Приемник/передатчик для использования в многоканальной дуплексной системе связи с временным разделением каналов

 

Приемник/передатчик для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов имеет независимые сумматор и делитель для полной изоляции канала передачи от канала приема. Передатчик/приемник включает первый и второй циркуляторы, связанные соответственно с первым и вторым приемопередатчиками. Канал передачи формируется между первым и вторым циркуляторами и антенной для передачи передаваемых сигналов в ответ на прием подготовительного сигнала передачи. Канал приема формируется между первым и вторым циркуляторами и антенной для передачи принимаемого сигнала в ответ на прием подготовительного сигнала приема. Контроллер переключения генерирует подготовительный сигнал передачи в режиме передачи и подготовительный сигнал приема в режиме приема. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости из-за уменьшения перекрестных помех между передаваемым и принимаемым сигналами и улучшения интермодуляционных характеристик. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к многоканальной дуплексной системе связи с временным разделением каналов (TDD), а более конкретно к передатчику/приемнику для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов.

В многоканальной дуплексной системе связи с временным разделением каналов (TDD) ранее известный приемник/передатчик для передачи и приема данных посредством одного порта (физического канала) имеет, как показано на фиг. 1, антенну 2, первый и второй циркулятор 4 и 8, малошумящий усилитель (LNA) 6, сумматор/делитель Вилкинсона, первый и второй переключатели 12-1 и 12-2, первый и второй усилители мощности (PA) 14-1 и 14-2, третий и четвертый переключатели 16-1 и 16-2, первый и второй приемопередатчики 18-1 и 18-2, а также схему управления переключением 20. Первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 включаются в ответ на прием подготовительного сигнала передачи, генерируемого схемой управления переключением 20. Малошумящий усилитель 6 включается в ответ на прием подготовительного сигнала приема, генерируемого схемой управления переключением 20.

В режиме передачи передаваемые сигналы, генерируемые первым и вторым приемопередатчиками 18-1 и 18-2, передаются на сумматор/делитель Вилкинсона 10 через первый и второй каналы передачи соответственно, причем первый канал передачи состоит из первого и третьего переключателей 12-1 и 16-1 и первого усилителя мощности 14-1, а второй канал передачи состоит из второго и четвертого переключателей 12-2 и 16-2 и второго усилителя мощности 14-2. Сумматор/делитель Вилкинсона 10 суммирует передаваемые сигналы, принимаемые по первому и второму каналам передачи и передает полученный в результате суммирования сигнал на антенну 2 через первый и второй циркуляторы 4 и 8. К этому времени отключается малошумящий усилитель 6, чтобы предотвратить передачу сигнала, получаемого от первого циркулятора 4, в обратном направлении на второй циркулятор 8.

Затем в режиме приема принятый антенной 2 сигнал передается на малошумящий усилитель 6, который включается после получения подготовительного сигнала приема, генерируемого схемой управления переключением 20. Малошумящий усилитель 6 усиливает принятый сигнал. Делитель/сумматор Вилкинсона 10 делит усиленный сигнал, передаваемый от малошумящего усилителя 6 через второй циркулятор 8 и передает полученные в результате деления сигналы на первый и второй передатчики 18-1 и 18-2 по первому и второму каналам приема соответственно, причем первый канал приема состоит из первого и третьего переключателей 12-1 и 16-1, а второй канал приема состоит из второго и четвертого переключателей 12-2 и 16-2. К этому времени первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 отключаются, чтобы предотвратить передачу выходных сигналов с третьего и четвертого переключателей 16-1 и 16-2 обратно на первый и второй переключатели 12-1 и 12-2 соответственно.

Однако в ранее известных передатчиках/приемниках могут возникать некоторые проблемы. Например, это устройство имеет огромное количество переключателей, что приводит к усложнению системы. Далее, являясь активными элементами, переключатели с первого по четвертый 12-1, 12-2, 16-1 и 16-2 имеют плохие интермодуляционные характеристики (IMD) по сравнению с первым и вторым циркуляторами 4 и 8, которые являются пассивными элементами. Более того, так как ранее известное устройство имеет единственный сумматор/делитель Вилкинсона 10, то передаваемый сигнал может возвращаться обратно по каналам приема через сумматор/делитель Вилкинсона 10.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка компактного передатчика/приемника для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов и разработка передатчика/приемника, имеющего независимые сумматор и делитель для полной изоляции канала передачи от канала приема.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения передатчик/приемник для использования в многоканальной дуплексной системе с временным делением каналов имеет независимый сумматор и делитель для полной изоляции канала передачи от канала приема. Передатчик/приемник имеет первый и второй циркуляторы, связанные соответственно с первым и вторым приемопередатчиком. Канал передачи формируется между первым и вторым циркуляторами и антенной для передачи передаваемых сигналов в ответ на прием подготовительного сигнала передачи. Канал приема формируется между первым и вторым циркуляторами и антенной для передачи принимаемого сигнала в ответ на прием подготовительного сигнала приема. Схема управления переключением генерирует подготовительный сигнал передачи в режиме передачи и подготовительный сигнал приема в режиме приема.

Указанные выше цели, свойства и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в свете приведенного ниже детального описания примера исполнения, которое дано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 является блок-схемой передатчика/приемника для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов в соответствии с ранее известным; фиг. 2 является блок-схемой передатчика/приемника для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов в соответствии с исполнением настоящего изобретения.

Предпочтительное исполнение настоящего изобретения будет описано детально со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых для лучшего понимания одинаковые ссылочные позиции обозначают одни и те же элементы. Хотя специфическое исполнение такое, как конкретные элементы схемы будут детально описаны в качестве примера для разъяснения сути настоящего изобретения, но знакомыми с данной областью техники на основании описания настоящего изобретения смогут использовать это изобретение даже без этих деталей. Кроме этого, здесь может быть опущено ненужное детальное описание широко известных функций и конструкций.

Фиг. 2 является иллюстрацией приемника/передатчика для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением каналов в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с фиг. 2 порты ввода/вывода (физические каналы) первого и второго приемопередатчика 18-1 и 18-2 соответственно связаны с первым и вторым циркуляторами 34 и 36. Второй циркулятор 34 изолирует первый передаваемый сигнал, получаемый от первого приемопередатчика 18-1 от первого принимаемого сигнала, передаваемого от делителя Вилкинсона 32, а третий циркулятор 36 изолирует второй передаваемый сигнал, получаемый от второго приемопередатчика 18-2 от второго принимаемого сигнала, передаваемого от делителя Вилкинсона 32. Соответствующие выходы второго и третьего циркуляторов 34 и 36 связаны с первым и вторым усилителями мощности 14-1 и 14-2. Первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 включаются в ответ на прием подготовительного сигнала передачи, генерируемого схемой контроля переключения 20, для усиления первого и второго передаваемых сигналов, принимаемых посредством второго и третьего циркуляторов 34 и 36. Выходы первого и второго усилителей мощности 14-1 и 14-2 связаны соответственно с первым и вторым входом сумматора Вилкинсона 30. Выход сумматора Вилкинсона 30 связан с входом первого циркулятора 4, который изолирует передаваемый сигнал, получаемый от сумматора Вилкинсона 30 от принимаемого сигнала, принятого антенной 2. В дальнейшем описании необходимо учитывать, что первый и второй приемопередатчики 18-1 и 18-2, второй и третий циркуляторы 34 и 36, первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2, сумматор Вилкинсона 30, первый циркулятор 4, а также антенна 2 составляют канал передачи.

Далее выход первого циркулятора 4 связан с малошумящим усилителем 6, который включается в ответ на прием подготовительного сигнала приема, генерируемого схемой управления переключением 20. Малошумящий усилитель 6 усиливает принятый сигнал, получаемый посредством первого циркулятора 4 от антенны 2. Выход малошумящего усилителя 6 связан с делителем Вилкинсона 32, который делит выходной сигнал малошумящего усилителя 6 и передает на свой первый и второй выходы сигналы, полученные в результате деления. Первый и второй выходы делителя Вилкинсона 32 связаны соответственно с вторым и третьим циркуляторами 34 и 36. Схема управления переключением 20 генерирует подготовительный сигнал передачи в режиме передачи и подготовительный сигнал приема в режиме приема. Необходимо учитывать, что антенна 2, первый циркулятор 4, малошумящий усилитель 6, делитель Вилкинсона 32, второй и третий циркуляторы 34 и 36, а также первый и второй приемопередатчики 18-1 и 18-2 составляют канал приема.

В режиме передачи первый и второй сигналы передачи, получаемые от первого и второго приемопередатчиков 18-1 и 18-2, передаются на первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 через второй и третий циркуляторы 34 и 36 соответственно. Первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 включаются в ответ на прием подготовительного сигнала передачи, генерируемого схемой управления переключением 20, для усиления первого и второго передаваемых сигналов, принимаемых от второго и третьего циркуляторов 34 и 36. Сумматор Вилкинсона 30 суммирует усиленные сигналы, передаваемые от первого и второго усилителей мощности 14-1 и 14-2 и передает сигнал, полученный в результате суммирования на первый циркулятор 4. Передаваемый сигнал передается антенной 2 в эфир.

В режиме передачи принятый антенной 2 высокочастотный сигнал (RF) передается на малошумящий усилитель 6 через первый циркулятор 4. В это время в ответ на прием подготовительного сигнала приема, принимаемого от схемы управления переключением 20, включается малошумящий усилитель 6 для усиления принятого сигнала. Делитель Вилкинсона 32 делит сигнал, принимаемый от малошумящего усилителя 6 и передает полученные в результате деления сигналы на второй и третий циркуляторы 34 и 36 со своего первого и второго выхода. Затем второй и третий циркуляторы 34 и 36 передают сигналы, полученные в результате деления, на первый и второй приемопередатчики 18-1 и 18-2 соответственно.

Из последующего описания легко заметить, что в режиме передачи схема управления переключением 20 включает первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 и отключает малошумящий усилитель 6, тем самым отключая канал приема. Напротив, в режиме приема включается малошумящий усилитель 6, а первый и второй усилители мощности 14-1 и 14-2 отключаются тем самым отключая канал передачи. Таким образом, реализуется возможность полной изоляции канала передачи от канала приема.

Как указано в дальнейшем описании, в передатчике/приемнике настоящего изобретения вместо переключателей с первого по четвертый 12-1, 12-2, 16-1 и 16-2 ранее известного устройства, показанного на фиг.1, используется второй и третий циркуляторы 34 и 36, причем циркуляторы являются пассивными элементами, а переключатели являются активными элементами, так что могут улучшаться интермодуляционные характеристики системы (IMD). Далее канал передачи полностью изолируется от канала приема, так что реализуется возможность предотвращения перекрестных помех между передаваемым сигналом и принимаемым сигналом. Кроме того, так как для передатчика/приемника настоящего изобретения не требуется переключателей, то имеется возможность изготовления компактного устройства при малых затратах.

Хотя выше детально было описано предпочтительное исполнение настоящего изобретения, но необходимо учитывать, что возможны изменения и/или модификации представленных основных изобретательских концепций, которые могут осуществляться знакомыми с данной областью техники и которые, однако, будут соответствовать духу и сути настоящего изобретения и прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Передатчик/приемник для использования в многоканальной дуплексной системе с временным разделением, включающий первый циркулятор, подключенный к антенне для изоляции сигналов передачи от принимаемого сигнала, получаемого посредством упомянутой антенны, первый и второй приемопередатчики, каждый из которых передает и принимает сигналы посредством одного из своих портов ввода/вывода, каждый из которых связан соответственно с вторым и третьим циркуляторами, отличающийся тем, что содержит делитель, подключенный к упомянутому первому циркулятору для деления упомянутого принимаемого сигнала от антенны на первый и второй принимаемые сигналы, принимаемые соответственно первым и вторым приемопередатчиками, сумматор для суммирования первого и второго передаваемых сигналов, генерируемых соответственно от первого и второго приемопередатчиков, выход которого связан с входом первого циркулятора, при этом второй циркулятор изолирует первый принимаемый сигнал от первого передаваемого сигнала, а третий циркулятор изолирует второй принимаемый сигнал от второго передаваемого сигнала.

2. Передатчик/приемник по п.1, отличающийся тем, что далее содержит первый усилитель мощности, включенный между вторым циркулятором и сумматором для усиления упомянутого первого передаваемого сигнала, принимаемого от упомянутого второго циркулятора, второй усилитель мощности, включенный между третьим циркулятором и сумматором для усиления второго передаваемого сигнала, получаемого от третьего циркулятора, малошумящий усилитель, включенный между первым циркулятором и делителем для усиления упомянутого принимаемого сигнала, получаемого от антенны через первый циркулятор, а также контроллер переключения для генерации подготовительного сигнала передачи в режиме передачи для включения первого и второго усилителей мощности и для генерации подготовительного сигнала приема в режиме приема для включения малошумящего усилителя.

3. Передатчик/приемник по п.2, отличающийся тем, что упомянутый сумматор является сумматором Вилкинсона.

4. Передатчик/приемник по п.2, отличающийся тем, что упомянутый делитель является делителем Вилкинсона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2