專利名稱：中繼信號的單天線中繼器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信傳輸系統(tǒng)；更具體地說，涉及用于無線通信系統(tǒng)的中繼器。
在標(biāo)準(zhǔn)無線通信系統(tǒng)中，例如碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，因為地形或其他結(jié)構(gòu)障礙使信號減弱，即處于所謂陰影衰落狀態(tài)，所以會有一些網(wǎng)絡(luò)場地通常不能覆蓋的區(qū)域。通常能用提高網(wǎng)絡(luò)場地發(fā)射功率的方法改善覆蓋范圍，但這種方法效率不高。
一種改善覆蓋范圍的替代方法是用一個距離中繼器提升發(fā)射信號的功率。
圖1示出采用中繼器的系統(tǒng)。如圖1所示，中繼器10使用高度定向的第一拋物面天線13從基地臺11接收第一頻率的信號，并且把第二頻率的信號發(fā)射到基地臺11。中繼器10還使用非定向的或定向的第二天線14從移動終端12接收第二頻率的信號，并且把第一頻率的信號發(fā)射到移動終端12。由基地臺11發(fā)射的信號具有第一頻率，而由移動終端12發(fā)射的信號具有不同于第一頻率的第二頻率。因此，容易使用一個雙工器(未示出)實現(xiàn)信號分離，即，把由第一天線13或第二天線14發(fā)射的信號與由其接收的信號分離。
然而，雙工器不能分離相同頻率的信號，這是為什么中繼器10不能發(fā)射和接收相同頻率的信號的原因。因此，至少需要兩個天線。具體地說，使用第二天線14把第一天線13從基地臺11接收的信號發(fā)射到移動終端12。同樣，使用第一天線把第二天線14從移動終端12接收的信號發(fā)射到基地臺11?？上炀€昂貴，增加天線數(shù)目，會增加無線通信系統(tǒng)的成本。因此，存在一種把無線通信系統(tǒng)中天線數(shù)目減至最少的需求。
根據(jù)本發(fā)明的中繼器通過裝入一個單天線，可減少無線通信系統(tǒng)中所需天線的數(shù)目。使用一個環(huán)行器，可克服在同一天線上分離相同頻率的發(fā)射信號和接收信號的問題。更準(zhǔn)確地說，根據(jù)本發(fā)明的中繼器包含一個在環(huán)行器的第一終端連接于環(huán)行器的單天線。在環(huán)行器的環(huán)行方向上鄰接第一終端的第二終端，把放大器的輸入端連接于環(huán)行器；并且在環(huán)行器的環(huán)行方向上鄰接第二終端的第三終端，連接放大器的輸出端。在環(huán)行器的第一終端接收由單天線接收的信號，并且通過第二終端把該信號輸出到放大器。環(huán)行器的第二終端接收由放大器輸出的放大后信號，并且通過第三終端輸出，以便在單天線上重新發(fā)射。由于只使用單天線，故可降低中繼器的成本，以及裝有中繼器的無線通信系統(tǒng)的成本。
根據(jù)下文給出的詳細(xì)描述和只為說明而給出的附圖，會更充分地了解本發(fā)明。相同的標(biāo)號在各圖中表示相同的部件。在附圖中圖1說明現(xiàn)有技術(shù)的中繼器；和圖2說明根據(jù)本發(fā)明的中繼器的實施例。
圖2說明根據(jù)本發(fā)明的中繼器的實施例。如圖所示，中繼器16包括一個連接于一個三終端環(huán)行器22的第一終端24的單天線20。環(huán)行器22的第二終端26連接放大器32的輸入端，且環(huán)行器22的第三終端28連接放大器32的輸出端。
環(huán)行器是一個眾所周知的波導(dǎo)部件，它具有一些如此安排的終端，以致于輸入一個終端的能量可在一個特定方向或環(huán)行方向上被傳送到下一個鄰接的終端。環(huán)行器22具有圖2所示的環(huán)行方向30。因此，通過第二終端26輸出在第一終端24接收的信號，通過第三終端28輸出由第二終端26接收的信號，并且由第一終端24輸出由第三終端28接收的信號。最好是，環(huán)行器22是一個絕緣良好的環(huán)行器。
在操作中，移動終端12由于有障礙物40而不能直接接收由基地臺11發(fā)射的信號。同樣，基地臺11也由于有障礙物40而不能直接接收由移動終端12發(fā)射的信號。作為代替，這些發(fā)射信號由天線20接收，并且供給環(huán)行器22的第一終端24。環(huán)行器22在其第二終端26輸出所接收的信號。放大器32放大從第二終端26輸出的接收信號，并且把放大后的接收信號供給環(huán)行器22的第三終端28。環(huán)行器22在其第一終端24輸出放大后的接收信號，并且天線20輻射放大后的接收信號。然后能夠由基地臺11或移動終端12接收所輻射的放大接收信號。
即使由天線發(fā)射的信號和接收的信號是相同頻率的，也只要天線20和相關(guān)電路的阻抗是匹配的，環(huán)行器22就會滿意地分離發(fā)射信號和接收信號。顯然，相關(guān)電路不僅包括環(huán)行器22和放大器22，還包括把天線20連接到環(huán)行器22的電纜。
由于根據(jù)本發(fā)明的中繼器使用一個單天線，故可降低中繼器的成本，以及裝有該中繼器的無線通信系統(tǒng)的成本。
雖然這樣描述了本發(fā)明，但顯然，本發(fā)明可用許多方式變化。這些變化不要視為背離本發(fā)明的精神和范圍，全部此類修正皆納入下述權(quán)利要求書之范圍。
權(quán)利要求
1．一種單天線中繼器，包括一個單天線；和一個相關(guān)于和連接于所述天線的電路，所述的相關(guān)電路包含一個放大器；和一個環(huán)行器，所述環(huán)行器具有在其環(huán)行方向上相鄰的第一、第二和第三終端，使在所述第一終端接收的信號發(fā)送到所述第二終端，在所述第二終端接收的信號發(fā)送到所述第三終端，和在所述第三終端接收的信號發(fā)送到所述第一終端，所述的第一終端連接于所述單天線，所述第二終端連接于所述放大器的輸入端，和所述第三終端連接于所述放大器的輸出端。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器，其中在所述第一終端接收的信號和從所述第一終端輸出的信號是相同頻率的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的中繼器，其中所述天線和所述相關(guān)電路的阻抗是匹配的。
4．一種單天線中繼器，包括一個以相同的頻率接收信號和發(fā)送信號的單天線；和一個相關(guān)于和連接于所述天線的電路，所述相關(guān)電路包含一個信號分離器，它把所述天線上的所述接收信號與所述發(fā)送信號分離；和一個放大器，它放大所述分離后的接收信號；并且其中所述信號分離器把所述放大后的分離接收信號供給所述的天線，以便作為所述發(fā)送信號而發(fā)送。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的中繼器，其中所述的信號分離器是一個環(huán)行器。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的中繼器，其中所述天線和所述相關(guān)電路的阻抗是匹配的。
7．一種使用一個單天線來中繼信號的方法，包括使用一個單天線接收一個信號；把所述接收信號供給環(huán)行器的第一終端，所述環(huán)行器具有在環(huán)行方向上相鄰的所述第一終端，第二終端和第三終端；把來自所述環(huán)行器的所述第二終端的輸出供給放大器把所述放大器的輸出供給所述環(huán)行器的所述第三終端；和把來自所述環(huán)行器的所述第一終端的輸出供給所述天線，以便發(fā)送。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述接收信號和來自所述環(huán)行器的所述第一終端的所述輸出是相同頻率的。
9．一種使用一個單天線來中繼一個信號的方法，包括使用一個單天線來接收信號；把所述天線上的所述接收信號和所述天線上的發(fā)送信號分離，所述發(fā)送信號是由所述天線發(fā)送的，并且所述發(fā)送信號和所述接收信號是相同頻率的；放大所述分離后的接收信號；和把所述放大后的分離接收信號供給所述天線，以便作為所述發(fā)送信號而發(fā)送。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述的分離步驟是用一個環(huán)行器進行的。
全文摘要
本中繼器包括一個連接于三終端環(huán)行器的第一終端的單天線,和一個連接于環(huán)行器的第二終端與第三終端之間的放大器。環(huán)行器的環(huán)行方向是從第一終端到第二終端,第二到第三終端,和第三到第一終端。環(huán)行器把由天線接收的信號供給放大器,和把放大后的接收信號供給天線,以便發(fā)送。
文檔編號H04B7/216GK1286538SQ0012641
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者羅伯特·E·梅爾 申請人:朗迅科技公司