[发明专利]包含混合器－分离器的设备

说明书

本发明一般地涉及电气通信。尤其是本发明涉及一个与多载波射频放大器联接使用的混合器-分离器。

图1描述现有技术的一个典型无线电通信系统的一部分简要图解。这样的系统为许多位于一个地区的无线电终端(如无线电终端101-1到103-1)提供无线通信服务。

一个典型无线电通信系统的核心是无线电交换中心(“WSC”)120，有时称为移动电话交换中心(“MSC”)，或一个移动电话交换局(“MTSO”)。通常WSC120接到许多分布在系统为之服务的整个地区的基站(如基站103-1到103-5)。此外，WSC120有时还接到市话局或长途局(如市话局130，市话局138，和长途局140)。WSC120首先负责建立和保持无线电终端间的呼叫和一个无线电终端与一个通过局域网和/或长途网接到系统上的无线电终端之间的呼叫。

一个无线电通信系统服务的地区被分成许多空间上分割的面积，称为“小区”。如图1所描述，每个小区用一个六角形图示，可是，每个小区常常都根据地形拓朴而有不规则的形状。通常，每个小区有一个基站，基站有用于与小区内无线电终端通信的无线电与天线，还有该基站用于与WSC120通信的传输设备。

例如，当无线电终端101-1要和无线电终端101-2通信，无线电终端101-1把需要的信息传送到基站103-1，基站103-1把信息转发到WSC120。WSC120收到这个信息后，并且了解到这些信息是要送到无线电终端101-2的，WSC120就把这些信息送还基站103-1，基站103-1通过无线电设备把这些信息转发到无线电终端101-2。

图2描述在基站103-1中进行的从WSC120接收信息的方法。这些信息从WSC120传送到基站103-1是用多路复用信号202。这样一个信号含有许多复杂的组分信号，在这里讨论的上下文中，这些组分信号是RF(射频)载波信号。根据所用的特定的复用方案(如时分复用，频分复用，码分复用，等)，每一个这样的组分射频载波信号与其他的这样信号都有区别。

当信号202被基站103-1接收时，就在多路分解器204中多路分解成它的组分射频载波信号202_i,i=1,N，每个无线电设备206_i可以用一个消息信号去调制这一个组分信号202_i，这是根据一个特定的调制方案(如时分多址，码分多址，等)完成的。每个无线电设备产生的一个已调制的射频载波信号208_i送到相加器210，这些已调制的载波信号在相加器210中被相加，产生多载波射频信号212。

由于无线电设备产生的已调制的射频载波信号208_i是极低功率的信号，多载波射频信号212须要送到放大器214，通常是一个前馈多载波线性射频功率放大器(“FMLRF功率放大器”)以增加信号强度，用于从基站传送到各无线电终端，例如101-2。一个FMLRF功率放大器常常可以放大所有用在一个给定小区内的射频载波信号。这种放大器的设计和操作是业界人士所熟悉的。例如，见美国专利N05,304,945及其中的参考文献。

在FMLRF功率放大器214中，多载波射频信号212被分离器216分成J个功率相等的信号212_i并送到J个同样的放大器模块218_i。诸信号212_i中的每一个在放大器模块中被放大到诸放大器模块的设定的输出功率。从放大器模块来的J个被放大的信号220_i在混合器222中被混合，形成已调制的多载波射频信号224。信号224被送到天线226，以发射到例如无线电终端101-2。

不断增长的无线通信量要求这样的无线电系统增加呼叫容量。增加呼叫容量的一个方法是在一个给定的地区内增加小区的数量。这样增加导致较小的小区，当然也就要更多的基站。增加小区的数量导致降低要求传送的信号功率(因为复盖面积较小)，这样就可以用一个较小的，功率较低的FMLRF功率放大器。

过去为通常的大功率FMLRF功率放大器设计的分离器和混合器，为了很好地配合这样较大的FMLRF功率放大器，腔体具有指定的体积和形状。随着这种放大器降低体积的要求，需要对功率分离器和功率混合器作更加紧凑的设计。