專利名稱：選擇性地極化無線電波的發(fā)射機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及發(fā)射機領(lǐng)域，更具體地，涉及發(fā)送選擇性地極化的無線電波的發(fā)射機。
背景技術(shù)：
與軌道衛(wèi)星通信的無線終端正在逐漸進入商業(yè)使用。這些終端可與直接廣播電視和電話衛(wèi)星系統(tǒng)進行雙向通信，以便通過碟形天線直接提供通信業(yè)務(wù)給家庭。在這樣的通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星使用極化的無線電波(波束)，來與位于服務(wù)區(qū)域中的終端通信。
無線通信系統(tǒng)通常使用各種類型的無線電波極化。無線電波可以直線地(例如垂直地或水平地)極化，或者無線電波可以被非直線地(例如橢圓地或圓形地)極化。無線電波的極化由在至少一個完全的周期期間電矢量對準(zhǔn)的方向來定義。一般地，電矢量的幅度和方向在每個周期期間非線性地變化。通常，這樣的非線性地變化的電矢量在觀察點處在正交于傳播方向的平面上畫出一個橢圓。在這種情況下，無線電波的非線性極化被稱為是橢圓極化。橢圓的短軸與長軸比(以dB表示)被稱為無線電波的橢圓度。線極化的無線電波具有無限大的橢圓度，即短軸與長軸比是零。圓極化波具有0dB的橢圓度，也就是，短軸與長軸比是1。所以，線極化波被定義為這樣的橫電磁波，即在均勻各向同性媒介質(zhì)中的一點處其電場矢量在所有的時間位于一條固定的直線上。圓極化波被定義為這樣的橫電磁波，對于該電磁波。在一點處的電場和磁場矢量畫出一個圓。
圓極化波可以具有右旋圓極化或左旋圓極化。當(dāng)對于向傳播方向觀看的觀察者，在固定的橫截面上電場矢量的旋轉(zhuǎn)是順時針方向時，發(fā)生右旋圓極化。相反，對于左旋圓極化，旋轉(zhuǎn)是反時針的。圓極化波可以用具有相應(yīng)的右手或左手意義的螺旋天線來產(chǎn)生。圓極化波也可以通過兩個線極化波的共同存在而被產(chǎn)生，例如，垂直和水平極化波，其每個具有相同的幅度，但它們之間有90°的相位差。如果兩個線極化波幅度不相等或具有不同于90°的相位差，則合成的無線電波將被非直線地極化。例如，如果垂直極化波的幅度是零，則合成的波是以水平方向線極化的。而且，如果兩個波具有相同的幅度以及零度的相位差，則合成的波是以45°方向直線極化的。
為了更好地將有限的頻譜分配用于提供衛(wèi)星業(yè)務(wù)，與衛(wèi)星通信的兩個不同的終端可以使用相同的無線電波，但是具有不同的極化。例如，相同的無線電波可以具有用于傳送與一個終端通信的一個調(diào)制信號的水平極化，以及具有用于傳送與另一個終端通信的另一個調(diào)制信號的垂直極化。這樣，就必須選擇性地控制按照分配的極化發(fā)射調(diào)制信號的終端發(fā)射機中的電波極化。


圖1A顯示了傳統(tǒng)的用于發(fā)射選擇性地垂直或者水平極化的無線電波的發(fā)射機10。發(fā)射機10包括相對高功率的放大器12，用于放大由調(diào)制信號發(fā)生器14提供的調(diào)制信號。由線路18上的控制信號控制的極化開關(guān)16把功率放大器電路12的輸出選擇性地連接到天線饋源24的垂直輸入端20或水平輸入端22，該饋源24輻射帶有選擇的垂直極化或水平極化的極化波。因為高功率放大器12必須把調(diào)制信號放大到足夠的發(fā)射功率電平，例如8瓦，極化開關(guān)16必須被選擇為經(jīng)受這樣的高功率的沖擊。然而，低損耗的高功率有源開關(guān)是很昂貴的。另一方面，低成本的開關(guān)會引入高達20％的放大器功率的重大損耗。因此，必須使用具有高功率(即10瓦)的放大器，以便容忍由低成本開關(guān)造成的損耗。替換地，可以使用機械開關(guān)來執(zhí)行切換功能。然而，除了體積龐大以外，這樣的開關(guān)容易發(fā)生機械故障。
現(xiàn)代處理技術(shù)在減小功率放大器成本方面要比減小高功率開關(guān)成本方面更為成功，圖1B所示的另一種傳統(tǒng)的發(fā)射機26使用兩個分開的功率放大器28A和28B，而不是圖1A的單個開關(guān)和功率放大器裝置，以便消除開關(guān)裝置造成的損耗。然而，在圖1B的裝置下，通過控制器29，使得一次只有一個功率放大器能工作。因為一個功率放大器在一半時間是空閑的，圖1B的發(fā)射機在任何時刻都浪費一個高功率放大器的花費。
所以，需要一種低成本的發(fā)射機，它可以選擇性地發(fā)射不同極化的調(diào)制信號，而不存在發(fā)射源的任何損耗或浪費。
發(fā)明概要概略地，以一個發(fā)射機示例地說明本發(fā)明，該發(fā)射機耦合對應(yīng)于具有可選擇的相位關(guān)系的經(jīng)放大的調(diào)制信號的非線性極化波，以便產(chǎn)生具有一個對應(yīng)于選擇的相位關(guān)系的方向的線極化波。在另一個實施例中，線極化波可能被耦合來產(chǎn)生任一種意義上的圓極化。
按照本發(fā)明的示例性實施例的發(fā)射機包括調(diào)制信號發(fā)生器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一天線饋源和第二天線饋源。調(diào)制信號發(fā)生器產(chǎn)生第一調(diào)制信號和第二調(diào)制信號，以及調(diào)制信號發(fā)生器響應(yīng)于控制信號以便在第一與第二調(diào)制信號之間選擇性地提供預(yù)定的相位關(guān)系。第一和第二調(diào)制信號被分別加到第一和第二功率放大器。具有第一增益的第一功率放大器放大調(diào)制信號并把它加到第一天線饋源上。同樣地，具有第二增益(第二增益優(yōu)選地等于第一增益)的第二功率放大器放大第二調(diào)制信號并把它加到第二天線饋源上。按照本發(fā)明，第一天線饋源產(chǎn)生具有第一非線性極化的第一極化波。同樣地，第二天線饋源產(chǎn)生具有第二非線性極化的第二極化波。第一極化波和第二極化波的極化被選擇為使得當(dāng)聯(lián)合輻射時，它們將產(chǎn)生具有線極化的第三極化波，該線極化具有一個對應(yīng)于如由控制信號所選擇的、第一與第二調(diào)制信號的預(yù)定相位關(guān)系的方向。
在第二實施例中，用于產(chǎn)生右旋圓極化或左旋圓極化的發(fā)射機包括第一發(fā)送功率放大器，其輸入端由第一調(diào)制信號激勵，以及其輸出端被耦合到第一天線饋源，后者產(chǎn)生具有第一線極化的第一極化波。第二發(fā)送功率放大器在其輸入端由第二調(diào)制信號激勵，以及其輸出端被耦合到第二天線饋源結(jié)構(gòu)，后者產(chǎn)生具有第二線極化的第二極化波，該第二線極化優(yōu)選地正交于第一線極化?？刂破骺刂频谝缓偷诙{(diào)制信號的相對相位，以使得由第一和第二天線饋源結(jié)構(gòu)聯(lián)合輻射的無線電波是在所希望的意義上的圓極化波，并且其功率電平等于所述第一和第二功率放大器的功率電平的總和。在示例性實施例中，發(fā)射機可以選擇性地提供左旋圓極化波或右旋圓極化波。
在第三實施例中，兩個天線饋源結(jié)構(gòu)提供相對于標(biāo)稱的垂直軸的+45°角度上的線極化輻射。天線饋源由各個相應(yīng)的功率放大器激勵，以使得產(chǎn)生垂直極化波或者產(chǎn)生水平極化波，它們具有等于兩個放大器的功率輸出總和的功率電平。功率放大器由各個調(diào)制信號激勵，它們被加以控制從而例如以0°的第一相對相位來激勵功率放大器。另外，按照所選擇的垂直或水平極化輻射，調(diào)制信號可以以與第一相對相位相差180°的第二相對相位來激勵功率放大器。
從以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的說明，將明白本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點，這些附圖作為例子說明本發(fā)明的原理。
附圖簡述圖1A和1B是發(fā)射選擇性極化的無線電波的傳統(tǒng)發(fā)射機的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的一個實施例的發(fā)射機的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的另一個實施例的發(fā)射機的方框圖。
圖4是在圖2和3的發(fā)射機中使用的調(diào)制信號發(fā)生器的一個實施例的方框圖。
圖5是在圖2和3的發(fā)射機中使用的調(diào)制信號發(fā)生器的另一個實施例的方框圖。
圖6是按照本發(fā)明的發(fā)射機的另一個實施例的方框圖。
詳細描述參照圖2，按照本發(fā)明的一個實施例的發(fā)射機30包括調(diào)制信號發(fā)生器32、第一和第二功率放大器34A和34B、左旋圓極化(LHC)天線饋源38和右旋圓極化(RHC)天線饋源40。LHC和IRHC天線饋源(38，60)例如可以位于拋物反射器的焦點。正如眾所周知的，通過兩個線極化饋源(例如，交叉的振子)，可以產(chǎn)生兩個正交圓極化饋源點，這兩個線極化饋源是通過90°耦合器而被耦合的。
在示例性實施例中，發(fā)射機30被使用于提供直接雙向衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)給家用天線的通信衛(wèi)星系統(tǒng)。調(diào)制信號發(fā)生器32在線路32上產(chǎn)生第一調(diào)制信號和第二調(diào)制信號。調(diào)制信號發(fā)生器32響應(yīng)于由控制器48提供的、在線路50上的控制信號，以便選擇性地提供第一與第二調(diào)制信號之間的預(yù)定的相位關(guān)系。優(yōu)選地，調(diào)制信號具有互相正交的相位關(guān)系。例如，根據(jù)該控制信號，調(diào)制信號的相位關(guān)系可被選擇為具有+90°或-90°相位差。
第一和第二調(diào)制信號分開地分別加到第一和第二功率放大器電路34A或34B。具有第一增益的第一功率放大器34A放大第一調(diào)制信號，以及把它加到LHC天線饋源38。同樣地，具有等于第一增益的第二增益的第二功率放大器34B放大第二調(diào)制信號，以及把它加到RHC天線饋源40。LHC和RHC天線饋源38和40產(chǎn)生輻射波，它們在空間組合，以最后產(chǎn)生單純的具有不同于LHC或RHC的極化的輻射波。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，調(diào)制信號的相位關(guān)系被選擇來產(chǎn)生垂直極化無線電波或水平極化無線電波。
由調(diào)制信號發(fā)生器32產(chǎn)生的調(diào)制信號是基本上相同的調(diào)制的載波信號，只是在它們的相對相位關(guān)系上不同。為了產(chǎn)生垂直極化波，通過控制器以這樣的方式來控制調(diào)制信號的相位關(guān)系，以使得由LHC和RHC饋源38和40所產(chǎn)生的兩個正交無線電波之間的耦合導(dǎo)致垂直極化，而水平極化分量則由于正交關(guān)系幾乎被抵消。另一方面，為了產(chǎn)生水平極化波，調(diào)制信號的相位被控制成可以產(chǎn)生與垂直極化所使用的相位關(guān)系相反的相位差，即180°。這樣，由LHC和RHC饋源38和40產(chǎn)生的正交無線電波的組合導(dǎo)致水平極化，而垂直極化分量幾乎被抵消。因為調(diào)制信號的相位關(guān)系是可在控制器48的控制下進行選擇的，因此來自本發(fā)明的發(fā)射機的發(fā)送的極化可被選擇性地控制。
優(yōu)選地，發(fā)送的線極化波的功率等于第一和第二功率放大器34A和34B的功率總和。假定相等的功率，則發(fā)射機的功率等于功率放大器的功率的兩倍。例如，為了發(fā)送8瓦功率的無線電波，第一和第二功率放大器電路34A和34B應(yīng)當(dāng)是各為4瓦的功率放大器。在結(jié)構(gòu)上，天線饋源38和40可以位于拋物面碟形天線的焦點，雖然也可以使用其它的裝置，例如偏饋拋物面、交叉的八木天線陣列、或交叉的對數(shù)周期天線陣列。
將會看到，本發(fā)明的應(yīng)用并不限制于產(chǎn)生垂直極化波或水平極化波。通過控制調(diào)制信號的相位關(guān)系，饋源產(chǎn)生具有任何方向的單純直線發(fā)送極化。線極化將具有相對于參考平面(例如垂直面)的相應(yīng)于調(diào)制信號的相對相位的一半的方向。例如，調(diào)制信號的相對相位中的90°改變將產(chǎn)生發(fā)射波的極化平面的45°旋轉(zhuǎn)。
參照圖3，顯示了按照本發(fā)明的另一個實施例的發(fā)射機30。類似于圖2的裝置，發(fā)射機30包括調(diào)制信號發(fā)生器32，第一和第二功率放大器34A和34B、和兩個正交天線饋源37和41。然而，按照本發(fā)明的這個實施例的發(fā)射機30產(chǎn)生右旋圓極化或左旋圓極化，而不是線極化。在這個裝置中，第一天線饋源37對應(yīng)于第一線極化，以及第二天線饋源41優(yōu)選地對應(yīng)于正交于第一線極化的第二線極化。控制器48控制調(diào)制信號的相對相位，以使得由第一和第二天線饋源結(jié)構(gòu)37和41輻射的無線電波當(dāng)在空間出現(xiàn)時可以產(chǎn)生具有在所希望的意義上的圓極化波。為產(chǎn)生圓極化所需要的組合的相對相位是±90°。類似于圖2的裝置，無線電波的功率電平等于第一和第二功率放大器的功率電平的總和。
在再一個實施例中，第一和第二天線饋源37和41提供在相對于標(biāo)稱垂直軸的±45°角度上的線極化輻射。天線饋源37和41被各個功率放大器電路34A和34B激勵，以使得能產(chǎn)生垂直極化波或者產(chǎn)生水平極化波，它具有的功率電平等于兩個放大器34A和34B的功率輸出的總和。功率放大器電路34A和34B由調(diào)制信號激勵，這些信號被控制成以0°的第一相對相位來激勵功率放大器，或可替換地，以不同于第一相對相位的180°的第二相對相位來激勵功率放大器。這樣，選擇性地產(chǎn)生了垂直極化輻射或水平極化輻射。
在時分多址系統(tǒng)中，TDMA發(fā)射機不是被激活來連續(xù)發(fā)射，而是被激活來只在TDMA幀重復(fù)周期內(nèi)的一個被分配的時隙內(nèi)發(fā)射。所以，為了采用本發(fā)明的發(fā)射機30，功率放大器電路34A和34B的啟動和關(guān)斷必須以平滑地向上或向下斜坡進行，以避免把過度的頻譜干擾加到相鄰的頻道。因此，發(fā)射機30包括向上/下斜坡控制器66，它把在線路47上的向上/下斜坡控制信號提供給功率放大器34A和34B。優(yōu)選的產(chǎn)生上/下斜坡的方法是控制由電源45提供的偏置電壓。，偏置電壓被加到放大器34A和34B，這樣，它們消耗來自電源45的給定的瞬時電流。被放大器34A和34B所消耗的電流被控制在向上斜坡時間間隔或向下斜坡時間間隔期間內(nèi)進行變化，以造成功率放大器電路34A和34B的輸出功率以想要的方式上升或下降。為了幫助控制電流，優(yōu)選的方法是向每個功率放大器提供電流監(jiān)視器(未示出)，它在線路49上產(chǎn)生反饋信號提供給向上/向下斜坡控制器66。在適當(dāng)?shù)挠|發(fā)時間，控制器66可以使得電流以固定的方式斜坡向上或向下。為了做到這一點，控制器66可以執(zhí)行一個斜坡程序，它產(chǎn)生一系列代表所想要的向上/向下斜坡波形的數(shù)字控制字。眾所周知，在TDMA系統(tǒng)中，衛(wèi)星終端可以在重復(fù)的TDMA幀周期內(nèi)被分配以一個以上的時隙。單個時隙可被使用來例如支持同時的話音和數(shù)據(jù)發(fā)送或提供更高的數(shù)據(jù)速率或更高的話音質(zhì)量。發(fā)射機30允許對于多時隙傳輸中的每個時隙按照時隙和極化的可提供性來獨立地選擇極化。
參照圖4，顯示了產(chǎn)生恒定包絡(luò)(恒定幅度)的調(diào)制信號的調(diào)制信號發(fā)生器32的示例性方框圖。其中優(yōu)選的方式是通過只改變調(diào)制信號的相位來輸送信息的恒定包絡(luò)調(diào)制，因為對于恒定放大信號比起變化的幅度信號來說，可以構(gòu)建更經(jīng)濟的功率放大器。調(diào)制信號發(fā)生器32包括正交調(diào)制器52A和52B。正交調(diào)制器52A對具有瞬時值I的同相信號與一個被選擇的發(fā)送中間頻率(TXIF)的余弦波實行相乘。同樣地，正交調(diào)制器52B對具有瞬時值Q的正交信號與一個被選擇的TXIF的正弦分量實行相乘。優(yōu)選地，正交調(diào)制器52A和52B是能夠?qū)μ炀€信號的倒相信號和正交信號(I和Q)與正弦和余弦分量實行相乘的平衡正交調(diào)制器。在授權(quán)給Dent的、題為“QuadratureModulator with integrated distributed filters(帶有集成分布濾波器的正交調(diào)制器)”的美國專利No.5，530，722中揭示了一個這樣的平衡正交調(diào)制器，該專利在此引用，以供參考。在調(diào)制信號發(fā)生器32的這個示例性實施例中，借助于數(shù)字信號處理器和Δ-∑調(diào)制器54可以以數(shù)字方式產(chǎn)生平衡同相和正交調(diào)制信號。本發(fā)明可利用兩個這樣的平衡正交調(diào)制器來產(chǎn)生被加到功率放大器34A和34B(圖1所示)的調(diào)制信號。在該裝置中，對DSP54進行編程以便提供調(diào)制信號的相位關(guān)系。調(diào)制信號的相位關(guān)系由兩個同相和正交信號(I1，Q1)和(I2，Q2)確定。在圖4上顯示這些信號以平衡形式加到正交調(diào)制器。例如，為了提供垂直極化波，DSP 54設(shè)定調(diào)制器信號的正交相位關(guān)系為+90°。反之，為了提供水平極化波，DSP 54設(shè)定正交相位關(guān)系為-90°。將會看到，本發(fā)明可以通過不同于使用正交調(diào)制器的其它方法來使用具有想要的相位關(guān)系的調(diào)制信號。
第一壓控振蕩器(VCO)56A產(chǎn)生第一調(diào)制信號，它被加到第一功率放大器34A。VCO輸出信號的一部分通過混頻器58A中的超外差混頻被下變頻為較低的中頻TXIF，該混頻器58A接收來自頻率綜合器60的本振信號。TXIF信號在鑒相器62A中與來自正交調(diào)制器52A的已調(diào)制的TXIF信號進行相位比較，以產(chǎn)生相位誤差信號。來自鑒相器62A的相位誤差信號優(yōu)選地以正比于相位誤差的電流的形式被環(huán)路濾波器64A積分和濾波，以便產(chǎn)生供給VCO 56A的VCO控制信號。VCO控制信號迫使第一調(diào)制信號的相位跟隨來自正交調(diào)制器52A的已調(diào)制的TXIF信號的相位。一個基本上相同的、包括VCO 56B、混頻器58B、鑒相器62B、和環(huán)路濾波器64B的裝置可以迫使由VCO 56B產(chǎn)生的第二調(diào)制激勵信號的相位跟隨由正交調(diào)制器52B產(chǎn)生的第二已調(diào)制的TXIF信號的相位。
參照圖5，顯示了調(diào)制信號發(fā)生器32的另一個實施例。在這個實施例中，單個平衡正交調(diào)制器68產(chǎn)生用I和Q信號調(diào)制的TXIF信號。在這個裝置中，來自VCO 56A和56B的已調(diào)制信號在混頻器58A和58B中與來自頻率綜合器60的本振信號進行下變頻。然而，移相器70被使用來在加到混頻器58A的本振信號上引入一個相對于被加到混頻器58B的另一個本振信號的相移。移相器70的作用是在來自VCO 56A的第一調(diào)制信號的相位上加上一個相對于來自VCO 56B的第二調(diào)制信號的相位偏移?？扇芜x地，在綜合器60與混頻器58B之間可以引入第二移相器(未示出)，以便以與移相器70控制第一調(diào)制信號的相位的相反的方向去控制第二調(diào)制信號的相位。這個裝置造成相對相移加倍，以便保持調(diào)制信號的相位的對稱性?？商鎿Q地，頻率綜合器60可以具有可變的相對相移的兩個本振信號輸出，它們可由頻率綜合器內(nèi)的數(shù)字裝置通過使用適當(dāng)?shù)臄?shù)字分頻器鏈和邏輯電路而被產(chǎn)生。再一個實施例是通過在從VCO 56A與56B到混頻器58A與58B的路徑上引入受控制的移相器(未示出)，以便在兩個已調(diào)制信號之間引入想要的相對相位關(guān)系。所有的這樣的變例都被看作為屬于本發(fā)明的范圍。
圖4的裝置無論如何是優(yōu)選的，因為它借助于由DSP 54以數(shù)字方式產(chǎn)生的信號I1、Q1、I2和Q2而提供對于相對相位的更精確的控制。產(chǎn)生數(shù)字信號是優(yōu)選的，因為它可被用來消除可能在實際實施時出現(xiàn)的錯誤。這樣的錯誤可導(dǎo)致極化錯誤，諸如當(dāng)選擇垂直極化時的非零的水平分量(或者，在相反的情形也是一樣)。在題目為“Adaptiveself-correcting modulation system and method(自適應(yīng)的自校正調(diào)制系統(tǒng)和方法)”的美國專利No.5，351，016中，揭示了對于調(diào)制波形誤差的檢測和校正的方法。
參照圖6，顯示了本發(fā)明的發(fā)射機的另一個實施例。在這個實施例中，發(fā)射機檢測極化錯誤并通過抑制不想要的極化波而對其進行校正。定向耦合器72A和72B采樣放大器34A和34B的各自的輸出。混合耦合器74確定樣本的總和與差值。通過使用一個整流器檢波器76檢測該總和，以便產(chǎn)生近似正比于一個極化分量(例如，垂直分量)的信號，而通過使用另一個整流器檢波器78檢測該差值，以產(chǎn)生近似正比于另一個極化分量(例如，水平分量)的信號。整流的信號(如有必要可進行平滑)可以通過使用一個雙模擬-數(shù)字變換器80而進行變換，以便產(chǎn)生數(shù)字信號，后者可以被數(shù)字信號處理器54處理。DSP54使用這些反饋信號來調(diào)整I1、Q1、I2、Q2信號，它們被反饋到濾波器82，以便于抵消或壓縮不想要的極化分量。按照優(yōu)選方案，濾波器82把代表來自DPS 54的I1、I2、Q1、和Q2的二進制數(shù)字變換成高比特率的互補的I和Q數(shù)據(jù)流，它們被平衡濾波器濾波，以便產(chǎn)生用于調(diào)制信號發(fā)生器32的正交調(diào)制器52A和52B(圖4中所示)的適當(dāng)?shù)男盘枴?br> 從以上的說明，將會看到本發(fā)明的發(fā)射機消除了對于用來把單個功率放大器從一個天線饋源端口切換到相反極化的另一個天線饋源端口的極化開關(guān)的需要。另外，當(dāng)使用本發(fā)明時，在所選擇的極化上的有效發(fā)射功率等于第一和第二功率放大器的功率的總和，這樣，比起現(xiàn)有技術(shù)解決辦法，每個放大器的功率可以是想要的總的發(fā)射功率電平的一半。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，本發(fā)明可以取其它具體的形式實施而不背離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征。所以現(xiàn)在揭示的實施例被認為在所有方面是說明性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由附屬權(quán)利要求表示，而不是由以上的說明表示，在本發(fā)明的意義和范圍內(nèi)作出的所有改變都打算被包括在該權(quán)利要求之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．用于發(fā)送具有選定方向的線極化的已調(diào)制信號波的發(fā)射機，包括第一天線饋源和第二天線饋源；連接到第一天線饋送點的第一功率放大器，用于放大第一已調(diào)制信號，和以第一極化輻射該信號；連接到第二天線饋送點的第二功率放大器，用于放大第二已調(diào)制信號，和以第二極化輻射該信號；以及信號發(fā)生器裝置，用于產(chǎn)生具有所選擇的相對相位關(guān)系的所述第一和第二已調(diào)制信號，以使得以所述第一和第二極化被輻射的所述信號等同于具有第三極化的極化波。
2．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中所述第三極化波的發(fā)送功率電平等于所述第一和第二功率放大器的功率的總和。
3．權(quán)利要求2的發(fā)射機，其特征在于，其中各功率放大器的功率輸出是相等的。
4．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中所述第一和第二極化是圓極化，以及所述第三極化是垂直線極化或水平線極化。
5．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中所述第一和第二極化是具有分別相對于垂直軸±45°方向的線極化波。
6．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中線極化波的方向是垂直的。
7．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中線極化波的方向是水平的。
8．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，還包括控制器，用于通過選擇所述相對相位關(guān)系來選擇線極化波的方向。
9．權(quán)利要求1的發(fā)射機，其特征在于，其中所述第一和第二極化是線極化，以及所述第三極化是右旋圓極化或左旋圓極化。
10．一個發(fā)射機，包括耦合到第一已調(diào)制信號的第一天線饋源，用于產(chǎn)生具有第一非線極化的第一極化波；耦合到第二已調(diào)制信號的第二天線饋源，用于產(chǎn)生具有第二非線極化的第二極化波；已調(diào)制信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生所述第一已調(diào)制信號和第二已調(diào)制信號，已調(diào)制信號發(fā)生器響應(yīng)于控制信號，用于選擇第一和第二已調(diào)制信號之間的相對相位關(guān)系，以使得已調(diào)制信號以具有所希望的極化方向的線極化波被輻射。
11．權(quán)利要求10的發(fā)射機，其特征在于，其中第一天線饋源通過具有第一增益的第一功率放大器被耦合到第二已調(diào)制信號，以及第二天線饋源通過具有第二增益的第二功率放大器被耦合到第二已調(diào)制信號。
12．權(quán)利要求10的發(fā)射機，其特征在于，其中電波以相應(yīng)于第一增益和第二增益的總和的功率被輻射。
13．權(quán)利要求10的發(fā)射機，其特征在于，其中所述線極化波的方向是垂直的。
14．權(quán)利要求10的發(fā)射機，其特征在于，其中所述線極化波的方向是水平的。
15．在具有多個被分配用于發(fā)送的時隙的時分多址系統(tǒng)中用于發(fā)送選定極化的信號的發(fā)射機，包括已調(diào)制信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有對于每個被分配的時隙選定的互相相位關(guān)系的已調(diào)制信號；功率放大器，用于把調(diào)制信號放大到發(fā)射功率電平；天線饋源，被耦合到所述功率放大器，以便輻射對應(yīng)于放大的已調(diào)制信號的無線電波，它具有向上/向下斜坡控制器，用于同步地啟動和關(guān)斷功率放大器，以使得在每個所述被分配的時隙中的發(fā)送以分配給該時隙的極化進行。
16．權(quán)利要求15的發(fā)射機，其特征在于，其中在第一時隙期間發(fā)送以第一選定極化進行，以及在第二時隙期間發(fā)送以第二選定極化進行。
17．權(quán)利要求16的發(fā)射機，其特征在于，其中第一選擇的方向是水平的，以及第二選擇的方向是垂直的。
18．一個發(fā)射機，包括天線饋源，用于產(chǎn)生分別相應(yīng)于第一和第二已調(diào)制信號的正交極化的無線電波；以及已調(diào)制信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有互相可選擇的相位關(guān)系的所述第一和第二已調(diào)制信號，以使得電波以具有選定方向的線極化被發(fā)射。
19．權(quán)利要求18的發(fā)射機，其特征在于，還包括用于放大所述已調(diào)制信號的功率放大器，其中發(fā)射機以相應(yīng)于功率放大器的功率輸出的總和的功率發(fā)送選定方向的線極化波。
20．權(quán)利要求19的發(fā)射機，其特征在于，其中各功率放大器的功率輸出是相等的。
21．權(quán)利要求18的發(fā)射機，其特征在于，其中所述正交地極化的波是線極化波。
22．權(quán)利要求18的發(fā)射機，其特征在于，其中所述正交地極化的波是圓極化波。
23．權(quán)利要求18的發(fā)射機，其特征在于，還包括控制器，用于通過控制所述可選擇的相位關(guān)系選擇所述線極化波的方向。
24．權(quán)利要求18的發(fā)射機，其特征在于，其中天線饋源提供具有在相對于所述選定方向的軸線的45°角度上的線極化的所述正交極化波。
25．用于發(fā)射想要的極化波和壓縮不想要的極化波的發(fā)射機，包括第一功率放大器裝置，用于把第一已調(diào)制信號放大成第一放大的信號；第二功率放大器裝置，用于把第二已調(diào)制信號放大成第二放大的信號；耦合裝置，用于把所述第一放大的信號耦合到第一天線饋源，以便以第一極化發(fā)射所述第一放大的信號，以及用于把所述第二放大的信號耦合到第二天線饋源，以便以第二極化發(fā)射所述第二放大的信號，所述耦合裝置還提供對應(yīng)于所述第一和第二放大的信號的已衰減的采樣輸出；組合裝置，用于組合所述采樣輸出，以便提供以所述不想要的極化發(fā)送的信號的樣本；以及信號發(fā)生器裝置，響應(yīng)于所述不想要的極化的信號的所述樣本，以便產(chǎn)生所述第一和第二已調(diào)制信號，這樣，通過控制所述已調(diào)制信號的幅度和相位使得所述不想要的極化信號樣本具有最小的幅度，從而達到使從所述第一和第二天線饋源點聯(lián)合發(fā)送的波具有想要的極化。
全文摘要
一種發(fā)射機提供具有可選擇的極化的無線電波。該發(fā)射機包括天線饋源,產(chǎn)生具有相應(yīng)于第一和第二調(diào)制信號的可選擇的相位關(guān)系的非直線極化的正交無線電波。非直線極化無線電波的空間組合產(chǎn)生具有相應(yīng)于被選擇的相位關(guān)系的方向的線極化的無線電波。
文檔編號H04B7/10GK1282468SQ98812453
公開日2001年1月31日 申請日期1998年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月20日
發(fā)明者P·W·登特, 小G·A·奧內(nèi)爾 申請人:艾利森公司