[发明专利]用于接收和处理射频信号的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于接收和处理射频信号的设备，接收和处理射频信号的方法，特别涉及在便携式通信设备中使用的一种无线电接收机，其中将被接收的无线电信号直接下变频成以一个中频信号为中心的同相(I)和正交(Q)信号，该中频信号与将被接收的信号带宽的量级相同。

背景技术

在诸如蜂窝电话的便携式通信装置中使用的大多数常规无线电接收机是超外差式的，其中将被接收的无线电信号首先被下变频到依然属于射频(RF)范围内的一个中频上，然后再被下变频到基带信号(具有I和Q分量)，从该基带信号可以恢复信号中所包含的信息。这种接收机功能强大。然而，已提出直接变频接收机和最新的极低中频(VLIF)接收机，以通过省掉超外差式接收机中所需要的性能较高并因此昂贵的表面声波(SAW)带通滤波器(用于允许所需要的中频信号通过，同时阻止相邻信道中所有不需要的中频信号)和两个射频本机振荡器(LO)之一来降低成本。

直接变频接收机将所接收的无线电信号直接下变频成基带信号，因此完全取消了中频级。然而，这种接收机受所形成的一个非常大的不需要的直流(DC)噪声分量的影响。该直流噪声分量主要由在接收机天线上与所需要的信号一起被接收的本机振荡器的泄漏以及接收机中放大器和混频器的偏移形成。如果要成功恢复信号中所包含的信息，必须完全消除这个不需要的直流噪声分量。然而，因为待消除的噪声位于直流上，一个合适的直流陷波滤波器(即一个高通滤波器，具有一个很接近于直流带有非常陡峭的下降特性的转角)为适应正确的要被消除的直流量需要很长时间。这一时间可以被称为直流偏移适应时间。直流偏移时间的存在要求接收机在接收所需信号之前的某个时间上被有效开启。而且，因为不需要的直流噪声分量位于所需信号的中部，当将直流噪声分量滤除时所需信号中包含的大量有用信息也将丢失。

为了克服这一问题，已经推荐了一种VLIF接收机，其中首先将所接收的信号下变频为以一个近似等于信道间隔一半的中频为中心的信号(即近似于所需信号带宽的一半)，然后再将其下变频到基带。以这种方式，当进行第一次下变频时依然形成的直流分量(在频率上)位于所需信号的最边沿上。由此，可以滤除不需要的直流分量，而不过多地损失所需信号中包含的信息。而且，如果在从中频下变频到基带之后消除了该不需要的噪声分量，现在噪声分量将远离直流，因此，一个合适的陷波滤波器可以消除该分量，而不需要将接收机打开很长的直流偏移适应时间。

然而，意外地发现，如果尝试使用一个简单的实(即非复数的)滤波器，它不仅消除不需要的噪声分量，而且滤除了其幅值等于位移后的直流噪声分量但符号相反的频率的相应信号部分，这种滤波还导致所需信号中包含的大量信息的损失。

发明内容

根据本发明的第一方面所提供的用于接收和处理射频信号的设备包括：射频至中频下变频级，用于接收射频信号并输出中频信号；中频至基带下变频级，用于接收该中频信号并输出基带信号；和复数陷波滤波器，用于接收基带信号并输出被陷波滤波的基带信号，其中该复数陷波滤波器基本上滤除了以第一非零频率为中心的一小部分基带信号，同时基本上通过了以第二频率为中心的基带信号的相应部分，所述第二频率和第一频率幅值相同但符号相反。

术语“基带信号”将被本领域的普通技术人员理解为指以直流为中心并具有I和Q分量信号的所需信号，所述I和Q分量信号一齐将所需信号表示为一个复数信号，具有正负频率分量。

通过提供复数陷波滤波器，可以消除位于所需信号一个边沿上的不需要的直流噪声分量，而不从其相反边沿上的所需信号的对应部分中消除信号信息。以这种方式，该滤波器可以准确滤除不需要的噪声，而不像直接变频接收机中的情况那样，需要一个很长的直流偏移适应时间。另一方面，因为已经发现，从所需信号另一边沿上损失的有用信号信息，所以不希望使用非复数陷波滤波器。

复数陷波滤波器最好是可编程的以使从基带信号中滤除的一小部分信号的频率可以根据需要改变。这使得根据本发明用于接收和处理射频信号的设备能够很容易地被修改以适应不同的标准(例如GSM、美国的TDMA等)。