CN1856045A - 宽带相移设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽带相移设备。向定频本机振荡器引入相移φ。本发明的原理就是实现输入信号的加倍变换。本地振荡器级引入的相位变化在变换信号之中的一个具有正值和在另一个变换信号具有负值。所述信号以接收频率重新结合并且具有相位差2φ，从而最大化加法器的输出端的信号的幅度。

Description

宽带相移设备
技术领域
本发明涉及一种宽带相移设备，尤其涉及一种用于诸如OFDM(正交频分复用)接收器等在数字地面电视的框架中所使用的接收器的相移设备。
背景技术
在用于DVB-T(数字视频广播-地面)数字地面电视的标准信号接收系统中，最常采用OFDM类型的调制。这是一种特别稳固的调制，并且使得能够在国内环境中进行DVB-T信道的等频转发。因此可以在DVB-T信号处于充足电平的环境中的点俘获DVB-T信号，然后在所述环境中对其进行放大和转发，以便通过诸如配备有数字地面解码器的数字电视机或模拟电视机等的“便携”数字接收器，从这个转发器同样地俘获所述DVB-T信号。这就是数字地面电视(DTT)采用的原理。
但是，尽管所述调制具有稳固性，便携接收仍然出现了明显的接收问题。
目前，有利于获得更稳固的接收的方案在于使用一个以上的(通常为两个)天线。
因此，物理地放置两个天线，从而接收对应于相同发送信号的两个去相关的接收信号。允许处于两个天线通路的信号去相关的距离大约等于接收信号的波长的0.7倍，对于UHF频带(470-860MHz)获得大约45cm的天线之间的差值。因此，由于辐射元件的尺寸，考虑这类比较麻烦的构思显得不切实际。
另一种技术在于，如图1a所示，实施由至少两个分离的RF(射频)通路和可在所述信道之一上控制的宽带相移器以及由接收的信号的组合构成的智能天线设备。
但是，从频带方面考虑，由于处于较低频率的功能的拥塞，所以这两种技术的实施并不容易，在此认为[470-860MHz]为较低频率，因为其不能覆盖倍频程。此外，不能将其集成到单个部件中。
另一种可集成方法在于从单个信号生成两个正交信号(正弦和余弦)。在图1b中示出了这样的可集成电路。因此，这些信号中的每一个可以驱动可变增益放大器LNA1和LNA2，其中通过偏置电路CP对所述可变增益放大器进行电压控制。该偏置电路的特性在于输出端的合成量是幅度恒定的，输出端的合成信号的相位根据控制电压而改变。但是，部件中的这种可集成技术也不能覆盖倍频程。
发明内容
本发明旨在克服这些缺陷。
本发明基于使用两个分离天线和引入定频可变相移而提出了一种新的概念，其中通过在求和之前对信号引入渐变相移的电动控制，而在每个信道上控制所述定频可变相移。本发明还能够防止结合接收信号的破坏作用，并能够最大化信号功率。
本发明的目的在于宽带相移设备，尤其是用于数字信号接收器的宽带相移设备。该设备包括由多个混频器形成的变换装置，用于将两个天线所接收的第一输入信号变换成两个信号。该设备还包括振荡装置，用于发送每个混频器上的本地振荡信号。
振荡装置包括通过相移器连接到第一串混频器并且直接连接到第二串混频器的本地定频振荡器，以便在双频变换期间补偿不同输入信号之间的相移。
本发明具有对每个信道引入相移的优点。在非常宽的频带上也可以很好地控制该相移，因为该相移是来自对定频本地振荡器引入的相移。
本发明还具有相移器易于实现的优点，这是由于以下事实：首先，相移器以固定频率运行；其次，所需要的相位变化至少减半。
在一个实施例中，相移器对输入信号之一引入正相移，并对另一输入信号引入负相移，从而在中频信号之间加倍相移器所引入的相移。
在另一个实施例中，所述混频器是分谐波混频器，其能够在中频信号之间将相移器所引入的相移增加四倍。
最好地，可以将该宽带相移设备集成到部件中。
附图说明
通过阅读以下参照附图的描述，将会更好地理解本发明，并且其它特定特征和优势也将变得明显，其中：
图1a和1b是根据现有技术的相移块。
图2是根据本发明的宽带相移设备的概要图。
图3示出了所实施的不同频率和滤波变换操作。
具体实施方式
图2对应于根据本发明的宽带相移设备的实施例。
宽带相移设备10是用于接收天线A1和A2所接收的信号的系统的一部分。对天线数目为2进行描述。但是，也可以考虑更多数目的天线。这个接收系统包括分别连接到天线A1和A2的LNA(低噪声放大器)放大器1、2；连接通带滤波器3、4的相移设备10；连接到相移设备的输出端的加法器5，用于选择接收信道的调谐器6；用于解调所选择的信道的信号的解调器7。其还包括使得能够控制相移设备10的相移的相移控制块8。
相移设备10主要包括由例如以1.98GHz传送信号OL的定频本地振荡器16和由来自相移控制块8的信号控制其电压的相移器15构成的振荡装置。相移设备10还包括通过滤波器连接到第二串混频器13和14的第一串混频器11和12，从而实现双频变换。需要注意的是，所述滤波器并不是设备的一部分。所述设备包括比较容易连接这些滤波器的接头。
因此，在第一信道上，将由天线A1接收并由放大器1放大的输入信号Vant1施加到所要求保护的宽带相移设备10。施加到混频器11的输入端之一的信号Vant1与来自本地振荡器16的定频本地振荡信号相乘，并且通过相移器15对其进行相移。通过来自控制块8的信号对相移器15进行电压控制，从而变换成中频。因此生成频率的和与差。通过采用由滤波器3而实现的滤波，选择高频带2270-2660MHz，从而允许超外差(supradyne)模式变换。相对于输入信号，变换后的信号IF1相移了+。将进一步说明通过相移器对变换后的信号引入的相移+能够补偿输入信号之间的相移2的一半。将在通过滤波器3滤波之后而变换成高频的这一相移信号施加到混频器13的输入端。该信号与来自本地振荡器16的定频信号进行混频，从而允许对该中频相移信号进行新的频率变换，变换成初始频带中的第二信号Vout1。
并行地，在第二信道上，将由天线A2接收并由放大器2放大的输入信号Vant2施加到所请求保护的宽带相移设备10。将施加到混频器12的输入端之一的信号Vant2与来自本地振荡器16的定频本地振荡信号相乘，并且通过由来自控制块8的信号进行电压控制的相移器15对其进行相移，从而变换成中频。由此生成频率的和与差。通过由滤波器4实现的滤波，选择例如低频带940-1330MHz，从而允许低外差模式变换。相对于输入信号，变换信号IF2相移了-。通过相移器对变换信号引入的相移-能够补偿输入信号之间的相移2的一半。将在通过滤波器4滤波之后而变换成低频的相移信号施加到混频器14的输入端。将该信号与来自本地振荡器16的定频信号进行混频，从而允许对中频相移信号进行新的频率变换，而变换成初始频带中的第二信号。
该设备重新定相设备的2个信道上的输入信号。
这些输入信号的相移为2，控制电路将通过相移器15对第一信道引入相移+，而对第二信道引入相移-。
因此，将补偿输入信号之间的2的相移，从而相移设备的两个信道的输出信号将同相。在非常宽的频带上很好地控制对每个信道引入的相移，因为该相移是来自对定频本地振荡器引入的相移。
然后，通过加法器6将两个输出信号Vout1和Vout2相加，从而在输出端提供信号IF3，该信号IF3是同相信号Vout1和Vout2之和，因此最大化了恢复的信号IF3的幅度。
相移器8的控制装置发送相移器的控制信号。该信号例如来源于位于调谐器6的出口的信道中的信号功率的测量。在另一实施例中，该控制信号也可以是来自解调器7的接收质量信息，以优化接收质量。因此，该相移将是渐变的，因为它总是取决于接收信号。
为了清楚地理解这个设备，我们可以考虑以下极端情况：两个天线的输出端的信号是反相的。因此，输入信号之间的相位差2等于π。相移设备使得能够将信道之一上的信号相移+＝+π/2，而将另一信道上的信号相移-＝-π/2，该相移是由相移器15引入。因此，两个信号Vout1和Vout2将同相。从而来自加法器6的信号将被最大化。
所提出的可变相位设备对第一和第二混频器引入受控相移，从而最大化在加法器的输出端恢复的信号的幅度。因此，其能够明显地提高接收质量。
在例如实施上述相移器的基础上，可以将该构思完全集成到部件中(不包括滤波)。
图3示出了将要执行的不同频率和滤波变换操作。
通过来自本地振荡器16的信号将第一天线A1的输入信号的RF1频带变换成高频带，并且将其相移(+)，以获得具有相移+的中频带IF1。
通过来自本地振荡器16的信号将第二天线A2的输入信号的RF2频带变换成低频带，并且将其相移(-)，以获得具有相移-的中频带IF2。
通过来自本地振荡器16的信号再次变换中频带IF1和IF2，然后将其相加以获得合成频率IF3。
因此，相对于相移器所引入的正或负相移，两个信道之间的合成相移2加倍了。
如果混频器是分谐波混频器，则两个信道之间的相移增加四倍。当然，频率为2f的谐波将具有2的相移，并且将在一个信道上正向而在另一个信道上反向地被施加到混频器11和12，从而允许变换的信号IF1和IF2之间的4的相移。

Claims (5)

1.一种宽带相移设备(10)，包括：
由多个混频器(11、12、13、14)形成的变换装置，用于将两个天线(A1、A1)接收的第一输入信号变换成两个信号；
振荡装置(15、16)，用于发送每个混频器上的本地振荡信号；
其特征在于：
所述振荡装置(15、16)包括通过相移器(15)连接到第一串混频器(11、12)并且直接连接到第二串混频器(13、14)的单个本地定频振荡器(16)，以便在双频变换期间补偿不同输入信号之间的相移。
2.如权利要求1所述的宽带相移设备，其中通过来自控制装置(8)的信号对所述相移器(15)进行电压控制，所述控制装置(8)使来自本地振荡器的定频信号能够被逐渐地相移并且被施加到第一串混频器。
3.如权利要求2所述的宽带相移设备，其中所述相移器(15)对所述信号之一引入正相移，并且对另一输入信号引入负相移，从而在中频信号之间加倍相移器所引入的相移。
4.如权利要求1或2中的任一权利要求所述的宽带相移设备，其中所述混频器(11、12、13、14)是分谐波混频器，用于在中频信号之间将相移器所引入的相移增加四倍。
5.如权利要求1至4中的一个所述的宽带相移设备，其特征在于其是可集成的。
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