CN1108831A - 全球定位系统天线的分集装置 - Google Patents

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Abstract

全球定位系统天线的一种分集式装置能从布置 的诸多天线中有选择性地使用一副具有较好接收灵 敏度的天线。它包括：至少两副天线；第一和第二放 大比较装置，对天线来的经低噪声放大器和耦合线的 接收信号进行放大，并将所得直流与一基准电压相比 较；选择装置，通过驱动阻抗线从诸多天线中选择出 一付天线；以及第一和第二连接装置，利用阻抗线截 断直流和通过交流的特性确定放大信号中哪一个为 输出。

Description

本发明涉及全球定位系统天线的分集装置，具体涉及全球定位系统天线的分集装置能够有选择性地使用设置在车辆上全球定位系统的诸天线中有较好接收灵敏度的一付天线，并且能够对于所有的信号接收系统不论是全球定位系统中的天线分集装置还是微波接收装置都可应用。
常规的分集装置如图1所示包括：一个切换器1，用以在天线ANT1和ANT2之中选择一付天线;一个低通滤波器（LPF1）2，连接在切换器1输出端上，用以让低于截止频率的频率自由地通过而衰减较高的频率;一个混频器3，连接在LPF1的输出端上;一个基准频率发生器（REF）7，连接在混频器3的输入端上;一个低通滤波器（LPF2）4，连接在混频器3的输出端上;一个放大器（AMP1）5，放大LPF2的输出信号;一个解调器（DEM）6，从AMP1的输出中解调出原始信号;低通滤波器（LPF3）9，让低于截止频率的频率无衰减地通过而衰减较高的频率;一个放大器（AMP2）11，放大LPF3的输出信号;一个整流器（RECT）12，对放大信号进行整流;一个比较器（COMP）13，将整流的电压与基准电压进行比较;以及一个触发控制电路（TOGGLE）14，由比较器13的输出触发，向切换器1传送触发后所得的信号。
从LPF1通过的射频信号与REF7产生的基准频率信号在混频器3相混。由混频器3输出的中频输入到LPF2，由LPF2滤波出低于截止频率的频率。该低频在放大器1放大，再由DEM6解调。输出的信号经LPF3和AMP2后输入到RECT12，在那里滤出直流。在RECT12检波得到直流在COMP13中与基准电压Vref相比较。此时，当该直流高于基准电压时，切换器1被触发电路14的输出所驱动，在具有信号输入的天线ANT1和ANT2之间由切换器1选择出具有较高灵敏度的一付天线。
然而，这常规的分集装置不配备至少一付天线，该分集装置所需的性能不能获得。
为此，本发明的目的是提供一种全球定位系统天线的分集装置，它通过将当前的天线的射频信号与一个新配置的天线的比较的基准电平相比较，可从多付天线中选择出一付具有较好接收灵敏度的天线。
为达到本发明的这个目的，本发明提供的装置包括：至少两付天线;第一和第二放大比较装置，用以对从天线经低噪声放大器和耦合线的信号进行放大，并将直流与一个基准电压进行比较;选择装置，通过驱动阻抗线从多付线中选择一付天线;以及第一和第二连接装置，利用通过（opeming）交流成分的阻抗线能切断直流的特性，判断放大的信号中输出哪一个。
图1示出一种常规的分集装置的方框图。
图2示出依照本发明的全球定位系统天线的分集装置的方框图。
图3示出图2中触发器输入/输出状态的真值表。
参看图2，本发明的装置包括：放大比较电路10和20，用以放大自天线接收的信号，从中获得直流，以及将该直流与一个基准电压进行比较;选择电路50，用以接收来自放大比较电路10和20输出的信号，并通过驱动阻抗线以从天线ANT1和ANT2中选择一付天线;决定电路30和40，利用切断直流和通过交流的特性从天线ANT1和ANT2接收的且放大的信号中确定哪一个输出;以及低噪声放大器的电源单元V-LNA1和V-LNA2。
放大比较电路10和20包括：一个低噪声放大器LNA，用以对从天线ANT1和ANT2之中每付天线接收的信号进行放大;一对耦合线CP1和CP2，用以将低噪声放大器LNA与其它电路的输出信号相组合;一对放大器AMP1和AMP2，放大耦合线CP1和CP2的输出信号，一对接地电阻R1和R2，连接到耦合线CP1和CP2上、用以消除反射波;一对二极管D1和D2，用以让放大器AMP1和AMP2输出信号中的直流通过;一对接地电容器C1和C2，连接在二极管D1和D2上;一对比较器COMP1和COMP2，将通过二极管D1和D2的电压与2V的对地电压进行比较。
选择电路50包括：二极管D3和D4，让放大比较电路10和20里比较器COMP1和COMP2输出信号中的直流;通过一个反相器U1，连接在二极管二极管D3和D4上，用以反相二极管D3和D4的输出信号;一个触发器U2，其输入端K和J上分别输入比较器COMP1和COMP2的输出。
决定电路30和40包括：阻抗线Z4和Z1，分别连接在U2输出端Q和Q′上、具有截断直流和通过交流的特性;接地电容器C5和C6，连接在阻抗线Z1和Z4输入端上;电容器C3和C4，用以截断低噪声放大器电源单元V-LNA1和V-LNA2的直流，通过接收信号的交流;PIN二极管PD1和PD2，由阻抗线Z1和Z4传输的信号电压使之导通;接地阻抗线Z2和Z3，用以消除来自PIN二极管PD1和PD2输出信号中的直流;以及电容器C7和C8，允许交流通过。
现在，解释本发明的全球定位系统天线的分集装置的工作情况。
从天线ANT1和ANT2接收的信号传送到耦合线CP1和CP2，由接地电阻R1和R2来消除其反射。放大器AMP1和AMP2将该信号进行放大，然后该直流电压通过二极管D1和D2到比较器COMP1和COMP2中分别去进行比较，比较后的输出加到触发器U2的输入端K和J端以及二极管D4和D3上。通过二极管D4和D3的信号在反相器U1中被反相后再加到触发器U2的时钟端CLK上。
同时，触发器U2的输出端Q′和Q分别连接到决定电路30和40中的阻抗线Z1和Z4上。当选择电路50输出高电平时，该高电平输出通过决定电路30和40中的阻抗线Z1和Z4而使PIN二极管PD1或PD2导通，使通过耦合线CP1或CP2输入的接收信号通过。该直流电压成分经阻抗线Z2和Z3及电容器C7和C8被消除，然后交流电压成分由此处输出。
如上面所述，本发明能够有选择性地使用设置在车辆上的全球定位系统的多付天线中一付有较好接收灵敏度的天线，并能够应用到所有的信号接收系统，而不管它是全球定位系统中的天线分集装置，还是微波接收装置。

Claims (5)

1、一种全球定位系统天线的分集装置，其特征在于，包括：
至少两付天线；
第一和第二放大比较装置，用以放大从天线接收的、通过一个低噪声放大器和一条耦合线的信号，并将所得直流与一个基准电压进行比较；
选择装置，通过驱动阻抗线，从多付天线中选择出一付天线；
第一和第二连接装置，利用阻抗线截断直流和通过交流的特性对放大的信号确定哪一个输出。
2、根据权利要求1的装置，其特征在于，所述低噪声放大器包括提供驱动功率的第一和第二电源装置。
3、根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第一和第二放大比较装置包括：一个低噪声放大器，用以放大从每一付天线上接收的信号;耦合线，将低噪声放大器与其它电路的输出信号相组合;放大器，用以放大从耦合线接收的信号;二极管，容许放大信号中的直流通过;与该二极管连接的接地电容器;比较器，将通过二极管的电压与2V对地电压进行比较。
4、根据权利要求1的装置，其特征在于，所述的多个二极管用以让第一和第二放大比较装置中的比较器输出信号中的直流通过;一个反相器，连接在二极管公共阴极上，用以反相二极管的输出;一个触发器，其一对输出端与第一和第二连接装置中的阻抗线相连接。
5、根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第一和第二连接装置包括：阻抗线，与上述一对输出端相连接，它具有截断直流和通过交流的特性;接地电容器，与阻抗线输入侧相连接;电容器，连接在第一和第二放大比较装置中的耦合线和低噪声放大器电源装置的公共输出端上;PIN二极管，用以断开阻抗线与该电容器;接地阻抗线，用以从PIN二极管的输出信号中除去直流;以及电容器，与PIN二极管相连接，用以让交流通过。
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