无线电麦克风的天线系统技术方案

本发明专利技术涉及无线电麦克风的天线系统，包括在输入端口(2)处开始并且在输出端口(6)处结束的天线路径，所述天线路径具有放大器(3)和RF电缆(5)。为了补偿各种电缆衰减，在所述放大器(3)与所述RF电缆(5)之间与可变斜率补偿器(7)串联地提供衰减器(4)。为了避免根据现有技术的可变斜率补偿器的对大信号行为的负面影响，将FET或pin二极管或类似“微开关”用于切换电阻，但仅用作纯开关而对信号没有影响，以实现优异的大信号行为。

【技术实现步骤摘要】
无线电麦克风的天线系统
本专利技术涉及无线电麦克风，尤其是其根据权利要求1的前序部分和US5,144,267的天线系统。
技术介绍
在无线电麦克风的天线系统中发生不同的电缆衰减。这必须予以考虑，在此情况下，需要在天线中进行放大控制以借助于有源部件补偿电缆衰减，以便维持拦截与噪声因数的最优可能组合。由于天线系统中的电缆具有频率相关衰减，因而拦截与噪声因数的最优组合在宽带放大器中仅在一个频率点处有可能得到，而不管其是可控的还是恒定放大的。对此，必须补充的是，频率相关衰减的斜率随电缆长度而变化，以致还要考虑额外参数。这个所谓的斜率补偿在电信电缆技术和卫星
中起作用，关于这点参考US4,967,169和US5,144,267。后一个公布公开了一种具有受控电阻的补偿电路，其基于一组二极管。一个串联调谐电路提供变动程度的负斜率补偿，并且并联调谐电路提供变动程度的正斜率补偿。网络元件被连接成改良桥接T型配置。这些可控衰减器一般对拦截(大信号行为)具有不利影响。然而，无法解决本专利技术要在无线电麦克风领域中解决的选择有源元件的放大以使得后续电缆衰减总是得到补偿(而不使拦截恶化)的问题。这个问题同样归因于以下事实，即取决于所采用的电缆的类型和所采用的电缆长度，电缆衰减是不同的，出于所述原因，在现有技术中总是必须提供有源元件的非恒定但可变的放大。举例来说，这通过提供与RF电缆串联的可控衰减器以使得将放大器、RF电缆与可控衰减器的组合设置为0dB来发生。还将有可能使放大器的增益可变，然而，这一般对噪声因数和/或拦截具有不利影响。放大大于所采用的RF电缆的衰减自然是基本要求。因此，刚刚描述的拦截与噪声因数的比率或组合在一个频率点处的可优化性是可能的。这意味着在这个最优频率点处发生0dB变化，而在电缆衰减较低的较低频率处，在链末端处发生放大，并且在电缆衰减较高的较高频率处，发生较低放大，或当频带中心被设置为0dB时，实际上针对最高频率存在衰减并且因此也增大了噪声因数。JP2007/281735处理通过控制系统设备中所需信道的信号衰减来防止邻近信道之间的干扰的问题。这通过依赖于高频率混合配电器的输出控制衰减器来实现。同样，这些可控衰减器一般对噪声因数和/或拦截具有不利影响。
技术实现思路
现在，本专利技术的任务是解决这个问题或至少基本上使之减到最小，使得即使在使用不同长度和/或不同质量(单位长度衰减)的RF电缆期间，也可实现频率无关传输而不使拦截恶化(如果可能的话)。频率响应被设计为与所采用的电缆相反的有源元件可被称为理论上理想的，以致尽管是理想且因而难以达到的设想，但显然该方案仅适合一个电缆。下文将简要地叙述不同电缆长度的差异，并且结合本专利技术来说重要的是，短电缆在天线系统中的最低使用频率与最高使用频率之间具有比长电缆低的衰减差异，这意味着随频率的衰减的斜率随着电缆长度增大而增大。根据本专利技术通过根据权利要求1的表征部分的与衰减器串联的可变斜率补偿器来解决这些问题。斜率补偿器于是必须接管对RF电缆的频率响应的补偿，并且衰减器必须接管对放大器与最高电缆衰减之间的差异的补偿。为了补偿基础衰减，使用放大器，所述放大器总是在同一操作点处以噪声因数与拦截的最优比率来操作。斜率补偿器本质上是其中提供固定电阻的具有可变斜率的高通滤波器。根据本专利技术，拒绝将FET或pin二极管用作可变电阻，这是因为对大信号行为的负面影响。FET或pin二极管用于切换电阻，但仅用作纯开关而对信号没有影响，以实现优异的大信号行为。还可使用所谓的MEMS(微机电系统)开关。作为根据本专利技术的这个权宜之计的意外结果，获得以下优点，该切换可容易地由微控制器控制，并且原本必要的精确温度稳定控制电压以及对FET或pin二极管的制造差异(manufacturingscatter)的考虑不是必要的。根据本专利技术，因此获得由若干部分组成的斜率网络，其通过对应切换(实际上：桥接)来实现所需的衰减斜率。在一个实施方案中，利用以下事实，即，可用数字方式控制衰减器(例如，1dB+2dB+4dB+8dB的串联电路，其被削减或不被削减，跟随有0-15dB的控制范围)并且还用数字方式控制斜率，如上所述，在所述情况下，在限于某些电缆类型的情况下可组合斜率与衰减器。在所需的衰减与斜率之间存在直接关系。这种关系对于选定电缆类型是恒定的，如下文进一步解释。在本专利技术的另一个实施方案中，有可能使网络的调整过程自动化。附图说明下文参考附图来进一步解释本专利技术。在附图中图1示出天线系统的梗概，图2示出一个电缆针对不同频率随长度的衰减，图3示出根据本专利技术的电路的梗概，图4示出如图3所示但具有对斜率补偿器的详细描绘的描绘，图5示出斜率补偿器的自动测量的示意图，图6示出一个电缆针对不同长度随频率的衰减，图7和图8示出所述调整的简化方案的两个切换实施例(结合成一个元件的衰减器和斜率)，图9示出完整视图，图10示出不同电缆与对应衰减器的串联电路的模拟结果，图11示出广泛实用实施例，并且图12示出不同类型和不同长度的一些电缆随频率的衰减。具体实施方式图1示出从输入(在2处的端口)经由有源元件(放大器3、可控衰减器4)以及为了使可交换性明显而在其自己的框中标记的RF电缆5直到输出点(端口输出6)的天线路径1。图6示出针对选定类型但具有不同长度的电缆的在介于470MHz与870MHz之间的不同频率上的以dB计的衰减，在最下方曲线图中以1.52m长度开始并且在最上方曲线图中以21.28m长度结束。其它关系自然适用于其它电缆，但基本趋势总是彼此相似的。图3以与图1的视图相似的视图示出根据本专利技术的方案，其中相同部件也具备相同参考数字，斜率补偿器7串联连接在可控衰减器4之后。图4更详细地示出如何优选地构造根据本专利技术的斜率补偿器，即由单独电阻构造，所述电阻通过对应连接来适应于所采用的电缆5。四个斜率补偿器7a、7b、7c和7d经由微控制器(未示出)通过对应切换元件8a、8b、8c和8d进行组合来匹配。如引言中所提及，衰减器4具有创建放大器与最高电缆衰减之间的差异的任务，而一个或多个斜率补偿器7承担补偿实际RF电缆的频率响应的任务。为了简化RF电缆的量度或使之不必要，在本专利技术的一个实施方案中，如图5所示，比较测量可使用RF振荡器9(其与在2处的端口并联并且可借助于开关12连接，代之以在路径中并且在放大器3前面(与电平匹配的套管)以及在输出6处)发生(例如，使用RF电平检测器，其是半导体部件并且产生与RF电平成正比的电压，所述电压可由微型计算机测量)。因此可找到用于可变衰减元件4和可变斜率补偿器7的全部的最优调整。在调整期间，位置10与位置11处的信号之间的差异是最小的。由此，不必知道电缆的特征或对其进行确定，并且实际上也不确定这点，而是直接借助于位置10与11处的测量的比较来进行补偿。图12作为示例示出针对市场上可得到的五种不同电缆的随频率的衰减，其中很明显这些电缆具有几乎相同的频率响应，尽管具有不同长度。这可在仅使用足够靠近这个频率响应或另一个选定频率响应的电缆的情况下利用。这使得有可能将衰减器与斜率补偿器组合在一个元件中。这点的基础是通过限制选定电缆类型而在基础衰减与斜率之间存在标准关系；以下内容适用：短RF电缆：高衰减和小斜率，或长RF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电麦克风的天线系统，包括在输入端口(2)处开始并且在输出端口(6)处结束的天线路径，所述天线路径具有放大器(3)和RF电缆(5)，其特征在于，在所述放大器(3)与所述RF电缆(5)之间与可变斜率补偿器(7)串联地提供衰减器(4)。

【技术特征摘要】
2013.11.28 EP 13194893.71.一种无线电麦克风的天线系统，包括在输入端口(2)处开始并且在输出端口(6)处结束的天线路径，所述天线路径在所述输入端口(2)处电连接放大器(3)和在所述输出端口(6)处电连接RF电缆(5)，其特征在于，在所述放大器(3)与所述RF电缆(5)之间与可变斜率补偿器(7)串联地提供衰减器(4)，其特征在于所述可变斜率补偿器(7)由多个电阻器(7a、7b、7c、……、7n)组成，所述电阻器通过微控制器经由对应切换元件(8a、8b、8c、……、8n)组合以匹配所述RF电缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：H科夫勒，
申请(专利权)人：AKG声学有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT