专利名称：天线放大器的制作方法
现有技术本发明源于具有权利要求1前序部分特征的天线放大器和具有权利要求10前序部分特征的接收器。
无线电接收系统的信号路径特别是在汽车中常常包括天线、阻抗匹配装置和/或放大器以及接收部分。在通常位于天线底部附近的用于阻抗匹配的元件中，将从天线接收到的信号有源地或无源地转换到新的额定阻抗上。此外，由此在信号路径中实现对后续的元件(这里为接收器)的宽带匹配。有源的阻抗匹配装置、亦即用于阻抗匹配的元件(也用于放大)能够同时放大从天线接收到的信号，例如以便弥补在有源阻抗匹配装置与接收器之间的天线线路中的损耗。用于阻抗匹配并且必要时用于放大的元件在下面被称作天线放大器。
常规的有源天线放大器被宽带地运行，也就是说，整个接收波段的信号被施加在有源组件上。天线放大器中使用有源组件的一个缺点在于其非线性特性，所述非线性特性在天线的底部电压由于较高的场强而较大时对接收性能有干扰的影响。为了限制天线放大器中的非线性效应，借助自动调节装置来降低电平。如果电平是在接收范围内高于该调节电路的阈值电平的某一信号，那么有用信道中的信号可能通过所述调节装置被显著减少，其中所述有用信道中的信号有可能具有比具有高电平的干扰信号显著更低的电平。由此严重损害所期望有用信道的接收质量。
因此，本发明的任务是，改善信噪比、特别是在其中施加有具有高电平干扰信号的情况下的信噪比。
该问题通过按照权利要求1的天线放大器、按照权利要求10的接收器以及按照权利要求12的接收系统来解决。在根据本发明的天线放大器中规定，在输入端与用于信号电平匹配的装置之间配置窄带滤波器，其中滤波器通带的中心频率能够被改变并且能够被调谐到所述接收器的接收信道之上。
在接收部分中存在以下信息，即哪个信道或哪个频率是所期望的接收频率。那么使用该信息，以便在天线放大器中控制窄带滤波器，使得尽可能避免损害有用信道。在信号路径中，所述滤波器被配置于天线放大器的有源放大器元件之前。窄带滤波器的通过范围被调整到分别所期望的有用信道的频率上。由此减少不期望的频率的信号电平，并且提高整个系统的接收性能。在此可以规定能够通过在天线放大器的控制端子上的、由接收器所产生的调谐信号来对所述滤波器的传输频率进行调谐。为用于调谐的滤波器所需的信息还经由分开的线路被转交。作为变通方案规定利用在天线放大器的输出端上的、由接收器产生的调谐信息能够对所述滤波器的传输频率进行调谐。在此，在天线放大器的输出端上的且在天线放大器中被分析的调谐信号可以是直流电压或模拟信号(例如调幅信号、调频信号或者脉宽调制信号)或数字的数据流。在此，必要时应当考虑天线放大器的同样能够使用天线线路的电压供给。在这种情况下，天线放大器包括一种用于分解或过滤出输出端上的信号分量的装置。在一个改进方案中，在天线放大器的输出端上能够施加天线放大器的供电电压。在这种情况下，经由相同的天线线路传输天线的在阻抗方面被匹配的或被放大的有用信号、调谐信号、以及供电电压。也可以根据数字编码通过开关供电电压或者改变电压来传输数字的数据流。在供电电压关断的持续时间期间天线放大器中的储能器(例如电容器或线圈)对天线放大器进行供电。
在天线放大器中必须设置适当的用于分解信号分量的装置，其中所述信号分量诸如无线电信号、控制信号和/或电压供给。可以根据振荡器电压或前端滤波装置的调谐电压推导出所述调谐信息。也可以考虑借助于附加的或在接收器中已经为另外目的所设置的数字控制组件来产生所需的信息。
在天线放大器的一个改进方案中规定用于分解输出端上的信号分量的装置此外还包括用于存储调谐信息的存储单元。由此能够缓冲存储多个设定，例如以将多个电容器充电到不同的电压值或者作为控制组件中的数字信息的形式。在以下情况中这是特别有利的，即应该快速和/或短时间地变换所述接收频率，例如在所谓的RDS跳变中，并且与此相比非常缓慢地经由天线线路传输所述调谐信息。
在天线放大器的一个改进方案中规定在定义的事件或时刻，对控制信号做出反应、诸如切换到先前存储的调谐信息。这可以通过同步到诸如到达的控制信号的外部事件或者诸如超出预定温度值的内部事件来触发。特别有利的是，在天线放大器中实现时间基准，使得能够在预定时刻进行所述实施，而不通过接收器再次进行触发。这是另一适当的可替换方案，以便在天线放大器中以及在接收器中同步地实现短的RDS跳变。
在天线放大器的一个改进方案中规定可以在控制端子或输出端上施加另外的控制信号。除了传输调谐信息，还可以从接收器向天线放大器传输其他数据，以影响天线放大器的工作模式。因此，例如为了设定天线放大器中的放大系数而考虑接收器中所测量的信号电平，或者所选的接收波段激活不同的放大元件、例如用于接收中波的放大元件或者用于接收超短波的放大元件。
在天线放大器的一个改进方案中，该天线放大器包括用于产生在输出端上的反向信号的装置。该反向信号可以被用作接通命令(Schal tkommandos)的接收确认，并被用于传输诸如温度、电流监控等故障状态或者另外的信息。
所述的特意提及的问题也通过一种接收器来解决，其中所述接收器具有用于为按照上述权利要求之一的天线放大器产生调谐信号和/或其他控制信号的装置。在根据本发明的接收器中优选地规定用于产生调谐信号和/或其他控制信号的装置包括这样的组件，所述组件的输入端与微控制器或内部调谐信号相连接，并且在所述组件的输出端上以适合用于向根据本发明的天线放大器进行传输的形式施加调谐信号。可替代地，用于天线放大器的频率调谐的信号处理器可以被集成在前端IC或者微控制器中。
在一个改进方案中，接收器可以包括用于检测和/或分析信息信号的装置，其中所述信息信号由天线放大器产生并且附加于无线电信号地传输。在此，例如可以涉及关于信号电平的信息、关于天线放大器工作状态的信息等等。
所述的特意提及的问题还通过接收系统、特别是汽车的接收系统来解决，其中所述接收系统具有接收器和如针对天线放大器的权利要求之一所述的天线放大器。
根据本发明的天线放大器、根据本发明的接收器以及根据本发明的接收系统也可以被应用于另外的无线电标准以及另外的固定的和移动的接收系统。它们例如是安装在飞机、轮船或其他汽车内的移动接收器或固定接收系统或便携式移动无线电设备等。
根据附图在下文中更详细地说明本发明的实施例。在此
图1示出带有调谐信息传输的根据本发明的天线放大器和根据本发明的接收器的电路框图，图2示出带有调谐信息及信号电平信息传输的根据本发明的天线放大器和根据本发明的接收器的电路框图。
接收器120包括滤波装置121，所述滤波装置121将信号路径划分成FM波段以及AM波段，其中FM滤波器只允许FM波段的部分通过。该部分范围的中心频率能够通过调谐电压145来改变。通过接收范围的与在以其频率可变的振荡器信号141相混频以及通过随后用滤波器125对中频信号进行信道滤波，实现真正的到一个单独的接收频率上的调谐。通过将参考振荡器142与混合振荡器140的输出信号141进行相位比较，PLL合成器144产生振荡器调谐电压145，借助于所述振荡器调谐电压145将混合振荡器140保持在适当的频率之上，借助于所述振荡器调谐电压145能够将所设定的接收信道向下混频到中间频率上。控制组件150根据振荡器调谐信号145产生调谐信号151。包含关于所选择的接收信道或接收频率的信息的调谐信号151被施加到接收器120的输入端104上，由此所述调谐信号经由天线线路103到达天线放大器110的输出端102处。
天线放大器110包括在其上连接有天线100的输入端101。此外，天线放大器110包括窄带滤波器111以及用于阻抗匹配和/或信号放大的有源元件112。该有源元件原则上是分离放大器，所述分离放大器将输入端101的阻抗转换成输出端102的另一阻抗(对应于接收器120的输入阻抗)并且必要时显著放大源于天线100的信号。为了限制天线放大器110中的非线性效应，调节或限制放大器112中的电平。除了针对FM波段的窄带滤波器111以及针对FM波段的放大器112，还设置有针对AM波段的滤波器113以及针对AM波段的放大器114。
针对FM波段的窄带滤波器111是可控的滤波器，也就是说，传输频率能够在所期望的接收频率范围内被移动。为了设定传输频率，装置115用于从信号中过滤出调谐信息，其中所述信号经由天线线路被引导。可替代地，调谐信息可以由用于分解信号分量的装置提供，所述信号分量诸如无线电信号、调谐信号和针对天线放大器有源部分的电压供给。在该实例中，仅为FM波段的信号路径示出装置115，在以下情况中可以为AM波段的信号路径设置相同的元件，即其滤波器113同样是窄带的并且被设计为可调谐的。
所述装置115分析在天线放大器的输出端102上的信号，并且将窄带滤波器111调整到在接收器120上所设定的接收频率。对此，如前面所述的，组件150将PLL合成器144的信号转换成模拟的或数字的调谐信号，所述调谐信号被施加到接收器120的输入端104上并到达天线放大器110的输出端102，而且利用所述调谐信号将滤波器111的传输频率调谐到接收器120的接收频率上。所述输出端102可以同时用于例如引导对天线放大器有源组件进行供电的直流信号。通过调整接收器120的接收频率，同时也将天线放大器110的窄带滤波器调整到作为传输频率的相同的接收频率上。
此外，所述装置115可以包括另外的装置，其可以缓冲存储一个或多个设定，例如以将多个电容器充电到不同的电压值或者作为控制组件中的数字的信息的形式。缓冲存储的信息尤其可以是关于滤波器111的一个或多个传输频率的信息，使得能够容易地在不同传输频率之间换来换去。
在图2中示出根据本发明的另一实施例的电路框图。相对于第一实例设置有下列改动和扩展在接收器220中，电平检测器260确定中间频率的信号强度，并且将该信息提供给微控制器230。所述微控制器于是确定是否由于高的信号电平而应减小天线放大器的增益，并且提供相应的信息以及所设定的接收频率给组件250。两种信息于是以适当的格式经由天线线路203被传送给天线放大器210。在组件215中过滤出调谐信息。组件216提取出要设定的增益并随后控制放大器212和/或214。
权利要求
1.天线放大器(110)，所述天线放大器(110)具有至少一个用于连接天线(100)的输入端(101)和至少一个用于连接接收器(120)的输出端(102)以及至少一个在输入端(101)与输出端(102)之间的用于信号电平匹配的装置(112，115)，其特征在于，在所述输入端(101)与所述用于信号电平匹配的装置(112，115)之间配置有窄带滤波器(111)，其中滤波器通带的中心频率能够被改变并且能够被调谐到所述接收器(120)的接收信道上。
2.按照权利要求1的天线放大器(110)，其特征在于，能够通过在天线放大器(110)的控制端子上的、由接收器(120)产生的调谐信号来对所述滤波器(111)的传输频率进行调谐。
3.按照权利要求1或2的天线放大器(110)，其特征在于，能够通过在天线放大器(110)的输出端(102)上的、由接收器(120)产生的调谐信息来对所述滤波器(111)的传输频率进行调谐。
4.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，位于天线放大器(110)的输出端(102)上的且在天线放大器中被分析的调谐信号是直流电压，或者是模拟的调幅信号、调频信号或者脉宽调制信号，或者是数字的数据流。
5.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，所述天线放大器包括用于分解或过滤出输出端(102)上的信号分量的装置(116)。
6.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，所述天线放大器的供给电压可以被施加到天线放大器(110)的输出端(102)上。
7.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，所述装置(115)还包括用于存储调谐信息的存储单元。
8.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，在控制端子或所述输出端(102)上还有另外的控制信号。
9.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，所述天线放大器包括用于产生在控制端子或所述输出端(102)上的反向信号的装置。
10.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，在定义的内部的和/或外部的事件，对控制信号做出反应，诸如转换到先前所存储的调谐信息。
11.按照上述权利要求之一的天线放大器(110)，其特征在于，针对定义的时刻，对控制信号做出反应，诸如转换到先前所存储的调谐信息，其中时间信息由用于产生时间基准的组件提供。
12.接收器(120)，所述接收器(120)具有用于为按照上述权利要求之一的天线放大器产生调谐信号和/或其他控制信号的装置。
13.按照上一项权利要求的接收器(120)，其中用于产生调谐信号和/或其他控制信号的装置包括组件(151)，所述组件(151)的输入端与微控制器(230)或内部调谐信号(145)相连接，并且在所述组件(151)的输出端上有以适合用于向按照权利要求1至9之一的天线放大器进行传输的形式的调谐信号。
14.按照权利要求12或13的接收器，具有用于检测和/或分析信息信号的装置，所述信息信号由天线放大器产生并且附加于无线电信号地传输。
15.接收系统，特别是汽车的接收系统，所述接收系统具有按照上述权利要求之一的接收器(120)和天线放大器(110)。
全文摘要
在天线放大器上，其中所述天线放大器具有至少一个用于连接天线(100)的输入端(101)和至少一个用于连接接收器(120)的输出端(102)以及至少一个在输入端(101)与输出端(102)之间的用于信号电平匹配的装置(112，115)，通过以下方式改善信噪比(特别是在其中有具有高电平的干扰信号的情况下)，即在所述输入端(101)与用于信号电平匹配的装置(112，115)之间配置窄带滤波器(111)，其中滤波器通带的中心频率能够被改变并且能够被调谐到所述接收器(120)的接收信道上。
文档编号H04B1/10GK1875523SQ200480032579
公开日2006年12月6日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年11月8日
发明者G·科特施拉, J·帕索克 申请人:罗伯特.博世有限公司