CN1110124C - 用于移动无线电收发机的接收混频器电路 - Google Patents

用于移动无线电收发机的接收混频器电路 Download PDF

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Abstract

用于以多个调制模式和频带操作的移动无线电收发机的接收混频器：把接收到的无线电频率信号转换成中频的多个混频器；混频器的输出端共连的公共连接部分；连到公共连接部分的多个阻抗转换装置；阻抗转换装置的输出端。混频器数等于接收到的无线电频率信号频率类型数，中频类型数与接收到的无线电频率信号频率所具有的调制模式数相同，阻抗转换装置数与中频类型数相同，每一个阻抗转换装置在这些类型的中频中只通过一个唯一的预定频率。

Description

用于移动无线电收发机的接收混频器电路
本发明涉及一种设计成以多个调制模式和多个频带进行操作的移动通信无线电收发机，其中移动通信无线电收发机通过在使用不同无线电频率和不同调制模式的多个移动通信系统中切换频带或调制模式来进行操作。本发明也涉及用于此移动通信无线电收发机的接收混频器电路。
图5示出已有技术的移动无线电收发机结构的一个例子，此结构用于同时实现使用两个不同调制模式而具有相同频带的两个移动通信系统以及使用两个调制模式中任一模式和两个不同频带的移动通信系统。图5示出用于多模式和多频带移动无线电收发机的方框图，此收发机通过在使用第一无线电频带和第一调制模式的移动通信系统A、使用第二无线电频带并使用与系统A相同的第一调制模式的移动通信系统B和使用与系统B相同的第二无线电频带并使用第二调制模式的移动通信系统C之间切换来进行操作。
在图5中，标号1是天线，2是用于在第一和第二无线电频带之间切换的频率选择开关，3是用于第一无线电频带的第一双工器，4是用于第二无线电频带的第二双工器，5是用于第一接收频带的第一低噪声放大器，6是用于第二接收频带的第二低噪声放大器，7是用于第一接收频带的第一接收混频器，8是用于第二接收频带的第二接收混频器，9是用于第一无线电频带的第一本地振荡器，10是用于第二无线电频带的第二本地振荡器，13是具有相应于第一调制模式的第一接收中频的第一接收带宽的第一中频滤波器，14是具有相应于第二调制模式的第二接收中频的第二接收带宽的第二中频滤波器，11和12是用于把第一和第二接收中频信号导向相应的中频滤波器的选择开关，15是用于第一调制模式的第一解调器，16是用于第二调制模式的第二解调器，17是用于第一发射频带的第一发射机，18是用于第二发射频带的第二发射机。
作为一个例子，考虑第一发射频率范围是f1TX＝1850MHz到1910Mhz，第一接收频率范围是f1RX＝1930MHz到1990MHz，第二发射频率范围是f2TX＝824MHz到849Mhz，第二接收频率范围是f2RX＝869MHz到894MHz，第一接收中频是f1IF＝180MHz，第一接收带宽是W1＝1.23MHz，第二接收中频是f2IF＝90MHz，第二接收带宽是W2＝30KHz的情况。
参考图5，将首先描述移动通信系统A的操作。天线1接收到来自基地无线电收发站发射的第一无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到A一侧，把接收到的信号馈送到第一双工器3中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第一低噪声放大器5放大，并被第一接收混频器7转换成第一接收中频f1IF。通过把第一选择开关11切换到A一侧，把第一接收混频器7的输出信号馈送到第一中频滤波器13中。在经过第一中频滤波器13后，该信号被输入到第一解调器15去解调。
接着，将描述移动通信系统B的操作。天线1接收到基地无线电收发站发射的第二无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到B一侧，把接收到的信号馈送到第二双工器4中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第二低噪声放大器6放大，并被第二接收混频器8转换成第一接收中频f1IF。通过把第二选择开关11切换到B一侧，把第二接收混频器8的输出信号馈送到第一中频滤波器13中。在经过第一中频滤波器13后，该信号被输入到第一解调器15去解调。
最后，将描述移动通信系统C的操作。天线1接收到基地无线电收发站发射的第二无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到B一侧，把接收到的信号馈送到第二双工器4中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第二低噪声放大器6放大，并被第二接收混频器8转换成第二接收中频f2IF。通过把第二选择开关12切换到B一侧，把第二接收混频器8的输出信号馈送到第二中频滤波器14中。在经过第二中频滤波器14后，该信号被输入到第二解调器16去解调。
然而，由于选择开关11和12都需要把接收混频器输出的信号导向相应于各个调制模式的适当的中频滤波器，所以以上已有技术结构的接收混频器电路具有的问题是，就电路的尺寸和成本而言是不利的。
本发明已设计克服已有技术的问题，本发明的一个目的是提供一种接收混频器电路，通过使用阻抗转换电路从而不需要选择开关，使此电路的价格便宜且尺寸较小。
本发明提供一种用于设计以多种调制和多个频带进行操作的移动无线电收发机的接收混频器，包括：多个混频器，每个混频器用于把接收到的无线电频率信号转换成中频；所述混频器的输出端共同连到的公共连接部分；连到所述公共连接部分的多个阻抗转换装置；以及用于所述阻抗转换装置的输出端；其特征在于所述混频器的数目等于所述接收到的无线电频率信号的频带数目，所述中频的数目与所述接收到的无线电频率信号的调制模式的数目相同，所述阻抗转换装置的数目与所述中频的数目相同，所述阻抗转换装置中的每一个装置只通过在所述中频中的一个唯一预定频率。
图1是依据本发明第一实施例的移动无线电收发机的简化方框图，此收发机设计成在使用两个频带和两个发射系统的多个移动通信系统中进行操作。
图2是依据本发明第二实施例的移动无线电收发机的简化方框图，此收发机设计成在使用两个频带和两个发射系统的多个移动通信系统中进行操作。
图3是依据本发明第三实施例的移动无线电收发机的简化方框图，此收发机设计成在使用两个频带和两个发射系统的多个移动通信系统中进行操作。
图4是依据本发明第四实施例使用双栅极FET的接收混频器的详细电路图。
图5是依据已有技术的移动无线电收发机的简化方框图，此收发机设计成在使用两个频带和两个发射系统的多个移动通信系统中进行操作。
[标号描述]
1.天线
2.第一双工器
3.第二双工器
4.第一低噪声放大器
5.第二低噪声放大器
6.第一接收混频器
7.第二接收混频器
8.第一本地振荡器
9.第二本地振荡器
10.第一开关
11.第二开关
12.第一接收中频滤波器
13.第二接收中频滤波器
14.第一解调器
15.第二解调器
16.第一发射机
17.第二发射机
118.第一移相器(相移器)
119.第二移相器(相移器)
218.第一传输线
219.第二传输线
401.第一接收频率匹配电路
402.第一本地振荡器频率匹配电路
403.第二接收频率匹配电路
404.第二振动振荡器频率匹配电路
405.第一双栅极FET
406.第一双栅极电路
407.第一第一栅极偏置电路
408.第一第二栅极偏置电路
409.第二第一栅极偏置电路
410.第二第二栅极偏置电路
411.第一漏极偏置电路
412.第二漏极偏置电路
413.第一接收中频匹配电路
414.第二接收中频匹配电路
415.电容器
416.电容器
417.第一阻抗转换电路
418.第二阻抗转换电路
419.第一振动振荡器频率输入端
420.第一接收频率输入端
421.第二振动振荡器频率输入端
422.第二接收频率输入端
423.第一接收中频输出端
424.第二接收中频输出端
以下将参考附图描述本发明的实施例。
为了简化说明，以下所述的实施例涉及用于使用两个调制模式和两个频带方法的移动通信系统的复合移动无线电收发机的构成，其中复合移动无线电收发机通过在使用第一无线电频带和第一调制模式的移动通信系统A、使用第二无线电频带并使用与系统A相同的第一调制模式的移动通信系统B和使用与系统B相同的第二无线电频带并使用第二调制模式的移动通信系统C之间切换来进行操作。
图1输出用于本发明第一实施例的方框图。在图1中，标号1是天线，2是用于在第一和第二无线电频带之间切换的频率选择开关，3是用于第一无线电频带的第一双工器，4是用于第二无线电频带的第二双工器，5是用于第一接收频带的第一低噪声放大器，6是用于第二接收频带的第二低噪声放大器，7是用于第一接收频带的第一接收混频器，8是用于第二接收频带的第二接收混频器，9是用于第一无线电频带的第一本地振荡器，10是用于第二无线电频带的第二本地振荡器，13是用于第一调制模式的第一接收中频的具有第一接收带宽的第一中频滤波器，14是用于第二调制模式的第二接收中频的具有第二接收带宽的第二中频滤波器，15是用于第一调制模式的第一解调器，16是用于第二调制模式的第二解调器，17是用于第一发射频带的第一发射机，18是用于第二发射频带的第二发射机，以及19是放大扬声器。此外，标号119是第一移相器(相移器)，119是第二移相器(相移器)。第一移相器(相移器)119和第二移相器(相移器)120在其输入一侧相连。
这里，如已有技术的例子，考虑第一发射频率范围是f1TX＝1850MHz到1910Mhz，第一接收频率范围是f1RX＝1930MHz到1990MHz，第二发射频率范围是f2TX＝824MHz到849Mhz，第二接收频率范围是f2RX＝869MHz到894MHz，第一接收中频是f1IF＝180MHz，第一接收带宽是W1＝1.23MHz，第二接收中频是f2IF＝90MHz，第二接收带宽是W2＝30KHz的情况。
参考图1，将首先描述移动通信系统A的操作。天线1接收到基地无线电收发站发射的第一无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到A一侧，把接收到的信号馈送到第一双工器3中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第一低噪声放大器5放大，并被第一接收混频器7转换成第一调制模式的第一接收中频f1IF。这里，第一移相器(相移器)119的相位φ1如此旋转，从而增加第二接收中频f2IF的阻抗，而不损害第一接收中频f1IF的通过特性。同时，第二移相器(相移器)120的相位φ2如此旋转，从而增加第一调制模式的第一接收中频f1IF的阻抗，以阻挡第一接收中频的输出，而不损害第二接收中频f2IF的通过特性，从而使它通过输出。结果，把第一接收混频器7的输出信号输入到具有相应于第一调制模式的接收中频f1IF的带宽W1的第一中频滤波器13。在经过第一中频滤波器13后，该信号被输入到第一解调器15去解调。
接着，将描述移动通信系统B的操作。天线1接收到基地无线电收发站发射的第二无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到B一侧，把接收到的信号馈送到第二双工器4中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第二低噪声放大器6放大，并被第二接收混频器8转换成第一调制模式的第一接收中频f1IF。第二接收混频器8的输出信号(第一接收中频)被输入到按移动通信系统A的所述操作原理进行操作的第一和第二移相器(相移器)，从而只有第一接收中频f1IF输入到具有相应于第一调制模式的接收中频f1IF的带宽W1的第一中频滤波器13中。在经过第一中频滤波器13后，该信号被输入到第一解调器15去解调。
最后，将描述移动通信系统C的操作。天线1接收到基地无线电收发站发射的第二无线电频带上的信号，通过把频率选择开关2切换到B一侧，把接收到的信号馈送到第二双工器4中使该信号与发射信号分离。分离的接收信号被第二低噪声放大器6放大，并靠调节第二本地振荡器，该信号被第二接收混频器8变换到第二调制模式的第二接收中频f2IF。第二接收混频器8的输出信号(第二接收中频)被输入到按移动通信系统A所述的操作原理进行操作的第二和第二移相器(相移器)，从而只有第二接收中频f2IF输入到具有相应于第二调制模式的接收中频f2IF的带宽W2的第二中频滤波器14中。在经过第二中频滤波器14后，该信号被输入到用于解调的第二解调器16。然后，经解调的信号从第一解调器15和第二解调器16输入到放大扬声器19并被转换成声音。
图2示出用于本发明第二实施例的方框图。
在图2中，标号219是相应于在第一实施例中用作阻抗转换电路的第一移相器(相移器)119的第一传输线，220是相应于用作图1中阻抗转换电路的第二移相器(相移器)120的第二传输线。此外，此结构与第一实施例的结构相同，因此这里将省略其详细说明。通过调节传输线长度L1和L2，传输线能具有与第一实施例的移相器(相移器)相同的阻抗转换，并可利用这些传输线获得相同的效果。
图3示出用于本发明第三实施例的方框图。在图3中，标号319是相应于在第一实施例中用作阻抗转换电路的第一移相器(相移器)119的第一集总常数电路，220是相应于在第一实施例中用作阻抗转换电路的第二移相器(相移器)120的第二集总常数电路。此外，此结构与第一实施例的结构相同，因此这里将省略其详细说明。此外通过使第一集总常数电路319构成使180MHz的接收中频通过而阻挡90MHz的接收中频的高通滤波器电路，并使第二集总常数电路320构成使90MHz的接收中频通过而阻挡180MHz的接收中频的低通滤波器电路，可获得第一和第二实施例中实现的相同效果。
对第一、第二和第三实施例的描述涉及在使用两个调制模式和两个频带的三个复合移动通信系统中进行操作的移动无线电收发机的结构，但可认为，能对使用两个调制模式和两个频带的四个复合移动通信系统或对使用三个或更多调制模式和三个或更多频带的其它复合移动通信系统制造类似的结构。
此外，虽然根据特殊的频率组描述以上实施例，但应理解如果使用其它频率组，可类似地制造这些结构。
图4是示出第一、第二和第三实施例中所使用的接收混频器电路一个例子的详细电路图，但该电路使用依据本发明第四实施例的双栅极FET。
在图4中，标号401是第一接收频率匹配电路，标号402是第一本地振荡器频率匹配电路，标号403是第二接收频率匹配电路，标号404是第二振动振荡器频率匹配电路，标号405是第一双栅极FET，标号406是第二双栅极FET，标号407是第一第一栅极偏置电路，标号408是第一第二栅极偏置电路，标号409是第二第一栅极偏置电路，410是第二第二栅极偏置电路，411是第一漏极偏置电路，412是第二漏极偏置电路，413是第一接收中频匹配电路，414是第二接收中频匹配电路，415和416是隔直流电容器，417是第一阻抗转换电路，418是第二阻抗转换电路，419是第一本地振荡器频率输入端，420是第一接收频率输入端，421是第二本地振荡器频率输入端422是第二接收频率输入端，423是第一接收中频输出端，424是第二接收中频输出端。此外，可在同一衬底上制造接收混频器电路。
接着将描述操作。作为一个例子，考虑第一接收频率范围是f1RX＝1930MHz到1990MHz，第二接收频率范围是f2RX＝869MHz到894MHz，第一本地振荡器频带是f1LO＝2110MHz到2170Mhz，第二本地振荡器频带是f2LO＝959MHz到1074Mhz，第一接收中频是f1IF＝180MHz，第一接收带宽是W1＝1.23MHz，第二接收中频是f2IF＝90MHz，第二接收带宽是W2＝30KHz的情况。
首先，将描述移动通信系统A。通过把匹配电路401和偏置电路407连到第一双栅极FET405的第一栅极、匹配电路402和偏置电路408连到第二栅极以及把匹配电路413和偏置电路411连到漏极来构成双栅极FET混频器。给第一双栅极FET405的第一栅极提供通过端子420输入并经过匹配电路401的第一接收频率f1RX的信号，而给其第二栅极提供通过端子419输入并经过匹配电路402的第一本地振荡器频率f1LO的信号。在此情况下，被转换成第一接收中频f1IF的信号从漏极输出，并依次经过匹配电路413和电容器415。这里，如此调节第一阻抗转换电路417的相位φ1，从而增加第二调制模式的接收中频f2IF的阻抗，于是阻挡第二接收中频f2IF的输出，并只允许输出第一接收中频f1IF，如此调节第二阻抗转换电路418的相位φ2，从而增加第一调制模式的接收中频f1IF的阻抗，于是阻挡第一接收中频f1IF的输出，并只允许输出第二接收中频f2IF。结果，在端子423输出第一接收混频器的输出信号。
接着，将描述移动通信系统B和C。通过把匹配电路403和偏置电路409连到第二双栅极FET406的第一栅极、把匹配电路404和偏置电路410连到第二栅极以及把匹配电路414和偏置电路412连到漏极来构成双栅极FET混频器。给第二双栅极FET406的第一栅极提供通过端子422输入并经过匹配电路403的第二接收频率f2RX的信号，而给其第二栅极提供通过端子421输入并经过匹配电路404的第二本地振荡器频率f2LO的信号。在移动通信系统B的情况下，从漏极输出被转换成第一接收中频f1IF的信号，在移动通信系统C的情况下，从漏极输出被转换成第二接收中频f2IF的信号，然后输出信号依次经过匹配电路414和电容器416。这里，根据如移动通信系统A所述用于阻抗转换电路417和418的操作原理，在端子423输出用于移动通信系统B的第一接收混频器的输出信号，并在端子424输出用于移动通信系统C的第二接收混频器的输出信号。
从以上描述很明显的是，本发明具有可实现接收混频器电路的效果，该电路价格低廉，电路尺寸小，而且不需要由已有技术中所需的选择开关进行控制，该电路可用于移动无线电收发机，该收发机设计成在使用多个调制模式和多个频带方法的移动通信系统之间进行操作。

Claims (8)

1.一种用于移动无线电收发机的接收混频器，所述收发机设计成以多个调制模式和多个频带进行操作，所述混频器包括：多个混频器，每个混频器用于把接收到的无线电频率信号转换成中频；所述混频器的输出端共同连到的公共连接部分；连到所述公共连接部分的多个阻抗转换装置；以及用于所述阻抗转换装置的输出端；其特征在于所述混频器的数目等于所述接收到的无线电频率信号的频带数目，所述中频的数目与所述接收到的无线电频率信号的调制模式的数目相同，所述阻抗转换装置的数目与所述中频的数目相同，所述阻抗转换装置中的每一个装置只通过在所述中频中的一个唯一预定频率。
2.如权利要求1所述的接收混频器电路，其特征在于移相器(相移器)用作所述阻抗转换电路。
3.如权利要求1所述的接收混频器电路，其特征在于传输线用作所述阻抗转换电路。
4.如权利要求1所述的接收混频器电路，其特征在于集总常数电路用作所述阻抗转换电路。
5.如权利要求1到4中任一项所述的接收混频器电路，其特征在于所述混频器使用双栅极FET，其源极接地，其第一栅极连到接收频率匹配装置和第一栅极偏置供应装置，其第二栅极连到本地振荡器频率匹配装置和第二栅极偏置供应装置，其漏极连到接收中频匹配装置和漏极偏置供应装置。
6.如权利要求5所述的接收混频器电路，其特征在于在同一半导体衬底上制造所述双栅极FET、所述接收频率匹配装置、所述偏置供应装置和所述阻抗转换电路。
7.如权利要求5或6所述的接收混频器电路，其特征在于所述双栅极FET的源极与电阻器和电容器并联，所述FET的其它端子接地，从而把所述双栅极FET的第一和第二栅极偏置到地电势。
8.一种移动通信无线电收发机，其特征在于包括：依据权利要求1到7中任一项的接收混频器电路；用于对所述阻抗转换装置的输出进行解调的解调装置；以及用于把解调信号转换成话音的扬声器。
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