[发明专利]输出功率电平可控的发射机和控制其输出功率电平的方法

说明书

本发明一般涉及射频发射机，特别是涉及射频(RF)发射机的功率控制电路，该发射机可有利地用于码分多址(CDMA)无线电电话中。

码分多址(CDMA)蜂窝用户移动站的性能要求在1993年7月出版的电子工业协会EIA/TIA/IS-95的“双模宽带扩频蜂窝系统的移动站--陆地站兼容标准”(Electronic Industries Association EIA/TIA/IS-95“Mobile Station-Land Station Compatibility Standard for Dual-ModeWideband Spread Spectrum Cellular System”)(在这里称为“IS-95标准”)中规定了。IS-95标准为发射信号的输出功率控制规定了最小动态范围和允许的发射边带噪声辐射的最小量。

为III类移动站规定的输出功率控制的最小动态范围是73dB(-50dBm至+23dBm)。当考虑了发射增益容差时，要求的动态范围为85dB。

发射边带辐射技术要求提出了在较高输出功率可适用的dBc极限和在较低输出功率电平可适用的辐射最低限度。对于在900kHz和1.98MHz之间的载频的频率偏移，相对于在1.23MHz带宽中希望的发射功率最大辐射必需小于42dBc/30kHz或比-60dBm/30kHz和-55dBm/1MZz都小。对于载频频偏大于1.98MHz，相对于在1.23MHz带宽中希望的发射功率最大辐射必需小于-54dBc/30kHz或比-60dBm/30kHz和-55dBm/1MZz都小。为了产生高质量的的移动站，边带辐射技术被增加了10dB的余量。因此，辐射最低限度(-60dBm/30kHz和-55dBm/1MHz)的设计目标是-70dBm/30kHz和-65dBm/1MHz。

在其它的蜂窝系统(AMPS，NAMPS，NADC，GSM，PDC，等等)中，移动站要求的输出功率控制的动态范围典型地比CDMA移动站要求的输出功率控制的动态范围(即85dB)低得多(即20至30dB)。在这些其它的系统中，要求的输出功率控制的动态范围典型地是通过控制可变增益级诸如可变增益功率放大器(PA)或者控制压控衰减器(VCA)提供的，其功率放大器(PA)放大射频(RF)信号，其衰减器衰减中频(IF)信号。明显地，这些方案确实满足输出功率控制的动态范围要求或CDMA移动站的边带辐射要求。

当RF信号的增益控制电路靠近天线放置时，得到好的发射边带辐射性能。不幸的是，在这个条件下，没有提供很好的屏蔽和接地，不容易实现85dB的RF信号的增益控制。

85dB的增益控制范围可在典型地为100至200MHz的IF范围中的发射信号上实现。但是，在IF范围中控制功率控制的85dB动态范围是不利的，因为它不优化边带噪声辐射要求。为了满足边带噪声辐射要求，该增益控制级后面的增益必需最小，以便使在低输出功率电平的发射机中产生的边带噪声最小。这要求发射IF增益级输出较高的输出电平。这意味着发射IF增益级的高线性，这导致较高的电耗。例如，SONY CXA3002N发射增益控制放大器仅在中频具有85dB的动态范围，三阶拦截点(third order intercept point)(OIP3)输出+10dBm和35mA的电耗。

85dB增益控制级控制IF范围的发射信号的另一个缺点是对寄生噪声和在其它无线电部分产生的噪声敏感。例如，如果增益控制级输出的最大输出功率是足够线性的-5dBm和最坏情况的增益控制级后面的最大增益是35dB，则在这点接收的最大噪声和寄生噪声必需小于-105dBm/30kHz和-90dBm/1MHz，以便通过具有足够余量的辐射最低限度。不是不可能取得这些电平，但是，这可能要求使用额外的屏蔽和几个板和/或IC修正版。即使取得这样的隔离程度，电耗仍将高于所希望的。

因此，需要一种RF发射机的功率电平控制电路，在使RF发射机的边带噪声辐射、电耗和复杂性最小的同时提供输出功率控制的宽的动态范围。