用于電短天線的RF發射器制造技術

本發明專利技術公開了用于電短天線的RF發射器(1)，具有用于連接到電短天線(100)的相應天線端子(101,102)以傳輸電磁信號(TX)的兩個天線輸出端子(10,11)，所述發射器(1)包括電容性儲能器(2)、輸出級(31,32)、具有打開狀態和閉態的切換電路(9)，當天線連接到電容性儲能器時，電容性儲能器適于與天線形成具有諧振頻率f0和質量因子Q的諧振電路(2,100)，輸出級適于將電傳輸信號提供給諧振電路，切換電路(9)包括在打開狀態和閉態之間切換并通過電容性儲能器(2)形成的電容(21,23,33,34)連接到天線輸出端子(10,11)的第一晶體管(24,25,311,312)，使得跨打開狀態切換電路(9)出現的最大信號電壓低于跨天線輸出端子出現的最大信號電壓，所述發射器(1)適于通過改變閉態切換電路(9)的串聯電阻而臨時改變質量因子Q。

【技術實現步驟摘要】
用于電短天線的RF發射器
本專利技術涉及用于經電短天線發射電磁信號的射頻（RF）發射器。本專利技術例如可用在涉及便攜式裝置和/或電池運行的裝置的無線通信中，如聽力裝置和輔助裝置之間的無線通信。聽力裝置例如可以是用于補償聽力受損人員的聽覺能力損失的助聽器或用于提高正常聽力人員的聽覺能力的聽音裝置。
技術介紹
用于發射電磁信號的RF天線優選設計成具有所發射信號波長的至少四分之一的大小，因為這通常得到高天線效率、寬帶寬和實質上真實的輸入阻抗。然而，許多裝置并沒有足夠大以滿足該條件的天線空間。對于具有頻率如100MHz的RF信號，波長的四分之一等于0.75m。因而，常常使用遠小于波長的四分之一的天線。這樣的天線通常稱為“電短”或“電小”天線。電短天線固有地展現低輻射電阻和低效率。它們的效率可通過降低天線及相關電路中的電阻損耗而得以增加，然而，這將增大天線的質量因子（Q）進而使得帶寬減小。在為50的典型質量因子時，天線的3-dB帶寬為中心頻率的2%。共同未決專利申請EP11184079.9和對應的臨時專利申請US61/543,821公開了用于經電短天線傳輸電磁信號的發射器。該發射器包括電抗性儲能器，其與天線形成諧振電路。該發射器還包括多個輸出級，這些輸出級向諧振電路提供電傳輸信號。電傳輸信號用信息信號調頻和/或調相，因而具有根據信息信號變化的瞬時頻率。為使能有效地傳輸帶寬超過諧振電路帶寬的電磁信號，發射器根據信息信號、通過改變儲能器的有效電抗而動態改變諧振電路的諧振頻率。用于改變儲能器的有效電抗的電子開關元件必須進行保護以避免天線端子處出現的高電壓。因此，電子開關元件不直接連接到天線端子，而是經串聯連接的電容器形成的分壓器間接連接。各個輸出級的輸出類似地經電容器連接到天線端子，從而形成相較輸出級的輸出處在天線端子處產生更高信號電壓的阻抗變壓器。在上面提及的共同未決專利申請公開的實施例中，發射器還包括連接到諧振電路的接收器電路，這使發射器能用作半雙工收發器。然而，在接收模式下，發射器不能利用諧振電路的諧振頻率的動態變化，因為這需要在接收信號之前知道所接收的信號的瞬時頻率，該信息顯然僅在接收信號之后才可得到。用于臨時增加諧振電路的帶寬因而增加接收器的帶寬的備選方法為臨時向天線端子添加電阻性負載，例如借助于電子開關元件。該方法未在上面提及的申請中公開，但在本領域總體上已知，如從專利申請FR2911805獲知。同樣的方法也可用于在發射期間臨時增加諧振電路的帶寬，例如以使帶寬超出諧振電路帶寬的信號的傳輸可通過動態改變諧振電路的諧振頻率實現。然而，借助于開關向天線端子直接添加電阻性負載將使開關遭受跨天線端子出現的、可能很大的信號電壓，這會損壞開關或縮短其壽命。
技術實現思路
本專利技術的目標在于提供RF發射器，其使能臨時改變諧振電路的帶寬而沒有上面提及的缺點。本專利技術的進一步的目標在于提供包括連接到電短天線的前述發射器的便攜式裝置和助聽器。本專利技術的另一目標在于將前述發射器用于經電短天線傳輸電磁信號而沒有上面提及的缺點。本專利技術的這些及其它目標由獨立權利要求及下面的描述中限定的專利技術實現。本專利技術的進一步的目標由從屬權利要求和本專利技術的詳細描述中限定的實施方式實現。本專利技術基于具有兩個天線輸出端子的RF發射器，天線輸出端子用于連接到電短天線的相應天線端子以傳輸電磁信號。該發射器包括電容性儲能器、輸出級、具有打開狀態和閉態的切換電路。當天線連接到電容性儲能器時，電容性儲能器適于與天線形成具有諧振頻率和質量因子的諧振電路。輸出級適于將電傳輸信號提供給諧振電路。切換電路包括在打開狀態和閉態之間切換并通過電容性儲能器形成的電容連接到天線輸出端子的第一晶體管，使得跨打開狀態切換電路出現的最大信號電壓低于跨天線輸出端子出現的最大信號電壓。為使能臨時改變諧振電路的帶寬，發射器適于通過改變閉態切換電路的串聯電阻而改變質量因子。所獲得的解決方案使能臨時改變質量因子而沒有上面提及的、現有技術的缺點。具體地，不需要向發射器添加專用損耗電阻，及不需要在可能遭受高天線電壓的地方添加開關。所獲得的解決方案為具有相當高總功率效率的、非常緊湊的發射器設計。優選地，發射器還適于通過控制施加到第一晶體管的柵極電壓從而改變第一晶體管的固有導通電阻而改變閉態切換電路的串聯電阻。這使能特別簡單地控制質量因子。優選地，切換電路還包括安排成與第一晶體管串聯的第二晶體管，及發射器還適于通過控制施加到第二晶體管的柵極電壓改變切換電路的串聯電阻。優選地，切換電路還包括與第二晶體管并聯連接的電阻器。這使能實現預定的質量因子。優選地，發射器還適于通過在切換電路的打開狀態和閉態之間切換臨時改變諧振頻率。優選地，切換電路包括在輸出級中。優選地，第一晶體管為輸出級的輸出晶體管。優選地，發射器還包括適于控制閉態切換電路的串聯電阻的帶寬控制器。優選地，發射器還包括適于校準帶寬控制器的校準裝置。優選地，校準裝置適于使輸出級向諧振電路提供電傳輸信號及適于根據電傳輸信號確定質量因子。這使能簡單且魯棒地校準帶寬控制器。優選地，校準裝置包括電流測量裝置，用于確定通過輸出級的輸出晶體管的電流并適于根據所確定的電流確定質量因子。這使能準確地校準。發射器可包括連接成接收來自諧振電路的信號的接收器電路。這使發射器能用作收發器且還有助于發射器的自動調諧和校準。發射器優選可組合在便攜式裝置如聽力裝置中。發射器可用于經電短天線發射電磁信號。在本說明書中，“聽力裝置”指裝置如助聽器或有源耳朵保護裝置，其適于通過接收來自個體環境的聲信號、以電子方式修改聲信號、及向個體的至少一只耳朵提供聽得見的信號而改善或提高個體的聽覺能力。前述聽得見的信號可以輻射到個體外耳內的聲信號、作為機械振動通過個體頭部的骨結構傳到個體內耳的聲信號和/或直接或間接傳到個體耳蝸神經的電信號的形式提供。聽力裝置可構造成以任何已知的方式進行佩戴，例如作為安排在耳后的單元，具有將輻射的聲信號導入耳道的管或具有安排在靠近耳道處或耳道中的揚聲器，作為全部或部分安排在耳廓和/或耳道中的單元，作為附著到植入顱骨的固定裝置的單元等。更一般地，聽力裝置包括用于從個體環境接收聲信號并提供對應的電輸入信號的輸入變換器、用于處理電輸入信號的信號處理電路、及用于根據處理后的信號將聽得見的信號提供給個體的輸出變換器。“聽力系統”指包括一個或兩個聽力裝置的系統，及“雙耳聽力系統”指包括一個或兩個聽力裝置并適于向個體的兩只耳朵提供聽得見的信號的系統。聽力系統或雙耳聽力系統還可包括“輔助裝置”，其與聽力裝置通信并影響和/或受益于聽力裝置的功能。輔助裝置例如可以是遙控器、音頻網關設備、移動電話、廣播系統、汽車音頻系統或音樂播放器。聽力裝置、聽力系統或雙耳聽力系統可用于補償聽力受損人員的聽覺能力損失或提高正常聽力人員的聽覺能力。除非明確指出，在此所用的單數形式的含義均包括復數形式（即具有“至少一”的意思）。應當進一步理解，說明書中使用的術語“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應當理解，除非明確指出，當元件被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發射器(1)，具有用于連接到電短天線(100)的相應天線端子(101,102)以傳輸電磁信號(TX)的兩個天線輸出端子(10,11)，所述發射器(1)包括電容性儲能器(2)、輸出級(31,32)、具有打開狀態和閉態的切換電路(9)，當天線(100)連接到電容性儲能器(2)時，電容性儲能器適于與天線形成具有諧振頻率f0和質量因子Q的諧振電路(2,100)，輸出級(31,32)適于將電傳輸信號提供給諧振電路(2,100)，切換電路(9)包括在打開狀態和閉態之間切換并通過電容性儲能器(2)形成的電容(21,23,33,34)連接到天線輸出端子(10,11)的第一晶體管(24,25,311,312)，使得跨打開狀態切換電路(9)出現的最大信號電壓低于跨天線輸出端子(10,11)出現的最大信號電壓，其特征在于：所述發射器(1)適于通過改變閉態切換電路(9)的串聯電阻而臨時改變質量因子Q。

【技術特征摘要】
2011.11.25 EP 11190731.71.一種發射器(1)，具有用于連接到電短天線(100)的相應天線端子(101,102)以傳輸電磁信號(TX)的兩個天線輸出端子(10,11)，所述發射器(1)包括電容性儲能器(2)、輸出級(31,32)、具有打開狀態和閉態的切換電路(9)，當天線(100)連接到電容性儲能器(2,21,22,23,33,34)時，電容性儲能器適于與天線形成具有諧振頻率f0和質量因子Q的諧振電路(2,100)，輸出級(31,32)適于將電傳輸信號提供給諧振電路(2,100)，切換電路(9)包括在打開狀態和閉態之間切換并通過電容性儲能器(2)形成的一電容(21,23,33,34)連接到天線輸出端子(10,11)的第一晶體管，使得跨打開狀態切換電路(9)出現的最大信號電壓低于跨天線輸出端子(10,11)出現的最大信號電壓，及其中所述發射器(1)適于通過改變切換電路(9)的串聯電阻而改變質量因子Q，其中改變所述串聯電阻通過將切換電路(9)變到其交替狀態實現；及其中所述發射器還適于通過控制施加到第一晶體管(24,25,311,312)的柵極電壓從而改變第一晶體管(24,25,311,312)的固有導通電阻而改變閉態切換電路(9)的串聯電阻。2.根據權利要求1所述的發射器，其中切換電路(9)還包括安排成與第一晶體管(24,25,311,312)串聯的第二晶體管(401)，及所述發射器(1)還適于通過控制施加到第二晶體管(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·T·克里斯滕森，
申請(專利權)人：奧迪康有限公司，
類型：發明
國別省市：