1603代表在90度移相器1601和信号输入端子1611之间的发射机的一部分，例如比特-符号编码器、上调制器、功率放大器等。方框1604代表转换开关的控制元件。发射机模块1600可以包括内部微控制器1604，用于控制例如功率放大器的增益和/或调制频率。发射机模块1600还具有控制输入/输出端子1613，以使得外部微控制器可以控制发射机模块1600的信号处理元件和/或与内部微控制器1604进行通信。

图17示出了根据本发明实施例的接收机-发射机模块1700。接收机-发射模块包括90度移相器1701、接收端子1711、传输端子1712和信道端子1713。90度移相器1701是用于增加信道端子1713的阻抗的转换开关的一部分。90度移相器1701还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在信道端子处接收的所接收信号沿从信道端子到传输端子1712的信号通路流动。90度移相器1701还可以是用于执行以下至少一项的传感器元件的一部分：递送到信道端子1713的传输信号的电平的测量和在从传输端子1712到信道端子1713的信号通路上的阻抗失配的指示。传感器元件是基于在本文的先前部分和例如图8a或图8b中描述的原理。此外，90度移相器1701还可以是阻抗变换器，用于在从传输端子1712到信道端子1713的信号通路上执行阻抗匹配，和/或限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的传输信号的频率分量。方框1703代表在90度移相器1701和传输端子1712之间的发射元件1706的一部分，例如比特-符号编码器、上调制器、功率放大器等。方框1704代表转换开关的控制元件。方框1705代表接收机-发射机模块的接收元件。发射元件1706包括双工器滤波器的发射机部分并且接收元件1705包括双工器滤波器的接收器部分。接收元件1705还可以包括例如解调器、滤波系统、均衡器、符号-比特解码器等。接收机-发射机模块1700可以包括内部 微控制器1702，用于控制发射元件的信号处理元件和接收元件的信号处理元件。接收机-发射机模块1700具有控制输入/输出端子1714，以使得外部微控制器可以控制接收机-发射机模块的信号处理元件和/或与内部微控制器1702进行通信。

图18示出了根据本发明实施例的执行信号源和负载之间的模拟信号处理的方法的流程图。在阶段1801中，使用耦合在信号源和负载之间的90度移相器，以便获得两个信号版本的信号源的输出信号，该两个信号版本具有相互的移相并被用于下列至少之一：形成递送到负载的信号的电平的指示和形成在从信号源到负载的信号通路上的阻抗失配的指示。在阶段1802中，还将所述90度移相器用于下列至少之一：执行在从信号源到负载的信号通路上的阻抗匹配，衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量，以及当信号源的信号输出端子短路时，增加从负载朝向信号源来看的阻抗。

图19示出了根据本发明实施例的在接收机-发射机中执行模拟信号处理的方法的状态图。接收机-发射机包括发射元件、接收元件和信道前端电路。发射元件包括耦合到信道前端电路的信号输出端子、信号源和耦合在信号源和信号输出端子之间的90度移相器。在状态1901中，发射元件已经被启用以执行传输。在状态1902中，发射元件已经被禁用而不执行传输。当启用传输时，接收机-发射机进入状态1901，而当禁用传输时，接收机-发射机进入状态1902。在状态1901中，该方法包括使用90度移相器以阻止在信道前端电路处接收的所接收信号流到发射元件。在状态1902中，该方法包括使用90度移相器以当信号源的信号输出端子短路时增加发射元件的信号输出端子的阻抗。

该方法可以进一步包括将90度移相器用于下列至少之一：执行在从信号源到信道前端电路的信号通路上的阻抗匹配，衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量，以及获得两个版本的信号源的输出信号，该两个版本具有相互的移相并被用于下列至少之一：形成从发射元件递送到信道前端电路的信号的电平的指示，以 及形成在从信号源到信道前端电路的信号通路上的阻抗失配的指示。

因此对本领域技术人员显而易见的是，本发明及其实施例不限于上述示例，但它们可以在独立权利要求的范围之内变化。

Claims (24)

1.一种发射机，包括信道前端电路和发射元件，该发射元件具有信号源、耦合到该信道前端电路的信号输出端子和耦合在该信号源和该信号输出端子之间的90度移相器，其中

该90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：从该发射元件递送到该信道前端电路的信号的电平的指示和在从该信号源到该信道前端电路的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

该90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从该信号源到该信道前端电路的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的该信号源的输出信号的频率分量，以及转换开关的一部分，用于增加该发射元件的信号输出端子的阻抗。

2.根据权利要求1所述的发射机，其中该90度移相器包括传输线路。

3.根据权利要求1所述的发射机，其中该90度移相器包括电感器和电容器。

4.根据权利要求1所述的发射机，其中该90度移相器为包括电感器和电容器的∏-型电路。

5.根据权利要求4所述的发射机，其中该90度移相器为包括电感器和电容器的T-型电路。

6.根据权利要求1所述的发射机，其中该90度移相器还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在该信道前端电路处接收的所接收信号流到该发射元件。

7.一种接收机-发射机，包括信道前端电路、接收元件和发射元件，该发射元件具有信号源、耦合到该信道前端电路的信号输出端子和耦合在该信号源和该信号输出端子之间的90度移相器，其中

该90度移相器为转换开关的一部分，该转换开关用于增加该发射元件的信号输出端子的阻抗，以及

该90度移相器还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在该信道前端电路处接收的所接收信号流到该发射元件。

8.根据权利要求7所述的接收机-发射机，其中该90度移相器还为如下至少之一：阻抗变换器，用于在从该信号源到该信道前端电路的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的该信号源的输出信号的频率分量，以及传感器元件的一部分；该传感器元件用于形成以下至少之一：从该发射元件递送到该信道前端电路的信号的电平的指示和在从该信号源到该信道前端电路的信号通路上的阻抗失配的指示。

9.根据权利要求7所述的接收机-发射机，其中该90度移相器包括传输线路。

10.根据权利要求7所述的接收机-发射机，其中该90度移相器包括电感器和电容器。

11.根据权利要求7所述的接收机-发射机，其中该90度移相器为包括电感器和电容器的∏-型电路。

12.根据权利要求7所述的接收机-发射机，其中该90度移相器为包括电感器和电容器的T-型电路。

13.一种移动通信设备，包括天线和发射元件，该发射元件具有信号源、耦合到该天线的信号输出端子和耦合在该信号源和该信号输出端子之间的90度移相器，其中

该90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：从发射元件递送到天线的信号的电平的指示和在从信号源到天线的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

该90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号源到天线的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量，以及天线开关的一部分，用于增加发射元件的信号输出端子的阻抗。

14.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中该90度移相器还是双工器滤波器的一部分，该双工器滤波器用于阻止在该天线处接收的所接收信号流到该发射元件。

15.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中该移动通信设备是移动电话。

16.一种移动通信设备，包括具有天线、接收元件和发射元件的接收机-发射机，该发射元件具有信号源、耦合到该天线的信号输出端子和耦合在该信号源和该信号输出端子之间的90度移相器，其中

90度移相器为天线开关的一部分，该天线开关用于增加该发射元件的信号输出端子的阻抗，以及

90度移相器还是双工器滤波器的一部分，双工器滤波器用于阻止在天线处接收的所接收信号流到发射元件。

17.根据权利要求16所述的移动通信设备，其中该90度移相器还为如下至少之一：阻抗变换器，用于在从该信号源到该天线的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的该信号源的输出信号的频率分量，以及传感器元件的一部分；该传感器元件用于形成以下至少之一：从该发射元件递送到该天线的信号的电平的指示和在从该信号源到该天线的信号通路上的阻抗失配的指示。

18.根据权利要求16所述的移动通信设备，其中该移动通信设备是移动电话。

19.一种发射机模块，包括信号输入端子、信号输出端子和耦合在该信号输入端子和该信号输出端子之间的90度移相器，其中

该90度移相器为传感器元件的一部分，该传感器元件用于形成下列至少之一：递送到信号输出端子的信号的电平的指示和在从信号输入端子到信号输出端子的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

该90度移相器还为下列至少之一：阻抗变换器，用于在从信号输入端子到信号输出端子的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的信号输入端子处接收的信号的频率分量，以及转换开关的一部分，用于增加信号输出端子的阻抗。

20.一种接收机-发射机模块，包括接收端子、发射端子、信道端子和耦合在该发射端子和该信道端子之间的90度移相器，其中

该90度移相器为转换开关的一部分，该转换开关用于增加该信道端子的阻抗，以及

90度移相器还是双工器滤波器的一部分，双工器滤波器用于阻止在该信道端子处接收的所接收信号沿从该信道端子到该发射端子的信号通路流动。

21.根据权利要求20所述的接收机-发射机模块，其中该90度移相器还为如下至少之一：阻抗变换器，用于在从该发射端子到该信道端子的信号通路上执行阻抗匹配，限带滤波器，用于衰减在预定频带之外的该发射端子处接收的信号的频率分量，以及传感器元件的一部分；该传感器元件用于形成以下至少之一：递送到该信道端子的信号的电平的指示和在从该发射端子到该信道端子的信号通路上的阻抗失配的指示。

22.一种用于执行信号源与负载之间的模拟信号处理的方法，该方法包括：

使用耦合在该信号源和该负载之间的90度移相器，以便获得两个版本的该信号源的输出信号，该两个版本具有相互的移相并被用于下列至少之一：形成递送到负载的信号的电平的指示和形成在从信号源到负载的信号通路上的阻抗失配的指示，以及

还将90度移相器用于下列至少之一：执行在从信号源到负载的信号通路上的阻抗匹配，衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量，以及当信号源的信号输出端子短路时，增加从负载朝向信号源所见的阻抗。

23.一种用于在接收机-发射机中执行模拟信号处理的方法，该接收机-发射机包括发射元件、接收元件和信道前端电路，该发射元件具有信号源、耦合到该信道前端电路的信号输出端子和耦合在该信号源和该信号输出端子之间的90度移相器，该方法包括：

使用该90度移相器，以至少在该发射元件执行传输的情况下，阻止在该信道前端电路处接收的所接收信号流到该发射元件，以及

使用该90度移相器，以当该信号源的信号输出端子短路时，增加该发射元件的信号输出端子的阻抗。

24.根据权利要求23所述的方法，其中该方法进一步包括将该90度移相器用于如下至少之一：执行在从信号源到信道前端电路的信号通路上的阻抗匹配，衰减在预定频带之外的信号源的输出信号的频率分量，以及获得两个版本的信号源的输出信号，该两个版本具有相互的移相并被用于下列至少之一：形成从发射元件递送到信道前端电路的信号的电平的指示和形成在从信号源到信道前端电路的信号通路上的阻抗失配的指示。

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