CN1251701A - 双波段无线接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双波段无线接收机(100)。该双波段无线接收机包含一个本地振荡器(122),用来产生本地振荡(LO)信号。它还包含第一混频器(16)和第二混频器(18)。第一混频器用来接收LO信号和包含在第一频带中的RF信号。根据这些信号,第一混频器产生第一IF信号。第二混频器用来接收LO信号和包含在第二频带中的第二RF信号。根据这些信号,第二混频振荡器产生第二IF信号。本地振荡器在介于第一和第二频带之间的第三频带内进行工作。

Description

双波段无线接收机
发明领域
本发明涉及通信设备领域。更具体而言，本发明涉及无线接收机。
发明背景
无线接收机在本领域中众所周知，典型地，无线接收机通过连接在其前端的天线接收射频(RF)信号。典型的无线接收机前端包括一个或多个滤波器和接收输入RF信号的低噪声放大器。因为在较低频段信号处理复杂性较小，典型地，射频信号在处理前由一个混频器下变频。
混频器接收要进行下变频的RF信号和来自本地振荡器(LO)的信号，该信号具有比RF信号更低的频率。根据这些信号，混频器产生中频(IF)信号，此中频信号可进一步输入到中频滤波器中，滤波后的中频信号进入解调器、信号处理单元等等。该中频信号的幅度比例于RF信号的幅度，并且典型地，其频率低于RF信号的频率。在绝大多数无线接收机中，IF信号的频率比例于RF信号与本地振荡器频率之差。
双波段无线接收机是一种用来接收介于两种频率范围(波段)之间信号的接收机。例如，在特定多媒体应用中，像数据和声音信号这样属于两个波段的信号可间歇地传输至双波段无线接收机中。典型的此类应用中的双波段无线接收机需要两个本地振荡器，每个用于一种频带。另外，这种双波段无线接收机可能还需要两个IF处理器件，如解调器、放大器、信号处理器等等。这种双波段无线接收机是昂贵的，因为它采用两个本地振荡器和两个中频解调级。
如以较低的价格提供这种双波段无线接收机将是很理想的。若提供的双波段无线接收机允许本地振荡器在两个相对较近的频带间快速切换也是理想的。
发明概要
本发明提供了一种双波段无线接收机。这种双波段无线接收机包含一个本地振荡器，用来产生本地振荡(LO)信号。它还包含第一和第二两个混频器。第一个混频器用来接收LO信号和包含在第一频带中的RF信号。对于这些信号，第一混频器产生第IF信号。第二混频器用来接收LO信号和包含在第二频带中的RF信号。根据这些信号，第二混频振荡器产生第二IF信号。本地振荡器在介于第一和第二频带之间的第三频带内进行操作。附图简述
本发明的各特征、各方面和优越性将随着下面的详述、附属的权利要求书、和附图而显得更加全面且清晰。
附图包括：
图1为方框图，此图解释了依照本发明的双波段通信设备。
图2中的框图显示了与依照本发明的双波段通信设备有关的第一、第二和第三频带位置。
图3为方框图，此图显示了与依照本发明的双波段无线接收机有关的本地振荡器。
图4显示了一通信系统，该系统包括依照本发明的双波段无线接收机。
图5为流程图，此图显示了依照本发明的双波段无线接收机中将RF信号转变为IF信号的方法。
图6显示了提供依照本发明的双波段无线接收机的处理过程。
详述
在下面详述中，各种特定细节均得到了陈述，用来提供对本发明的彻底了解。但是，本领域中的普通技术人员应该清楚，没有这些特定细节，本发明仍旧可以实现。在一些实例中，众所周知的电路、结构与技术并未详细表述，这样可以避免使本发明晦涩难懂。
图1为依照本发明的双波段通信设备100的方框图。本发明的实施方案在此给予描述。双波段通信设备100可以实现为无线接收机，但本发明并非局限在无线接收机领域。双波段无线接收机100包含一个天线102，典型的，该天线用来接收高频段RF信号。在此表述的实施方案中，双波段无线接收机100接收PCS和ISM频率范围中传输的信号。在PCS频率范围内的信号可用于语声通信(电话)，包括大致在1.910-1.930GHz范围(此后称之为“第一波段”)内的信号。ISM频率范围内的信号可用于视频通信，包括频率范围大致在2.40-2.4835GHz(此后称之为“第二频带”)的信号。但是，依照本发明的双波段无线接收机100并非局限于接收这样两种频带内的信号。
进一步地，双波段无线接收机100包含切换器件126，它连接天线102，并用来连接到第一、第二前端接收机132和134中的一个，这些前端接收机各自单独以虚线表示。切换器件126由基带控制器127控制，依据RF信号是否在第一、第二频带内，它可以选择性地连接天线102接收的RF信号到第一、第二前端接收机132和134其中之一。
前端接收机132和134可以是本领域中熟知的传统前端接收机。第一前端接收机132包括第一带通滤波器110、低噪声放大器112和第二带通滤波器114，但本发明并非局限于这些器件。第一带通滤波器110滤去1.910-1.930GHz之外的频率。低噪声放大器112提供反向隔离，这样可以减少返回到天线102上的辐射，并且提高增益。第二带通滤波器114滤去1.910-1.930GHz之外的频率。第二前端滤波器134包括带通滤波器104和108、以及连接在两者之间的低噪声放大器106。这些器件的工作方式与器件110、112和114基本相同，不同之处在于带通滤波器104和108抑制2.40-2.4835GHz之外的频率。
当RF信号通过第一前端接收机132或第一前端接收机134中的某一个之后，RF信号连接到第一混频器116和第二混频器118其中之一的RF输入端。第一和第二混频器116和118是带有适宜滤波功能的传统混频器。本地振荡器122可能是本领域中众所周知的无线合成电路的组成部分，它连接至第一、第二混频器116和118。本地振荡器122产生本振信号(LO)，并将此信号输入到第一和第二混频器116和118的本地振荡器输入端。第一、第二混频器116和118用来将本振信号与输入至混频器116和118之一的各个RF信号混频。因而产生第一、第二中频信号IF1和IF2。
中频信号IF1的频率与RF1信号和LO信号频率之差基本相同，同样的，信号IF2的频率与RF2信号和LO信号频率之差基本相同。然后，产生的第一、第二IF信号各自输入到IF滤波器124和120中，在那里这些信号依据具体接收机设计规范进一步滤波。混频器及其操作在本领域中众所周知。
接着，第一、第二中频信号IF1和IF2中的一个会被有选择地通过一个第二切换器件128连接到后端电路系统140(以虚线表示)。后端电路系统140用作放大和解调IF1或IF2信号。根据基带控制器127产生的控制信号，第二切换器件128有选择地连接输入到后端电路140的IF放大器130中的IF1或IF2中频信号。IF放大器130产生的中频信号将输入到解调器中(未画出)。
本地振荡器122用来工作于第三种频带内，此频带介于第一、第二频带之间，它基本上很狭窄(大致80MHz)。以这种方式，本地振荡器122工作在第一频带的高频端输入和第二频带的低频端输入。在依照本发明的一种实施方案中，本振器件122的频带(第三频带)基本上位于第一、第二频带中心间距的正中，这种设置保证了第一或第二IF信号的输出IF频带基本上相同，而不论它来自第一或第二频带。因而，一个本地振荡IF单元和解调电路就可以应付属于第一、第二频带的信号。所以，依照本发明的双波段无线接收机价格较低，因为在此方案中它只需一个本地振荡器和一个后端电路系统。
在此描述的依据本发明的实施方案中，第一频带范围定义在1.910-1.930GHz之间，第二频带范围定义在2.40-2.4835GHz之间。本振器122工作在第三频带，它高于1.910-1.930GHz范围，低于2.40-2.4835GHz范围。本地振荡器工作的第三频带基本上位于第一、第二频带正中。确定第三频带的频率可用下面的方法计算。第一、第二频带的最低频率之差为：(2.40GHz-1.910GHz)＝490MHz。一个包含第三频带下限的较低本振频率可按下式计算：
1.910GHz+(490/2)MHz＝2.155GHz
一个包含第三频带上限的较高本振频率可按下式计算：
2.4835-(490/2)MHz＝2.2385GHz
依此，本地振荡调谐范围(第三频带)范围大致为2.155-2.2385GHz＝83.5MHz
典型的，本地振荡器频带越宽，切换时间越长。然而，在依照本发明的双波段无线接收机100的实施方案中，一个基本上位于第一、第二频带中间的约83.5MHz的窄频带将允许本地振荡器在第一、第二频带间快速切换。本地振荡器小的切换范围(调谐范围)保证了第一、第二频带间快速切换，因此可以无信息损失地接收间歇传输的声音和数据信号。
图2显示了根据本发明的双波段通信设备中第一、第二、以及第三频带202、204和206各自相对位置。第一频带202用于频率范围在1.910-1.930GHz间的信号。第二频带206用于频率范围在2.40-2.485GHz间的信号。第三频带204位于第一202和第二频带204之间，频率范围为2.155-2.2385GHz。
图3显示了依照本发明的双波段接收机中本地振荡器300的方框图。本地振荡器300包含一个压控振荡器(VCO)304，它连接到一个合成器308上。合成器308包括一个频率调整电路310，该电路在第三频带内设定本地振荡器的频率，此频带在本方案中是2.155-2.2385GHz。合成器308的信号输出到低通滤波器306中，低通滤波器306处理该信号后便将其进一步输出到VCO304中。基于来自低通滤波器306的信号，VC304产生一个本振信号并将其输出至图1中的混频器中。基带控制器312产生三个信号并输出至合成器308：一个时钟信号(CLK)、一个允许信号(ENABLE(允许))、以及一个数据信号(DATA数据)。根据本发明的无线接收机一般被包括于一个主电路中，该主电路与产生RF信号的发射机电路通信，因此对于两者间信号的传送，主电路与发射机电路以握手方式进行操作。于是，基带312在一给定时刻“知晓”RF信号发送到无线接收机采用的适宜频率，若此频率位于第一或第二频带内，则基带控制器312通过相应的切换器件126和128接通第一或第二前端。
图4显示了通信系统400，它包括一个发射机402，该发射机通过天线406将RF信号发射至通信设备408。通信设备408包括双波段接收机410，后者连接到一数字信号处理电路(DSP)412上。在RF信号下变频并解调后，数字信号处理电路(DSP)412恢复该信号并将其通过微控制器414传送到串行接口420，由此数字信号发往PC或工作站422。通信设备410可以包括一发射接收机(未画出)和一发送电路，以使PC或工作站422可以将信息发送到另一无线接收机。当通信设备408未直接连接至PC或工作站时，DSP412和微控制器414也提供必要的智能和绝大多数必要的调制解调功能，以便将数据进一步经电话或蜂窝网络进行传送。通信设备408提供了在高频段接收间歇性数据和声音信号的方法，并通过使得如图1中描述的本地振荡器在较短时间内从一个频带转换至另个种频带从而快速处理这些信号。
图5显示一流程图，该图与将RF信号转换为IF信号的处理过程有关，该过程发生在接收位于第一、第二频带内的RF信号的双波段无线接收机中。处理过程由方框500开始，由此进入到方框502，在502中确定接收的RF信号是否属于第一或第二频带。若RF信号不属于第一或第二频带，处理转回至方框图500。若RF信号属于第一或第二频带，处理进入方框图504，在504中RF信号与属于第三频带的本振信号混频产生中频信号。第三频带位于第一、第二频带之间。依据本发明在图5中描述的处理过程的一种实施方案，第三频带大致位于第一、第二频带正中。然后，处理转回方框图500。
图6显示了用于提供根据本发明的双波段无线接收机的过程。该方法由方框602开始，然后进入到方框604，在604中提供了第一、第二混频器。接着，进入方框606，在606中配置了一种电路来确定其所接收的输入RF信号是否位于第一或第二频带内。若确定了RF信号位于第一或第二频带，那么此电路就将RF信号连接到第一或第二混频器上。然后进入方框608，在608中本地振荡器连接第一和第二混频器。本地振荡器用来产生介于第一和第二频带间的第三频带中的信号。
虽然参考以上各图具体描述了本发明，但我们应该清楚，这些图只是用于说明而不应视为本发明范围的限制。本领域的普通技术人员在不违背本发明宗旨和范围的前提下，可以对于本发明进行各种变动和修改。

Claims (21)

1.一种双波段无线接收机，包含：
    本地振荡器，用来产生本地振荡(LO)信号；
    第一混频器，用来接收该LO信号；和被包括在第一频带内
的第一射频(RF)信号，并相应地输出第一中频(IF)信号；
    第二混频器，用来接收LO信号和被包括在第二频带内的第
二射频(RF)信号，并相应地输出第二中频(IF)信号；并且
    其中所述本地振荡器工作在介于第一和第二频带间的第三
频带内。
2.权利要求1中的双波段无线接收机，其特征在于，还包含第一和第二中频(IF)滤波器和与之相连的切换器件，其中第一和第二IF滤波器各自分别连接到第一和第二混频器上。
3.权利要求2中的双波段无线接收机其特征在于，还包含控制电路，此电路连接到本地振荡器及切换器件上。
4.权利要求1中的双波段无线接收机，其特征在于，其中所说的第一频带频率范围基本上为1.910-1.930GHz。
5.权利要求1中的双波段无线接收机，其特征在于，其中所说的第二频带频率范围基本上为2.40-2.4835GHz。
6.权利要求1中的双波段无线接收机，其特征在于，其中所说的第三频带频率范围基本上为2.155-2.2385GHz。
7.权利要求1中的双波段无线接收机，其特征在于，其中所说的第三频带频率大致位于第一和第二频带的中间。
8.一种系统，包括：
    发射机电路；和
    与所述发射机电路相连的双波段无线接收机，它包括
    本地振荡器，用来产生本振信号；
    第一混频器，用来接收该LO信号和位于第一频带内的第一
RF信号并相应的输出第一IF信号；
    第二混频器，用来接收该LO信号和位于第二频带内的第二
RF信号并相应的输出第二IF信号；并且
    其中本地振荡器在介于第一和第二频带间的第三频带内工
作。
9.权利要求8中的系统，其特征在于，包含第一和第二IF滤波器和与之相连的切换器件；其中第一和第二IF滤波器各自分别连接到第一和第二混频器上。
10.权利要求9中的系统，其特征在于，包含控制电路，该电路连接到本地振荡器和切换器件上。
11.权利要求8中的系统，其特征在于，其中所说的第一频带频率范围基本上为1.910-1.930GHz。
12.权利要求8中的系统，其特征在于，其中所说的第二频带频率范围基本上为2.40-2.4835GHz。
13.权利要求8中的系统，其特征在于，其中所说的第三频带频率范围基本上为2.155-2.2385GHz。
14.权利要求8中的系统，其特征在于，其中所说的第三频带频率大致位于第一和第二频带的中间。
15.在用来接收位于第一和第二频带内的射频(RF)信号的双波段无线接收机中，一种用于将RF信号转换为IF信号的方法，该方法包含以下步骤：
a)确定是否RF信号属于第一或第二频带；并且
b)如果RF信号属于第一和第二频带两者之一，则通过将所述RF信号和一个LO信号混频来产生所述IF信号，其中该LO信号属于介于第一和第二频带之间的第三频带。
16.权利要求15中的方法，其特征在于，其中步骤b又包含步骤：
    若RF信号属于第一频带，则将其与LO信号输入到第一混频
器中。
17.权利要求15中的方法，其特征在于，其中步骤b又包含步骤：
    若RF信号属于第二频带，则将其与LO信号输入到第二混频
器中。
18.权利要求15中的方法，其特征在于，第三频带基本上位于第一和第二频带之间。
19.权利要求15中的方法，其特征在于，其中所说的第一频带频率范围基本上为1.910-1.930GHz。
20.权利要求15中的方法，其特征在于，其中所说的第二频带频率范围基本上为2.40-2.4835GHz。
21.提供双波段无线接收机的方法，该方法包括以下步骤：
    提供第一和第二混频器；
    提供一种电路用来确定是否输入进来的RF信号位于第一或
第二频带内，如所述电路确定RF信号位于第一或第二频带内，
该电路将RF信号输至相应的第一或第二混频器；和
    将本地振荡器连接到第一和第二混频器，该本地振荡器用来
产生第三频带内的信号，此第三频带大致位于第一和第二频带的
正中。
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