用低频信号调节射频输出电压电平及鉴别设备间连接电缆通路的电路及方法

文档序号:7566694阅读:489来源:国知局
专利名称:用低频信号调节射频输出电压电平及鉴别设备间连接电缆通路的电路及方法
技术领域
本发明涉及采用低频信号调节射频(RF)输出电压电平及鉴别设备间连接(IFL)电缆的通路的RF输出电压电平调节电路及其方法,更具体地,涉及采用低频信号调节RF输出电压电平及鉴别IFL的通路的电路及其方法,借此将经过室内设备电平调节后的低频信号传输进一个室外设备,采用该低频信号来调节输入到传输块升频器(TBU)的中频传输(IF TX)信号的电平,从而最终调节从固态功率放大器(SSPA)输出的RF输出电压电平,该低频信号再度从室外设备传输到室内设备,然后该室内设备检测该信号,借此容易地鉴别IF·L电缆是否存在异常连通。
通常,在采用卫星通信设备的通信系统中,调节等效各向同性辐射功率(EI RP)是主要的。传统上,为了达到EI RP调节的目的要调节RF输出电压电平,这需要一台微型计算机及其外围电路。这会使电路变得复杂而提高成本。同时,为了鉴别IFL电缆是否存在异常连通,必须从系统上分离该IFL电缆来执行大量的测试。
同时,在由卫星执行通信中的一种卫星本地站技术是日本专利特许公报平3-101526所已知的,该专利涉及通过监控未设置用于保持卫星输出恒定的调节装置的卫星通信地面站中通信各方的卫星电路的状态而简化卫星电路的操作的一种技术。具体地,这一技术是通过装设附加逻辑装置而完成的,该逻辑装置用通过接收一方发送的一个通信信号而获得的一个接收电平来计算卫星向该方的下行链路的减少量,或者用通过接收减少了下行链路的量的一方的另一方发送的通信信号而获得的一个接收电平来计算向该另一方的上行链路的减少量,借此监控未设置用于保持卫星输出恒定的调节装置的卫星通信地面站中通信各方的卫星电路的状态,从而简化卫星电路的操作。
这便是,该技术旨在通过计算一方的下行链路的减少量及另一方的上行链路的减少量而容易地找到通信信号的误差,并通过监控卫星电路的状态而简化卫星电路的操作。然而,这不适用于下述情况旨在一个系统出现异常的当时快捷地检测出异常方,而自动地补偿TX电缆所衰减的IF信号,以及容易地通过在室内观察一个发光二极管(LED)而鉴别室内设备与室外设备之间所装设的IFL的异常接通。
为了解决先有技术中的问题,在本发明中利用低频信号较少衰减的特征,从电平调节成256级中之一的一个低频信号及一个通过倍增一个IF信号电平调节的低频信号检测基准电平,并经由TX电缆将它们从一个室内设备传输到一个室外设备,及在该室外设备中分离这些信号。然后将一个可变增益放大器(VGA)的增益调节到与基准电平一样大,调节输入到TBU的IFTX信号的电平,而最终调节从SSPA输出的RF输出电压电平。
同时本发明中提供了这样的装置,如果从室外设备分离出的低频信号是用一个IF RX信号倍增后再经由一条(接收)RX电缆传输到该室外设备的,该低频检测器便检测出该低频信号的电平,而接通一个绿色LED,借此能用目视容易地鉴别IFL电缆的异常连通。
这便是说,用于调节一个RF输出电压电平来调节一个卫星通信系统的等效各向同性辐射功率(EI RP)的电路包括一个室内设备,具有一个用于调制输入信号的调制器;一个低频振荡器,用于振荡及输出一个低频信号;一个低频可变增益放大器,用于调节该低频可变增益放大器输出的低频振荡信号的电压增益;一个发送方多路转换器,用于多路转换及输出从该调制器与低频可变增益放大器输入的一个信号;一块基带与控制板(BB&C),用于输出一个RF输出电压电平调节信号及一个锁存控制信号;一个锁存器,用于按照该锁存控制信号存储BB&C输出的RF电压电平调节信号;一个数模(D/A)转换器,用于将从该锁存器输入的一个数字信号转换成一个模拟信号,并输出经过转换的信号作为该低频可变增益放大器的控制电压;一个接收方信号分离器(RX-DEMUX),用于从接收方多路转换器多路转换与输入的信号中分离出一个回路低频信号及中频接收(IF RX)信号;一个接收机,用于接收从接收方信号分离器分离出的IF RX信号;一个低频检测器,用于检测接收方信号分离输出的回路低频信号的电平;以及一个由该低频检测器输出的信号驱动的发光二极管;以及一个室外设备,具有一个发送方信号分离器(TX-DEMUX),用于接收该室内设备的发送方多路转换器输出的信号及分离出一个低频信号与一个中频传输(IF TX)信号;一个RF输出电压电平调节器,用于调节从发送方信号分离器分离出的IF TX信号的RF输出电压电平;一个传输块升频器(TBU),用于按照该RF输出电压电平调节器输出的信号将中频升频到射频;一个固态功率放大器(SSPA),用于放大该TBU输出的RF输出信号;一根天线,用于发送与接收信号;一个天线耦合器,用于控制通过天线传输的信号的TX/RX路径;一个低噪声放大器,用于在该天线耦合器的控制下低噪声放大接收的数据;以及一个接收方多路转换器(RX-MUX),用于多路转换发送方信号分离器输出的低频信号及低噪声放大器输出的IF RX信号,并输出到接收方信号分离器。
通过参照附图详细描述本发明的一个较佳实施例,本发明的上述目的与优点将更为明显,附图中

图1为本发明的总体方框图;图2为图1中所示的低频检测器的详细方框图;图3为图1中所示的射频输出电压电平调节器的详细方框图;图4为图1中所示的发送方多路转换器及发送方信号分离器的详细方框图;以及图5为图1中所示的接收方多路转换器及发送方信号分离器的详细方框图。
图1中所示为本发明所实现的用于调节RF输出电压电平与鉴别设备间连接(IFL)电缆的通路的电路的总体方框图,该电路包含一个室内设备100,具有一个调制器11,用于调制输入信号;一个低频振荡器12,用于振荡与输出低频信号;一个低频可变增益放大器13,用于调节该低频振荡器12输出的低频振荡信号的电压增益;一个发送方多路转换器(TX-MUX)14,用于多路转换与输出从该调制器及低频可变增益放大器13输入的信号;一块基带与控制板(BB&C)15,用于输出一个RF输出电压电平调节信号及一个锁存控制信号;一个锁存器16,用于按照该锁存控制信号存储BB&C15输出的RF电压电平调节信号;一个数模(D/A)转换器17,用于将从锁存器16输入的数字信号转换成模拟信号并输出该经过转换的信号作为该低频可变增益放大器13的控制电压;一个接收方信号分离器(RX-DEMUX)18,用于从接收方多路转换器38多路转换与输入的信号中分离出一个回路低频信号及一个IF RX信号;一台接收机19,用于接收接收方信号分离器18分离出的IF RX信号;一个低频检测器20,用于检测从接收方信号分离器18输出的回路低频信号的电平;以及一个由该低频检测器20输出的信号驱动的发光二极管(LED)21;以及一个室外设备300,具有一个发送方信号分离器(TX-DEMUX)31用于接收室内设备100的发送方多路转换器14输出的信号并分离出一个低频信号及一个中频传输(IF TX)信号;一个RF输出电压电平调节器32,用于调节发送方信号分离器31分离出的IF RX信号的RF输出电压电平;一个传输块升频器(TBU)33,用于按照RF输出电压电平调节器32输出的信号将中频升频成射频;一个固态功率放大器(SSPA)34,用于放大TBU33输出的RF输出信号;一根天线35,用于发送与接收信号;一个天线耦合器36,用于控制通过天线35传输的信号的TX/RX路径;一个低噪声放大器37,用于在天线耦合器36的控制下低噪声放大所接收的数据;以及一个接收方多路转换器(RX-MUX)38,用于多路转换发送方信号分离器31输出的低频信号及低噪声放大器37输出的IF RX信号,并输出到接收方信号分离器18。
下面参照图2详细描述室内设备100的低频检测器20的配置。
如图所示,低频检测器20包括一个电阻R1至R4、电容器C1与C2、及运算放大器20-1-1构成的带通滤波器20-1,用于接收接收方信号分离器18输出的回路低频信号,并且只滤过从一个第一预定频率f1至一个第二预定频率f2的特定波带;一个由电阻R5至R9、二极管D1与D2以及对应的运算放大器20-2-1与20-2-2构成的全波整流器20-2,用于检测通过带通滤波器2-1输入的信号的电平;以及一个由电阻R10至R14、电容器C3以及运算放大器20-3-1构成的比较器20-3,用于将一个限制电压与通过全波整流器20-2输入的信号的电压进行比较并将得到的值输出给LED21。
下面参照图3详细描述室外设备300的RF输出电压电平调节器32的配置。
如图所示,该RF输出电压电平调节器32包括一个由电阻R15至R17及对应的可变增益放大器32-1-1与32-1-2构成的可变增益放大单元32-1,用于从发送方信号分离器31输出的信号中分离出一个IF TX信号及一个低频信号并调节IF TX信号的电压电平;一个分压器32-2,用于分压可变增益放大单元32-1输出的IF TX信号并将分压输出到一个IF TX信号电平检测器32-3及TBU33;一个由电阻R18至R20、电容器C4与C5及二极管D3构成的IF TX信号电平检测器32-3,用于检测分压器32-2输出的信号的电平并将得出的值输入到一个微分积分器32-5;一个由电阻R21至R23、电容器C6与C7及二极管D4构成的基准电平检测器32-4,用于检测发送方信号分离器31输出的低频信号的基准电平并将得出的值输入到微分积分器32-5;以及一个由电容器C8至C9、齐纳二极管ZD1及运算放大器32-5-1构成的微分积分器32-5,用于比较从IF TX信号电平检测器32-3与基准电平检测器32-4输入的两个信号并将结果输出到可变增益放大单元32-1。
下面参照图4详细描述发送方多路转换器14及发送方信号分离器31的配置。
如图所示,各发送方多路转换器14与发送方信号分离器31包括一个使用线圈L1与L2、电容器C10与C11的低频带通滤波器14-1;以及一个使用RF扼流线圈(RFC1)的窄带带通滤波器14-2,用于截止射频与一条条线。
下面参照图5详细描述接收方多路转换器38及接收方信号分离器18的配置。
如图所示,各接收方多路转换器38与接收方信号分离器18包括一个由线圈L3及电容器C12与C13构成的低通滤波器38-1;一个由电容器C14及线圈L4构成的带通滤波器38-2;以及一个用于截止射频的RF扼流线圈(RFC2)。
下面说明具有按照本发明的上述配置的电路的操作。
如果一个RF输出电压电平调节信号c1及一个用于控制该要锁存的RF输出电压电平调节信号c1的锁存控制信号c2从BB&C15输入到锁存器16,锁存器16便按照该锁存控制信号c2将该RF输出电压电平调节信号c1存储在其中,并将存储的RF输出电压电平调节信号c1输出到D/A转换器17。
D/A转换器17将输入数字信号c1转换成一个模拟可变增益放大器控制电压信号c3并将其输出到低频可变增益放大器13。控制电压信号c3具有256级中的一个电压电平。
此时,低频振荡器12中生成的一个低频振荡信号s1输入到低频可变增益放大器13。将这一信号s1调节得与可变增益放大器控制信号c3一样大并转换成一个低频信号s2然后输入到发送方多路转换器14,该多路转换器多路转换信号s2及调制器11调制的信号s3并经由IFL电缆的TX电缆生成一个输出s4到室外设备300的发送方信号分离器31。此时,低频振荡器12生成的频率的范围在1KHz至100KHz之间。
发送方信号分离器31接收到信号s4后将其分离成一个低频信号s5及IF TX信号s6,然后将它们作用在作为它们的输入端的各自的端口上。基准电平检测器32-4接收到低频信号s5之后检测所接收的信号的基准电平然后将其作用在差分放大器32-5上作为其输入。由于来自BB&C15的RF输出电压电平调节信号具有从级1至级256之间的一个值,如果设定级128作为一个基准级,则一个基准电平检测信号在级256上最大,从而使RF电压成为最大。反之,当它在级1上时,RF电压成为最小。然后,将IFTX信号s6输入到分压器32-2中并分成一个传输块升频输入信号s7及信号s6的一个电平检测器输入信号s8。
如果一个信号s8输入到IF TX信号电平检测器32-3中,则IF TX信号电平检测器32-3检测当前输入信号s8的电平然后将其作用在微分积分器32-5上。微分积分器32-5比较从基准电平检测器32-4输入的信号与从信号电平检测器32-3输入的信号,并将这两个信号之差作为可变增益放大器32-1的控制电压信号c4输出。
此时,在微分积分器32-5中将IF TX信号的衰减与基准电平检测器32-4输出的信号进行比较并作为可变增益放大器32-1的控制电压信号c4应用,借此自动补偿IF TX信号的衰减。
可变增益放大器32-1根据输入控制电压信号c4调节与输出IF TX信号s6的电压电平。将最终从RF输出电压电平调节器32输出的信号s7在TBU33中转换成射频并在SSPA34中放大,然后输入到天线耦合器36。天线耦合器36调节一个接收信号以便发送一个传输信号并经由天线35发送该传输信号。
同时,接收方多路转换器38接收到发送方信号分离器31分离的低频信号s5时,经由一个供低噪声放大的低噪声放大器37输入一个信号s9,并输出该低频信号s5及通过天线35输入的接收信号,并将信号s9输出到接收方信号分离器18。
接收方信号分离器18接收到信号s9后将其分离成来自室外设备300的发送方信号分离器31的一个回路低频信号s10及从低噪声放大器37输入的一个IF RX信号s11。将这样分离的低频信号s10作用在低频检测器20上作为其输入,并将IF RX信号s11作用在接收机19上作为其输入。
输入到低频检测器20的低频信号s10通过带通滤波器20-1滤波,然后通过全波整流器20-2的电平检测。在出现低频信号的情况中,将这一信号进一步输入到比较器20-3并与极限电压比较。如果这一信号大于极限电压,意味着IFL电缆(TX/RX电缆)的连接状态中不存在异常。这一蕴含方法为通过输出一个表示IFL电缆正常状态的信号s12而驱动LED21发出绿色光。此时由于IF信号与低频信号频率之间的差,滤波器的截止特征不一定是关键性。
同时,在本发明中不需要传统上用于调节RF输出电压电平的独立调节器,但采用了多路转换器14与38以及信号分离器31与18。因此,可用一条单一的TX电缆来控制发送/接收及RF输出电压电平。
以上述方式,按照本发明,通过利用来自室内设备的经过电平调节与传输的低频信号来调节输入到TBU的IF TX信号的电平而调节SSPA的RF输出电压电平。在作为从室内设备到室外设备的一条信号传输路径的TX电缆中所生成的IF TX信号的衰减得以补偿。这时,从室内设备传输的低频信号经历再次从室外设备通过RX电缆到室内设备的一次回路操作,然后受到检测。从而,能在室内设备中检测出IFL电缆中是否存在异常连通。
如上所述,按照本发明,满足影响卫星通信系统的无线信道的环境的变化条件及通信质量所必需的EIRP调节电路得以简化而无须一台微型计算机及其外围电路,只须利用一个不受通信电缆破坏的低频信号即可。通过如上所述构成该电路,由通信电缆引起的IFTX信号的衰减自动地得到补偿。由于能在室内用目视一个LED容易地鉴别IFL电缆是否存在异常连通,便有可能在系统出现异常时快速地检测出异常部件,借此节省用于修复故障的时间。
权利要求
1.在一个为调节等效各向同性辐射功率而调节射频(RF)输出电压电平的电路中,采用卫星通信系统的一个低频信号来调节一个RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的一种电路,包括一个室内设备,具有一个调制器,用于调制一个输入信号;一个低频振荡器,用于振荡与输出一个低频信号;一个低频可变增益放大器,用于调节从所述低频可变增益放大器输出的低频振荡信号的电压增益;一个发送方多路转换器,用于多路转换与输出从所述调制器及低频可变增益放大器输入的信号;一块基带与控制板(BB&C),用于输出一个射频(RF)输出电压电平调节信号及一个锁存控制信号;一个锁存器,用于按照所述锁存控制信号存储所述BB&C输出的RF电压电平调节信号;一个数模(D/A)转换器,用于将从所述锁存器输入的数字信号转换成模拟信号并输出经转换的信号作为所述低频可变增益放大器的控制电压;一个接收方信号分离器,用于从所述接收方多路转换器多路转换及输入的信号中分离出一个回路低频信号及中频接收(IF RX)信号;一个接收机,用于接收所述接收方信号分离器分离出的所述IF RX信号;一个低频检测器,用于检测所述接收方信号分离器输出的回路低频信号的电平;以及一个由所述低频检测器输出的信号驱动的发光二极管;以及一个室外设备,具有一个发送方信号分离器,用于接收从所述室内设备的所述发送方多路转换器输出的信号,并分离出一个低频信号及一个中频传输(IFTX)信号;一个射频(RF)输出电压电平调节器,用于调节从所述发送方信号分离器分离出的所述IFTX信号的RF输出电压电平;一个传输块升频器(TBU),用于按照从所述RF输出电压电平调节器输出的信号将中频升频到射频;一个固态功率放大器(SSPA),用于放大所述TBU输出的RF输出信号;一根天线,用于发送与接收信号;一个天线耦合器,用于控制通过所述天线传输的信号的TX/RX路径;一个低噪声放大器,用于在所述天线耦合器的控制下低噪声放大接收的数据;以及一个接收方多路转换器,用于多路转换所述发送方信号分离器输出的低频信号与所述低噪声放大器输出的IF RX信号,并将多路转换的信号输出到所述接收方信号分离器。
2.一种权利要求1中所要求的用于采用卫星通信系统的一个低频信号调节RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的电路,其中所述室内设备的所述低频检测器包括一个带通滤波器,用于接收从接收方信号分离器输出的回路低频信号,并且只滤过从一个第一预定频率f1至一个第二预定频率f2范围内的特定频带;一个全波整流器,用于检测通过所述带通滤波器输入的信号的电平;以及一个比较器,用于将一个极限电压与通过所述全波整流器输入的信号的电压进行比较,并将得出的值输出到一个发光二极管(LED)。
3.一种权利要求1中所要求的用于采用卫星通信系统的一个低频信号调节一个RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的电路,其中所述室外设备的所述RF输出电压电平调节器包括一个可变增益放大单元,用于从所述发送方信号分离器输出的信号中分离出一个IF TX信号及一个低频信号,并调节所述IF TX信号的电压电平;一个分压器,用于分压从所述可变增益放大单元输出的所述IF TX信号的电压,并输出分压到一个IF TX信号电平检测器与TBU;一个IF TX信号电平检测器,用于检测从所述分压器输出的信号的电平并将得出的值输入到一个微分积分器;一个基准电平检测器,用于检测从所述发送方信号分离器输出的低频信号的基准电平,并输入得出的值到一个微分积分器;以及一个微分积分器,用于比较从所述IF TX信号电平检测器与基准电平检测器输入的两个信号,并输出结果到所述可变增益放大单元。
4.在一种为调节等效各向同性辐射功率(EIRP)的调节射频(RF)输出电压电平的方法中,一种采用低频信号调节RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的方法,其中利用低频信号较少衰减的特征从电平调节到256级中一级中的一个低频信号检测一个基准电平,及一个通过乘以一个IF信号电平调节的低频信号,从一个室内设备将这些信号通过一条TX电缆传输到一个室外设备,并在所述室外设备中分离这些信号,并且其中将一个可变增益放大器(VGA)的增益调节得和基准电平一样,调节输入到所述TBU的IF TX信号的电平,而最终调节所述SSPA输出的所述RF输出电压电平。
5.一种权利要求4中所要求的采用一个低频信号调节一个RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的方法,其中所述RF输出电压电平调节器的所述微分积分器将从所述基准电平检测器输入的一个信号与从所述信号电平检测器输入的一个信号进行比较,并输出这两个信号之间的差作为所述可变增益放大器的一个调节电压信号,借此自动补偿一个IFTX信号在一条TX电缆中产生的衰减。
6.一种权利要求4中所要求的调节RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的方法,其中所述低频检测器通过一个带通滤波器滤波从所述接收方信号分离器输入的一个低频信号,通过一个全波整流器电平检测该信号,将该信号作用在一个比较器上并在出现低频信号的情况中与一个极限电压进行比较,如果比较结果大于所述极限电压,输出一个表示IFL电缆正常状态的信号以表示在IFL电缆(TX/RX电缆)的连接状态中没有异常,借此驱动一个LED发出绿光,使得一名用户能用目视容易地识别所述IFL电缆的正常状态。
7.一种权利要求4中所要求的采用低频信号调节RF输出电压电平及鉴别一条设备间连接(IFL)电缆的通路的方法,其中并不需要独立的用于调节RF输出电压电平的调节器,但利用了多路转换器与信号分离器,借此用一条单一的TX电缆调节TX/RX与RF输出电压电平。
全文摘要
在采用低频信号调节RF输出电压电平及鉴别一条IFL电缆的通路的电路及其方法中,将在室内设备中电平调节过的低频信号传输到室外设备,利用其调节输入到传输块升频器(TBU)的中频传输(IFTX)信号的电平,从而最终调节从固态功率放大器(SSPA)输出的RF输出电压电平,再从室外设备将低频信号传输到室内设备并检测该信号,借此容易地识别一条IFL电缆是否存在异常连通,简化了EIRP调节电路,同时,自动补偿IF TX信号的衰减。
文档编号H04H40/90GK1135690SQ9511754
公开日1996年11月13日 申请日期1995年11月22日 优先权日1994年12月31日
发明者罗权 申请人:现代电子产业株式会社
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