CN1359564A - 针对信号衰减可预测地切换分集式天线的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种低成本的分集式天线切换系统和方法,是通过控制PIN二极管上的偏压实现的。通过增加施加在PIN二极管上的反向偏压,施加在二极管上的RF信号逐渐被衰减。当PIN二极管正向偏压以正方向导通时,RF衰减降低。两个或更多个PIN二极管用于逐渐衰减来自一个天线的信号,而来自另一个天线的信号的衰减逐渐降低。偏压的进行是利用监视无线电接收器的接收信号强度指示器(RSSI)的微处理器实现的。RSSI用于控制两个天线中的哪一个通过预测信号衰减与接收器耦合。

Description

针对信号衰减可预测地切换分集式天线的方法和设备
                         技术领域
本发明涉及分集式天线切换系统。具体地说，本发明涉及一种低成本、与高保真音频设备一起使用的分集式天线切换系统。
                         发明背景
分集式接收系统和分集式天线在通信技术领域中是众所周知的。通常，分集式天线系统用于调和在VHF和UHF频率中十分普遍的RF信号衰减和多路径信号传播异常。信号衰减和多路径信号可能会负面地影响射频信号的接收，并且通过有选择地挑选两个或更多空间上分离的天线中的一个来拾取信号，可以减少衰减和多路效应。多单元天线经常与蜂窝电话和车载无线电一起使用。
多单元天线目前还与无线电话系统一起使用，无线电话系统包括远程的、低功率的便携式发送器，其信号通过接收器进行接收和解调。当无线电话在房间内来回移动时，多路径信号可能会负面地影响来自接收器的解调过的音频输出，因为多路径信号将在接收过程中会产生听起来象爆音(popping)噪声的相位异常，或者甚至可能造成完全的音频丢失。因此，分集式天线系统目前应用在这种无线电话系统中，从而克服了多路径和信号衰减的负面效应。
分集式天线系统的至少一个问题是将适当的天线以一种方式切换至接收器以便将接收器与适当的天线无缝隙地耦合。现有的技术用于选择一个、或者两个或多个天线的组合与无线电接收器耦合。一些这类的现有技术系统在以下专利中公开：授予Kishigami等人的美国专利号5,777,693“用于移动单元的分集式接收设备(diversity receiving apparatus for a mobileunit)”；授予Kennedy等人的美国专利号5,517,686“采用用于接收的信号的相位校准的导频音质复联线的FM立体声的分集式接收器(diversityreceiver for FM stereo utilizing a pilot tone multiple for phasealigment of received signals)”；授予Taromaru的美国专利号5,548,836“分集式接收器(diversity receiver)”；授予Koike的美国专利号5,465,411“具有减少切换噪声的分集式接收器(diversity receiver with switchingnoise reduction)”；授予Gehr等人的美国专利号4,293,955“分集式接收系统(diversity reception system)”；授予Bose等人的美国专利号5,742,896“具有在超级可听率进行切换的选择器的分集式接收(diversityreception with selector switching at super audible rate)”；授予Sano的美国专利号5,697,083“分集式接收器(diversity receiver)”；和授予Gottfried等人的美国专利号5,603,107“用于分集式天线FM接收器的切换系统(switching system for diversity antenna FM receiver)”。
当高保真音频再现需要在小尺寸包中以可能的最低成本实现时，现有技术的分集式天线切换系统会太复杂、太大或者太昂贵。现有技术的低成本的切换系统还要经受音频切换噪声脉冲(spike)，当切换系统在从一个天线到另一个天线期间执行硬瞬时切换时会在接收器中产生这类噪声脉冲。用于选择一个或多个天线以便最大化音频保真再现的低成本的、紧凑的方法和设备将会是对现有技术的提高。
                        发明概述
在无线电话系统中采用PIN二极管作为RF信号衰减器，将二极管串联在分集式天线系统的每个天线与无线电接收器输入端之间，从发送器接收的最强的信号能够在接收器中无缝隙地被选择，而不会产生由天线之间的相位差造成的噪声脉冲。PIN二极管在正向偏压时将会引导射频能量。通过逐渐对PIN二极管进行偏压以正向引导，RF信号的衰减能够逐渐增加和减少。
在分集式天线系统中，在天线和接收器输入之间串联的PIN二极管能够逐渐正向偏压，由此逐渐减少经由二极管从天线到输入的RF信号的衰减。同时，与另一个天线串联并与接收器输入端耦合的另一个PIN二极管能够逐渐反向偏压，以便逐渐衰减来自其它天线的信号。
通过逐渐调制PIN二极管的偏压电流，它们能够用于渐进地衰减和反衰减(de-attenuate)来自两个或更多天线的信号，这些天线与连接到无线电接收器的公共求和节点耦合。由一个天线接收的信号能够无缝隙地(seamlessly)与来自另一个天线的信号结合，以便避免能够产生无法接受的音频输出噪声脉冲的突发相位偏移(shift)。
PIN二极管小而不昂贵，并且容易得到控制以调制其RF衰减电平(level)。
                     附图的简单说明
图1示出了用于将来自两个天线中的至少一个的信号耦合到接收器的输入端的分集式接收设备的优选实施例的示意图。
                  优选实施例的详细描述
图1示出了用于将来自一对这种天线中的至少一个的射频信号耦合到用于解调的无线电接收器的分集式接收设备的优选实施例的示意图。分集式接收设备100是由两个检测从未示出的发送器中发射的信号的无线天线102和104。尽管在图1中天线102和104仅示意性地示出，但是为了提高信号接收，实际的天线最好根据实用情况间隔尽可能远。
第一天线102与第一PIN二极管106的阴极具有电容性的耦合112。第一PIN二极管106的阳极与求和节点109相连，求和节点109与射频接收器110的输入端具有电容性的耦合130，射频接收器110解调天线102拾取的射频信号并输出音频信号。第二天线104同样与第二PIN二极管108的阴极具有电容性的耦合123，第二PIN二极管108的阳极同样与接收器110的输入端具有电容性的耦合130。如图所示，PIN二极管106和108的阳极与公共节点109耦合，而该节点被认为是经由PIN二极管106和108的信号的求和节点。
二极管106和108通过逐渐调制施加于这些二极管的偏压，起着可变RF信号电平衰减器的作用。当PIN二极管利用施加于阴极和阳极的直流电压进行反向偏压时，PIN二极管阻断RF信号经过PIN结点。当二极管变成正向偏压时，随着正向偏压电流增加而RF信号的衰减减少，当PIN二极管完全正向偏压时，会最终减少至实际上为0dB的衰减。
PIN二极管的偏压控制是利用电抗网络实现的，电抗网络则由微处理器提供的电压驱动。第一PIN二极管106通过第一电抗网络以及与其串联的电阻电容网络与微型控制器150的输出140耦合，其中第一电抗网络由射频电感线圈114组成，而电阻电容网络由共同形成低通滤波器的电阻器116、120以及电容器118组成。第一滤波器的时间常数按经验确定以适当的快或慢切换施加于第一PIN二极管106的阴极的偏压，以便调和天线102的信号的衰减。第一PIN二极管106由电压136正向偏压，其中电压136通过所示的与求和节点109串联的电流限定电阻器132和RF线圈134提供给PIN二极管106的阳极。第二PIN二极管108是利用第二电抗网络122、124、128和126控制的，该电抗网络的部件最好能够与前述的第一电抗网络的部件相匹配。
根据通过电源电压136施加于PIN二极管106和108的阳极的直流电压，通过控制施加于PIN二极管的阴极端的该多个偏压，PIN二极管能够得到控制以可变地衰减从天线102和104耦合到求和节点109，并随后耦合到接收器110的信号。微处理器150的输出140和142通常为0或5伏特的二进制赋值的电压，用于当端点140和142的输出电压设为0伏特时，正向偏压两个PIN二极管或其中一个。
在运行中，根据由电阻器120、116、132、124和128的值，以及电容器118和126的值设定的时间常数，来自端点140和142的+5伏特电压将对电容器118和126充电。当电容器118和126充电至来自微处理器的输出电压时，PIN二极管106和108将最终变成反向偏压，衰减通过其与求和节点109耦合的射频信号。
当微处理器150在端点140或142的输出变成0伏特电平时，电容器118或126将最终通过电阻器120或128向微型控制器放电，最终逐渐正向偏压各个二极管106或108以至导电状态。当PIN二极管开始导电，RF信号的衰减减少，由此反衰减从天线接收的耦合至接收器110的信号。
由微处理器150控制两个二极管106和108中的哪一个进行正向偏压或反向偏压是由接收信号强度指示器信号156确定的，该指示器信号由接收器110的输出产生。接收信号强度指示器信号(RSSI)156通过低通抗伪信号(anti-aliasing)滤波器157耦合到微型控制器150的输入端口154，进入作为微处理器150最好包括的功能的模拟-数字转换器152。在优选实施例中，RSSI由菲利普SA626 FM IF系统生产。
RSSI最好是直流信号电平，其幅值提供了当前从求和节点109接收的RF信号的相对信号强度的指示。当从天线102或者104提供给求和节点109的信号强度改变时，来自接收器110的接收信号强度指示器156的幅值也改变。当天线102的RF信号强度降低时，接收信号强度电平将会降低，同时向微型控制器150提供指示，即由天线102接收的信号强度正在开始衰减或者可能受到多路径信号消极地干扰。
微处理器150经适当地编程以便定期地取样RSSI信号156的幅值。微处理器计算RSSI的行程(running)平均电平，并连续地监视该平均信号强度是否增加或降低。根据经验利用抽取的数据，当RSSI电平降低至低于某个预定的阈值信号电平时，微处理器150确定出当前从天线102或104耦合到求和节点109的信号衰减开始。一旦确定出信号衰减正在进行，微处理器150向输出端点140和142输出适当的信号，以便开始对其它天线的PIN二极管(106或108)正向偏压以开始逐渐降低天线的衰减，由此增加从天线提供给求和节点109的信号的电平。在一些延迟之后，微处理器输出逻辑1或+5伏特输出电压以对其它电容器(118或126)充电，以便增加PIN二极管108或106上的反向偏压，结果逐渐抑制了从第一或先前选择的天线提供给求和节点109的信号的幅值。
确定何时开始反衰减来自一个天线的信号和衰减来自另一个天线的信号是由微处理器通过将模拟接收信号强度指示器(RSSI)信号转换成数字值并利用先前计算的平均信号电平值来算术计算该数字值的行程平均值进行的。为了在计算阈值RSSI电平时使用，平均RSSI电平的峰值存储在微处理器150的存储器中，而阈值RSSI电平用于确定何时利用PIN二极管开始切换天线。该RSSI阈值电平小于平均RSSI电平的峰值一个数量，这个数量与平均RSSI电平的峰值成反比，而与RSSI信号的动态范围成正比。比例常数可以推测确定。
如果平均RSSI电平低于阈值电平，微处理器150将向端点140和142输出信号以反衰减来自一个天线的信号和衰减来自另一个天线的信号。微处理器将同时用当前的平均RSSI电平替代平均RSSI的峰值并重新计算新的阈值电平。阈值电平还由平均RSSI的峰值的变化动态调整。
当接收器的RF信号电平强时，分集式天线需要被切换以防止多路径信号消极地结合和负面地影响解调信号的音频质量。当接收器的RF信号电平减弱时，分集式天线应当被切换以防止接收器受到抑制(squelch)。在非常低的信号电平时，应当不进行天线切换。可以利用RSSI的行程平均值和历史最大行程平均RSSI值来实现确定何时利用PIN二极管切换天线。
接收信号强度指示器(RSSI)是接收器的输出，并在天线接收信号时，与RF信号的强度成比例。在优选实施例中，RSSI能够从0伏特直流变化至+5伏特直流。RSSI是微处理器150内的模拟-数字转换器(A/D)的输入154，并转换成具有十进制值0-255的8比特二进制字。微处理器150存储第一个这类值，在实施例中该值同时命名为“A2D_BESTVALUE”和“A2D_AVERAGE”。
通过连续地重新读取数字化的RSSI并对最近读取的RSSI值与先前存储的A2D_AVERAGE求和，并将它们的和除以2，数字化的RSSI(经过A/D转换成数字形式)的行程平均值被连续地计算。得出的平均RSSI存储为A2D_AVERAGE。每当A2D_AVERAGE超过存储在A2D_BESTVALUE中的值时，A2D_AVERAGE复制成A2D_BESTVALUE作为A2D_BESTVALUE的新值。
A/D转换器取样RSSI，并且其输出用于每隔对应于A/D取样速率的0.5毫秒计算一次新的A2D_AVERAGE。这个速率经过挑选以提供A2D_AVERAGE的变化的最佳速率。在现实环境中，当A2D_AVERAGE下降至低于经验确定的阈值时，微处理器将开始天线切换。用于切换天线的阈值由方程式(1)表示：A2D_BESTVALUE-A2D_AVERAGE＞(NO_RF_LEVEL+SAT_LEVEL-A2D_BESTVALUE)·X(1)
其中：“NO_RF_LEVEL”＝在没有RF信号输入接收器的情况下来自FM检测器的RSSI电平；
“SAT_LEVEL”＝RSSI最大值，即到接收器的更强的RF信号将不产生更大的RSSI值；
“X”由方程式(2)确定；
当SAT_LEVEL＝A2D_BESTVALUE时(NO_RF_LEVEL+SAT_LEVEL-A2D_BESTVALUE)·X＝1/Y·(SAT_LEVEL-NO_RF_LEVEL)
(2)
其中“Y”是一个常数，并经设定以提供适当的切换电平分辨率(resolution)。就本优选实施例而言，Y＝8；SAT_LEVEL＝5.3伏特直流；NO_RF_LEVEL＝1.25伏特直流。
将这些值代入方程式2并使得A2D_BESTVALUE＝SAT_LEVEL，则得出：
(1.25伏特)·X＝1/8·(5.3伏特-1.25伏特)
从中能够确定X等于0.405。
将X的值代入方程式(1)中，则得出：A2D_BESTVALUE-A2D_AVERAGE＞(1.25伏特+5.3伏特-A2D_BESTVALUE)·0.405(3)
其中方程式(3)的左侧是切换阈值，并由A2D_BESTVALUE的当前值动态调整。
在运行中，当开始信号衰减时，按照接收信号强度指示器156所指示，微处理器能够开始将其它天线耦合到求和节点109，并在一些延迟之后开始降低来自提供给其它天线的衰减信号的信号，以便提供从一个天线到其它天线的接近于无缝隙的转换。不同于现有技术的分集式天线切换系统，这里公开的方法和设备不会产生来自接收器110的输出的与一个天线到另一个天线的硬切换有关的音频信号异常。
尽管图1所示的实施例描述了对PIN二极管106和108产生逐步的偏压变化的电抗网络的应用，但是本发明的替换实施例将会直接将PIN二极管106和108的阴极直接耦合到数字-模拟转换器，该转换器与微处理器150的输出耦合。在这种实施例中，微处理器能够为PIN二极管的阴极输出所希望的偏压的数字表示形式，并实时直接控制施加到PIN二极管的阴极(或者阳极)的偏压。这种实施例将仅以增加的部分的成本提供对PIN二极管偏压更紧密的控制。电抗网络提供了低成本的物理上紧凑的方式，通过该方式PIN二极管的偏压能够利用微型控制器输出直接得到控制。
本发明的又一个实施例包括倒转图1所示的PIN二极管106和108的极性和方向。或者说，假如求和二极管与地电位(即0伏特)耦合，则PIN二极管的阴极与求和二极管109耦合并正向偏压(无论通过电抗网络还是通过D/A的输出)。微型控制器150在端点140或142的+5伏特输出电压将由此对PIN二极管正向偏压以降低它们的衰减。
除了使用PIN二极管，本发明的又一个替换实施例可以包括使用砷化镓场效晶体管以替代PIN二极管106和108。通过适当地偏压砷化镓场效晶体管，它们也能够用作第一和第二可变RF信号电平衰减器。再有另一个可变RF衰减器可以包括双极结(bipolar junction)晶体管，通过适当的施加于基极端的偏压，该双极结晶体管能够用于增加或降低经由它们到求和节点的RF信号电平。
当然，在优选实施例中使用的PIN二极管是两端装置，并且如图1的布局图所示该装置的阳极是公共端。PIN二极管阳极被当作这类二极管的第一端。PIN二极管阴极被当作二极管的第二端。
本技术领域的熟练技术人员将会意识到当从阳极到阴极测量的电压大于0伏特时PIN二极管开始正向方向导通并变成正向偏压，而且还会意识到正向偏压电流将随着正向偏压的增加而增加。RC网络(132、120、116、118、128、124和126)的时间常数影响PIN二极管的偏压条件改变的速率。通过增加RC网络的时间常数可以增加从一个天线到另一个天线接收信号的切换的转换时间。通过这些时间常数，系统的切换时间变得对来自其中一个天线或者两个天线的整个信号衰减敏感。或者，通过极大地缩短时间常数，PIN二极管将会更突然衰减来自一个天线的信号，并更突然地将来自另一个天线的信号耦合到求和节点。在图1所述的设备的操作的预定环境中，适当的时间常数需要按经验确定，以调和信号衰减率。
本发明的替换实施例在图2中描述，在这个实施例200中，RF衰减PIN二极管206和208没有连接到公共的求和节点。第一天线202与第一PIN二极管206具有电容性耦合212。第二天线204与第二PIN二极管208具有电容性耦合223。施加于PIN二极管206和208的阳极和阴极两端的偏压从微处理器250通过微处理器250的输出端口240、242、243和244得到。PIN二极管206和208中的每一个分别与无线电接收器210的输入端具有电容性耦合231和230。
如图1所示，除了将每个PIN二极管的一端与求和节点相连，然后连接到无线电接收器的输入端以外，在图2的实施例中，施加于图2的PIN二极管的偏压由其它电路产生，即由微处理器250产生。再一个实施例将会包括由包括附加的、专用的处理器的其它电路来产生偏压。
在图2的实施例中，施加于PIN二极管的阳极和阴极两端的电压由微处理器控制。这种实现方式需要充足数量的微处理器250的输出端，并需要施加于PIN二极管的电压在量级和极性上进行调整，以便能够适当地调整相应装置的衰减。通过适当地控制施加于图2所示的二极管的偏压的极性，二极管的方向或极性当然能够被倒转，同时保留电路作为分集式天线开关的功能。
如图2所示，可变电压施加于与天线耦合的节点上的二极管，而固定电压施加于二极管结点的相对侧的二极管。另一个替换实施例当然包括将可变电压施加于与天线相对的二极管的节点，并将固定电压施加于与天线耦合的二极管的节点。
本发明的又一个实施例将会包括使用多于两个天线，这当然需要使用附加的PIN二极管和电抗网络来控制其偏压。本发明的替换实施例将会包括三个、四个或更多个耦合于求和节点109的天线，其对应的PIN二极管能够由微型控制器150的各个输出控制的电阻-电容电抗网络来控制。这类多于两个天线的替换实施例还可以构建成利用图2所示的技术来施加偏压，即多个天线没有必要共用一个公共求和节点。
我已经公开了低成本、物理上紧凑的分集式天线切换系统和方法，该系统和方法能够用于向接收器输入来自几个天线中的至少一个的信号，这些天线根据代表信号衰减(RSSI)的信号的电平来选择。当信号衰减开始时，另一个天线能够被无缝隙地选择，以便可以通过改变用作可变RF信号电平衰减器的二极管上的偏压来排除完全的信号衰减和音频信号输出丢失。
按照条约第19条的修改
1.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述接收设备包括：
a)第一可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的输入端并具有与RF信号求和节点耦合的输出端；
b)第二可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的输入端并具有与所述RF信号求和节点耦合的输出端；
c)至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，与至少所述第一可变衰减器耦合以便控制所述RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，所述第一和第二天线接收的并与所述RF求和节点耦合的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器耦合。
2.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是PIN二极管。
3.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是砷化镓场效晶体管。
4.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是双极结晶体管。
5.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器由电抗网络组成。
6.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器是R-C电路。
7.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器包括微处理器。
8.如权利要求1所述的分集式接收设备还包括与所述第二衰减器耦合的RF信号电平衰减器控制器。
9.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述可变RF信号电平衰减器控制器是提供模拟输出电压的微处理器。
10.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述可变RF信号电平衰减器控制器包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的所述平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
11.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
12.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平是由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器指示。
13.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平是指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号。
14.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述RF信号求和节点与无线电接收器输入端耦合。
15.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述分集式接收设备包括：
a)第一PIN二极管，具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的第一端，并具有与RF信号求和节点耦合的第二端；
b)第二PIN二极管，具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的第一端，并具有与所述RF信号求和节点耦合的第二端，所述求和节点与直流电压源耦合；
c)第一电抗网络，与所述第一PIN二极管的所述第一端耦合，以将可变电压提供给所述第一PIN二极管的所述第一端；
d)第二电抗网络，与所述第二PIN二极管的所述第一端耦合，以将可变电压提供给所述第二PIN二极管的所述第一端；
e)控制电压源，与所述第一和第二电抗网络耦合，以将电压提供给所述第一和第二电抗网络；
由此，通过控制至少所述第一可变衰减器，所述第一和第二天线接收的信号能够有选择地与所述无线电接收器耦合。
16.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中每个所述第一端是阳极。
17.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中每个所述第一端是阴极。
18.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是实质上等于0伏特的电压源。
19.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是大于0伏特的电压源。
20.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是小于0伏特的电压源。
21.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述第一PIN二极管的所述第一端耦合的所述第一电抗网络由具有预定时间常数的R-C网络组成。
22.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述第二PIN二极管的所述第一端耦合的所述第二电抗网络由具有预定时间常数的R-C网络组成。
23.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源由微处理器组成。
24.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源是提供模拟输出电压的微处理器。
25.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
26.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
27.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平是由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器指示。
28.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平是由指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号表示。
29.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述RF信号求和节点包括无线电接收器输入端。
30.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述分集式接收方法包括步骤：
a)利用具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的输入端的第一可变RF信号电平衰减器，以将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；
b)利用具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的输入端的第二可变RF信号电平衰减器，以将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；和
c)利用至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，以控制至少一个可变RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，由所述第一和第二天线中的至少一个接收的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器输入端耦合。
31.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是PIN二极管。
32.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是砷化镓场效晶体管。
33.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是双极结晶体管。
34.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器由电抗网络组成。
35.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器是R-C电路。
36.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器包括微处理器。
37.如权利要求30所述的分集式接收方法还包括与所述第二可变RF信号电平衰减器耦合的RF信号电平衰减器控制器。
38.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述至少一个可变RF信号衰减器控制器是提供模拟输出电压的微处理器。
39.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述至少一个可变RF信号衰减器控制器包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的所述平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
40.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
41.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器指示。
42.如权利要求30所述的分集式接收方法，其中来自所述第一天线的所述信号的预定的信号电平由指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号表示。
43.一种将至少两个天线中的至少一个有选择地与无线电接收器耦合的方法，该方法包括步骤：
a)从第一天线获取由所述无线电接收器接收的相对射频信号强度的第一取样；
b)计算来自所述第一天线的由所述无线电接收器接收的行程平均信号强度电平；
c)计算射频信号强度阈值信号电平，来自所述第一天线的信号在与所述无线电接收器耦合之前被逐渐衰减至低于该阈值信号电平，同时来自所述第二天线的信号在与所述接收器耦合之前被逐渐反衰减；
d)当从所述第一天线接收的射频信号强度降低至低于所述阈值信号电平时，增加从所述第二天线输入到所述无线电接收器的信号电平，并降低从所述第一天线输入到所述无线电接收器的信号电平。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述获取相对射频信号强度的第一取样的步骤包括步骤：读取接收的信号强度指示器。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述计算平均信号强度电平的步骤包括步骤：对相对射频信号强度的所述第一取样进行滤波。
46.如权利要求43所述的方法，其中所述计算平均信号强度电平的步骤包括步骤：
a)将所述第一取样转换成数字值；
b)算术计算所述数字值的行程平均值。
47.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述分集式接收设备包括：
a)第一可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的输入端，并具有与RF信号求和节点耦合的输出端；
b)第二可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的输入端，并具有与所述RF信号求和节点耦合的输出端；
c)无线电接收器，具有与所述求和节点耦合的RF输入；
d)至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，与至少所述第一可变衰减器耦合以便控制所述RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，在所述第一和第二天线接收的并与所述RF求和节点耦合的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器输入端耦合，以及
其中所述至少一个可变RF信号衰减器控制器包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
48.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收方法，所述分集式接收方法包括步骤：
a)利用具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的输入端的第一可变RF信号电平衰减器，以将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；
b)利用具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的输入端的第二可变RF信号电平衰减器，以将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；和
c)利用至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，以控制至少一个RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，由所述第一和第二天线接收的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器输入端耦合，以及
其中所述至少一个可变RF信号衰减器控制器包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。

Claims (47)

1.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述接收设备包括：
a)第一可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的输入端并具有与RF信号求和节点耦合的输出端；
b)第二可变RF信号电平衰减器，具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的输入端并具有与所述RF信号求和节点耦合的输出端；
c)至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，与至少所述第一可变衰减器耦合以便控制所述RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，在所述第一和第二天线接收的并与所述RF求和节点耦合的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器耦合。
2.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是PIN二极管。
3.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是砷化镓场效晶体管。
4.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是双极结晶体管。
5.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器由电抗网络组成。
6.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器是R-C电路。
7.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器包括微处理器。
8.如权利要求1所述的分集式接收设备还包括与所述第二衰减器耦合的RF信号电平衰减器控制器。
9.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述电压源是提供模拟输出电压的微处理器。
10.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的所述平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
11.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
12.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器。
13.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号。
14.如权利要求1所述的分集式接收设备，其中所述RF信号求和节点与无线电接收器输入端耦合。
15.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述接收设备包括：
a)第一PIN二极管，具有与来自所述第一天线的接收的RF信号耦合的第一端，并具有与RF信号求和节点耦合的第二端；
b)第二PIN二极管，具有与来自所述第二天线的接收的RF信号耦合的第一端，并具有与所述RF信号求和节点耦合的第二端，所述求和节点与直流电压源耦合；
c)第一电抗网络，与所述第一PIN二极管的所述第一端耦合，以将可变电压提供给所述第一PIN二极管的所述第一端；
d)第二电抗网络，与所述第二PIN二极管的所述第一端耦合，以将可变电压提供给所述第二PIN二极管的所述第一端；
e)控制电压源，与所述第一和第二电抗网络耦合，以将电压提供给所述第一和第二电抗网络；
由此，通过控制至少所述第一可变衰减器，所述第一和第二天线接收的信号能够有选择地与所述无线电接收器耦合。
16.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中每个所述第一端是阳极。
17.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中每个所述第一端是阴极。
18.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是实质上等于0伏特的电压源。
19.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是大于0伏特的电压源。
20.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述求和节点耦合的所述直流电压源是小于0伏特的电压源。
21.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述第一PIN二极管的所述第一端耦合的所述第一电抗网络由具有预定时间常数的R-C网络组成。
22.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中与所述第二PIN二极管的所述第一端耦合的所述第二电抗网络由具有预定时间常数的R-C网络组成。
23.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源由微处理器组成。
24.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源是提供模拟输出电压的微处理器。
25.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的所述平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
26.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
27.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器。
28.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号。
29.如权利要求15所述的分集式接收设备，其中所述RF信号求和节点包括无线电接收器输入端。
30.一种用于将来自至少第一和第二天线中的至少一个天线的信号与无线电接收器耦合的分集式接收设备，所述分集式接收设备包括：
a)第一可变RF信号电平衰减器，具有用于将来自所述第一天线的RF信号与输出耦合的输入端，用于将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；
b)第二可变RF信号电平衰减器，具有用于将来自所述第二天线的RF信号与输出耦合的输入端，用于将所述RF信号与无线电接收器输入端耦合；
c)至少一个可变RF信号电平衰减器控制器，与至少所述第一可变衰减器耦合以便控制所述RF信号电平衰减器的衰减电平；
由此，通过控制至少所述第一可变RF信号电平衰减器，由所述第一和第二天线中的至少一个接收的RF信号能够有选择地与所述无线电接收器输入端耦合。
31.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是PIN二极管。
32.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是砷化镓场效晶体管。
33.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述第一和第二可变RF信号电平衰减器是双极结晶体管。
34.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器由电抗网络组成。
35.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器是R-C电路。
36.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述至少一个可变RF信号电平衰减器控制器包括微处理器。
37.如权利要求30所述的分集式接收设备还包括与所述第二衰减器耦合的RF信号电平衰减器控制器。
38.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述电压源是提供模拟输出电压的微处理器。
39.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述控制电压源包括监视来自所述第一天线的历史信号电平的微处理器，而且，当来自所述第一天线的所述历史信号电平的所述平均值下降至低于预定的阈值信号电平时，所述微处理器将控制电压提供给所述第一和第二电抗网络，以便实质上连续地增加从所述第一天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减，以及实质上连续地降低从所述第二天线提供给所述求和节点的当前接收的信号的衰减。
40.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中所述微处理器包括在衰减来自所述第一天线的信号之前反衰减来自所述第二天线的信号的微处理器。
41.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是由所述无线电接收器产生的无线信号强度的相对信号强度指示器。
42.如权利要求30所述的分集式接收设备，其中来自所述第一天线的所述信号的所述预定的信号电平是指示从所述无线电接收器检测的RF信号解调的音频信号的噪声电平的信号。
43.一种将至少两个天线中的至少一个有选择地与无线电接收器耦合的方法，该方法包括步骤：
a)从第一天线获取由所述无线电接收器接收的相对射频信号强度的第一取样；
b)计算来自所述第一天线的由所述无线电接收器接收的行程平均信号强度电平；
c)计算射频信号强度阈值信号电平，来自所述第一天线的信号在与所述无线电接收器耦合之前被逐渐衰减至低于该阈值信号电平，同时来自所述第二天线的信号在与所述接收器耦合之前被逐渐反衰减；
d)当从所述第一天线接收的射频信号强度降低至低于所述阈值信号电平时，增加从所述第二天线输入到所述无线电接收器的信号电平，并降低从所述第一天线输入到所述无线电接收器的信号电平。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述获取相对射频信号强度的第一取样的步骤包括步骤：读取接收的信号强度指示器。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述计算平均信号强度电平的步骤包括步骤：对相对射频信号强度的所述第一取样进行滤波。
46.如权利要求43所述的方法，其中所述计算平均信号强度电平的步骤包括步骤：
a)将所述第一取样转换成数字值；
b)算术计算所述数字值的行程平均值。
47.如权利要求43所述的方法，其中所述计算射频信号强度阈值信号电平的步骤包括：利用所述相对射频信号的当前值来动态地调整所述阈值。
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