CN1392745A - 移动系统的频率匹配装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种自动调节移动系统接收的通信信号的频率的频率匹配装置。此装置包括：基带单元，用于改变通过天线接收的信号频率并提供输出信号；控制单元，用于识别输出信号的一个或多个频率特性，并根据各频率特性提供控制电压；匹配单元，与天线相连，用于根据控制电压改变信号的频率；存储器，其中存储着对应于各个频率的控制电压。由此，可以根据各个频率特性优化信号增益，从而改善信号的接收和发射。

Description

移动系统的频率匹配装置
技术领域
本发明涉及移动系统的频率匹配装置，特别涉及一种频率匹配装置，用于识别接收信号的一个或多个特性，并自动地将信号调节到合适的频率，以改善信号增益、接收和传输。
背景技术
通常，诸如无线电话和移动系统之类的便携式装置的特性随天线和用户之间的距离、尺寸、或天线的安装位置而改变。另外，由于信号增益根据天线识别的信道频率而改变，为了优化增益而使用了频率匹配程序。
图1是根据现有技术的用于移动系统的频率匹配装置的方框图。如图所示，频率匹配装置包含：匹配单元2，用于匹配通过天线1接收的无线信号并生成输出信号；基带单元5，用于通过接收机/发射机单元4接收信号并改变信号的频率；控制单元6，用于处理基带单元5提供的信号；存储器7，用于存储操作控制单元6所需的数据和程序。
图2是根据现有技术的匹配单元2的结构图。匹配单元2包含：位于天线1和双工机3之间的电感器L1，用于接收来自天线1的信号并生成输出信号；电容器C1，一端连接在电感器L1和天线1的连接部分之间，电容器C1的另一端接地。
下面提供了图1中现有频率匹配装置的操作方法。天线1接收的输入信号传递给匹配单元2。匹配单元2匹配该信号并生成输出信号。然后输出信号通过接收机/发射机单元4传递给基带单元5。基带单元5改变信号的频率并将信号传递给控制单元6。控制单元6从基带单元5接收信号并利用信号的频带和信道来向匹配单元12中的电容器C1施加控制信号。电容器C1有固定的电容量，因此，不管接收信号的频率怎样，匹配单元2以固定值调节信号。
图3显示了图1中现有技术装置的天线谐振频率。电容器有固定的电容量，频率在固定值下匹配。因此，电容器只在一个频率(f0)下谐振，从而，降低了电压驻波比(VSWR)。如果产生了阻抗失配，作为驻波电压波形，电压驻波比(VSWR)表示代表失配程度的驻波比(SWR)。利用电压驻波比(VSWR)识别失配的程度，由此，可以控制在失配期间产生的传输损耗。
因此，在上述的现有技术设备中，产生如下事件：匹配单元2生成最佳匹配，为负载提供最大功率，降低传输损耗和电压驻波比(VSWR)，由此增大增益。现有的频率匹配装置具有固定的电容量，只对某一频率值是最优的。由此，频率增益不能根据输入频率而改变。此外，如果装置对于某一频带的频率具有较高的增益，对于其它频率的增益将不能相应地最优化。
并且，在现有技术的频率匹配装置中，如果接收到各种信道频率，增益不能对每一个频率都最优化。因此，不能保持固定的增益值。
发明内容
提供了一种自动控制移动系统中由天线接收的通信信号频率的频率匹配装置。本装置包含：基带单元，用于改变通过天线接收的信号的频率并提供输出信号；控制单元，用于识别输出信号的一个或多个频率特性，并根据各个频率特性提供控制电压；与天线相连的匹配单元，用于根据控制电压改变信号的频率；存储器，存储对应各个频率特性的控制电压值。因此，可以根据各个频率特性优化信号增益，并由此改善信号的接收和发射。
在一个实施例中，匹配单元包含一个变容二极管，可以通过调整控制电压来调整它的电容值。可以调整控制电压来根据天线接收到的信号的频率特性的变化而保持最优的匹配状态。
本发明的特征和优点将在下面的说明中阐明，部分将由说明书而明了，或者通过本发明的实践而认识到。通过说明书、权利要求书和附图中具体指出的结构，可以认识和实现本发明的目的和其它优点。
然而，将会了解，上面的概述和后面的详细说明都是示范性和说明性的，用于提供对权利要求书所限定的本发明的更进一步的说明，不能解释为对本发明范围的任何方式的限制。
附图说明
附图用于提供本发明的更进一步的说明，并构成说明书的一部分。
图1是根据现有技术的移动系统的频率匹配装置的方框图；
图2是根据现有技术的匹配单元的电路图；
图3是图1中频率匹配装置的谐振频率曲线；
图4是根据本发明一个实施例的移动系统的频率匹配装置的方框图；
图5是根据本发明一个实施例的匹配单元的电路图；
图6是根据本发明一个实施例的变容二极管的特性曲线；和
图7是根据本发明一个实施例的频率匹配装置的谐振频率曲线。
在不同的图中具有相同编号的本发明的特征、元件和方面表示根据一个或多个实施例的相同、等效、或相近的特征、元件或方面。
优选实施例说明
参照图4，根据本发明的一个或多个实施例，移动系统的频率匹配装置包含：天线11，用于从基站(未示出)接收无线信号；匹配单元12，用于根据控制信号改变信号的频率；基带单元15，用于调整从天线11接收到的无线信号的信号频率，并提供输出信号；控制单元16，用于接收输出信号，并识别一个或多个频率特性和产生匹配单元12使用的控制信号。
在本发明的一个实施例中，控制单元16识别通过天线11接收的无线信号的基带和信道特性，并为相应的特性向匹配单元12施加控制电压来优化信号增益。例如，如图4所示，控制单元16分别连接到基带单元15、匹配单元12和存储器17。
用于无线信号的频率基带和信号特性的多个控制电压的信息存储在存储器17中。在一个实施例中，上述的信息存储在存储器17中的查询表中，每个信号特性与相应的控制电压值相关联。控制单元16从存储在存储器17的多个控制电压值中选择一个控制电压值，并将该相应控制电压值用于匹配单元12。
参照图5，匹配单元12包含变容二极管D2，和处于天线11和双工器13之间的电感器L2。双工器13将由天线接收的信号提供给接收机/发射机单元14和变容二极管D2。变容二极管D2的一端连接在电感器L2和天线11之间，另一端接地。根据控制单元16的控制电压调节变容二极管D2的电容。
参照图6，当由控制单元16施加的控制电压增加时，变容二极管D2的电容量减小。根据控制单元16施加的控制电压，改变变容二极管D2的电容，以优化信号增益。识别由天线11接收的信号频率特性后，控制单元16将控制电压加到匹配单元12，并根据接收的信号的频率特性改变控制电压。于是，根据不同的频率，变容二极管D2具有不同的电容值。
参照图7，通过根据识别的频率特性控制电容，变容二极管D2可以具有多个谐振特性。匹配单元12根据输入信号的频率特性优化信号增益，并能够改善移动系统中信号的接收和发射输出。
参照图4和5，下面提供根据本发明一个或多个实施例的移动系统的频率匹配装置的操作方法。移动通信基站(未示出)发射到天线11的信号在匹配单元12产生谐振，分别通过双工机13和接收机/发射机单元14，此后传递给基带单元15，在其中产生输出信号。
将来源于基站单元15的输出信号加到控制单元16，控制单元16确定接收的信号的频带和信道特性，并向匹配单元12上施加对应于信号的所述频率特性的电压。控制单元16从存储器17中提取对应于接收的频率特性的控制电压值，存储器17中存储有与频率特性相关的合适的控制电压值。然后将控制电压加到匹配单元12的变容二极管D2上。
匹配单元12的变容二极管D2从控制单元16接收控制电压，并且当控制电压增加时，降低电容量D2；当控制电压降低时，增大电容量D2，以对应于接收信号的频带和频率信道优化信号增益。
由此，本发明的频率匹配装置可以对应于为接收信号识别的各个频带和信道，改变匹配单元12的电容。因此，可以针对各种频率优化信号增益，因此，可以优化信号的接收和发射。
虽然上面显示和叙述了本发明的特定实施例，对于本领域的技术人员，在不脱离本发明范围的条件下，显然可以进行各种改变和修正，因此，所有落入权利要求的范围内的变化和改进都应视为包含在权利要求内。

Claims (10)

1.一种频率匹配装置，包括：
基带单元，用于通过天线接收第一信号，并生成第二信号；
控制单元，用于接收所述的第二信号，确定所述第二信号的一个或多个频率特性，并对应于至少一个所述的频率特性提供控制电压；以及
匹配单元，用于接收所述的控制电压并改进信号增益、接收和发射，其中根据所述的一个或多个频率特性调节控制电压。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
双工机和接收机/发射机单元，位于天线和基带单元之间，在基带单元接收到第一信号之前，第一信号先通过所述的双工机和接收机/发射机单元。
3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
存储器，用于存储关于所述的一个或多个频率特性的信息和一个或多个与各频率特性匹配的相应的电压值。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的一个或多个频率特性包括关于第二信号的频带和信道的信息。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，匹配单元包括：
变容二极管，用于接收控制电压；和
电感器，处于天线和双工机之间，
其中，双工机向接收机/发射机单元和变容二极管提供通过天线接收到的第一信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，变容二极管的一端连接在电感器和天线之间，另一端接地。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，根据控制电压的变化改变变容二极管的电容。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，当控制电压提高时，变容二极管的电容减小。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，当控制电压降低时，变容二极管的电容增大。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，变容二极管电容的改变导致信号增益、接收和发射的优化。
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