用於無線收發器的噪聲去除設備的製作方法
2023-09-19 07:12:10 4
專利名稱：用於無線收發器的噪聲去除設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線收發器，更具體地講，涉及一種用於去除由引入無線收發器中的接收器的發送信號產生的噪聲的設備。
背景技術：
通常，交叉調製(CM)現象指的是出現在實際接收信號的載波中的由不期望的信號引起的互調。
就無線收發器而言，引入接收器的發送信號部分引起與實際接收信號的互調。由這種互調引起的噪聲被稱為CM噪聲，CM噪聲降低了信號接收的靈敏性。
如上所述，CM噪聲是當已引入接收器的發送信號通過有源裝置時產生的非線性成分，主要是由低噪聲放大器(LNA)和混頻器產生的。
圖1A至圖1D是示出在傳統無線收發器中CM噪聲產生步驟的示圖。如圖1A所示，接收信號包括發送信號和實際接收信號，當發送信號通過接收器的有源裝置諸如低噪聲放大器時產生CM噪聲。
因此，如圖1B所示，現有技術利用帶通濾波器(BPF)或雙工器通過僅使實際接收信號通過來去除包括在接收信號中的發送信號。
然而，儘管如上所述發送信號被去除，但是如圖1C所示一部分發送信號仍然保留在接收信號中。當仍然保留在接收信號中的發送信號部分通過低噪聲放大器或混頻器時，如圖1D所示，用帶內單音幹擾器來調製它，從而引起CM噪聲。這種CM噪聲對接收信號的頻帶施加不良影響，從而降低了信號接收性能。因此，必須充分去除發送信號以防止產生CM噪聲。
近來，已使用將具有優良性能的雙工器用於從接收信號中分離發送信號的方案和使用多個帶通濾波器的方案來充分去除包括在接收信號中的發送信號。然而，就諸如分集接收器的子接收器而言，由於不需要從接收信號中分離發送信號，所以不可以採用使用雙工器的發送信號去除方案。此外，使用多個帶通濾波器的方案導致高成本，並且由於所安裝的帶通濾波器的數量而增大了無線收發器的體積。
發明內容
因此，進行本發明以解決出現在現有技術中的上述問題，並且本發明的一目的是提供一種噪聲去除設備，該噪聲去除設備在確保低成本和佔據較小區域的同時，通過使用帶阻濾波器來去除具有預定頻帶的信號，可充分去除包括在接收信號中的具有發送頻帶的信號。
本發明的另一目的是提供一種噪聲去除設備，該噪聲去除設備以帶阻濾波器的衰減極點可準確地與發送頻帶相同的方式，通過將帶阻濾波器安裝在接收器中，可充分去除包括在接收信號中的具有發送頻帶的信號。為了實現這些目的，根據本發明的一方面，提供了一種用於無線收發器的噪聲去除設備，該設備包括發送頻率控制電壓產生單元，用於產生控制發送頻率的發送頻率控制電壓，所述發送頻率被用於將將被發送的基帶信號變換成具有發送頻帶的信號；和帶阻濾波器，通過基於發送頻率控制電壓來控制衰減極點使其與發送頻帶一致，來防止包括在接收信號中的發送頻帶信號通過。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於無線收發器的噪聲去除設備，該無線收發器包括發送器，用於將將被發送的基帶發送信號與發送頻率混合以將基帶發送信號變換成具有發送頻帶的信號；第一接收器，用於將接收頻帶的接收信號變換成第一基帶接收信號；和第二接收器，用於將接收頻帶的分集信號變換成第二基帶接收信號，所述設備包括發送頻率控制電壓產生單元，用於產生控制壓控振蕩器的頻率的控制電壓，所述壓控振蕩器為發送器提供發送頻率；和帶阻濾波器，連接在天線和第二接收器之間，以基於發送頻率控制電壓來控制衰減極點使其與發送頻帶一致，從而防止包括在所述接收信號中的發送頻帶信號通過。
從下面結合附圖的詳細描述，本發明的上述和其他目的、特點和優點將會變得更加清楚，其中圖1A至圖1D是示出在傳統無線收發器中CM噪聲產生步驟的示圖；圖2是示出根據本發明第一實施例的無線收發器的方框圖；圖3是根據本發明實施例的帶阻濾波器的電路圖；
圖4示出利用根據本發明實施例的帶阻濾波器來去除發送頻帶信號的示例；和圖5是示出根據本發明第二實施例的無線收發器的方框圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖來描述本發明的優選實施例。在本發明實施例的下面描述中，當對包含於此的公知的功能和構造的詳細描述會使本發明的主題內容變得不清楚時，將略掉對這些公知的功能和構造的詳細描述。
圖2是示出用於發送/接收單頻帶信號的無線收發器的方框圖。該圖中示出的無線收發器具有包括主接收器和子接收器(分集接收器)以單獨接收單頻帶信號的雙接收器結構。該無線收發器包括雙工器100、第一接收器200、發送器300和第二接收器400。
雙工器100連接至天線、第一接收器200和發送器300，並通過天線輸出從發送器300輸出的發送信號。此外，雙工器100將通過天線接收的信號中與接收信號相應的頻帶信號提供給第一接收器200。
作為主接收器的第一接收器200包括第一低噪聲放大器210、第一帶通濾波器(BPF)220和第一混頻器230。第一低噪聲放大器210放大從雙工器100提供的接收信號。第一BPF 220對低噪聲放大的信號執行帶通過濾操作以去除噪聲信號並僅使實際接收信號通過。第一混頻器230下變換已進行帶通過濾的接收信號以將下變換的信號作為基帶的第一接收信號輸出。
發送器300包括功率放大器310、第二BPF 320、第二混頻器330、壓控振蕩器(VCO)340和發送頻率控制電壓產生單元350。
發送頻率控制電壓產生單元350可包括PLL控制器351和環路濾波器352。PLL控制器351改變提供給環路濾波器352的電荷量以將VCO 340的振蕩頻率調諧至發送頻率。環路濾波器352基於電容器累積的電荷量的改變為VCO 340提供發送頻率控制電壓。VCO 340以與從環路濾波器352輸入的發送頻率控制電壓相應的發送頻率振蕩。第二混頻器330將基帶的發送信號和由VCO 340振蕩的發送頻率混合，從而將發送信號上變換為發送頻帶信號。第二BPF 320接收第二混頻器330的輸出信號並對該輸出信號執行帶通過濾操作，從而僅使發送頻帶信號通過。
功率放大器310從第二BPF 320接收發送頻帶信號，對接收的發送頻帶信號進行功率放大並將該信號發送到雙工器100。雙工器100通過天線輸出已從功率放大器310接收的發送頻帶信號。
第二接收器400是通過分離的子天線接收子信號的子接收器。可用分集接收器來構造子接收器以接收分集信號。第二接收器400包括帶阻濾波器410、第三BPF 420、第二低噪聲放大器430、第四BPF 440和第三混頻器450。
帶阻濾波器410對通過子天線接收的信號執行帶阻過濾操作以防止具有發送頻帶的信號從其通過。帶阻濾波器410通過基於從環路濾波器352輸出的發送頻率控制電壓將其自身的衰減極點控制為與發送頻帶相同來準確充分地防止具有發送頻帶的信號從其通過。第三BPF 420執行僅使實際接收信號通過的帶通過濾操作以去除保留在已去除具有發送頻帶的信號的接收信號中的噪聲信號。
第二低噪聲放大器430接收並低噪聲放大實際接收信號，帶阻濾波器410和第三BPF 420已從實際接收信號中去除了發送頻帶的信號和噪聲信號。
第四BPF 440執行僅使實際接收信號通過的帶通過濾操作以從由第二低噪聲放大器430低噪聲放大的信號中去除除接收信號以外的噪聲信號(諸如圖像信號)。
第三混頻器450下變換已通過第四BPF 440進行了帶通過濾操作的接收信號帶，從而輸出基帶的第二接收信號。如上所述，根據基於本發明第一實施例的無線收發器，帶阻濾波器410連接至接收器，並且用於使VCO 340以與發送頻帶對應的頻率振蕩的發送頻率控制電壓施加於帶阻濾波器410。然後，帶阻濾波器410通過基於用於使VCO 340以與發送頻帶對應的頻率振蕩的發送頻率控制電壓來控制使其自身的衰減極點與發送頻帶一致來防止具有發送頻帶的信號通過。
圖3是根據本發明實施例的帶阻濾波器410的電路圖。帶阻濾波器410包括電容器(C)、可變電容二極體(被稱為「變容二極體」)412和感應器(L)。電容器(C)和變容二極體412彼此串聯，並且分別具有電容元件。電容器(C)的電容元件具有固定值，而變容二極體412的電容元件的值根據其兩端之間施加的電壓而改變。感應器(L)並行連接至彼此串聯的電容器(C)和變容二極體412，並且具有感應元件。這種帶阻濾波器的衰減極點根據電容和感應的值而改變。根據本發明，通過利用發送頻率控制電壓來改變變容二極體412的兩端之間施加的電壓，將帶阻濾波器410的衰減極點控制為與發送頻帶一致。因此，通過使用帶阻濾波器410，本發明的無線收發器可準確充分地去除包括在接收信號中的發送信號。
圖4是示出利用根據本發明實施例的帶阻濾波器來去除發送頻帶信號的示例的示圖。參照圖4，根據本發明的帶阻濾波器410的衰減極點基於使VCO以發送頻率振蕩的發送頻率控制電壓來移動以使其與發送頻帶一致，從而準確地防止包括在接收信號中的具有發送頻帶的信號從其通過。因此，根據本發明的無線收發器的接收器可防止由於發送信號而導致的CM噪聲的出現。
儘管已針對用於發送/接收單頻帶的信號的無線收發器描述了本發明的第一實施例，但是可將本發明應用於用於發送/接收多個不同頻帶的信號的無線收發器設備。
圖5是示出根據本發明第二實施例的無線收發器的構造的方框圖。即，圖5示出發送/接收兩個不同頻帶即蜂窩帶和美國個人通信服務(US PCS)帶的信號的無線收發器。根據本發明第二實施例的無線收發器包括第一接收器510、發送器520、第一雙工器551、第二雙工器552、第一RF開關560、第二接收器570和第二RF開關590。
作為主接收器的第一接收器510包括用於接收和處理蜂窩帶信號的蜂窩接收器505和用於接收和處理US PCS帶信號的US PCS接收器515。蜂窩接收器505將接收的蜂窩帶信號變換成第一基帶信號並輸出該第一基帶信號。蜂窩接收器505包括低噪聲放大器501、BPF 502和混頻器503。低噪聲放大器501低噪聲放大通過第一雙工器551提供的接收的蜂窩帶信號。BPF 502執行帶通過濾操作，以在防止噪聲通過的同時僅允許低噪聲放大的信號的實際接收信號通過。混頻器503將已通過BPF 502去除噪聲的接收的蜂窩帶信號下變換成第一基帶信號，然後輸出該第一基帶信號。
US PCS接收器515將接收的US PCS帶信號變換成第二基帶信號，並輸出該第二基帶信號。US PCS接收器515包括低噪聲放大器511、BPF 512和混頻器513。
低噪聲放大器511低噪聲放大通過第二雙工器552提供的接收的US PCS帶信號。BPF 512執行帶通過濾操作，以在防止噪聲通過的同時僅允許低噪聲放大的信號的具有US PCS帶的實際接收信號通過。混頻器513將已通過BPF 512從其中去除噪聲的接收的US PCS帶信號下變換成第二基帶信號，然後輸出該第二基帶信號。
發送器520包括用於發送蜂窩帶信號的蜂窩發送器525、用於發送USPCS帶信號的US PCS發送器535、VCO 542和發送頻率控制電壓產生單元548。VCO 542基於發送頻率控制電壓以發送頻率振蕩。發送頻率控制電壓產生單元548產生用於控制VCO 542的控制電壓，以使VCO 542產生與期望的發送頻率相同的振蕩頻率。發送頻率控制電壓產生單元548包括PLL控制器544和環路濾波器546。PLL控制器544改變提供給環路濾波器546的電荷量以將VC0振蕩頻率調諧至US PCS帶的發送頻率。環路濾波器546基於電容器累積的電荷量的改變來輸出US PCS帶的發送頻率控制電壓。根據本發明的本實施例，將US PCS帶的發送頻率控制電壓施加於VCO 542，從而VCO 542可將其振蕩頻率控制為與US PCS帶的發送頻率相同。此外，US PCS帶的發送頻率控制電壓被施加於US PCS分集接收器585的帶阻濾波器581，以使帶阻濾波器581的衰減極點移動至與US PCS發送頻率相同。
蜂窩發送器525將將被發送的具有基帶信號的信號變換成蜂窩帶的發送信號，並輸出該蜂窩帶的發送信號。蜂窩發送器525包括功率放大器521、BPF 522和混頻器523。混頻器523將將被發送的基帶信號的發送信號與蜂窩帶的發送頻率混合，從而將基帶信號的發送信號上變換成蜂窩帶的發送信號。BPF 522接收混頻器523的輸出信號，並對接收信號執行帶通過濾操作以在防止噪聲通過的同時僅允許具有蜂窩帶的發送信號通過。功率放大器521對已通過BPF 522進行了帶通過濾操作的蜂窩帶的發送信號進行功率放大並將其輸出。
US PCS發送器535將將被發送的具有基帶信號的信號變換成US PCS帶的發送信號，並輸出該US PCS帶的發送信號。US PCS發送器535包括功率放大器531、BPF 532和混頻器534。混頻器534將將被發送的基帶信號的發送信號與US PCS帶的發送頻率混合，從而將基帶信號的發送信號上變換成US PCS帶的發送信號。BPF 532接收混頻器533的輸出信號，並對接收信號執行帶通過濾操作以在防止噪聲通過的同時僅允許US PCS帶的發送信號通過。功率放大器531對已通過BPF 532進行了帶通過濾操作的US PCS帶的發送信號進行功率放大並將其輸出。
第一雙工器551連接至主天線、蜂窩接收器505和蜂窩發送器525，並將從蜂窩發送器525輸出的發送信號輸出到主天線。此外，第一雙工器551為蜂窩接收器505提供通過主天線接收的信號中的接收的蜂窩帶信號。第二雙工器552連接至主天線、US PCS接收器515和US PCS發送器535，並將從US PCS發送器535輸出的發送信號輸出到主天線。此外，第二雙工器552為US PCS接收器515提供通過主天線接收的信號中的US PCS帶信號。
第一RF開關560執行切換操作，以將主天線連接至第一雙工器551或第二雙工器552。
第二接收器570是子接收器，該子接收器通過分離的子天線接收每個帶(蜂窩帶和US PCS帶)的分集信號，並處理接收信號。第二接收器570可包括用於接收蜂窩帶的分集信號的蜂窩分集接收器575和用於接收US PCS帶的分集信號的US PCS分集接收器585。第二RF開關590執行切換操作以將子天線連接至蜂窩分集接收器575或US PCS分集接收器585。
蜂窩分集接收器575接收並處理從第二RF開關590提供的接收的蜂窩帶的分集信號。由於聲表面波(SAW)濾波器具有窄通頻帶，所以它具有優良性能，所述聲表面波濾波器是使用聲表面波的帶通濾波器。就接收信號和發送信號之間的間隔不是非常窄的蜂窩信號而言，蜂窩分集接收器575通過使用SAW濾波器可幾乎完全去除包括在接收信號中的發送信號。
因此，蜂窩分集接收器575包括SAW濾波器571、低噪聲放大器572和BPF 573。SAW濾波器571僅使通過子天線接收的信號中的接收的具有蜂窩帶的分集信號通過，從而去除包括在接收信號中的發送信號。低噪聲放大器572接收並低噪聲放大已由SAW濾波器571去除發送信號的接收信號。BPF573對低噪聲放大的信號執行帶通過濾操作以在防止噪聲通過的同時僅允許低噪聲放大的信號的實際接收信號通過。
同時，US PCS分集接收器585接收並處理接收的US PCS帶的分集信號。US PCS帶信號具有60MHz的寬通頻帶，並且US PCS帶的發送信號和接收信號之間的頻率間隔非常窄。因此，儘管具有優良性能的SAW濾波器被用於處理US PCS帶信號，但是難以充分去除包括在接收信號中的發送信號。因此，需要一種能夠更充分地去除包括在接收信號中的發送信號的方法。為此，根據本發明的實施例，在US PCS分集接收器585中連接有帶阻濾波器581，從而可通過帶阻濾波器581首先去除包括在接收信號中的發送信號，然後可將已去除發送信號的接收信號提供給SAW濾波器582。
根據本發明，US PCS分集接收器585可包括帶阻濾波器581、SAW濾波器582、低噪聲放大器583和BPF 584。帶阻濾波器581對通過子天線接收的信號執行帶阻過濾操作以防止具有US PCS帶的發送信號通過帶阻濾波器581。帶阻濾波器581基於從環路濾波器546輸出的VCO控制電壓控制使其自身的衰減極點與US PCS帶的發送頻率一致，從而去除US PCS發送頻帶的信號。SAW濾波器582接收已通過帶阻濾波器581去除發送頻率信號的接收信號，並僅使接收的US PCS帶的分集信號通過，從而再次去除包括在接收信號中的發送信號和噪聲。低噪聲放大器583接收並低噪聲放大通過SAW濾波器582過濾的接收信號。BPF 584對低噪聲放大的信號執行帶通過濾操作以在防止噪聲通過的同時僅允許低噪聲放大的信號的具有US PCS帶的實際接收信號通過。
如上所述，根據基於本發明第二實施例的無線收發器，帶阻濾波器581連接至子接收器中的用於接收US PCS帶信號的接收器，並且用於使VCO 542以與US PCS帶對應的發送頻率振蕩的VCO控制電壓被施加於帶阻濾波器581。帶阻濾波器581基於用於使VCO 542以US PCS帶的發送頻率振蕩的VCO控制電壓來控制使其自身的衰減極點與發送頻帶一致，從而防止接收信號的US PCS發送頻帶的信號通過帶阻濾波器581。因此，本發明的第二實施例的無線收發器可防止由包括在接收信號中的發送信號導致的CM噪聲的出現。
即，通過使用帶阻濾波器，根據本發明的噪聲去除設備可準確充分地去除包括在接收信號中的發送信號。此外，具有噪聲去除設備的無線收發器通過充分去除包括在接收信號中的發送信號，可防止由包括在接收信號中的發送信號導致的CM噪聲的出現。
儘管已參照本發明的某些優選實施例顯示並描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節的各種改變。具體地講，儘管已針對將帶阻濾波器使用在具有雙接收器結構的無線收發器中的情況描述了本發明的實施例，但是根據本發明的帶阻濾波器還可被應用於具有單接收器結構的無線收發器，因此本發明不限於是具有特定結構的無線收發器。因此，本發明的範圍不是由以上實施例限制而是由權利要求及其等同物來限制。
權利要求
1.一種用於無線收發器的噪聲去除設備，該設備包括發送頻率控制電壓產生單元，用於產生控制發送頻率的發送頻率控制電壓，所述發送頻率用於將將被發送的基帶信號變換成具有發送頻帶的信號；和帶阻濾波器，通過基於所述發送頻率控制電壓來控制衰減極點使其與發送頻帶相同，來防止包括在接收信號中的發送頻帶信號通過。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述帶阻濾波器包括變容二極體，在所述帶阻濾波器中，所述變容二極體的電容元件根據所述發送頻率控制電壓而改變，以使衰減極點與發送頻帶一致。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述發送頻率控制電壓產生單元包括PLL控制器，提供電荷量以用於控制以發送頻率振蕩的壓控振蕩器的振蕩頻率；和環路濾波器，基於PLL控制器提供的電荷量的改變來輸出發送頻率控制電壓。
4.一種用於無線收發器的噪聲去除設備，該無線收發器具有發送器，用於將將被發送的基帶發送信號與發送頻率混合以將基帶發送信號變換成具有發送頻帶的信號；第一接收器，用於將接收頻帶的接收信號變換成第一基帶接收信號；和第二接收器，用於將接收頻帶的分集信號變換成第二基帶接收信號，所述設備包括發送頻率控制電壓產生單元，用於產生控制壓控振蕩器的頻率的控制電壓，所述壓控振蕩器為發送器提供發送頻率；和帶阻濾波器，連接在天線和第二接收器之間，以基於發送頻率控制電壓將衰減極點控制為與發送頻帶相同，從而防止包括在所述接收信號中的發送頻帶信號通過。
5.如權利要求4所述的設備，其中，所述帶阻濾波器包括變容二極體，在所述帶阻濾波器中，所述變容二極體的電容元件根據所述發送頻率控制電壓而改變，以使衰減極點與發送頻帶一致。
6.如權利要求4所述的設備，其中，所述發送頻率控制電壓產生單元包括PLL控制器，提供電荷量以用於控制以發送頻率振蕩的壓控振蕩器的振蕩頻率；和環路濾波器，基於PLL控制器提供的電荷量的改變來輸出發送頻率控制電壓。
7.如權利要求4所述的設備，其中，所述發送頻帶和所述接收頻帶與US PCS帶對應。
全文摘要
本發明公開了一種用於無線收發器的噪聲去除設備，該設備包括發送頻率控制電壓產生單元，用於產生控制發送頻率的發送頻率控制電壓，發送頻率被用於將被發送的基帶信號變換成具有發送頻帶的信號；和帶阻濾波器，通過基於發送頻率控制電壓來控制衰減極點使其與發送頻帶一致，來防止包括在接收信號中的發送頻帶信號通過。通過使用帶阻濾波器，該噪聲去除設備可準確和充分地去除包括在接收信號中的發送信號。此外，具有該噪聲去除設備的無線收發器通過充分去除包括在接收信號中的發送信號，可防止由包括在接收信號中的發送信號導致的CM噪聲的出現。
文檔編號H04B1/40GK1794616SQ20051013245
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月21日 優先權日2004年12月21日
發明者金昇範 申請人:三星電子株式會社