专利名称：用于无线接收机中的宽带鉴别器的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频(FR)接收机，尤其是用于此种接收机中鉴别器电路的构成。
采用角度调制(例如调频(FM)和调相(PM))实现数据传输的RF通信系统一贯极易受到共信道干扰劣变效应的影响。这种共信道干扰是由与所涉及的通信频道靠近的信号源的信号发送所引起。众所周知，传统的FM接收机所受困扰是无力将所需的信号与干扰源发射的不希望的信号区分开来，尤其是在同一通信信道(即频率)发送时。
为克服这种缺陷并确保足够的系统性能水准，采用FM接收机的通信系统常要求此种接收机必须保持预定所希望的信号(即载波)对干扰的(C/I)比值。典型的蜂窝通信系统，例如由莫托罗拉公司推广的高级移动电话服务系统(AMPS)或窄带高级移动电话服务(NAMPS)蜂窝系统则要求至少为18分贝(dB)的C/I比值。尽管在所需载波与干扰源间的18dB的分离度足以保护系统免受共信道干扰，但仍无法实现最大的频谱效率，尤其是在已知频率重复使用方案之一也由系统采用时。
鉴此，在为增加总体频谱效率而又不有害地损坏系统性能的努力中，能提供其工作在比已有技术教导的低的C/I分离度的无线电接收机构造将是十分有益的。请注意，关于AMPS和NAMPS系统已使用的附加信息可以与下列地址联系而获得Motorola Inc.1303 East Algonquin Road，Schaumburg，Illinois 60196 U.S.A。
简言之，本发明是一种宽带频率鉴别器电路，用于一个无线电接收机中。该鉴别器采用一种宽带宽限幅放大器，放大已接收RF信号的IF信号部分，以提供放大的输出信号。一个延迟电路耦合到该放大器，向乘法器电路提供放大的输出信号的被延迟成分。该放大器再提供属于该被放大的输出信号和该放大输出信号的延迟成分之积的积信号。可以预见，该积信号正比于放大的输出信号与放大的输出信号的延迟成分之间的相位差。
图1是已有技术中FM接收机电路的方框图；图2是本发明鉴别器电路方框图，它是图1的FM接收机的一部分。
图1示出已有技术中FM接收机100的方框图。为讨论方便，接收机100可以划分为前端部分和后端部分。前端部分有天线101、RF滤波器102、RF放大器104、混频器106、本地振荡器108和IF滤波器110。后端部分包括IF放大器112、鉴别器114电路和输出端116。
操作期间，RF信号由天线10接收且加到RF滤波器102并由RF放大器104放大，可能既包括所希望的信号也包括干扰信号，干扰信号通常将表现为不同于所希望信号的幅度，但该干扰信号和所希望的信号可能有几乎相同的频率。术语“载波对干扰”的比值(C/I)被用以表征所接收RF能量并表示该所希望信号幅度被该干扰信号幅度相除的结果。
如本专业所知，混频器106利用来自本地振荡器108的信号与所接收RF信号进行混频而将该RF信号降频转换成一个IF信号。这个IF信号保留了所接收RF信号的载波对干扰的比值以及所希望的及干扰信号的频率。IF滤波器110对落入该接收机力图接收的所希望信号群标定RF带宽内的全部信号提供预检测滤波。
放大器112表现为一个非线性装置，消除出现在信号中全部幅度变化但保留所有的相位变化。被放大的IF信号再送到鉴别器114，在其操作时检测在已滤波IF信号输出内的数据。
如本专业所知，已有技术的鉴别器被设计成操作在几乎与IF信号带宽完全一样的频带宽度上。然而在出现有干扰情况中，标称IF带宽之外的频率通常出现在IF放大器112的输出上。当采用窄带鉴别器时，这些信号的高频成分被限幅，因而只留下带内(即IF频率)频率成分。本专业技术人员可以理解，干扰信号的这些带内频率成分引起所希望信号的最大的畸变。对此情况有进一步兴趣的读者可以再参考IRE“在FM接收中强信号捕捉”一书中第728—738页(1958年4月E.J.Baghdady著)。
为正确检测和鉴别所有的干扰成分，本发明的鉴别器电路采用的带宽大于出现在IF放大器112输出端的这些信号的带宽。
图2是图1的FM接收机100的一部分的方框图，代表本发明的鉴别器电路。该鉴别器电路200包括宽带限幅放大器202、乘法器206和延时电路204。
在操作过程中，来自IF滤波器110的IF信号加到宽带限幅放大器202的输入。此种宽带限幅放大器在本专业属公知而无需赘述。如前所述，已接收IF信号保持着已收RF信号载波对干扰的比值以及所希望和干扰信号的频率。经宽带限幅放大器202放大的输出信号所具有的带宽至少是IF信号本身带宽的3倍。该放大的输出信号被加到适时电路204和放大器206。
采用延时电路204是为将已放大的输出信号的延时所得送到乘法器206。根据本发明的延时电路可由任何延时装置构成，例如但不局限于如有源滤波器、无源滤波器、微带传输线及其同轴电缆。重要的是延时电路204的带宽必须大于或等于出现在限幅放大器202输出端的那些信号的带宽。
乘法器206提供的一个积信号是已放大的输出信号和限幅放大器202放大输出信号的被延时后得到信号的乘积。乘积信号的幅度正比于该放大信号和被延时后的该放大信号之间的相位差。本发明的宽带鉴别器当与宽带限幅放大器202结合使用时其操作是为了形成一个可以在所需信号和不希望信号间进行鉴别的一个检测系统，既使是当所说的这两个信号由于鉴别器电路200提供的增强的频率响应而具有几乎一样的幅度时也如此。
请注意，乘法器206的带宽至少要大于限幅放大器202所输出的那些信号的带宽的三倍。尽管本发明建议采用乘法器，但在不离开本发明精神实质也可采用包括混频器、模拟乘法器和数字相位检测器的其它乘法电路。
权利要求
1.一种宽带频率鉴别器电路，其特征在于，包括用于接收中频(IF)信号的输入端；宽带限幅放大器，耦合到该输入端并具有第一带宽，用于提供一个放大的信号；具有等于或大于该第一带宽的第二带宽的延时电路，与该放大器相耦合，用于提供该已放大输出信号的一个延时成分；以及耦合到该放大器和该延时电路并具有第三带宽的一个乘法器，用以提供该放大的输出信号和该放大输出信号的经过延时后所得信号的积信号。
2.如权利要求1的电路，其特征在于，第三带宽大于第一和第二带宽。
3.如权利要求1的电路，其特征在于，延迟电路是从下列一组器件中选择的有源滤波器；无源滤波器；微带传输线；以及同轴电缆。
4.如权利要求1的电路，其特征在于，乘法器是从下列一组器件中选择的混频器；模拟乘法器；以及数字相位检测器。
5.如权利要求1的电路，其特征在于，积信号正比于放大的输出信号与该放大的输出信号的延迟成份之间的相位差。
6.如权利要求5的电路，其特征在于，积信号具有一个宽带频率响应。
7.一种宽带频率鉴别电路，其特征在于，包括用于接收中频(IF)信号的输入端；宽带限幅放大器，耦合到该输入端并具有第一带宽，用于提供一放大的信号；具有等于或大于该第一带宽的第二带宽的延时电路，与该放大器相耦合，用于提供该已放大输出信号的一个延迟成分；以及耦合到该放大器和该延迟电路并具有大于第二带宽的第三带宽的一个乘法器，用以提供该放大的输出信号和该放大输出信号的延迟成份的积信号。
8.如权利要求7的电路，其特征在于，第三带宽至少大于第一带宽的三倍。
9.一种射频(RF)接收机，其特征在于，包括用于接收包含数据的RF信号并将其转换成中频(IF)信号的装置；耦合到接收装置的IF滤波器，用于对IF信号进行滤波以除掉那些高于或低于所希望频率范围的那些部分；FM识别器电路，耦合到中频滤波器并包括具有第一带宽的一个宽带限幅放大器，耦合到IF滤波器，用于提供已滤波IF信号的一个放大输出信号。耦合到该宽带限幅放大器而具有等于或大于第一带宽的第二带宽的延时电路，用于提供该放大输出信号的一个延迟成分；具有至少大于第一带宽三倍的第三带宽一个乘法器，耦合到该宽带限幅放大器和延迟电路，以提供具有宽带频率响应的乘积信号。
10.如权利要求9的无线接收机，其特征在于，乘积信号的幅度正比于放大的输出信号和该放大输出信号的延迟成分之间的相位差。
全文摘要
宽带频率鉴别电路(200)采用—宽带限幅放大器(202)以放大已收RF信号的IF信号部分。诸如微带传输线一类的延迟电路(204)把放大信号的延迟成分送到乘法器电路(206)。该乘法器再提供放大输出信号和该放大输出信号的延迟成分的乘积信号。可以想到，该乘积信号正比于放大输出信号和该放大输出信号的延迟成分之间的相位差。该鉴别器(200)的操作形成可以鉴别在所接收RF信号中的所希望的及不希望的成分的检测系统，既使当所说的希望的和不希望的成分在幅度上完全一致也是如此。这种功能是由于该鉴别器(200)所提供的增强的频响。
文档编号H04B1/10GK1126006SQ95190260
公开日1996年7月3日 申请日期1995年2月6日 优先权日1994年4月4日
发明者托马斯·A·弗雷堡, 欧文·R·杰克逊, 约翰·雷 申请人:摩托罗拉公司