CN104981822B - 放大器电路、天线模块和无线电通信装置 - Google Patents

放大器电路、天线模块和无线电通信装置 Download PDF

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Abstract

一种放大器电路，进行由发送和接收单元接收的载波信号的放大。放大器电路包括，阻抗匹配电路，其当所述发送和接收单元与所述放大器电路连接时，进行所述放大器电路的阻抗的匹配。叠加波产生单元，产生叠加到接收的载波信号的叠加波。驱动器，输出通过将叠加波加到接收的载波信号获得的放大的载波信号。幅度检测单元，基于所述接收的载波信号的幅度值的改变检测接收的载波信号是否是与预定通信信号叠加的预定载波信号。当检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信号。

Description

放大器电路、天线模块和无线电通信装置
技术领域
本发明涉及适合于对由发送和接收单元接收的载波信号进行放大的放 大器电路、天线模块和无线电通信装置。
背景技术
近来，广泛使用通过次级电池(secondary battery)等驱动且使用RFID (射频标识)进行更短程无线电通信的移动装置。关于RFID，见日本特开 专利公开号2009-065426。存在对用在移动装置中的小尺寸的、内置的天线 的需求。但是，小尺寸的天线的使用可能由于增益的减少而降低移动装置的 通信性能。因此，近年来的一些移动装置被改进为节省天线在装置中的布置 空间并且保持通信性能。
已知对这样的移动装置的一些改进：改进之一是将在薄膜中形成的天线 粘贴到包括次级电池的电池组，并且另一改进是将薄片的天线布置在装置的 外壳的侧面或者下面的角落部分中。但是，在相关技术中，在许多情况下， 在其中形成天线的配置必须基于在移动装置中的可用空间(free space)来决 定。在许多情况下，必须将天线的配置和布置位置改变为匹配移动装置的尺 寸和配置。因此，需要对各个移动装置的每一个考虑天线的配置和布置位置。
如果天线在移动装置中的布置位置改变，则天线与在移动装置中的后 阶电路(latter-stage circuit)的阻抗也被改变。因此，根据相关技术，必须对 各个移动装置的每一个进行天线的阻抗的匹配，并且在外壳中安装天线的过 程被复杂化。
发明内容
在一个方面中，本公开提供允许小尺寸的天线、保持通信性能并且自动 地进行阻抗匹配的放大器电路。
在一个实施例中，本公开提供一种对由发送和接收单元接收的载波信号 进行放大的放大器电路，所述放大器电路包括：阻抗匹配电路，其当所述发 送和接收单元与所述放大器电路连接时，进行所述放大器电路的阻抗的匹 配；叠加波产生单元，其产生叠加到所述接收的载波信号上的叠加波；驱动 器，其输出通过将所述叠加波叠加到所述接收的载波信号而获得的放大的载 波信号；以及幅度检测单元，其基于所述接收的载波信号的幅度值的改变来 检测所述接收的载波信号是否是与预定通信信号叠加的预定载波信号，其中，当检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信 号。
在一个实施例中，本公开提供一种放大器电路，包括：载波检测单元， 其从输入信号检测载波信号；幅度检测单元，其基于检测到的载波信号的幅 度值的改变检测检测到的载波信号是否是其上携带预定通信信号的预定载 波信号；叠加波产生单元，其产生叠加到检测到的载波信号并且与检测到的 载波信号在相位上同步的叠加波；以及驱动器，其输出通过将所述叠加波叠 加到检测到的载波信号并且放大与所述叠加波叠加的检测到的载波信号而 获得的放大的载波信号，其中，当检测到所述预定载波信号时，所述放大器 电路输出所述放大的载波信号。
附图说明
图1是示出根据实施例的天线模块的示意图。
图2是用于解释载波信号的放大的示意图。
图3是示出根据实施例的放大器电路的示意图。
图4是用于解释输入到放大器电路的调制载波信号的示意图。
图5是示出在根据实施例的放大器电路中的阻抗匹配电路的示意图。
图6是示出根据另一实施例的放大器电路的示意图。
图7是示出根据另一实施例的放大器电路的示意图。
具体实施方式
将参考附图给出对实施例的描述。
图1是示出根据实施例的天线模块10的示意图。根据实施例的天线模 块10包括放大器电路100和天线200，并且该天线模块10连接到无线电芯 片11。放大器电路100可以是被称为模拟前端(AFE)的模拟电路。
在该实施例中，预定频率的叠加信号被叠加到由天线接收的载波信号 上，并且与叠加信号叠加的载波信号被输出到无线电通信装置。因此，可以 提供小尺寸的天线并且可以保持通信性能。此外，在该实施例中，自动地进 行天线与后阶电路(未示出)的阻抗的匹配。
如图1所示，根据实施例的天线模块10连接到无线电芯片11。当从天 线200接收的载波信号上携带通信信号(调制信号)时，其中所述通信信号 传达由通信信号的幅度的改变所表示的信息，天线模块10放大接收的载波 信号并将放大的载波信号发送到无线电芯片11，在该放大的载波信号中，信 号幅度的改变增加了。因此，根据实施例的天线模块10可以允许小尺寸的 天线并且保持通信性能。
将参考图2描述由根据实施例的放大器电路100进行的载波信号的放 大。图2是解释载波信号的放大的示意图。
如图2所示，放大器电路100通常包括叠加波产生单元110、高频分量 消除单元120和驱动器130。在放大器电路100中，叠加波产生单元110产 生预定频率的叠加信号(叠加波)，并且高频分量消除单元120从来自叠加 波产生单元110的产生的叠加信号中消除高频分量。消除了高频分量的产生 的叠加信号被加到由天线200通过驱动器130接收的载波。因此，在根据实 施例的放大器电路中，可以提供载波的增加的幅度，并且即使当由于使用小尺寸的天线而增益降低时，也可以保持通信性能。
图3是示出根据实施例的放大器电路100的示意图。
如图3中所示，放大器电路100包括叠加波产生单元110、高频分量消 除单元120、驱动器130、开关单元140和180、衰减器150、幅度检测单元 160和阻抗匹配电路170。放大器电路100还包括多个端子T1-T4。在放大 器电路100中，端子T1和T2作为输入端子，并且端子T3和T4作为输出 端子。
在放大器电路100中，输入端子T1和T2连接到天线200，并且输出端 子T3和T4连接到无线电芯片11。天线200连接到无线电芯片11。
放大器电路100基于接收的载波信号的幅度值的改变来检测从端子T1 和T2接收的载波信号是否是在其上携带预定通信信号的预定载波信号。当 检测到预定载波信号时，放大器电路100将接收的载波信号与预定频率的叠 加信号(叠加波)叠加，放大这样的载波信号，并且将放大的载波信号输出 到无线电芯片11。
接下来，将描述用于根据实施例的放大器电路的无线电芯片11。无线电 芯片11是使用来自放大器电路100的放大的载波信号进行无线电通信的无 线电通信单元。例如，无线电芯片11可以是RFID芯片，并且RFID芯片11 可以包括存储器，所述存储器贮存标识信息以标识在其上安装了无线电芯片 11的移动装置。可替换地，无线电芯片11可以是用作RFID读取器/写入器 的RFID控制器。
例如，当作为RFID芯片的无线电芯片11靠近RFID读取器时，连接到 无线电芯片11的天线模块10接收由RFID读取器通过天线200发送的预定 频率(例如，13.56MHz)的载波信号。
在根据实施例的天线模块10中，当由天线200接收的载波信号携带通 过信号幅度的改变来表示信息的通信信号时，放大器电路100放大接收的载 波信号并且将放大的载波信号输出到无线电芯片11。在下文中，携带通信信 号的载波信号将被称为调制载波信号。
当从放大器电路100接收调制载波信号时，无线电芯片11通过改变无 线电芯片11中的负载(未示出)的负载调制经由天线模块10返回响应信号。 无线电芯片11返回响应信号的时期是天线200接收其幅度值不改变的载波 信号的时期。
图4是示出输入到放大器电路的调制载波信号的示意图。在图4中，示 出了由RFID读取器发送的调制载波信号的示例。如图4所示，假设由在该 示例中的RFID读取器发送的调制载波信号由载波信号表示，在所述载波信 号中，幅度H1的信号波和幅度H2的信号波以预定频率交替出现。
在根据实施例的放大器电路100中，检测调制载波信号的接收，将叠加 波叠加到调制载波信号上，并且将结果的(resulting)调制载波信号放大并 输出到无线电芯片11。无线电芯片11响应于从作为能量来源的放大器电路 100接收的放大的调制载波信号而操作，将贮存在存储器中的标识信息转换 为放大的调制载波信号的非调制范围的幅度，并且将结果信号返回到RFID 读取器。
将描述根据实施例的放大器电路100的细节。如上所述，放大器电路100 包括叠加波产生单元110、高频分量消除单元120、驱动器130、开关单元 140和180、衰减器150、幅度检测单元160和阻抗匹配电路170。
叠加波产生单元110产生预定频率的叠加波，使得叠加波叠加到从天线200接收的调制载波信号上。在该实施例中，产生的叠加波与从例如RFID 读取器接收的调制载波信号在相位上同步，并且叠加波的频率等于调制载波 信号的频率。可替换地，叠加波的相位可以不与调制频率的相位相同。注意， 在该实施例中的叠加波产生单元110在之后将描述的阻抗匹配的时间时，将 频率等于接收的载波信号的频率的叠加信号通过开关单元180供应到衰减器 150。
高频分量消除单元120消除来自由叠加波产生单元110产生的叠加波的 高频分量。驱动器130输出通过将叠加波加到调制载波信号并且放大调制载 波信号而获得的放大的载波信号。在下文中，通过将叠加波加到调制载波信 号并放大调制载波信号而获得的载波信号将被称为放大的调制载波信号。
提供开关单元140以控制驱动器130的输出以及输出端子T3和T4之间 的连接。响应于从幅度检测单元160输出的控制信号来控制开关单元140的 接通和关断。
衰减器150衰减从端子T1和T2接收的载波信号。将在衰减器150的输 出处的结果载波信号供应到阻抗匹配电路170。
幅度检测单元160从来自端子T1和T2通过衰减器150接收的载波信号 中检测调制载波信号，并且将检测的调制载波信号供应到驱动器130。当检 测到调制载波信号时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关单元140， 使得开关单元140由控制信号接通。将在之后描述幅度检测单元160的细节。
阻抗匹配电路170连接在端子T1、T2和衰减器150之间并且总体地进 行天线模块10的阻抗的匹配。阻抗匹配电路170控制开关单元180的导通 和关断。将在之后描述阻抗匹配电路170的细节。
接下来，将描述根据实施例的放大器电路100的与载波信号的放大有关 的操作。
首先，将描述天线模块10接收调制载波信号的操作。在天线模块10中， 当从天线200接收载波信号时，将输入的载波信号通过衰减器150供应到幅 度检测单元160。
幅度检测单元160基于通过衰减器150接收的载波信号的幅度来检测接 收的信号是否是调制载波信号。例如，幅度检测单元160可以通过二值化电 路(binarizingcircuit)实现，所述二值化电路诸如包括载波消除滤波器的比 较器。当从衰减器150接收的载波信号的幅度值指示幅度H1(图4)时，幅 度检测单元160可以输出高电平(H电平)二进制信号。当载波信号的幅度 值指示幅度H2(图4)时，幅度检测单元160可以输出低电平(L电平)二 进制信号。在下文中，由幅度检测单元160基于由幅度检测单元160检测的 幅度而输出的二进制信号将被称为调制二进制信号。
例如，当由幅度检测单元160输出的调制二进制信号的二进制值以1(在 第一时段T1时的H电平)、0(在第二时段T2时的L电平)、1(在第三时 段T3时的H电平)、…如图4中所示的序列模式(pattern)而改变时，幅度 检测单元160将输入到端子T1和T2的载波信号检测为调制载波信号。但是， 通过幅度检测单元160检测调制载波信号的方法不限于上述模式方法。例如， 幅度检测单元160可以被配置为当调制二进制信号的二进制值以另外的预定序列模式而改变时，将输入的载波信号检测为调制载波信号。
当检测到调制载波信号时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关单 元140，使得开关单元140接通或关断。具体地，当检测到调制载波信号时， 幅度检测单元160输出控制信号使得开关单元140接通。此外，幅度检测单 元160同时将检测的调制载波信号输出到驱动器130。
在该实施例中，将输入的载波信号通过衰减器150和驱动器130供应到 叠加波产生单元110。优选的是，叠加波产生单元110能够进行相位校正以 匹配载波信号的相位和叠加波的相位。例如，叠加波产生单元110可以由PLL (锁相环)电路实现。
当开关单元140由控制信号接通时，驱动器130通过接通状态的开关单 元140而连接到端子T3和T4。
在该实施例中，由叠加波产生单元110产生的叠加波以及通过幅度检测 单元160供应的调制二进制信号被输入到驱动器130。在驱动器130中，调 制载波信号被转换为放大的调制载波信号，其中所述放大的调制载波信号通 过将叠加波加到调制载波信号并且放大调制载波信号而获得。将该放大的调 制载波信号通过端子T3和T4供应到无线电芯片11。
接下来，将描述天线模块10发送从无线电芯片11输出的响应信号的操 作。
当从无线电芯片11输出的响应信号被发送到RFID读取器时，根据实施 例的天线模块10不进行响应信号的放大。从无线电芯片11输出的信号是由 负载调制改变了放大的调制载波信号的幅度值的信号。在该情况下，幅度检 测单元160检测到接收的信号不是预定载波信号。
在天线模块10中，端子T1和T2也连接到无线电芯片11。因此，存在 从无线电芯片11输出的响应信号可以被输入到天线模块10的情况。在该情 况下，输入到端子T1和T2的载波信号的幅度值不匹配预定模式。因此，开 关单元140处于关断状态，驱动器130不连接到端子T3和T4，并且天线模 块10不输出任何信号。因此，在该情况下，仅将从无线电芯片11输出的信 号被供应到天线200。
相应地，在该实施例中，仅当从天线200接收的载波信号是携带通信信 号的调制载波信号时，将通过将叠加波加到调制载波信号而获得的放大的调 制载波信号供应到无线电芯片11。因此，在根据实施例的放大器电路中，可 以提供小尺寸的天线并且可以保持通信性能。
在上面的实施例中，当检测到调制载波信号时，幅度检测单元160将控 制信号输出到开关单元140，使得开关单元140接通，并且驱动器130连接 到端子T3和T4。但是，本公开不限于该实施例。
例如，可以修改上面的实施例使得，仅当载波信号的幅度值指示幅度 H1时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关单元140使得开关单元140 接通以将驱动器130连接到端子T3和T4。在该情况下，开关单元140如图 4所示分别在第一时段T1时和在第三时段T3时接通，并且叠加波被加到载 波信号。因此，从驱动器130输出的放大的调制载波信号的幅度值仅分别在 时期T1和T3时增加，并且幅度改变的量可能增加。
在上面的实施例中，天线模块10具有包括放大器电路100和天线200 的组成物(composition)。可替换地，天线模块10除了放大器电路100和天 线200以外还可以包括无线电芯片11。此外，在上面的实施例中，无线电芯 片11和放大器电路100与天线200并联连接。本公开不限于该实施例。例 如，无线电芯片11可以连接到放大器电路100的后阶部分。
接下来，将描述在根据实施例的放大器电路100中进行的阻抗匹配。在 根据实施例的放大器电路100中，进行天线模块10的阻抗的匹配。更加具 体地，放大器电路100通过使用阻抗匹配电路170进行天线模块10的阻抗 的匹配，使得载波信号的频率改变为共振频率。
接下来，将参考图5描述阻抗匹配电路170。图5是示出在根据实施例 的放大器电路100中的阻抗匹配电路170的示意图。
如图5所示，阻抗匹配电路170包括开关单元180和匹配控制单元190。 开关单元180包括并联连接的多个电容器C1-Cn以及分别提供用于将电容器 C1-Cn连接到端子T1和T2的多个开关SW1-SWn。开关单元180连接到匹配 控制单元190。匹配控制单元190选择包括在开关单元180中的电容器的一 些，使得所选择的电容器可以连接到端子T1和T2。
在开关单元180中，开关SW1-SWn分别对应于电容器C1-Cn，并且开 关SW1-SWn的接通和关断由匹配控制单元190控制。
匹配控制单元190包括开关控制单元191、阻抗匹配单元192、组合提 取单元193、阻抗设置单元194和存储器单元195。
开关控制单元191控制开关单元180的接通和关断。阻抗匹配单元192 改变接通的开关SW1-SWn并且改变开关单元180的电容，使得进行天线模 块10的阻抗的匹配。
组合提取单元193从在开关单元180中包括的电容器C1-Cn的所有可能 的组合之中提取由衰减器150输出的信号的幅度(输出值)处于最大的电容 器组合。
接下来，将描述在根据实施例的放大器电路100中的阻抗匹配电路170 的操作。可以在携带天线模块10的装置启动时进行之后将描述的阻抗匹配。
在阻抗匹配期间，阻抗匹配电路170使得开关控制单元191接通开关单 元180，使得叠加波产生单元110和衰减器150通过开关180连接在一起。 具体地，开关控制单元191使得开关单元180接通，使得叠加波产生单元110 和衰减器150通过接通状态的开关单元180连接在一起。
当叠加波产生单元110和衰减器150连接时，将由叠加波产生单元110 产生的、频率与载波信号的频率相同的叠加信号输入到衰减器150。例如， 在此时产生的信号的频率可以是13.56MHz。
随后，阻抗匹配电路170使得阻抗匹配单元192顺序地逐个开关地接通 在开关单元180中包括的开关SW1-SWn。
阻抗匹配单元192控制开关SW1-SWn的接通和关断，并且获取衰减器 150的如下各个输出值，所述各个输出值对应于开关单元180的电容器C1-Cn 的所有可能的组合可能采用的所有电容值。随后，组合提取单元193从电容 器C1-Cn之中提取获取的输出值处于最大的电容器组合。
随后，阻抗设置单元194设置在开关单元180中的开关SW1-SWn中相 应的一些开关以用于将提取的电容器接通为接通状态。例如，指示在开关单 元180中的开关SW1-SWn中的哪些被设置为接通状态的信息被贮存在存储 器单元195中作为设置信息。
相应地，在该实施例中，用于对应于由设置信息指示的接通状态的开关 的电容器组合的衰减器150的输出值处于最大，并且载波信号的频率可以改 变为共振频率。因此，可以将根据实施例的天线模块10的阻抗改变为最优 值。
在上面的实施例中，当衰减器150的输出值处于最大时的阻抗被用作为 匹配的阻抗。但是，本公开不限于该实施例。例如，当存在必须监控的许多 电容器组合时，当衰减器150的输出值大于预定阈值时的阻抗可以被用作为 匹配的阻抗。
在该情况下，组合提取单元193将衰减器150的输出值与事先贮存在存 储器单元195中的阈值比较。当衰减器150的输出值小于阈值时，阻抗匹配 单元192改变开关SW1-SWn中的接通状态的开关。
例如，阻抗匹配单元192接通开关SW1并且将电容器C1连接到端子T1 和T2。此时，组合提取单元193检测衰减器150的输出值是否到大于阈值。 当检测到衰减器150的输出值小于阈值时，阻抗匹配单元192接通开关SW1 和SW2，并且重复相同的检测过程。
当检测到衰减器150的输出值大于阈值时，阻抗设置单元194设置用于 该电容器组合的开关SW1和SW2作为接通状态的开关。
在该实施例中，阈值被预定为足够进行无线电通信的值。因此，在该实 施例中，可以进行阻抗匹配使得衰减器150的输出值大于阈值，并且可以保 持通信性能。
在该实施例中，在放大器电路100中包括的阻抗匹配电路170进行阻抗 匹配，并且不一定对在其上携带有天线模块10的各个装置的每一个进行阻 抗的匹配。
在上面的实施例中，阻抗匹配电路170通过使用在开关单元180中并联 连接的多个电容器进行阻抗匹配。但是，本公开不限于该实施例。例如，可 以使用串联连接的多个电阻器以用于进行阻抗匹配。
在该实施例中，可以通过匹配天线模块10的阻抗来自动地进行用于每 个装置的阻抗匹配，并且可以保持通信性能。
接着，图6是示出根据另一实施例的放大器电路100A的示意图。
在该实施例中，预定频率的叠加信号被叠加到从天线接收的载波信号 上，叠加信号与载波信号在相位上同步，并且与叠加信号叠加的载波信号被 输出到无线电通信装置。因此，可以提供小尺寸的天线并且可以保持通信性 能。
如图6中所示，放大器电路100A包括叠加波产生单元110A、高频分量 消除单元120、驱动器130、开关单元140、减法器单元145、衰减器150和 幅度检测单元160。放大器电路100A还包括多个端子T1-T4。在放大器电路 100A中，端子T1和T2作为输入端子，并且端子T3和T4作为输出端子。
在放大器电路100A中，输入端子T1和T2连接到天线200，并且输出 端子T3和T4连接到无线电芯片11。天线200通过阻抗匹配电路12连接到 无线电芯片11。阻抗匹配电路12是在天线200和无线电芯片11之间进行阻 抗匹配的电路。
放大器电路100A基于接收的载波信号的幅度值的改变来检测从端子T1 和T2接收的载波信号是否是在其上携带预定通信信号的预定载波信号。当 检测到所述预定载波信号时，放大器电路100A将接收的载波信号与如下预 定频率的叠加信号(叠加波)叠加，并且所述预定频率的叠加信号(叠加波) 与接收的载波信号在相位上同步，放大这样的载波信号并且将放大的载波信 号输出到阻抗匹配电路12和无线电芯片11。
用于根据该实施例的放大器电路100A的无线电芯片11基本上与用于根 据前述实施例的放大器电路100的无线电芯片11相同，并且将省略对其的 描述。
在图6示出的放大器电路100A中，叠加波产生单元110A产生预定频 率的叠加波，使得叠加波被叠加到从天线200接收的调制载波信号上。在该 实施例中，产生的叠加波与从例如RFID读取器接收的调制载波信号在相位 上同步，并且叠加波的频率等于调制载波信号的频率。例如，叠加波产生单 元110A可以由PLL(锁相环)电路实现。
高频分量消除单元120从由叠加波产生单元110A产生的叠加波中消除 高频分量。驱动器130输出通过将叠加波加到调制载波信号并且放大调制载 波信号而获得的放大的调制载波信号。
提供开关单元140以控制驱动器130的输出和输出端子T3和T4之间的 连接。响应于从幅度检测单元160输出的控制信号来控制开关单元140的接 通和关断。
减法器单元145被连接在输入端子T1和T2以及衰减器150的输入之间， 并且从来自输入端子T1和T2的载波信号中减去来自驱动器130的输出的信 号。
衰减器150衰减来自减法器单元145的输出的载波信号的幅度。幅度检 测单元160从来自端子T1和T2通过衰减器150接收的载波信号中检测调制 载波信号，并且将检测的调制载波信号供应到驱动器130。当检测到调制载 波信号时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关单元140，使得开关单 元140由控制信号接通。
接下来，将描述根据实施例的天线模块10A的操作。首先，将描述天线 模块10A接收调制载波信号的操作。在天线模块10A中，当通过天线200 从输入端子T1和T2接收信号时，将接收的信号供应到减法器单元145。减 法器单元145从接收的信号中减去来自驱动器130的输出的信号，并且将结 果信号作为载波信号输出到衰减器150。该载波信号通过衰减器150被供应 到幅度检测单元160。
幅度检测单元160基于通过衰减器150接收的载波信号的幅度来检测接 收的信号是否是调制载波信号。例如，幅度检测单元160可以由二进制化电 路实现，所述二进制化电路诸如包括载波消除滤波器的比较器。当从衰减器 150接收的载波信号的幅度值指示幅度H1(图4)时，幅度检测单元160可 以输出高电平(H电平)二进制信号。当载波信号的幅度值指示幅度H2(图 4)时，幅度检测单元160可以输出低电平(L电平)二进制信号。在下文 中，由幅度检测单元160基于由幅度检测单元160检测的幅度而输出的二进 制信号将被称为调制二进制信号。
例如，当由幅度检测电路160输出的调制二进制信号的二进制值以1(在 第一时段T1时的H电平)、0(在第二时段T2时的L电平)、1(在第三时 段T3时的H电平)、…如图4所示的序列模式而改变时，幅度检测单元160 将输入到端子T1和T2的载波信号检测为调制载波信号。但是，通过幅度检 测单元160检测调制载波信号的方法不限于上述模式方法。可替换地，幅度 检测单元160可以被配置为当调制二进制信号的二进制值以例如预定序列模 式而改变时将输入载波信号检测为调制载波信号。
当检测到调制二进制信号时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关 单元140，使得开关单元140被接通或关断。具体地，当检测到调制载波信 号时，幅度检测单元160输出控制信号使得开关单元140接通。此外，幅度 检测单元160同时将检测的调制载波信号输出到驱动器130。
在该实施例中，将输入的载波信号通过衰减器150供应到叠加波产生单 元110A。优选的是，叠加波产生单元110A能够进行相位校正以匹配载波信 号的相位和叠加波的相位。
当开关单元140由控制信号接通时，驱动器130通过接通状态的开关单 元140而连接到端子T3和T4。
在该实施例中，将由叠加波产生单元110A产生的叠加波以及通过幅度 检测单元160供应的调制载波信号输入到驱动器130。在驱动器130中，将 调制载波信号转换为通过将叠加波加到调制载波信号并且放大所述调制载 波信号而获得的放大的调制载波信号。将该放大的调制载波信号通过端子 T3和T4供应到无线电芯片11。
接下来，将描述根据实施例的在放大器电路100A中的减法器单元145 的功能。减法器单元145是适应于良好的精度地从来自端子T1和T2接收的 信号中检测载波信号的载波检测单元。
根据实施例的放大器电路100A的端子T1和T2通过阻抗匹配电路12 连接到端子T3和T4。在放大器电路100A中，可能存在从放大器电路100A 的端子T3和T4输出的信号被加到从端子T1和T2输入的载波信号的情况。 在这样的情况下，由于放大器电路100A自身的输出信号，载波信号的幅度 值可能被改变，并且可能难以将载波信号正确地检测为调制载波信号。
为了消除该问题，减法器单元145将从端子T1和T2接收的信号中减去 来自驱动器130的输出的信号。因此，作为减法的结果，减法器单元145的 输出仅提供从天线200接收的载波信号。
相应地，在该实施例中，可以良好的精度地检测从天线200接收的载波 信号。因此，幅度检测单元160可以正确地检测载波信号的幅度值的改变。 此外，叠加波产生单元110A可以产生频率等于载波信号的频率的叠加波， 该叠加波与载波信号在相位上同步。
接着，将描述根据实施例的天线模块10A发送从无线电芯片11输出的 响应信号的操作。
在天线模块10A中，放大器电路100A的端子T1和T2连接到无线电芯 片11。因此，可能存在从无线电芯片11输出的响应信号被输入到天线模块 10A的情况。在这样的情况下，由于放大器电路100A的输入信号，从端子 T1和T2接收的载波信号的幅度值可能被改变。因此，开关单元140保持在 关断状态中，驱动器130不连接到端子T3和T4，并且天线模块10A不输出 任何信号。
相应地，只将从无线电芯片11输出的信号供应到天线200并且从天线 200发送。
如上所述，在该实施例中，仅当从天线200接收的载波信号被检测为在 其上携带有通信信号的调制载波信号时，才可以将通过将叠加波加到调制载 波信号并且放大调制载波信号而获得的放大的调制载波信号供应到无线电 芯片11。因此，在根据实施例的放大器电路100A中，可以提供小尺寸的天 线并且可以保持通信性能。
在上面的实施例中，当检测到调制载波信号时，幅度检测单元160将控 制信号输出到开关单元140，使得开关单元140接通，并且驱动器130连接 到端子T3和T4。但是，本公开不限于该实施例。
例如，可以修改上面的实施例，使得仅当载波信号的幅度值指示幅度 H1时，幅度检测单元160将控制信号输出到开关单元140，使得开关单元 140接通以将驱动器130连接到端子T3和T4。在该情况下，开关单元140 分别在如图4中所示的第一时段T1时以及第三时段T3时接通，并且叠加波 被加到载波信号。因此，从驱动器130输出的放大的调制载波信号的幅度值 仅分别在时段T1和T3时增加，并且幅度改变的量可以增加。
此外，可以修改上面的实施例，使得产生具有与载波信号的相位相反的 相位的叠加波，并且仅当载波信号的幅度值指示幅度H2时，将具有相反相 位的叠加波加到载波信号。在该情况下，载波信号的幅度值H2被加到其上 的叠加波抵消(cancel)，并且调制载波信号的幅度改变可以增加。
在上面的实施例中，天线模块10A具有包括放大器电路100A和天线200 的组成物。可替换地，天线模块10A除了放大器电路100A和天线200以外 还可以包括无线电芯片11。此外，在上面的实施例中，无线电芯片11和放 大器电路100A与天线200并联连接。本公开不限于该实施例。例如，无线 电芯片11可以连接到放大器电路100A的后阶部分。
接下来，将描述根据另一实施例的放大器电路100B。根据该实施例的 放大器电路100B与根据前述实施例的放大器电路100A的不同在于，提供 了用作载波检测单元的额外的天线。与放大器电路100A的相应元件基本相 同的放大器电路100B的其它元件通过相同的参考标号指定，并且将省略对 其的描述。
图7是示出根据该实施例的放大器电路100B的示意图。
如图7所示，天线模块10B包括根据实施例的放大器电路100B、天线 200和天线210。放大器电路100B包括叠加波产生单元110B、高频分量消 除单元120、驱动器130、开关单元140、衰减器150和155和幅度检测单元 160。放大器电路100B还包括多个端子T1-T6。在放大器电路100B中，天 线200和210的每一个通过具有等效的特征的天线来实现。因此，天线200 和210的每一个以相同的方式接收载波信号。
在放大器电路100B中，天线210通过端子T5和T6连接到衰减器155。 来自衰减器155的输出的输出信号被供应到叠加波产生单元110B。
当幅度检测单元160将从天线200接收的载波信号检测为调制载波信号 时，叠加波产生单元110B基于从天线210接收的载波信号来产生预定频率 的叠加波。例如，叠加波产生单元110B由PLL电路来实现。具体地，叠加 波产生单元110B产生其频率等于从天线210接收的载波信号的频率的叠加 波，并且产生的叠加波与从天线210接收的载波信号在相位上同步。
在该实施例中，接收与由天线200接收的一样的载波信号的天线210通 过衰减器155连接到叠加波产生单元110B，并且叠加波产生单元110B基于 来自天线210的载波信号产生叠加波。因此，即使当将从端子T3和T4输出 的放大器电路100B的输出信号加到从端子T1和T2接收的载波信号时，叠 加波产生单元110B也可以良好的精度地检测从天线210接收的载波信号， 并且产生其相位与接收的载波信号的相位同步的叠加波。
在上面的实施例中，当由幅度检测单元160检测到调制载波信号时，叠 加波产生单元110B产生叠加波。但是，本公开不限于该实施例。例如，可 以修改上面的实施例，使得叠加波产生单元110B总是产生叠加波，并且将 叠加波供应到高频分量消除单元120，因为幅度检测单元160不连接到在放 大器电路100B中的叠加波产生单元110B。
在该情况中，必要的是，当检测到调制载波信号时，幅度检测单元160 将调制载波信号输出到驱动器130，并且将控制信号输出到开关单元140使 得开关单元140接通。以此方式，仅当检测到调制载波信号时，将由叠加波 产生单元110B基于从天线210接收的载波信号产生的叠加波叠加到从幅度 检测单元160输出的调制载波信号上，并且与叠加波叠加的调制载波信号被 供应到无线电芯片11。
在上面的实施例中，衰减器155被连接在天线210和叠加波产生单元 110B之间。但是，本公开不限于该实施例。例如，天线210可以被直接连 接到叠加波产生单元110B而不使用衰减器155。
在根据实施例的放大器电路中，可以提供小尺寸的天线并且可以保持通 信性能。
根据本公开的放大器电路不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开 的范围的情况下作出变化和修改。
本申请基于并且要求于2013年2月15日提交的日本专利申请No.
2013-027730以及于2013年3月13日提交的日本专利申请No.2013-050874 的优先权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (13)

1.一种对由发送和接收单元接收的载波信号进行放大的放大器电路，包括：
阻抗匹配电路，其当所述发送和接收单元与所述放大器电路连接时，进行所述放大器电路的阻抗的匹配；
叠加波产生单元，其产生叠加到所述接收的载波信号上的叠加波；
驱动器，其输出通过将所述叠加波叠加到所述接收的载波信号而获得的放大的载波信号；以及
幅度检测单元，其基于所述接收的载波信号的幅度值的改变来检测所述接收的载波信号是否是与预定通信信号叠加的预定载波信号，
其中，当检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信号。
2.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：
所述叠加波的频率等于所述接收的载波信号的频率；
所述放大器电路还包括接收来自所述叠加波产生单元的叠加波的衰减器；并且
当衰减器的输出值达到其最大时，所述阻抗匹配电路将所述放大器电路的阻抗设置为所述放大器电路的匹配的阻抗。
3.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：
所述叠加波的频率等于所述接收的载波信号的频率；
所述放大器电路还包括接收来自所述叠加波产生单元的叠加波的衰减器；并且
当所述衰减器的输出值大于预定阈值时，所述阻抗匹配电路将所述放大器电路的阻抗设置为所述放大器电路的匹配的阻抗。
4.根据权利要求1到3的任一项所述的放大器电路，还包括控制所述驱动器的输出和所述放大器电路的输出端子之间的连接的开关单元，
其中，当检测到所述预定载波信号时，所述幅度检测单元将控制信号输出到所述开关单元，使得通过所述开关单元将所述驱动器的输出连接到所述输出端子。
5.一种天线模块，包括：
发送和接收单元，其通过无线电发送和接收信号；以及
根据权利要求1所述的放大器电路，
其中，当基于由所述发送和接收单元接收的信号检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信号。
6.一种无线电通信装置，包括：
发送和接收单元，其通过无线电发送和接收信号；
根据权利要求1所述的放大器电路；以及
无线电通信单元，其使用从所述放大器电路接收的放大的载波信号进行无线电通信，
其中，当基于由所述发送和接收单元接收的信号检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路将所述放大的载波信号输出到所述无线电通信单元。
7.一种放大器电路，包括：
载波检测单元，其从输入信号检测载波信号；
幅度检测单元，其基于检测到的载波信号的幅度值的改变来检测检测到的载波信号是否是其上携带预定通信信号的预定载波信号；
叠加波产生单元，其产生叠加到检测到的载波信号并且与检测到的载波信号在相位上同步的叠加波；以及
驱动器，其输出通过将所述叠加波叠加到检测到的载波信号并且放大与所述叠加波叠加的检测到的载波信号而获得的放大的载波信号，
其中，当检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信号。
8.根据权利要求7所述的放大器电路，还包括：
输入端子，其连接到接收所述载波信号的发送和接收单元；以及
输出端子，其通过外部电路连接到所述输入端子，所述放大的载波信号通过所述输出端子输出，
其中所述载波检测单元是将从所述输入端子接收的输入信号减去从所述驱动器接收的放大的载波信号的减法器单元。
9.根据权利要求7所述的放大器电路，还包括：
输入端子，其连接到接收所述载波信号的发送和接收单元；以及
输出端子，其通过外部电路连接到所述输入端子，所述放大的载波信号通过所述输出端子输出，
其中所述载波检测单元是第二发送和接收单元，所述第二发送和接收单元接收与由所述发送和接收单元接收的所述载波信号相同的所述载波信号，并且
所述叠加波产生单元产生叠加波，所述叠加波的相位与由所述第二发送和接收单元接收的载波信号的相位同步。
10.根据权利要求7到9的任一项所述的放大器电路，还包括控制所述驱动器的输出和所述放大器电路的输出端子之间的连接的开关单元，
其中，当检测到所述预定载波信号时，所述幅度检测单元将控制信号输出到所述开关单元使得通过所述开关单元将所述驱动器的输出连接到所述输出端子。
11.根据权利要求10所述的放大器电路，还包括开关控制单元，所述开关控制单元控制所述开关单元以提供关断时期，其中在所述关断时期中，所述驱动器的输出从所述输出端子断开，
其中所述叠加波产生单元产生叠加波，所述叠加波的相位与在所述开关单元的关断时期期间接收的所述载波信号的相位同步。
12.一种天线模块，包括：
发送和接收单元，其通过无线电发送和接收信号；以及
根据权利要求7所述的放大器电路，
其中，当基于由所述发送和接收单元接收的信号检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路输出所述放大的载波信号。
13.一种无线电通信装置，包括：
发送和接收单元，其通过无线电发送和接收信号；
根据权利要求7所述的放大器电路；以及
无线电通信单元，其使用从所述放大器电路接收的放大的载波信号进行无线电通信，
其中，当基于由所述发送和接收单元接收的信号检测到所述预定载波信号时，所述放大器电路将所述放大的载波信号输出到所述无线电通信单元。
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