DE4025466A1 - Radiofrequenz-sende- und empfangsschaltung fuer ein mobiles telekommunikationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Radiofrequenz- oder Hochfrequenz- Sende- und -Empfangssystem zur Verwendung bei einem mobilen Telekommunikationssystem, und insbesondere eine derartige Radiofrequenz-Sende- und -Empfangsschaltung, welche die Empfangsempfindlichkeit und die Sendeausgangsleistung ver­ größern kann, wobei das mobile Telekommunikationssystem den Sende- und Empfangsbetrieb nicht gleichzeitig ausführt.

Blockschaltbilder bekannter Duplex-Telekommunikationssysteme sind in den Fig. 1A und 1B gezeigt, wobei die Fig. 1A ein Einkörper-Duplexgerät und die Fig. 1B ein Zweikörper-Duplex­ gerät zeigt und hierbei bezeichnet BPF1 ein Bandpaßfilter des Empfängerabschnitts und BPF2 ein Bandpaßfilter des Sende­ abschnittes, LNA einen rauscharmen Verstärker, und PA einen Leistungsverstärker. Diese bekannten Duplexgeräte können bei einem gleichzeitigen Empfangs- und Sendebetrieb eingesetzt werden, aber euch im getrennten Betrieb. Das voranstehend beschriebene Duplexsystem stellt eine konventionelle Zwei­ weg-Telekommunikation zur Verfügung durch einen Empfangs­ kanal mit einem Bandpaßfiltr (BPF1) und einem rauscharmen Verstärker (LNA), und durch einen Sendekanal mit einem Lei­ stungsverstärker (PA) und einem Bandpaßfilter (BPF2), mit seinem Empfangsende (Rx) und Sendeende (Tx).

Allerdings weist ein derartiges Duplexsystem einige Probleme auf.

Zunächst ist es beinahe unmöglich, die Frequenzen des Empfän­ gers und des Senders unterhalb eines vorbestimmten Bereiches zu verringern. Dies bedeutet, daß bei einer engen Annäherung der Frequenzen des Empfängers und Senders die Isolierung zwi­ schen dem Sendeabschnitt und dem Empfangsabschnitt durch die Bandpaßfilter immer mehr undurchführbar wird. Darüber hinaus führt die Einfügungsdämpfung in dem Empfänger, die normaler­ weise 2 bis 3 dB (Dezibel) beträgt, zu einer niedrigen Empfangsempfindichkeit, da sie in der Eingangsstufe des Empfängers vorliegt. Da die Einfügungsdämpfung in dem Sender normalerweise etwa 3 dB beträgt, ist schließlich eine über­ mäßige Ausgangsleistung erforderlich in dem Leistungsverstär­ ker, um die Sendeleistung an der Antenne zu erhöhen.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereit­ stellung einer verbesserten Anordnung einer Radiofrequenz- Sendeschaltung, welche die Empfangsempfindlichkeit und die Sendeleistung erhöhen kann, in einem mobilen Telekommunika­ tionssystem, in welchem der Sendebetrieb und der Empfangs­ betrieb des Radiofrequenzsignals nicht gleichzeitig durchge­ führt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mit einem Pin-Diodenschal­ ter versehen, um ein Radiofrequenzsignal zur und durch eine Antenne zu schalten in Reaktion auf eine Modenauswahl bezüg­ lich Empfang oder Senden und zur Bereitstellung einer Isolie­ rung zwischen einem Empfangsabschnitt und einem Sendeabschnitt des Radiofrequenzsignals, mit einem rauscharmen Verstärker zur rauscharmen Verstärkung des Radiofrequenzsignals von dem Pin- Diodenschalter, um die Empfangsempfindlichkeit an dem Empfangs abschnitt zu vergrößern, mit einem ersten Bandpaßfilter zum Filtern des Ausgangs-Radiofrequenzsignals von dem rauscharmen Verstärker, um eine bestimmte Bandcharakteristik zur Verfügung zu stellen und hiervon ein Spiegelsignal und ein inneres Stör­ signal zu entfernen, dessen Ausgangssignal mit einem Empfangs­ ende gekoppelt ist, mit einem zweiten Bandpaßfilter zum Ent­ fernen ungewünschter Signale wie beispielsweise ein lokal­ oszillierendes Signal und harmonische Frequenzen aus einem Trägerfrequenz-Sendesignal, welches von dem Sendeende zuge­ führt wird, so daß nur ein vorgegebener Frequenzbereich des Sendesignals durch die Antenne ausgestrahlt wird, und mit einem Leistungsverstärker zum Verstärken des Ausgangssignals von dem zweiten Bandpaßfilter, um die Leistung der Radiofre­ quenz-Übertragungsträgerwelle zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus welchem weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1A und 1B jeweils ein Blockschaltbild einer Duplex- Radiofrequenz-Sendeanordnung nach dem Stand der Technik; und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus­ führungsform einer Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus­ führungsform einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Ein Pin-Diodenschalter 10 schaltet ein Radio­ frequenz-Sendesignal zu einer Antenne 15 und durch diese hindurch. Der Pin-Diodenschalter wird verwendet, um genügend Isolierung zwischen einer Sendeschaltung und einer Empfangs­ schaltung aufrechtzuerhalten, bei welchen die Frequenzen der Sende- und Empfangsschaltung nahe beieinanderliegen. Die Isolierung zwischen der Sende- und Empfangsschaltung hängt von der Anzahl der darin verwendeten Pin-Dioden ab; beispielsweise sorgen drei Pin-Dioden für eine Isolierung von etwa 40 dB. Da die Einfügungsdämpfung einer Pin-Diode im allgemeinen nicht etwa 1 dB überschreitet, können die Rauscheigenschaften um etwa 2 dB verbessert werden. Ein rauscharmer Verstärker 11 verstärkt das Radiofrequenzsignal von dem Pin-Diodenschalter 10 in ein rauscharmes Signal, um die Empfangsempfindlichkeit in einer Empfangsschaltung zu vergrößern. Ein erstes Bandpaß­ filter 13 filtert das Radiofrequenz-Ausgangssignal von dem rauscharmen Verstärker 11, um eine vorgegebene Bandcharakte­ ristik zur Verfügung zu stellen und aus dem Signal ein Spie­ gelsignal und ein inneres Störsignal zu entfernen, wobei das Ausgangssignal an ein Empfangsende Rx angekoppelt ist. Ein zweites, mit einem Sendeende Tx gekoppeltes Bandpaßfilter 14 entfernt verschiedene unnötige Signale, beispielsweise ein lokal-oszillierendes Signal, harmonische Frequenzen, usw., aus einem Sendesignal, welches von einem Sender zugeführt wird, so daß nur ein festgelegter Frequenzbereich des Sende­ signals durch die Antenne ausgestrahlt wird. Ein an den Pin- Diodenschalter gekoppelter Leistungsverstärker 12 verstärkt das Ausgangssignal von dem zweiten Bandpaßfilter 14, um die Leistung der Radiofrequenz-Sendeträgerwelle zu vergrößern.

Ein Radiofrequenz-Empfangssignal von der Antenne 15 wird durch den Pin-Diodenschalter 10, der in einem Empfangsmodus arbeitet, dem rauscharmen Verstärker 11 zugeführt, und so­ dann rauscharm verstärkt. Das erste Bandpaßfilter 13 ent­ fernt einige unnötige Signale von dem verstärkten Radio­ frequenz-Empfangssignal, um eine Anpassung an eine vorge­ gebene Bandcharakteristik für die Empfangsschaltung durch das Empfangsende Rx zu erreichen. Zwischendurch wird, in einem Sendemodus, eine mit einer Empfangsschaltung verbun­ dene Pin-Diode in dem Pin-Diodenschalter 10 abgeschaltet, während eine andere Pin-Diode, die mit einer Sendeschaltung verbunden ist, eingeschaltet wird. Daraufhin gelangt eine Trägerwelle, also ein Sendesignal, von dem Sendeende Tx mit zu übertragender Information, durch das zweite Bandpaßfilter 14 und wird in dem Leistungsverstärker 12 auf hohe Leistung verstärkt. Der Pin-Diodenschalter 10, der in seinem Sende­ modus arbeitet, schaltet die verstärkte Trägerwelle auf die Antenne zur Abstrahlung in die Umgebung. Um zu verhindern, daß das eine hohe Leistung aufweisende Sendesignal in den rauscharmen Verstärker 11 einfließt, beträgt die Isolierung in dem Pin-Diodenschalter vorzugsweise 40 dB.

Wie voranstehend beschrieben wurde, erzielt die vorliegende Erfindung eine beträchtliche Verbesserung, zumindest um 2 dB, der Empfangsempfindlichkeit und der Sendeleistung in einem mobilen Telekommunikationssystem mit voneinander getrenntem Sendebetrieb und Empfangsbetrieb, und zwar durch Einsetzen des Pin-Diodenschalters in der Eingangsstufe der Sende- bzw. Empfangsschaltung.

Zwar wurde die Erfindung insbesondere in bezug auf eine be­ vorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß Fachleute auf diesem Gebiet Detailmodifikationen vornehmen können, ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (3)

1. Anordnung zum Radiofrequenz-Empfang und Senden in einem mobilen Telekommunikationsgerät, gekennzeichnet durch:

• - einen Pin-Diodenschalter zum Schalten eines Radio- Frequenzsignals zu einer Antenne und durch diese hin­ durch in Reaktion auf eine Modenauswahl bezüglich Empfang oder Senden, und zur Bereitstellung einer Isolierung zwischen einem Empfangsabschnitt und einem Sendeabschnitt des Radiofrequenzsignals;
• - einen mit dem Pin-Diodenschalter gekoppelten rausch­ armen Verstärker zur rauscharmen Verstärkung des Radio­ frequenzsignals von dem Pin-Diodenschalter, um die Empfangsempfindlichkeit in dem Empfangsabschnit zu erhöhen;
• - ein mit dem rauscharmen Verstärker gekoppeltes erstes Bandpaßfilter zum Filtern des Radiofrequenzausgangs­ signals von dem rauscharmen Verstärker, um eine vor­ gegebene Bandcharakteristik zur Verfügung zu stellen und hiervon ein Spiegelsignal und ein inneres Stör­ signal zu entfernen, wobei das Ausgangssignal an ein Empfangsende Rx angekoppelt ist;
• - ein mit einem Sendeende Tx gekoppeltes zweites Band­ paßfilter zum Entfernen unnötiger Signale, beispiels­ weise eines lokal-oszillierenden Signals und harmoni­ scher Frequenzen, aus einem von dem Sendeende zugeführ­ ten Trägerwellen-Sendesignal, so daß nur ein fest­ gelegter Frequenzbereich des Sendesignals durch die Antenne abgestrahlt wird; und
• - einen an den Pin-Diodenschalter gekoppelten Leistungs­ verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals des zweiten Bandpaßfilters, um die Leistung der Radio­ frequenz-Sendeträgerwelle zu erhöhen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pin-Diodenschalter drei Pin-Dioden zum Isolieren zwischen dem Sendeabschnitt und dem Empfangsabschnitt aufweist, deren Frequenzen eng beieinanderliegen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pin-Diodenschalter eine Einfügungsdämpfung aufweist, die nicht ein Dezibel überschreitet.