专利名称：有单个锁相环的收发机设备及其方法
技术领域：
本发明涉及无线电通信系统中使用的一种收发设备，更具体说涉及只有一个锁相环电路的一种收发方法和收发设备，这种方法和设备能利用一个频率振荡器产生的频率作为上变频的本机振荡频率和发送模式下载频的基准频率，并作为下变频的本机振荡频率和接收模式下调制/解调用的载频。
1980年6月8日授予Biethan的美国专利4,212,013号公开了一种一般的双工收发设备，其中的发送机和接收机只采用一个振荡器，从而大大简化了技术上的问题和节省了财务上的开支。然而，由于发送解调器和接收滤波器还应分别采用独立的振荡器，因而在结构上还有进一步简化的必要。
1991年6月30日授予Dannenberg的美国专利5,036,327号公开了一种采用单振荡器移频键控系统的雷达收发机，其中声频载波利用视频解调的稳定高频进行上变频，作为经稳定线性解调的声频载波而输出。这种方法已应用在声频解调信号与视频解调信号混合的信号传输中。
图1示出了现有技术的一种无线电通信系统。参看图1，传输数据I和Q转换成模拟信号之后，通过低通滤波器(以下称为“LPF”)173和181，进而从模拟信号中滤除较高频率的分量。低通滤波器173和181的输出输入到正交解调电路202中的正交混合器171和179。在此期间，混合器171和179分别收到0度相位和90度相位的信号，这些信号是信号在移相器177中分成0度相位和90度相位产生的。该信号是从信号发生器73借助锁相环(以下称为“PLL”)71使其以基准信号发生器41产生的基准信号锁相产生的。这样，混合器171和179将低通滤波器173和181的输出与移相器177的输出混合，再由组合器169将由此得出的信号加以组合，作为经正交解调的信号输出。经正交解调的信号由放大器167放大，再通过带通滤波器(以下称为“BPF”)165。这样，经正交调制的信号只有经选择的频带才被滤除。带通滤波器165输出的经滤波的信号再次被放大到预定的程度，然后传送给上变频混合器161。混合器161接收信号发生器49输出的由PLL47以基准信号发生器41输出的基准信号锁相的输出信号，从而对放大器163的输出进行上变频。经上变频的信号通过BPF154传送给功率放大器153。功率放大器153输出的信号经开关105和BPF103通过天线101发送出去。
现在看接收工作过程。从天线101收到的信号经BPF103和开关105传到低噪声放大器107，由低噪声放大器107将收到的弱信号放大10-30分贝。BPF109从放大的信号中只提取所需的接收频带，再提供给下变频混合器111。混合器111还接收信号发生器37的输出，该输出由PLL39以基准信号发生器41产生的基准信号锁相。于是混合器111输出Nfl+/-Mf2的信号(其中N和M都是整数)。混合器111的输出信号加到BPF113上，只有频带f1-f2通过BPFl13。这样，本机振荡频率f2使接收信号频率f1降低，使其成为f1-f2的中频。此中频再由放大器115放大，然后加到正交调制电路201中的分配器117。分配器117将放大的信号分配并加到调制混合器119和131上。在此期间，混合器119和131分别收到0度相位和90度相位的信号，这些信号是由90度移相器127将一信号分成0度和90度产生的。该信号是从信号发生器43通过PLL45使其以基准信号发生器41产生的基准信号锁相而产生的。混合器119和131的输出信号通过LPF121和133，从其中滤掉频率较高的噪声。接着，PLF121和133的输出经放大器123和135放大后传送给模/数(A/D)转换器125和137，于是产生数字化了的信号I和Q。综上所述，由于一般的方法采用多个频率源，例如基准信号发生器、信号发生器和PLL，因而不能实现系统的小型化和降低成本。
因此，本发明的目的是提供一种只用一个本机振荡器的既能提供上变频/下变频用的本机振荡频率又能提供调制/解调用的载频的收发方法和收发设备。
为达到本发明的上述目的，本发明的用在具有解调器、载频发生器、滤波器、放大器和天线的无线电通信系统中的收发设备被构制成使一个本机振荡器输出的振荡频率，经倍增到预定频率后作为上变频/下变频用的本机振荡频率，和作为调制/解调用的载频。
下面参看附图详细说明本发明的最佳实施例。附图中图1是现有技术的无线电通信系统图；图2是本发明一个最佳实施例的无线电通信系统图；图3是本发明另一个最佳实施例的无线电通信系统图。
参看图2。图中的电路是无线电通信系统的一个电路。该无线电通信系统有一个上变频混合器、一个下变频混合器、一个调制电路和一个解调电路。调制电路包括一个分配器、若干混合器和一个移相器。解调电路包括一个组合器、若干混合器和一个移相器。所述无线电通信系统的电路由下列部分组成一个基准信号发生器，供产生无线电通信系统的基准信号；一个锁相环，供将基准信号发生器的输出锁相到预定的频率；一个信号发生器，供根据锁相环的输出产生信号，并将信号提供给调制电路和解调电路中的移相器；第一倍频器，用以将信号发生器的输出倍增到第四给定倍数；第一带通滤波器，供带通滤除第一倍频器的输出；第一放大器，供放大第一带通滤波器的输出，并将其提供给下变频混合器；第二倍频器，用以将信号发生器的输出倍增到第五给定倍数；第二带通滤波器，供带通滤除第二倍频器的输出；和第二放大器，供放大第二带通滤波器的输出，并将其提供给上变频混合器。
现在参看图2说明本发明的一个最佳实施例。传输数据I和Q经数/模(D/A)转换器175和183传送给LPF173和181，从而从传输数据I和Q中滤除高频分量，这些信号输入到解调器202中的正交解调混合器171和179中。在此期间，混合器171和179分别收到0度相位信号和90度相位信号，这些信号是由移相器177将一信号分成0度和90度产生的。该信号是从信号发生器147通过PLL149使其以基准信号发生器151锁相而产生的。如此得出的通过混合器171和179的信号在组合器169中经过组合，作为正交解调信号输出。经正交解调的信号通过放大器167放大，再通过BPF165进行带通滤波。BPF165输出的信号再经过放大，传送给上变频混合器161。信号发生器147输出的经PLL149使其以基准信号发生器151锁相的信号在B倍频器159中被倍频至B倍。BPF157只滤除B*f10的信号，其输出经放大器155放大，传送给混合器161。用频率f10正交解调过的信号用频率B*f10进行上变频，只有混合信号的信号B*f10＋f10通过BPF154滤波，从而使BPF154的输出频率变为(B＋1)*f10。BPF154的输出经功率放大器153放大后，再经开关105和BPF103通过天线101发送出去。
现在看接收工作过程。接收信号从天线101通过BPF103和开关105加到低噪声放大器107上。由低噪声放大器107放大的信号通过BPF109传送给下变频混合器111。信号发生器147的输出信号由PLL149使其以基准信号发生器151锁相，被A倍频器145倍频至A倍。BPF143滤波器只滤除A*f10的信号，其输出经放大器141放大，作为本机振荡频率传送给混合器111。只有收到的频率frf与本机振荡频率之间的差频frf-A*f10通过BPF113滤除。BPF113的输出经放大器115放大后传送给调制器201中的分配器117。分配器117将放大的信号分配到调制混合器119和131。频率f10加到移相器127上，0相位和90度相位信号分别加到混合器119和131上。调制器201中调制的信号加到LPF121和133，并从调制的信号中除去高频分量。如此得出的信号经放大器123和135放大后作为数据I和Q通过模/数转换器125和137输出。
现在参看图3。图3的组成与图2的相同，只是倍减器203用以倍减信号发生器147的输出，并将其提供给移相器127和177。就是说，图2中的信号经解调到频率f10之后调制到频率f10，而图3中信号发生器147产生的信号则经倍减器203倍减之后加到移相器127上，且频率f10在A倍频器145倍频后通过BPF143和放大器141加到下变频混合器111上。发送机和接收机的频率f10的值彼此不同。即，发送过程的解调频率f10用下式表示B*f10＋f10＝frf(其中frf为传输频率)f10＝frf/(B＋1)而接收过程的调制频率用下式表示frf-A*f10＝f10/Pfrf＝f10/P＋A*f10frf＝f10(K＋1/P)f10＝(P/(P*K＋A)*frf假设frf＝2.5吉赫，且B＝4，解调频率f10＝500兆赫，而在接收过程中，若P＝4且K＝5，则频率f10约为476兆赫，调制频率f10/P约为119兆赫。综上所述，本发明通过消除因采用不同频率而产生的干扰可以减小电路内的电气干扰。此外，图2图3中所示的电路较为简单，从而进一步降低了成本。
权利要求
1.一种用单一频率发送和接收的方法，其特征在于，解调用的频率经倍增到第一给定倍数后在发送模式下可作为上变频用的本机振荡频率，所述解调用的频率经倍增到第二给定倍数后在接收工作模式下可作为下变频用的本机振荡频率，且所述解调用的频率可作为正交调制用的频率，所述第一和第二预定倍数为整数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解调用的频率经倍减至第三给定值后可作为所述调制用的频率，所述解调用的频率经倍增至所述第二给定值后可作为所述下变频用的本机振荡频率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，假设所述解调用的频率为f10，接收频率为frf，则所述解调用的频率f10＝(P/(P*A＋1))*frf表示，所述A和P为第二和第三给定值。
4.无线电通信系统中用的一种收发设备，所述无线电通信系统有一个上变频混合器、一个下变频混合器、一个调制电路和一个解调电路，其中调制电路包括一个分配器、若干混合器和一个移相器；解调电路包括一个组合器、若干混合器和一个移相器；所述收发设备包括一个基准信号发生器，供产生所述无线电通信系统的基准信号；一个锁相环，供将所述基准信号发生器的输出锁相到预定频率；一个信号发生器，供根据所述锁相环的输出产生信号，并将该信号提供给所述调制电路和所述解调电路中的所述移相器；第一倍频器，用以将所述信号发生器的输出倍增到第四给定倍数；第一带通滤波器，供带通滤除所述第一倍频器的输出；第一放大器，供放大所述第一带通滤波器的输出，并将其提供给所述下变频混合器；第二倍频器，用以将所述信号发生器的输出倍增到第五给定倍数；第二带通滤波器，供带通滤除所述第二倍频器的输出；和第二放大器，供放大所述第二带通滤波器的输出，并将其提供给所述上变频混合器。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括一个倍减器，供倍减所述信号发生器的输出，并将其提供给所述调制电路和所述解调电路中的所述移相器。
全文摘要
一种收发方法和设备，只用一个本机振荡器提供上下变频用的本振频率和调制/解调用的载频。其设备有基准信号发生器；锁相环，供锁相基准信号发生器的输出；信号发生器，按锁相环输出产生信号，并提供给调频和解调电路中的移相器；第一和第二倍频器，供倍增信号发生器的输出；第一和第二带通滤波器，供分别滤除第一和第二倍频器的输出；第一和第二放大器，供分别放大第一和第二带通滤波器的输出，并将其分别提供给下上变频混合器。
文档编号H04B1/40GK1140941SQ9610445
公开日1997年1月22日 申请日期1996年4月12日 优先权日1995年4月13日
发明者朴在善, 金城宇, 朴正圭, 朴享元 申请人:三星电子株式会社