CN1066307C - 移动通信装置的输出功率控制电路及天线共用器 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于即便发射滤波器具有频带内偏差和VSWR的情况下，使输出功率频率特性。其构成是在发射滤波器13后面设置检测输出功率的输出功率检测装置17，使输出功率的控制电路17、18、13工作，比如在分频电路14内的发射传输线路或连接分频电路14及天线16的高频传输线路15上夹插输出功率检测装置17。

Description

移动通信装置的输出功率控制电路及天线共用器

本发明涉及移动通信装置的输出功率控制电路及天线共用器，比如可适用于便携式电话的上述电路及共用器。

例如在便携式电话中，在按照与基站的距离把输出功率作数级转换的同时，设置输出功率控制电路，以稳定其输出功率。图2示出了已有的输出功率控制电路的构成。

在图2，发射信号经功率放大器1作功率放大之后，通过第一高频传输线路2送至发射滤波器3。由该发射滤波器3作发射频带限制后，依次通过将发射系统和接收系统分离的分频电路4及第二高频传输线路5，送至发射接收共用天线6，作为电磁波向空中发送。

在上述第一高频传输线路2上夹插耦合器7，利用耦合器7随着来自第一高频传输线路2的泄漏电磁波捕捉功率放大器1的输出信号，作为电信号输入到自动功率控制电路(以下称APC电路)8。在APC电路8还由控制整个便携式电话的未图示的CPU输入与基站距离对应的输出功率基准信号，APC电路8由来自耦合器7的功率放大器1的输出信号和基准信号，形成使功率放大器1的输出信号符合基准信号的增益控制信号，供给功率放大器1，使功率放大器1的输出功率稳定在规定值上。

此外，发射滤波器3、分频电路4及接收滤波器9作为天线共用器形成一个部件，在市场上可买到。

如上所述，根据已有的输出功率控制电路，可将功率放大器1的输出信号的功率作为规定值。但是，存在着这样的缺点，距发射接收共用天线6较近位置的发射滤波器3的输出功率，随之发射接收共用天线6的输出功率，根据发射滤波器3的频带内偏差和VSWR(电压驻波比)，具有频率特性。发射信号的频率由于对应该时使用的发射信道的频率，所以上述缺点换言之可说成因发射信道输出功率而不同。

比如在某种便携式电话的情况下，由于必须对应把824MHz～849MHz作为载频的多发射通道，所以作为发射滤波器3的传输频带需要25MHz相当宽的频带。并且为有效地利用电波频率，频带外的边界需要相当高的鉴别能力。因此，发射滤波器3具有某种程度的频带内偏差。

针对输出功率有频率特性的上述缺点，目前采取应用频带内偏差小的发射滤波器3的对策。但是，这样的对策仅仅是削弱上述缺点的程度，并不能从根本上改变上述问题的存在。因此，即使发射滤波器3具有频带内偏差，也要求输出功率稳定在规定值上。

为了解决这种问题，本申请的发明的第一个方面特征在于：通过功率放大器使发射信号作功率放大，其后是输出功率控制电路，上述控制电路设置在由发射滤波器限制发射频带后送至天线使发射的移动通信装置中，输出功率控制电路具有检测输出功率的输出功率检测装置，和自动功率控制电路，控制功率放大器的增益，以使检测的输出功率成为基准值；其特征在于在发射滤波器后面设置输出功率检测装置。

并且，本发明的第二个方面的特征是：天线共用器中具有限制给予发射接收共用天线的发射信号频带的发射滤波器；从发射接收共用天线捕捉的信号中取出接收信号频带成份的接收滤波器；将发射滤波器及接收滤波器和发射接收共用天线间的传输线路分开的分频电路；其特征在于把检测发射信号的输出功率的输出功率检测装置设置在分频电路内发射传输线路上。

本发明的第一个方面输出功率控制电路中，通过在发射滤波器后段设置检测输出功率的输出功率检测装置，即便是发射滤波器存在频带内偏差和VSWR，也可以利用以自动功率控制电路为中心的控制回路动作与发射信号的频率无关系地将天线输出的发射信号功率固定。

然而，限制给予发射接收共用天线的发射信号频带的发射滤波器，从发射接收共用天线捕捉的信号中取出接收信号的频带成分的接收滤波器、分开发射滤波器及接收信号滤波器与发射接收共用天线的传输线路的分频电路往往以称之为天线共用器的一个部件实现。在本发明第二方面中，这种天线共用器中还装有上述输出功率检测装置，这样就易于实现本发明第一个方面的输出功率控制电路。

根据本发明的一个方面具有发射功能和接收功能的移动通信装置，包括：

功率放大器，用于放大将被发射的第一信号；

发射机滤波器，用于将由所述功率放大器放大的第一信号的频带限制在预定频带以发送；

分开电路，用于将发射部分和接收部分隔离，并且使其频率被所述发射机滤波器限制的第一信号通过；

具有发射功能和接收功能，被连接到所述分开电路的天线，以经过所述分开电路向空中辐射第一信号；和

输出功率控制电路，用于控制第一信号的输出功率；

所述分开电路包括：

发射路径，使其频率被所述发射机滤波器限制的第一信号通过；

接收路径，使接收信号通过所述天线；和

分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，连接到所述天线，使第一信号从所述发射路径到所述天线，接收信号从所述天线到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；

所述输出功率控制电路包括：

在第一信号的流向上跟在所述发射机滤波器之后的输出功率传感器，被提供在包括在所述分开电路中的所述发射路径上，与所述分开电路集成，以感测第一信号的输出功率；和

自动功率控制电路，用于控制所述功率放大器的增益，使得由所述输出功率传感器感测的输出功率和预定参考值相一致。

根据本发明另一个方面用于具有发射功能和接收功能的移动通信装置的输出功率控制电路，由功率放大器放大将被发射的第一信号，由发射机滤波器将所述经放大的第一信号的频带限制在预定的频带以发射，用分开电路将发射部分和接收部分分开，使被所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号通过所述分开电路，并经过天线发射位于所述预定频带中的第一信号，

其中所述天线具有发射功能和接收功能，并被连接到所述分开电路上，和

所述分开电路包括：

发射路径，用于通过由所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号；

接收路径，用于通过经所述天线而来的接收信号；和

用于分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，被连接到所述天线，并使第一信号从所述发射路径到所述天线，和接收信号从所述天线到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；

所述电路包括：

在第一信号流的方向上，跟在所述发射机滤波器之后的输出功率传感器，被提供在包括在所述分开电路中的所述发射路径上，和所述分开路径集成，以感测第一信号的输出功率和

自动功率控制电路，用于控制所述功率放大器的增益，使得由所述输出功率传感器感测的输出功率和一个预定参考值相一致。

根据本发明再一个方面，一个双工器包括：

发射机滤波器，用于将将被馈送到天线的第一信号的频带限制到一个预定频带，用于发送；

接收机滤波器，用于从经过天线到达的接收信号中分离出一个位于预定频带的频率分量，用于接收；

分开电路，用于将连接到所述天线的所述发射机滤波器和接收机滤波器隔开；和

在包括在所述分开电路中的发射路径上提供的输出功率传感器，用于感测将被馈送给所述天线的第一信号的输出功率；

所述分开电路包括：

发射路径，用于通过由所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号；

接收路径，用于通过经过所述天线到来的接收信号；和

用于分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，连接到所述天线，将第一信号从所述发射路径传送到所述天线，将接收的信号从所述天线传送到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；和所述输出功率传感器和所述分开电路集成在一起。

图1是第一实施例的构成方框图；

图2是现有构成的方框图；

图3是第二实施例的构成方框图。

下面参照附图详述本发明移动通信装置输出功率控制电路的第一实施例，这里，图1是第1实施例构成的方框图。

在图1，第一实施例发射系统的结构与现有技术一样。即发射信号通过功率放大器11作功率放大后，经第一高频传输线路12送至发射滤波器13，由发射滤波器13作发射频带限制后，依次通过分开发射系统及接收系统的分频电路14和第二高频传输线路15，送至发射接收共用天线16，作为电磁波向空中发射。

但是第一实施例的输出功率控制电路构成与已有的不同。

在该第一实施例中，在分频电路14内的用于发射的高频传输线路上夹插构成输出功率检测电路的耦合器17。耦合器17根据来自其高频传输线路的泄漏电磁波捕捉发射滤波器13的输出信号并作为电信号，送至具有后述的详细构成的APC电路18。在APC电路18还输入基准信号(基准电压)。APC电路18通过来自耦合器17的输出信号和基准信号形成使发射滤波器13的输出信号的功率成为符合基准信号功率的增益控制信号，送至功率放大器11。

作为功率检测电路，可以应用耦合器17以外的部分(例如分支线路)，但从给予发射信号传输的影响小这一点来看，耦合器17最理想。

并且在第一实施例情况下，在发射滤波器13、分频电路14及接收滤波器19以及分频电路14内设置的耦合器17也成为天线共用器20的重要组成部分。

APC电路18由检波电路30、比较器31、放大器32及控制器33组成。

检波电路30对耦合器17的输出信号进行检波，得到表示其平均电平的检波电压(直流电压)，再供给比较器31。这里，耦合器17由于设置在检波电路14内，也捕捉来自接收信号高频传输线路的泄漏电磁波，但该电平与来自发射信号系统的泄漏电磁波相比非常之小，通过适当选择检波电路30的检波灵敏度，可消除接收信号对检波电压的影响。并且该装置的存取方式若是TDD方式(往复工作传输方式)，那么通过只是在发射时使后述的输出功率的控制电路工作，就可消除接收信号对检波电压的影向。并且考虑到还捕捉接收信号高频传输线路的泄漏电磁波，过去没有在检波电路14内设置耦合器17的设想。

在比较器31，还由进行便携式通信装置整体控制的未图示的CPU给予基准电压。未图示的CPU根据与基站间距离对应的接收系统信号(如RSS1信号)，输出其中的一个基准电压。例如，输出分8级每级相差4dB的任何一级的基准电压。比较器31获得有关检波电压的基准电压的偏差电压，换言之，获得有关该时的输出功率规定值的输出功率的偏差电压再输出。

偏差电压通过放大器22放大后送至控制器23。控制器23将放大后的偏差电压变换成增益控制信号，送至功率放大器11。

这样，功率放大器11的增益可变到使检波电压和基准电压一致。其结果，发射滤波器13输出的发射信号变得具有一定的功率。这里发射滤波器13即使具有频带内偏差和VSWR，由于输出功率的控制电路根据由输出端取出的检波电压的基准电压的偏差进行工作，所以，由发射滤波器13输出的发射信号与其频率无关地具有规定功率。

如上所述，根据第一实施例，由于在分频电路14内发射用高频传输线路中夹插耦合器17(输出功率检测电路)，使输出功率的控制电路工作，所以发射滤波器13即使有频带内偏差和VSWR，也可以使输出功率稳定在规定值上。其结果，可防止因使用通道(载波频率)而使输出功率不同。

此外，根据上述第一实施例，由于发射滤波器13、分频电路14、接收滤波器19以及在分频电路14内设置的耦合器17诸部分构成一个整体天线共用器20，所以易于实现发挥上述效应的输出功率控制电路小型化。

图3是本发明移动通信装置输出功率控制电路第2实施例的构成。在图3中，与图1相同的对应部分，以同样符号表示。

第2实施例，通过图3和图1的比较可了解到，与第一实施例不同点是耦合器17夹插在连接分频电路14及发射接收共用天线16的高频传输线路15上；但是共同点是耦合器17设置在发射滤波器13的后面。

如上所述，虽然耦合器17的夹插位置与第一实施例不同，但APC电路18(自动功率控制电路)的工作与第一实施例相同，其说明从略。

根据第二实施例，即使发射滤波器13有频带内偏差和VSWR，也可使输出功率稳定在规定值，能防止因使用通道(载波频率)输出功率产生差异。

并且，根据第二实施例，即使与分频电路14和天线16相连的高频传输线路15间的失配而发生频率偏差和VSWR，由于在其高频传输线路15上夹插耦合器17，使输出功率的控制电路工作；所以可与伴随失配的频率偏差和VSWR无关地使输出功率稳定在规定值，防止因使用通道(载波频率)而产生输出功率差异。

此外，根据第二实施例，可应用市面上正在销售的天线共用器。

在第二实施例的情况下，在第一实施例以上由传感器17检出接收信号电平，与第一实施例一样，通过适当选定检波电路30的检波灵敏度，若该装置的存取方式按照TDD方式(往复工作传输方式)，则通过只是在发射时使输出功率的控制电路工作，便可消除接收信号对检波电压的影向。

以上各实施例虽然仅涉及便携式电话，但本发明可应用于汽车电话，而且不仅电话装置，也可应用于无线收发两用机等的其它移动通信装置。并可在发射专用装置和基站一侧装置中使用。

根据第一个本发明的输出功率控制电路，由于在发射滤波器后面设置检测输出功率的输出功率检测装置，使输出功率的控制电路工作，所以即使发射滤波器具有频带内偏差和VSWR，也能使输出功率稳定在规定值。

并且，根据第二个本发明的天线共用器，由于还装有输出功率检测装置，所以可容易地实现第一个本发明的输出功率控制电路小型化。

Claims (5)

1．具有发射功能和接收功能的移动通信装置，包括：

功率放大器，用于放大将被发射的第一信号；

发射机滤波器，用于将由所述功率放大器放大的第一信号的频带限制在预定频带以发送；

分开电路，用于将发射部分和接收部分隔离，并且使其频率被所述发射机滤波器限制的第一信号通过；

具有发射功能和接收功能，被连接到所述分开电路的天线，以经过所述分开电路向空中辐射第一信号；和

输出功率控制电路，用于控制第一信号的输出功率；

所述分开电路包括：

发射路径，使其频率被所述发射机滤波器限制的第一信号通过；

接收路径，使接收信号通过所述天线；和

分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，连接到所述天线，使第一信号从所述发射路径到所述天线，接收信号从所述天线到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；

所述输出功率控制电路包括：

在第一信号的流向上跟在所述发射机滤波器之后的输出功率传感器，被提供在包括在所述分开电路中的所述发射路径上，与所述分开电路集成，以感测第一信号的输出功率；和

自动功率控制电路，用于控制所述功率放大器的增益，使得由所述输出功率传感器感测的输出功率和预定参考值相一致。

2．根据权利要求1的通信装置，其中所述输出功率传感器包括一个耦合器。

3．用于具有发射功能和接收功能的移动通信装置的输出功率控制电路，由功率放大器放大将被发射的第一信号，由发射机滤波器将所述经放大的第一信号的频带限制在预定的频带以发射，用分开电路将发射部分和接收部分分开，使被所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号通过所述分开电路，并经过天线发射位于所述预定频带中的第一信号，

其中所述天线具有发射功能和接收功能，并被连接到所述分开电路上，和

所述分开电路包括：

发射路径，用于通过由所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号；

接收路径，用于通过经所述天线而来的接收信号；和

用于分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，被连接到所述天线，并使第一信号从所述发射路径到所述天线，和接收信号从所述天线到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；

所述电路包括：

在第一信号流的方向上，跟在所述发射机滤波器之后的输出功率传感器，被提供在包括在所述分开电路中的所述发射路径上，和所述分开路径集成，以感测第一信号的输出功率；和

自动功率控制电路，用于控制所述功率放大器的增益，使得由所述输出功率传感器感测的输出功率和一个预定参考值相一致。

4．根据权利要求5的电路，其中所述输出功率传感器包括一个耦合器。

5．一个双工器包括：

发射机滤波器，用于将将被馈送到天线的第一信号的频带限制到一个预定频带，用于发送；

接收机滤波器，用于从经过天线到达的接收信号中分离出一个位于预定频带的频率分量，用于接收；

分开电路，用于将连接到所述天线的所述发射机滤波器和接收机滤波器隔开；和

在包括在所述分开电路中的发射路径上提供的输出功率传感器，用于感测将被馈送给所述天线的第一信号的输出功率；

所述分开电路包括：

发射路径，用于通过由所述发射机滤波器限制在频带中的第一信号；

接收路径，用于通过经过所述天线到来的接收信号；和

用于分开所述发射路径和所述接收路径的天线路径，连接到所述天线，将第一信号从所述发射路径传送到所述天线，将接收的信号从所述天线传送到所述接收路径；

所述发射路径，所述接收路径和所述天线路径被集成到所述分开电路；和

所述输出功率传感器和所述分开电路集成在一起。

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