[发明专利]无线电接收机

说明书

本发明涉及一种用于收音机、电视机以及例如手提蜂窝式电话、无绳电话、寻呼机、载波频率系统、有线电视系统等数据通讯系统的零差接收机。用于这一技术领域的接收机应当体积小、重量轻并且价格低。

第一代蜂窝系统依赖于语音传输的模拟频率调制，并已提出了若干标准，例如NMT450、NMT900、AMPS以及ETACS。

第二代蜂窝系统遵循三种不同的标准：在欧州及亚洲和澳洲的一些国家-用于移动通讯的全球系统(GSM)，在北美·美洲数字蜂窝系统(ADC)以及在日本-太平洋数字蜂窝系统(PDC)。这些系统都使用数字语音传输以及某些数字服务例如传真发送和短信息发送。

为了使手提电话更小更便宜，已经进行了许多研究以便增加这种电话中不同部分的集成水平。

已被用于这种技术领域的先有技术的接收机是常规的外差式的。用在体积小成本低的移动通讯系统中时，这些接收机却面临着由于昂贵的并且不能集成的RF和IF元件例如带通滤波器引起的高成本。为了克服这种缺点，研制了其它的接收机。这些接收机根据直接转换原理。本地振荡频率等于被接收的载波频率，因而一步使接收到的信号变换到基带信号。这一概念首先为SSB接收机引入，然而可以用于许多不同的调制尤其是数字正交调制系统中。

在零差接收机或零中频接收机中，被接收的信号和本地振荡器精确地工作在同一频率上。因为没有中频率(IF)，就可省略或简化许多滤波器。零差式接收机的工作可描述如下。中心为fc带宽为BW_rf的RF信号用低噪声放大器放大，以便改善接收机的整体噪声指数。然后信号被分解并由混频器在两通道中下变频到直流(DC)。下变频的频谱本身被折迭并且其跨度为从DC到1/2BW_rf，由混频器提供的低频信号I和Q然后被滤波以除去任何邻近频道并被放大从而设定背景噪声(noisde floor)。当利用合适的信号处理方法时，I和Q信号或正交信号将基本上能允许使用任何类型的调制。

直变频换接收机的主要缺点是伪发射。在直接变频接收机中伪发射的主源是本地振荡器泄漏。在普通超外差接收机中，本地振荡器对天线的泄漏被第一接收机带通滤波器衰减。在直接变频接收机中情况却不是如此，这是因为本地振荡器频率处于这一带通滤波器通频带之内。在直接变频接收机中至少存在两类泄漏。第一类是线束泄漏，第二类是由引线与/或线束之间寄生耦合引起的辐射泄漏。

为了解决伪发射问题提出了不同的方法，WO92/01337披露了一种直接变频接收机，它包括天线、RF滤波器、放大器和混频器。工作在被接收频率的分谐波上的本地振荡器对混频器提供信号。使用了标准的混频器，这种混频器的一般缺点是，当低于接收信号的频率信号从LO送入混频器以便获得混频器中所要求的信号时，将在混频器中产生谐波。即使本地振荡器工作在接收信号的分谐波上时，也有谐波产生。事实上某些这种谐波响应所述接收信号，因而将发生某种程度的伪发射。

在DE3240565披露了另一类型的零差式接收机。这种接收机的LO是一可控振荡器，它产生的信号频率是接收机频率的倍数。产生的信号然后被相移180°并分频成RF信号频率。这种具有工作在频率为接收频率倍数的LO的接收机的主要缺点是难于获得所需LO的特性。例如，这种振荡器的功耗难于满足接收机的总功耗低这一要求。

按照本发明，通过使用其频率输出在送入混频器之前按两步处理的本地振荡器克服了上述的缺点。在被加到混频器之前，频率被最佳地倍增和分频。在直至到达混频器之前，对为获得接收信号频率的振荡器频率不进行最终处理，最好是与混频器在同一芯片上处理振荡器频率。

本发明的进一步特点、优点及细节在下面的说明书、附图和权利要求中指出。

图1是先有技术零差接收机的功能框图；

图2是本发明零差接收机的最佳实施例框图。

图1示出了一种先有技术零差接收机。在图1的接收机中使用了正交调制天线。12接收从未示出的发射机发出的电磁能量。接收到的信号被送到第一带通滤波器15，它用来选择正确的通频带以便改进接收机的阻断特性。接收带外面的强信号被衰减，因此不会使接收性能变劣。    

所述带通滤波器15的输出连到改善接收机灵敏度的低噪声放大器16。所述低噪声放大器16的增益根据实际需要选取。高增益产生好的灵敏度，而低增益能达到好的动态范围和合适的交调特性。所述低噪声放大器16的输出被分成两个不同部分，即一个I通道和一个Q通道。