[发明专利]针对信号衰减可预测地切换分集式天线的方法和设备

说明书

                         技术领域

本发明涉及分集式天线切换系统。具体地说，本发明涉及一种低成本、与高保真音频设备一起使用的分集式天线切换系统。

                         发明背景

分集式接收系统和分集式天线在通信技术领域中是众所周知的。通常，分集式天线系统用于调和在VHF和UHF频率中十分普遍的RF信号衰减和多路径信号传播异常。信号衰减和多路径信号可能会负面地影响射频信号的接收，并且通过有选择地挑选两个或更多空间上分离的天线中的一个来拾取信号，可以减少衰减和多路效应。多单元天线经常与蜂窝电话和车载无线电一起使用。

多单元天线目前还与无线电话系统一起使用，无线电话系统包括远程的、低功率的便携式发送器，其信号通过接收器进行接收和解调。当无线电话在房间内来回移动时，多路径信号可能会负面地影响来自接收器的解调过的音频输出，因为多路径信号将在接收过程中会产生听起来象爆音(popping)噪声的相位异常，或者甚至可能造成完全的音频丢失。因此，分集式天线系统目前应用在这种无线电话系统中，从而克服了多路径和信号衰减的负面效应。

分集式天线系统的至少一个问题是将适当的天线以一种方式切换至接收器以便将接收器与适当的天线无缝隙地耦合。现有的技术用于选择一个、或者两个或多个天线的组合与无线电接收器耦合。一些这类的现有技术系统在以下专利中公开：授予Kishigami等人的美国专利号5,777,693“用于移动单元的分集式接收设备(diversity receiving apparatus for a mobileunit)”；授予Kennedy等人的美国专利号5,517,686“采用用于接收的信号的相位校准的导频音质复联线的FM立体声的分集式接收器(diversityreceiver for FM stereo utilizing a pilot tone multiple for phasealigment of received signals)”；授予Taromaru的美国专利号5,548,836“分集式接收器(diversity receiver)”；授予Koike的美国专利号5,465,411“具有减少切换噪声的分集式接收器(diversity receiver with switchingnoise reduction)”；授予Gehr等人的美国专利号4,293,955“分集式接收系统(diversity reception system)”；授予Bose等人的美国专利号5,742,896“具有在超级可听率进行切换的选择器的分集式接收(diversityreception with selector switching at super audible rate)”；授予Sano的美国专利号5,697,083“分集式接收器(diversity receiver)”；和授予Gottfried等人的美国专利号5,603,107“用于分集式天线FM接收器的切换系统(switching system for diversity antenna FM receiver)”。

当高保真音频再现需要在小尺寸包中以可能的最低成本实现时，现有技术的分集式天线切换系统会太复杂、太大或者太昂贵。现有技术的低成本的切换系统还要经受音频切换噪声脉冲(spike)，当切换系统在从一个天线到另一个天线期间执行硬瞬时切换时会在接收器中产生这类噪声脉冲。用于选择一个或多个天线以便最大化音频保真再现的低成本的、紧凑的方法和设备将会是对现有技术的提高。

                        发明概述

在无线电话系统中采用PIN二极管作为RF信号衰减器，将二极管串联在分集式天线系统的每个天线与无线电接收器输入端之间，从发送器接收的最强的信号能够在接收器中无缝隙地被选择，而不会产生由天线之间的相位差造成的噪声脉冲。PIN二极管在正向偏压时将会引导射频能量。通过逐渐对PIN二极管进行偏压以正向引导，RF信号的衰减能够逐渐增加和减少。

在分集式天线系统中，在天线和接收器输入之间串联的PIN二极管能够逐渐正向偏压，由此逐渐减少经由二极管从天线到输入的RF信号的衰减。同时，与另一个天线串联并与接收器输入端耦合的另一个PIN二极管能够逐渐反向偏压，以便逐渐衰减来自其它天线的信号。