專利名稱：應答器和應答器系統(tǒng)的制作方法
介紹本發(fā)明涉及一般類型的應答器，作為在附加的權利要求1的前序部分的解釋以及在附加的權利要求33中所給出的網(wǎng)絡中的應答器以及網(wǎng)絡中應答器系統(tǒng)的應用。
背景在應答器中，無線電頻率信號被傳送到應答器，接著應答器通常以調制的形式轉發(fā)信號，也就是說疊加了來自應答器的信息而轉發(fā)信號。因此應答器的目的，一部分是用作為信號轉發(fā)器，一部分是與應答器交換信息。一些應答器以間接方式工作，另一些以直接方式工作。在間接的轉發(fā)方式中，信號被依次接收和轉發(fā)。轉發(fā)信號所處的頻段可不同于所接收信號的頻段。一個例子是用于DME(測距裝置)的飛機應答器。在直接的轉發(fā)方式中，信號在收到的同時在同一頻段被發(fā)送。這里，利用了應答器的轉換和調制增益。例子是RFID TAG。在后述情況中，應答器充當放大器，它通常有很小或者負的增益。因此這樣的應答器，在無線通信和無線電導航的多種領域中極少得到應用。
在很多情況下，應答器除了轉發(fā)信號(上行鏈路)外，也需要接收信息(下行鏈路)以便自我鑒別并對指令做出反應。因此，所用應答器的應用通常稱為RFID(無線電頻率識別)系統(tǒng)。在應答器可用的性能余量，特別是在通信距離上的要求越來越低的同時，經(jīng)常要求應答器應該輕便、重量小、緊湊、簡單和采用少量零件，能廉價地制造，并且有幾年的電池壽命。同時還要求有大通信帶寬和多信道的操作。通常要求應答器具有相干轉發(fā)的能力，當應答器用作定位時，即可用作詢問器或相位測量站。
應答器最通常采用的原理是所謂的反射原理。它利用天線所收到的來自信標或詢問器的射頻載波來工作，這個載波被耦合到一個高頻二極管，然后被一個信號調制，再被應答器轉發(fā)給詢問器。通常的目的是獲得相位調制，這可很容易的由一個二極管切換天線連接終端的反射系數(shù)來實現(xiàn)。調制的結果總是幅度調制和相位調制的組合，這不會造成性能的明顯下降。轉發(fā)(上行鏈路)的邊帶和輸入信號是相干的，而詢問器利用差拍原理工作。為了避免邊帶之間的相互抵消，詢問器采用了消除邊帶的單邊帶接收。
應答器的接收(下行鏈路)由所提到的二極管完成或由一個專門的二極管不經(jīng)高頻放大，直接從天線上解調高頻信號來完成。不采用高頻放大主要是從能耗的角度考慮的。因此，所達到的靈敏度是有限的，但卻能很好地調諧到用反射原理所達到的應答器的動態(tài)特性。
反射原理的缺陷是轉發(fā)的信號的電平僅能在天線增益的幫助下被放大。而太高的天線增益是不希望，因為高的天線增益導致窄的天線波瓣進而造成指向誤差，其結果可能是由增益變?yōu)閾p耗。
在一些現(xiàn)存的應答器中引入了有源放大器，它是由有源的高頻或微波器件來實現(xiàn)。在傳統(tǒng)的技術條件下，這以高能耗和昂貴的產(chǎn)品的形式帶來了高成本。能耗的提高是由于需要無條件地穩(wěn)定放大器。成本的提高是由于在微波頻率通常是用微帶技術和昂貴的電路板層疊實現(xiàn)的。由于電流的吸取可獲得的放大非常有限，并且在低成本產(chǎn)品中保持接收機和發(fā)射機之間的足夠的隔離是困難的。這意味著這種解決方案要求安裝分離的發(fā)射機和接收機天線。這種解決方案所帶來的益處通常比不上成本的增加，因此目前大量的這種產(chǎn)品采用無源的微波模塊即僅僅是一個二極管或一個晶體管開關。這個解決方案可能需要一個限幅器，它用來按照應答器的應用所相應的規(guī)則或標準來限制發(fā)射電平在一個最大允許電平以下。限幅器和濾波器可能也需要用來達到必要的調制頻率的諧波抑制。射頻載波的諧波通常很難被充分地抑制以符合標準的要求。所提到的應答器的解決方案的應答器范圍非常有限，其原因是，由于電路中沒有或極少的有源高頻放大的結果，輸出信號的幅度近似正比于輸入信號的幅度。因此，這種放大的應答器在所涉及的無線通信和無線電導航的各種領域中極少見到應用。
一些已知的關于傳感器或各種類型的需要低電流、簡單的應答器平臺的詢問器系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在應答器的下行鏈路上有有效的解決方案，而上行鏈路是包括一個或多個振蕩模塊。采用這種方案的一個突出缺點是如果其用途不是對頻率穩(wěn)定性要求低和校準的場合，那么發(fā)射機就需要一個晶體振蕩器。這種應答器不適用于零拍系統(tǒng)，除非它用鎖相環(huán)(PLL)把頻率鎖定在詢問器上。
已經(jīng)證明，應答器可以由簡單的注頻鎖定振蕩器來實現(xiàn)。這種特性嚴重地限制了他們的應用場合。注頻鎖定振蕩器的原理是任何類型的振蕩電路其振蕩穩(wěn)定性有意地做得依賴于非外界的噪聲或一個注入的CW信號(見下面)，這個信號的頻率嚴格地等于振蕩器的頻率從而鎖定頻率。電路對溫度和其它類型的不穩(wěn)定因素進行了補償。在無輸入信號未鎖定時和在有輸入信號鎖定時的注頻鎖定振蕩器的頻譜顯得和產(chǎn)生CW載波的普通振蕩器一樣。它在有輸入信號卻不鎖定的時候，在載頻的一邊會有一種典型的強相位噪聲。像所述的那樣，注頻鎖定振蕩器的最大的缺陷是它的鎖頻帶寬非常窄，并且靈敏度很低。其優(yōu)點是具有低的相位邊帶噪聲。
需要一種技術來改善注頻鎖定振蕩器并擴展其應用范圍。注頻鎖定振蕩器的應用的一個例子是相控天線陣，但同時，考慮到典型值只有載波頻率的萬分之幾那樣窄的鎖定帶寬，而且還需要一個CW信號，其用處也受到限制。(在后面的文字中，術語CW即用于指射頻載波，也用于連續(xù)波的和脈沖波。這符合習慣上的用法，盡管CW載波實際上應該指“連續(xù)波”。從物理上講，連續(xù)波實際上是不存在的。用“猝熄振蕩器”表示一種振蕩器，它以頻率為千赫茲到兆赫茲的周期函數(shù)猝熄)。美國專利第3,705,385號已經(jīng)說明如何用所謂猝熄的方式，即對振蕩器進行開關控制以改進注頻鎖定振蕩器，特別是關于鎖定帶寬方面。但鎖定帶寬仍然窄，典型的是載波頻率的千分之幾，并且仍然需要CW信號，它通常限于FM調制的CW，以使信號重復而滿意地工作。此外，鎖定非常依賴于信號的動態(tài)范圍，并且通常僅能工作在強CW信號下。人們似乎已經(jīng)相信要讓若干應答器一同工作而不互相干擾的話，載波頻率自身就必須鎖定。這可能就是超再生原理在這種應用中被忽視的原因，見下文。另一個原因是，除了設計上的困難外，由于增加了器件的需求，讓一個猝熄振蕩器按超再生的方式工作比按注頻鎖定方式工作要困難得多。這是由于事實上超再生功能僅在振蕩器可偏置特性的一個很窄的區(qū)間才發(fā)生或有效，而注頻鎖定現(xiàn)象卻發(fā)生在其它特性的大部分區(qū)域。這在關于SG應用的出版物中很少或沒有討論。此外，猝熄頻率通常的注入方式使得超再生的動態(tài)范圍受到嚴格限制，這再次說明了對這種電路的分析的欠缺。先前已經(jīng)說明，信號的無用發(fā)射以及互調和交調產(chǎn)物應如何予以抑制以使猝熄振蕩器按照標準工作。器件技術的發(fā)展使得在甚低功率的解決方案中可以更好地利用超再生原理，以幫助采用這種原理的革新。正如這里所闡述的，猝熄的注頻鎖定(＝鎖定)振蕩器的關于信號的動態(tài)范圍、帶寬的指標包括很多限制，加上其它缺點，例如可靠性，這就減少了可能的應用領域。事實上先前公布的專利技術文本沒能成功地得到應用就證明了這一點(見美國專利第3,705,385號)，這是由多種因素造成的，其中重要的原因是頻率鎖定的不穩(wěn)定和在千波特范圍內(nèi)的窄的可用信息帶寬。這種帶寬對于現(xiàn)在的通信技術來講是很沒有興趣的。另外，從隨后的專利和出版物來看，似乎也沒人進行認真的嘗試以改進這種技術，或擴大這種窄帶的鎖定振蕩器的應用范圍。
需要為已知的應答器技術尋找相應的解決方案，這種方案采用“板上”振蕩器。需要一種應答器技術，它能使現(xiàn)有的反射應答器既簡單又有寬的帶寬、高的性能、穩(wěn)定、節(jié)省能源、產(chǎn)品適用性強，并且允許采用簡單廉價的微波ASIC(用戶定制的集成電路)或MMIC(微波集成電路)。還非常需要一種新的技術，它使應答器的性能超過最低要求以便提高余量和產(chǎn)品的兼容性，并且允許微波應答器系統(tǒng)可用不昂貴的襯底技術來實現(xiàn)而不使用微帶。
應答器的通常的用途是傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、醫(yī)藥和RFID系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)的一個例子是需要改進現(xiàn)有的對高低壓電力線傳輸系統(tǒng)中電力輸送的監(jiān)視、控制和通信技術。控制系統(tǒng)的一個例子是在室內(nèi)或室外測量并操縱所進行的作業(yè)。醫(yī)療使用的一個例子是在醫(yī)藥科學研究中的聲納和傳感器的應用。RFID應用的一個例子是需要在大范圍內(nèi)對物體、人和車輛進行識別并通信。長距離RFID中的簡單的應答器的一個應用是動物的無線電標簽，現(xiàn)有的應答器的有限的作用距離使它們不很適用，因此采用了其它的技術如脈沖信標，由于需要連續(xù)地發(fā)射，它每攜帶的單位能量所提供的服務較少。長距離可以定義為從十米到幾公里。RFID中的一個廣泛的應用是用于識別的智能的或非智能的“標志”、訪問計價和支付等。不同應用領域的應答器通?？赡苁褂?0MHz到超過10GHz的頻率。在收費公路或類似系統(tǒng)中，用2.45GHz和5.8GHz及其它微波頻段。
一些信令網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的節(jié)點可看作是間接轉發(fā)器。其例子是蜂窩電話或移動系統(tǒng)(即GSM、GPRS、UMTS、TETRA)。如果把這些系統(tǒng)中的節(jié)點或臺站用于轉發(fā)，就可以顯著地減小信息帶寬，通常減小一半。這同樣適用于無線局域網(wǎng)、藍牙以及其它無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中的節(jié)點。這似乎就是在所提到的系統(tǒng)中通常不采用中繼功能的原因。非常需要一種新的系統(tǒng)，它能與現(xiàn)有的和將來的無線網(wǎng)絡和通信系統(tǒng)兼容，而且能在兩個方向上重復信號。在這些網(wǎng)絡的節(jié)點中，還需要一種廉價的和有效的技術，它能實現(xiàn)中繼功能，但不會由于中繼而減小帶寬。在有些場合還需要應答器智化能地工作。
基于無線電的發(fā)展，寬帶的需要使得非常高的頻率(10-200GHz)的無線網(wǎng)絡的發(fā)展受到阻礙，原因是發(fā)射機、接收機和收發(fā)器的實現(xiàn)仍然非常昂貴。到目前為止，在這些頻率上實現(xiàn)一個大動態(tài)范圍的簡單的應答器仍不可能。同時，需要實現(xiàn)廉價的本地無線網(wǎng)絡，它的帶寬要超過100Mbit/s。更加需要一種系統(tǒng)技術，它允許在厘米和毫米波長上實現(xiàn)廉價的網(wǎng)絡。
基于線纜的通信系統(tǒng)和無線系統(tǒng)也是一樣的。實現(xiàn)線路放大器是昂貴的，而且它們通常只能在一個方向放大信號。雙向線路放大器的例子是老式的用于電話線路的放大器，它表現(xiàn)的增益很低，并且只能工作在低頻上。高增益的但單向的線路放大器的例子是用于數(shù)據(jù)通信的有線電視的放大器。在高頻可使線路放大器在放大器的輸入端和輸出端具有有限的隔離，并產(chǎn)生低的有用放大，因此應用也有限。所以需要一種新的信號電纜上的信號放大的原理，它用簡單的方法實現(xiàn)并對系統(tǒng)的改動很小或沒有。
在定位、無線電導航和距離測量中，相干性和控制的相位關系是需要的參數(shù)。一個例子是雙曲線定位系統(tǒng)，這里被測信號的相位必須通過時鐘再生來判定。這對實時處理和濾波提出了嚴格的要求，并且通常降低了系統(tǒng)的更新速度。在許多中短距離的定位系統(tǒng)中，需要一種應答器技術，它能有效地工作，并能按已知的相位轉發(fā)信號。應用的將是在定位的目標或者作為已知系統(tǒng)地基礎結構上來改善系統(tǒng)的幾何測量。到目前為止，這種應答器的制造太昂貴還沒有制造或沒有實現(xiàn)。同時需要一種廉價的、低功率的和有效的應答器技術，它能通過定位人、財物等擴大無線電定位的應用。為防御目的，也需要一種廉價的更有效的和有用的應答器技術。
在電力線監(jiān)視和通信中，過去需要在線纜上把放大器(線路放大器)的級連起來以補償信號的衰減。這是特別昂貴的，可能一個連接單元要花幾萬美元。接著也可以在線路上僅用少量的放大器，結果是通信帶寬非常小。同樣，為使通信信號繞過電力線上的變壓器和其它基礎設施也是很昂貴和復雜的。所以需要一種新的電力線網(wǎng)絡上的信號放大原理，它用簡單的方法實現(xiàn)，不需要或極少需要改動現(xiàn)有的裝置，并且可以實現(xiàn)很寬的傳輸帶寬和更好的靈活性。在現(xiàn)有的技術下，沿著電力線分布式監(jiān)視的是不可能的，因此現(xiàn)有的解決方案采用昂貴的采用無線電通信的大間隔的裝置。所以需要一種新的技術，它在電力線網(wǎng)絡的任意位置集成了各種類型的監(jiān)視和控制，可以沿電力線進行雙向通信。
在電力線監(jiān)視和分布電路上的通信中，數(shù)據(jù)通信包括所謂的寬帶分布式接入網(wǎng)和其它同客戶的通信，由于信號的衰減，通信距離被限制在100到300米。線路放大器的實現(xiàn)和安裝是非常昂貴的，而間接轉發(fā)器會減小數(shù)據(jù)的帶寬。因此在客戶和如路由器、主機和集線器的其它單元之間傳輸信號通常是很困難的。在現(xiàn)有的技術條件下，沒有一種解決方案，可以以簡單和廉價的方式進行信號的中繼，而不用電耦合的方式繞過電力網(wǎng)絡內(nèi)部的隔離，即變電站。因此，需要一種新的原理，用來放大電力網(wǎng)絡中的信號以便接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，它用簡單的方法實現(xiàn)，對基礎設施的改動很小或沒有。
在不同種類的通信系統(tǒng)中，很容易出現(xiàn)局部陰影區(qū)。特別是在GSM、GPRS、UMTS、TETRA及其它移動通信中。到目前為止，實現(xiàn)一種能以簡單的方式放大信號去填補覆蓋中的盲區(qū)或陰影區(qū)的廉價的應答器或轉發(fā)器系統(tǒng)是不實際的。已有的技術不能實現(xiàn)對信號的必要的放大，這迫使人們?nèi)グ惭b額外的基站為覆蓋區(qū)中的盲區(qū)提供服務。人們不得不接受那些不充分的覆蓋，例如沿著公路、在建筑物內(nèi)、船上、港口(ferries)等等。電力線通常出現(xiàn)在道路旁邊，它可以用作小型應答器的載體或宿主并能為他們提供電力，比如可以用感應的方式輸送所需求的適當?shù)碾娏?。在現(xiàn)有的技術條件下，把建筑物中具有屏蔽性的房間、船舶等連接到外面的世界來獲得無線電覆蓋既不容易，成本也不合算。因此，需要一種新的原理，來放大移動通信系統(tǒng)中的信號，它用簡單廉價的方式實現(xiàn)并且只需要少量能源。相應地，非常需要一種新的技術，它可以為廣播和通信的系統(tǒng)和設備中的無線電應用實現(xiàn)簡單的信號轉發(fā)或信號放大。特別是在局部的地理區(qū)域內(nèi)。在其它的采用無源RF技術或低發(fā)射功率的通信系統(tǒng)中，如在RFID標志中，裕量很小，這帶來了在各種各樣的條件的變化時的通信問題。非常需要一種廉價的節(jié)能的應答器技術，它可以容易地雙向放大信號，比如它可以被安裝在一個小功率設備上，或其旁邊。在這里把應答器稱為“信號增強器”似乎比較合理。在光信號傳輸系統(tǒng)中，也需要一種新的技術，它和無線電波中的超再生原理的方式是一樣的，通過光波導或其它光學媒介的松耦合來放大信號。
本發(fā)明的進一步的主要目的是提供一種非常通用的同時又是廉價、省電的射頻信號轉發(fā)系統(tǒng)，以單一或多個的方式，基于一個或幾個超再生轉發(fā)器，這些轉發(fā)器要容易安裝和供電，并且很少或不需要對現(xiàn)有的其它通信技術或基礎設施或設備進行改動，使現(xiàn)有的有線或無線的網(wǎng)絡系統(tǒng)具有更新的信號范圍、帶寬、性能指標并可在現(xiàn)有的通信基礎設施和技術上實現(xiàn)應用。
本發(fā)明的另一個目的也是要提供一種裝置來實現(xiàn)一種新型的通信系統(tǒng)，它基于本發(fā)明的簡單性和高性能，否則的話就不可能實現(xiàn)或成本過高。
本發(fā)明還有一個目的是它既能用于直接轉發(fā)信號又能用于間接轉發(fā)信號，可以單向和雙向通信，還可以用于詢問。
本發(fā)明的另一個目的是它在上行鏈路和下行鏈路的頻段相同和不同時都能工作。本發(fā)明的進一步的目標是不論上行鏈路信號和下行鏈路信號的動態(tài)范圍或不同方向的信號相同還是不同，它都能工作。本項發(fā)明第一個方面，在附加的權利要求1中給出的應答器實現(xiàn)了本發(fā)明的一些目的。在后面的從屬權利要求中進一步給出了有益的特征。
第二個方面，在附加的權利要求33中給出的應答器系統(tǒng)實現(xiàn)了所述的其它目標。
在后面的從屬權利要求中給出了這個系統(tǒng)進一步的特征。
本發(fā)明的完全獨立的第一個方面將詳細實施，將本發(fā)明的原理描述為一個猝熄振蕩器，可能是超再生方式，并且最好是一個有負阻抗的端口。
本發(fā)明的最明顯的特點是一個簡單的應答器，它表現(xiàn)出非常高的轉換增益，并且具有相應的性能，本發(fā)明可以轉發(fā)一個所收到的信號的放大的版本。在控制振蕩器的猝熄信號的有效期間部分猝熄振蕩器呈現(xiàn)CW自激振蕩。鎖定的振蕩器是一種特殊形式的猝熄振蕩器，它對鎖定進行了優(yōu)化，它比非猝熄的注頻鎖定振蕩器的鎖定特性要好。在鎖定時的工作原理和注頻鎖定振蕩器一樣，但振蕩器在每個猝熄周期的起振前具有放大，這就極大地提高了鎖定帶寬。猝熄周期中的非振蕩的有效期間使它作為放大器比注頻鎖定振蕩器有更好的特性。這種放大依賴于頻率的鎖定。如果沒有信號輸入，它在每個猝熄周期在一個給定的頻率上產(chǎn)生高頻CW自激振蕩。如果沒有輸入信號，其特點是具有一個高頻頻譜，在頻譜中主頻的每一邊包含一族衰減的梳狀副載波，其間隔等于猝熄頻率。其相位噪聲是可以接受的。如果沒有信號輸入和鎖定，頻譜看上去是對應的，并且相位噪聲仍然可以接受。但如果在載波附近有信號輸入但沒鎖定，它通常會在載波的一邊呈現(xiàn)出強相位噪聲，這相當于具有相似條件下的注頻鎖定振蕩器。猝熄振蕩器在鎖定條件下的缺點是會因發(fā)生失鎖而產(chǎn)生相位噪聲。作為一個放大器，自激振蕩總是會對沒有得到鎖定的信號造成干擾。猝熄的鎖定振蕩器有一些好的特點。這種模式很容易實現(xiàn)，并且在振蕩器的偏置特性的很大一部分都有效。由于它可以在高電平偏置的振蕩器中實現(xiàn)，相應地就可以獲得高的功率電平輸出。頻率鎖定提高了轉換增益和固有的放大，但它同時嚴格地限制了信息的帶寬和可用的調制類型。還不知道應答器中不鎖定的猝熄振蕩器的利用。一種采用已知技術的特殊類型的猝熄振蕩器的例子是美國專利第3,705,385號，它給出了一種鎖定振蕩器，其工作原理由包括

圖11b“鎖定振蕩器發(fā)射頻譜”的頻譜圖11a來描述。載波頻率和猝熄頻率的比值超過了1e3。這些圖也用來證明它描述了一個適用于幾千波特的窄帶應用的發(fā)明。顯然，根據(jù)圖11b，在猝熄周期里這個振蕩器進入“不受控振蕩”狀態(tài)，這種狀態(tài)是注頻鎖定發(fā)生時的特征的振蕩的部分。
需要一種新技術，它可以改進猝熄的鎖定振蕩器的性能和適用性。還需要一種技術，它能廣泛地利用猝熄振蕩，特別是應用于寬帶。
超再生振蕩器或放大器也是一種猝熄振蕩器。但是由于超再生振蕩器不能產(chǎn)生CW自激振蕩，我們應把它視為一種獨立的技術。超再生振蕩器的工作原理主要特征在于當沒有輸入信號時，在猝熄周期內(nèi)它達不到完全的起振條件。這意味著它不能產(chǎn)生CW自激振蕩，但可能具有擴散的(寬帶的)振蕩，這種振蕩并不一定降低SG放大的品質。在這里，鎖定振蕩器的猝熄周期中可獲得放大的部分非常地大，可能達到50％。在文獻和專利中提高占空比的重要性在很大程度上被忽視了。再加上現(xiàn)有的CW自激振蕩不能給出阻尼振蕩或壓縮，導致了超再生放大器的出眾的放大特性。它不會有帶CW自激振蕩的猝熄振蕩器的典型的干擾問題。一個振蕩器工作在穩(wěn)定的超再生模式下，如果沒有輸入信號，它所呈現(xiàn)的頻譜的系統(tǒng)噪聲很小或可忽略，這是很典型的。擴散振蕩如果存在的話，它所造成的系統(tǒng)噪聲會造成非常不對稱的，以猝熄頻率為間隔的，類似白噪聲的頻譜。依賴于SG振蕩器的實現(xiàn)方法，振蕩器響應的頻譜可能是對稱的或不對稱的，并可能有明顯的旁瓣或沒有旁瓣。SG振蕩器的頻譜響應表征出它作為放大器的能力。在已知的出版物和專利中，當SG用于接收的目的時，這個事實沒有被指出，或被忽略了。這些和其它共同起作用的關系一起，使得SG振蕩器是一種掌握起來非常復雜的技術，盡管和基于在許多情況下沒有用的超外差原理的解決方案相比，其電路的復雜性仍然是非常簡單的。
超再生振蕩器作為放大器的轉移函數(shù)是獨立于高頻CW載波的頻率或相位鎖定的。對SG振蕩器可以說帶寬因子而不是鎖定帶寬。帶寬因子的最佳的定義是響應帶寬除以中心頻率，其中響應帶寬定義為在給定的振幅和頻率變量下對弱信號的信噪比。
基于本發(fā)明的應答器可被視為一種高頻方法，可作為一個具有大或極大增益的端口。這里已經(jīng)說明信號的輸入路徑和輸出路徑是完全一樣的并且只需要一個天線。因為是一個端口，輸入和輸出的隔離度是無定義的并且可以認為是無限高。該放大僅僅依賴于諧振電路的Q因子和有源設備的穩(wěn)定性判據(jù)，并且可以變得非常地大。而動態(tài)范圍只受有源器件的電源和帶寬的限制以及整個電路的噪聲系數(shù)的限制。當根據(jù)本發(fā)明的應答器以高增益的方式實現(xiàn)時，轉發(fā)的信號具有近似恒定的幅度。通常所收到的信號將以附加或不附加調制的方式轉發(fā)?；诒景l(fā)明的應答器為了象詢問器這樣的目的也可以被調制。作為調制器或混頻器，基于本發(fā)明的應答器具有正的和特別高的轉換增益。這意味著為了使發(fā)送電平在標準要求范圍內(nèi)而專門設置的限幅器就不再需要了。和現(xiàn)有的應答器相比，這里的最大距離得到了成倍的顯著提高。由于調制可以在低電平下產(chǎn)生，在通信頻段內(nèi)的諧波將滿意地被衰減，這樣不用復雜的濾波器就可以滿足標準的嚴格要求。由于天線和應答器之間是松耦合或所選擇的其它耦合方式，在通信頻段的諧波頻段的無用信號可被容易地衰減。
根據(jù)本發(fā)明第一個方面的應答器，可以以一種簡單的方式容易地實現(xiàn)高靈敏度和低功耗的數(shù)據(jù)信號的接收。解調的調幅信息信號將獲得一個比基于本發(fā)明的應答器顯著放大的電平，因此和采用了簡單的二極管前端的接收機相比，應答器給出了非常高的靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的應答器使得簡化那些需要大的通信區(qū)域的固定的或移動的詢問器系統(tǒng)是可行的。高性能的發(fā)送功能允許顯著地減小物理尺寸，特別是在固定裝置上，這會帶來環(huán)境上的益處。便攜式的詢問器可以變得更緊湊和更容易設計。
用基于超再生原理工作的應答器可以解決開始時提到的應答器的問題。用這種新技術，不論是信號的放大、間接重復、發(fā)射、接收還是詢問都可以被廉價有效地實現(xiàn)。超再生應答器也是一種開關振蕩器，但它的工作模式不同于注頻鎖定振蕩器，為了使本發(fā)明的所有潛力都得到發(fā)揮，必須滿足一些特殊的要求。在這些要求被滿足以后，超再生電路就具有了出眾的優(yōu)越性，它在任何重要的領域里都不能被注頻鎖定振蕩器替代。因此在實踐上超再生原理更實用。超再生應答器主要以一個單端口放大器的方式工作，它具有高的增益并能在一個很寬的頻率范圍內(nèi)一樣地工作，與美國專利3,705,385的鎖定的猝熄振蕩器相反，這么寬的頻率范圍可以包括很多信號。當需要時，猝熄頻率的鎖定或同步在一個很大的動態(tài)范圍內(nèi)都是可能的，這個范圍比鎖定振蕩器的載波頻率的鎖定范圍寬，這意味著比如可以允許應答器鏈上應答器之間的非常大的衰減。超再生振蕩器或應答器也可被看作是一種“采樣振蕩器”，其中猝熄頻率可被認為是采樣頻率。以這種方式應用超再生特性是新的，因為這樣的轉發(fā)器不可能用其他技術廉價地實現(xiàn)。超再生原理很少被了解和發(fā)表，并且超再生原理的專利主要是用于接收的應用，說明這個原理被了解得很少，并且也沒有充分實施。一個例子是對猝熄頻率的篩選和濾波的重要性的描述和解決的不充分，以隔離超再生電路的輸入從而防止諧波毀壞其動態(tài)范圍。在本發(fā)明中為了充分利用超再生原理這是一個決定性的參數(shù)。通常卻說猝熄頻率有一個上限，大約是載波頻率(中心頻率)的1e3到1e4分之一。猝熄頻率對應答器性能具有決定性的影響，通常必須根據(jù)偏置和猝熄周期函數(shù)來盡可能高地選擇。在猝熄周期的一部分施加反偏置就允許更高的猝熄頻率。猝熄頻率可在SG振蕩器的很多點上注入以便獲得需要的特性。
超再生應答器是一個振蕩器，但不象注頻鎖定類型的振蕩器，它沒有穩(wěn)定的振蕩。其有源器件可能有一個輸入和輸出，在許多情況下會產(chǎn)生兩個端口。但輸出總是反饋環(huán)路的一部分，并且影響其內(nèi)部的相位的改變，因此沒有必要用輸入來干擾。SG是一種唯一的已知電路，它可以用有源器件在很寬的頻段范圍上對若干不同的信號實現(xiàn)很高的增益(40到100dB)，同時輸出到輸入的隔離度不影響可行性。這和其它技術形成了鮮明的對比，那些技術一般地只能獲得最大20dB的放大。此外，它允許低成本的實現(xiàn)，能在大的公差范圍內(nèi)再生產(chǎn)。這個電路包括一個信號增強器或一個直接轉發(fā)器，但也可通過從一個外部源來注入可能被調制的載波使其用作間接轉發(fā)器或發(fā)射機-接收機裝置(收發(fā)器)。這個電路的特征是在非常高的頻率上(cm和mm波段)實現(xiàn)發(fā)射機-接收機裝置(收發(fā)器)可能的唯一可行的方法。
已知壓控振蕩器(VCO)和注頻鎖定振蕩器可以由RC耦合的振蕩器實現(xiàn)。這種振蕩器有寬的鎖定帶寬。到目前為止不能證明超再生振蕩器可以用沒有電感器或諧振器的RC網(wǎng)絡實現(xiàn)。在超再生的應答器的應用中，這是非常重要的，因為這可以使超再生的應答器在RF頻譜的低端實現(xiàn)大的帶寬因子。
例如可能利用一個簡單的頻率范圍在4-30MHz的超再生振蕩器，在典型的10MHz左右實現(xiàn)超再生功能，在電力線分布的寬帶接入通信的許多類型的協(xié)議和調制類型(OFDM，DSSS及其它)都用在這一頻段。
本發(fā)明可用RC網(wǎng)絡替代LC、LCR、陶瓷、介質、壓電和SAW網(wǎng)絡來實現(xiàn)SG振蕩器。這里的主要應用是在要求很大的帶寬因子的RF頻譜的低端，比如1∶5。這可以用RC電路和可能是幾個頻率范圍相互重疊的并聯(lián)的振蕩器實現(xiàn)。
為了獲得高的猝熄頻率，本發(fā)明的進一步的實施例是把初級的猝熄信號從幾個點注入振蕩器電路。
用來說明本發(fā)明相對于應答器中已經(jīng)應用的已知的技術的優(yōu)越性的數(shù)字的例子是反射型無源應答器或調制的反射器，它們的電流吸取很可能超過一毫安，而轉換增益減去天線增益一般是6dB。在本發(fā)明中，依賴于帶寬和猝熄頻率的相應的凈增益可能達到40到100dB，而電流吸取則小于一毫安。因此容易看到，本發(fā)明在現(xiàn)有的應用中是革命性的，而且是新應用的一把鑰匙。
猝熄振蕩器和超再生振蕩器在現(xiàn)代應用中被忽視的原因之一可能在于描述猝熄和特別是SG振蕩器的出版物和專利把注意力放在了微功率應用上，他們可能只要求有非常短的通信范圍?？磥?，人們沒有認識到原則上SG可用在任何功率電平上，就像本發(fā)明所基于的那樣。利用單獨的和共同工作的應答器，使得大的通信距離成為可能。SG振蕩器把它的能量分散在很寬的頻率范圍上會產(chǎn)生潛在的干擾問題，這一事實的確可被視為一種不好的特性，而本發(fā)明給出了這一特殊特征的解決方案，或者利用它。
本發(fā)明的完全獨立的第二個方面是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明第二個方面的原理可以被描述為一個包括一個或多個猝熄型應答器的通信系統(tǒng)。如以前所提到的，猝熄的、可能是超再生的應答器的使用以一種有效、簡單和低成本的方式提供了大的放大，而不需要在輸入和輸出之間提供隔離，并且允許應答器和小型天線一起正常工作，或者在有線網(wǎng)絡中不需要電耦合到線路或電纜上。分布電容作為本發(fā)明的應答器的滿意的耦合鏈路可能足夠了，并且在高頻上將更有效。采用本發(fā)明的超再生應答器可以獲得大的信號的放大，而不需要信號頻率的變換或利用方向性。無論如何，方向性可以用來抵抗回波、駐波和多徑傳播，例如在無線系統(tǒng)中采用兩個方向性天線。在有線系統(tǒng)中也是一樣，可能會引入定向耦合器。本發(fā)明的高放大和獨立的輸入到輸出的隔離度使得簡單地實現(xiàn)基于松耦合的定向耦合器成為可能，這種耦合器在低頻時通常呈感性，在高頻時用作傳輸線耦合器?；诒景l(fā)明的應答器可能使用具有雙邊帶、載波和一個邊帶或僅一個邊帶的載波。這種方式的接收和轉發(fā)是由應答器中的濾波和可選的應答器中的調制決定的。邊帶的選擇可用作頻率轉換的簡單的手段以優(yōu)化網(wǎng)絡或使應答器適用于現(xiàn)有技術?？紤]到噪聲，在對信號的直接重發(fā)和有若干超再生的應答器時，系統(tǒng)的猝熄頻率作為本發(fā)明的一部分必須在頻率穩(wěn)定性上必須滿足比采用間接信號重發(fā)的應答器(它按順序接收和轉發(fā)信息)更嚴格的要求。發(fā)送的調制類型(FSK、PSK、QPSK等等)決定了要求的嚴格程度。相對于鎖定振蕩器的技術實現(xiàn)上的一個基本的差別是超再生原理沒有失鎖狀態(tài)，即使超再生應答器在很多情況下必須把相位鎖定在猝熄頻率上。區(qū)別是猝熄頻率非常的低并且發(fā)生鎖定的環(huán)路帶寬可以非常小，因此可以用簡單的電路實現(xiàn)。RC形式的、晶體或陶瓷的注頻鎖定的猝熄振蕩器是這樣一種簡單的解決方案。應答器中的猝熄頻率可被每個應答器中的一個非常穩(wěn)定的頻率源控制，或者頻率和相位被鎖定在分布在網(wǎng)絡中的一個公共信號，或者相互鎖定(自鎖定猝熄產(chǎn)生器)。由于固有的高的環(huán)路增益和相對窄的鎖定帶寬，即使在這種簡單的解決方案中，猝熄頻率產(chǎn)生器的頻率和相位的鎖定工作于一個大的動態(tài)范圍，作為一個規(guī)律可以低到應答器本身的固有的噪聲電平。本發(fā)明的各種類型的應答器可以是智能的并且除了僅僅中繼收到的信號外也可以執(zhí)行其它工作。不同的應答器也可以作為網(wǎng)絡的連接節(jié)點，即信息可以通過應答器雙向地傳送到例如一臺PC或一個傳感器平臺。
上行鏈路和下行鏈路可能有不同的應答器設備。在某一方向上可能需要使用和另一個方向不同的帶寬或功率范圍。
兩個或者若干個應答器可以結合在一個單元里。
本發(fā)明的一些應答器可以直接或者間接地并聯(lián)在一起來增加動態(tài)范圍或帶寬或同時增加這兩者。因此，本發(fā)明在理論上，對帶寬和動態(tài)的范圍的限制是很寬松的，并且實際的解決方案非常接近于理論值。
因此，本發(fā)明允許重發(fā)的信號連續(xù)通過或多或少的應答器來實現(xiàn)長距離傳播，而不會損失有用信號的動態(tài)范圍或信息帶寬。當有回波、駐波或多徑問題時，例如對于大的信息帶寬，本發(fā)明可能引入方向靈敏度，這是由于用于不同傳送方向上的不同的應答器可以實現(xiàn)很高的增益。因此本發(fā)明可以被設計成每個重發(fā)設備由一個應答器系統(tǒng)組成用于兩個傳送方向之一。
在本發(fā)明中，為了讓超再生應答器實現(xiàn)大的動態(tài)范圍，高的靈敏度和大的帶寬，猝熄信號的注入方法，猝熄信號是如何注入的，同時考慮從何處注入以及如何濾波是很重要的。這可由多種方法實現(xiàn)，只要能進行測試避免猝熄頻率的諧波對應答器動態(tài)范圍的損害。實現(xiàn)這一目的的一種特殊的方法是把超再生電路設計成同時具有輸入和輸出，其中輸入是最靈敏的信號端口并把猝熄信號提供給輸出，這里電路對進入的信號具有最低的靈敏度。本發(fā)明的這種應用的一個實施例是，通過一個為此目的的濾波器經(jīng)過偏置電路提供猝熄信號，因而從放大元件固有的輸入和輸出之間的隔離上受益。用這種方式獲得的改善的動態(tài)特性可以用于提高猝熄頻率以用于更寬的信息帶寬。這還可以和高頻端的濾波器結合起來以便去掉無用的發(fā)射的信號并減少互調和交調產(chǎn)物。當若干應答器共同工作于相同的頻段時，這種濾波的應用也能改善性能。如果恒定的阻尼不夠的話，高頻諧振電路里的激勵可由猝熄控制的諧振元件的阻尼去減小。為了優(yōu)化本發(fā)明的性能，有時我們可以在不同級別上加入猝熄控制，例如在諧振網(wǎng)絡中控制變?nèi)荻O管，但在這種方法中，動態(tài)范圍特性不會被猝熄頻率的諧波能量破壞。以不同的電平和不同的猝熄頻率引入猝熄是改善超再生性能的一種方法，不同于采用已有技術的原始的、簡單的自猝熄的超再生接收機，在那里不可預知的雜散振蕩偶爾可能改善超再生功能。這方面最重要的工作是要控制超再生振蕩器的周期中的有效部分(有效周期)，而在一個有效周期內(nèi)要防止穩(wěn)定的振蕩，也就是說如果沒有輸入信號，就不應有相同周期長度或頻率的重復的周期。
在相反的情況下，振蕩器的性能會發(fā)生徹底地改變，它會變成一個有載波頻率和單個間隔為猝熄頻率的邊帶的可鎖定的振蕩器。
本發(fā)明的超再生應答器是一種開關的或調制的振蕩器，但它的工作模式和注頻鎖定振蕩器不同，在本發(fā)明中要滿足一些特殊的條件以便充分利用它的潛力。在無輸入信號時，它僅僅發(fā)射噪聲，而噪聲電平主要取決于超再生應答器的動態(tài)范圍和帶寬。偏置和猝熄要匹配以使高頻振蕩器工作于超再生方式。猝熄信號的曲線函數(shù)如果在SG振蕩器的猝熄周期的非有效的期間充分提供反偏量就可能滿足這一目的。這種作用就能保證在通信信道中的電路能在一個寬的頻率范圍上工作而沒有“失鎖”問題。當猝熄頻率需要穩(wěn)定、鎖定或這兩者時，這可在比載波頻率低得多的頻率上實現(xiàn)的，那么就可以用窄的環(huán)路帶寬和廉價、簡單、可靠的電路實現(xiàn)。本發(fā)明可以采用由RC、晶體或陶瓷類型的諧振器實現(xiàn)的注頻鎖定猝熄振蕩器。廉價的實現(xiàn)可以在泛音電路里用便宜的32kHz時鐘晶體產(chǎn)生從32到典型的288kHz的猝熄頻率。對于從200kHz直到上MHz范圍的猝熄頻率，廉價的陶瓷諧振器或晶體是可用的。本發(fā)明的一個簡單的版本是把猝熄振蕩器接到超再生振蕩器的“輸出”，它包含同步或鎖定的信息，來獲得相位或頻率的鎖定。這個連接是通過一個濾波器完成的，這個濾波器可能最好是一個單極或多極的LC濾波器。這里的連接線既用于高頻振蕩器的猝熄又用于猝熄頻率振蕩器的鎖定。然而，用來猝熄和鎖定的電路也可以以復雜性的代價設計為分立的電路。本發(fā)明的進一步的實施例是高頻振蕩器也能夠作為一個猝熄頻率振蕩器，這里猝熄頻率的諧波成分可以用帶有或不帶有猝熄頻率的選擇性高Q值諧振元件的適當?shù)恼袷幤麟娐贩桨溉p小。對成本要求不嚴的方案，可以用已知技術的更先進的頻率和相位鎖定電路去解決。如所述的，本發(fā)明的超再生應答器的工作原理就像單端的放大器，它具有非常高的增益，這種能力可用來在鏈接中的兩個方向或無線系統(tǒng)中的所有方向放大信號。猝熄噪聲進入應答器的問題是通過對來自輸入端或超再生電路中最敏感的部分的猝熄頻率的屏蔽和濾波來解決的以避免諧波對動態(tài)范圍的減少。利用超再生原理，以實現(xiàn)大的動態(tài)范圍和帶寬，這一點是本發(fā)明最基本的實施例。把電路做得小巧緊湊就可以避免大面積和線路上的耦合，這也可以代替屏蔽。用這種方式本發(fā)明實現(xiàn)了典型的猝熄頻率比采用超再生原理的主要用于接收機應用的已知的技術提高了20到100倍。本發(fā)明原則上可用于與任一中心頻率通信。但是，實際上它將被用于從幾MHz到毫米波的頻率范圍。對于一特定的超再生應答器，通信信道的帶寬將依賴于猝熄頻率和按帶寬的要求猝熄頻率有多高。本發(fā)明中，高的猝熄頻率在某些情況中是使用具有高增益的有源放大器件結合超再生振蕩器的諧振網(wǎng)絡的Q因子的阻尼來實現(xiàn)。本發(fā)明的超再生應答器是一個沒有穩(wěn)定振蕩的振蕩器，在如果有兩個端口的情況下，它的有源器件有一個輸入和一個輸出。輸出作為反饋環(huán)路的一部分，而不損害SG振蕩器的特性。本發(fā)明允許用現(xiàn)代的器件來完成很高增益(40至100dB)，靈敏度(典型值-90dBm)和高的輸出電平(例如+20dBm)，同時還有寬的帶寬。本發(fā)明的應答器包含的這些特性是由所選擇的有源器件和偏置決定的?；谒脑?，一般而言帶有有源電路，應答器的特性和設計必須考慮最重要的參數(shù)來選擇。動態(tài)特性被一些應答器或并行在一起工作的超再生振蕩器來進一步?jīng)Q定。優(yōu)化本發(fā)明特性的這些標準對高的性能/價格比沒有顯著的負面影響。
本發(fā)明可以作為一個兩路的帶有或沒有激勵連接的信號增強器，或作為一個有大或小信號特性的放大器，這些特性象哪些普通的、單路、帶寬受限的放大器。由于放大器件的頻率極限的很大提高，本發(fā)明能象在毫米頻率段的高頻上很容易地實現(xiàn)。
在所描述的通信系統(tǒng)中，本發(fā)明的應答器系統(tǒng)允許線路上或無線系統(tǒng)中的電平保持在低電平，并且在許多情況下通過使用足夠數(shù)量的足夠靠近的應答器而免除了向主管部門申請執(zhí)照的要求。
圖12是應答器沿著傳輸線或波導分布以增加線路容量的一個例子。
詳細描述在圖1中有一個典型的應答器設備18，它包括一個模擬22和一個數(shù)字23單元。模擬部分有一個天線1和一個射頻應答器24。它通常被設計為包括一個下行鏈路接收器25和一個喚醒接收器26及一個控制單元25。當應答器設備18包括數(shù)字部分時，它包括一個通常組合了接口29的信息單元28。應答器設備18還包括一個常常由電池170組成的電源。
應答器設備18最重要的部分是用于上行鏈路的應答器24。下行鏈路信息接收器25或者是應答器設備18的一個分離部分，或者和喚醒接收器26部分集成。數(shù)字單元23的信息設備28識別應答器設備18，且數(shù)字單元也具有處理信息和通過控制接口27在模擬單元22中進行控制的能力。數(shù)字單元23還包含一個面向用戶的物理接口29以及包括傳感器或激勵器。
根據(jù)本發(fā)明的應答器19的方框圖由圖2中顯示，同時描述了在本發(fā)明的幫助下轉發(fā)的一個簡單方法。對本發(fā)明的解決方法可同時用于信號的重復、詢問和傳輸。它包括在天線1和帶通濾波器3之間的一個雙向耦合2，和一個連接振蕩器5的雙向耦合4，這個振蕩器包含分離的部分或根據(jù)應答器19的要求被集成到電路中的部分。這涉及到信道帶寬的要求、多信道的可能性、無用信號的靈敏度和通信波段內(nèi)部和外部的輻射及天線的選擇。
振蕩器5原則上主要包括一個和非穩(wěn)定放大器一樣的隨機類型的振蕩器電路，并且連接點30原則上包括振蕩器中的任意點，這里可達到振蕩器的輸入和輸出的必要的耦合能量，同時保持振蕩器5的最小Q值。這給出了滿足應答器預期目的的超再生放大。在從短波到厘米和毫米波范圍(微波)的應答器中，偏置電路6為振蕩器5提供偏置，它包括一個雙極型或場效應管。習慣上，振蕩器5只包括一個晶體管，但理論上可包括多個，例如當特別的諧振元件被用做諧振電路(儲能電路)或它包括一個集成電路，也就是MMIC(微波集成電路)。諧振元件可包括一個以線圈或電容器形式的電感和電容，或以頻帶濾波器的形式、或以線路的形式、或以陶瓷或電介質諧振元件的形式存在。電介質諧振器僅應用在窄的頻率段，但它對通信信道外無用的輸入和輸出信號有很好的抑制作用。如同諧振元件，一個電介質天線也可被使用。對于一些多信道的應用或非常大的帶寬，必須使用低Q值的諧振器，比如電感器和電容。應答器19可經(jīng)歷通信信道或頻帶外的無用的輸入和輸出信號。一個電子開關7包括一個具有兩個主要位置的二極管或晶體管。一個給出振蕩器5的振蕩條件，同時另一個結束振蕩狀態(tài)。這種連接振蕩器的開關的使用稱為“猝熄”。應答器的工作原理是開關7不允許振蕩器5連續(xù)振蕩。通過用開關7改變或交替對振蕩器的偏置，或用開關7改變或交替由諧振器5所看見的阻抗(意味著阻抗以電容性、電感性或電阻性連接到高頻能量來完成，同時諧振器5將在連接點30產(chǎn)生一個負阻抗，因此對在連接點30的外來的頻率成分產(chǎn)生高的放大)。
在下面我們將接收一個沒有調制的載波輸入信號。由于從連接點30到天線1的信號路徑是雙向的，這意味著進入天線1的信號(也就是一個未調制的載波頻率60)放大后將經(jīng)過天線轉發(fā)61。轉發(fā)信號的相位與接收到信號的相位準確同相。假如控制開關7的控制信號32相對于濾波器3的帶寬或振蕩器5的諧振器的頻率足夠高，在天線1唯一轉發(fā)的信號將是到達天線1并被接收的信號，但是被放大了。假如提到的帶寬比控制開關7的頻率高，天線1轉發(fā)的信號將包括兩個邊帶(副載波)，邊帶與接收信號的間隔對應于控制開關7的頻率。假如控制開關7進而又控制了振蕩器5的控制信號32疊加了信息的交流信號，通過天線1轉發(fā)的信號將包括含有這個信息的兩個邊帶。
控制開關7的信號來自調制器17。從調制器來的信號將包括在應答器上傳輸?shù)男畔?。調制器17是一個獨立的模塊或一個包括處理器的集成部件。為減少調制信號39的基波頻率的諧波成分，控制信號32由濾波模塊8濾波被證明是必須的，該調制信號可以是轉發(fā)的一個外部提供的信息信號63。
圖3是本發(fā)明第二個示例的方框圖，應答器19可用于信號重復、詢問和傳輸，其中分離的調制器87、17分別用來調制信息65和開關信號31，以改善對應答器帶寬、無用輻射和電流損耗的控制。信號39或67可能來自分離的振蕩器或處理器或一個相似的能產(chǎn)生一個高頻信號的裝置，或是在一個不是很重要的應用中可能由振蕩器5的自激振蕩(自猝熄)所產(chǎn)生的。用于信息和開關的分離調制器使得用脈沖成型網(wǎng)絡9和信號39的頻率及調制器17的功能能對應答器19的各種特性進行控制成為可能。在應答器19里的信息信號38必須調制振蕩器5，這種調制可以以不同的方式產(chǎn)生，這里顯示的是用偏置89來調制。這種調制頻率可能是主猝熄頻率32的一半或少一些。信號38成為兩個邊帶(副載波)的源，其位于比信號32形成的副載波離載波近。猝熄的鎖定振蕩器以這種方式可以產(chǎn)生好的性能作為混頻器/調制器，這就是說從應答器的數(shù)據(jù)的轉發(fā)主要處于零拍系統(tǒng)。通過給出比第二級猝熄頻率(調制)高得多的主級猝熄頻率，離載波(輸入和輸出輻射)較遠的主邊帶將通過使用輸入/輸出的帶通濾波器基本上被衰減。網(wǎng)絡9可通過改變信號39對稱性來改變應答器19的特性。有時候，它將被要求降低電流消耗和減少通信信道外的輻射。本發(fā)明的應答器的一個重要特性是使用開關頻率39的可能性，該頻率高于信息頻率38的最高頻率，典型值是10到100倍高。這將保證了應答器19有寬的帶寬、意味著有多信道的可能性，能忍耐溫度和其他頻率的漂移，并保證在振蕩器5中產(chǎn)生的無用信號將落在振蕩器5或帶通濾波器3或天線1的諧振器的帶寬外。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的應答器的第三種設計版本的方框圖，其中用于接收(下行鏈路)的一個檢波器11和一個放大器12被使用，應答器仍被用于信號的重復、詢問、傳輸和接收。這個設計版本還包括一個用于喚醒的頻率或電平鑒別放大器13，還包括有一個T/R(發(fā)送/接收)開關。
在振蕩器中用于傳輸、接收和喚醒的不同電平被TR開關14控制以控制振蕩器5的增益和應答器的電流消耗。這可通過改變振蕩器5的偏置條件，或者控制信號39的振蕩器特性，或者脈沖成型網(wǎng)絡9改變控制信號32的對稱性來完成。這樣做的目的是為了在應答器的三種提到的模式中獲得最佳狀態(tài)。三種提到的模式的將要控制的參數(shù)，輸入和輸出的無用輻射、接收靈敏度和電流吸引以這種方法轉發(fā)以保證本發(fā)明可以在電池的有效期內(nèi)工作。
信息(下行鏈路)接收的工作原理是被相對較松連接到信號路徑4的信號35在耦合器95的幫助下送入用于解調和調制天線1接收的信號的檢波器11(也就是肖特基二極管)，并被振蕩器5放大。耦合器95也可在振蕩電路5的其它點被引入，但是通常最優(yōu)化的點在信號路徑4上。所檢測到的信號33有相對大的幅度，但必須在象處理器一樣的信息部件使用前在放大器12中被放大。放大器12可用使用已知技術的微波功率放大器來實現(xiàn)。
信號34必須被放大，或者濾波并于邏輯電平37實現(xiàn)前通過電路12中的遲滯電路以喚醒信息單元。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的應答器的第四種設計版本的方框圖，這有一個在微波ASIC(用戶專用集成電路)651或MMIC(微波集成電路)使用的“模擬單元”120。這個裝置或者僅包括無線電頻率應答器120或者包括一個數(shù)字單元125、一個時鐘振蕩器135和輸入和輸出終端。
或者是ASIC或者是MMIC651的一部分的設計版本僅有兩個終端，作為一個負阻抗的放大器，通過終端來設置偏置和調制，或者它包括一個對于一定數(shù)量的信號、偏置源和控制信號有三個或更多終端的ASIC或MMIC651。因為本發(fā)明是基于一個簡單的、微波技術概念，它允許簡單和低成本地實現(xiàn)微波ASIC651，并且簡單得能用MMIC651來實現(xiàn)。天線1可是外部的并通過信號路徑2連接到ASIC或MMIC651，或者在高微波頻率時為保證ASIC或MMIC651中有效的電長度，將天線101可集成到ASIC651中。
信號和控制線路710可連接到ASIC 615的管腳715或直接連接到控制單元125，這個控制單元同時也可以是一個信息單元。
圖6顯示了一個和圖2所示的例子非常相似的裝置，但它顯示了天線1被廣義化為更一般類型的耦合元件。此外顯示了一個特殊類型的濾波器3，其對兩個信號路徑上的不同的濾波特性實現(xiàn)了頻率漂移的轉發(fā)信號。
為了保證應答器的振蕩器工作于穩(wěn)定的超再生模式，同時又維持了要的帶寬和動態(tài)范圍，我們可以對超再生的占空比(周期中的有效部分)以及在猝熄頻率上疊加的振蕩加以控制。在某些情況下，即對于更高的功率電平，可以采用固定的或受控的Q值的阻尼可用于相同的目的。它的一個實現(xiàn)方法是安排一個濾波器以在應答器靈敏度最高的頻率范圍內(nèi)減小猝熄頻率的泛音(諧波)。這個濾波器要么作為振蕩器本身的一部分，要么作為與振蕩器相連的一個分離的電路的一部分。這個濾波器提高了超再生的占空比，占空比的提高也就提高了應答器的動態(tài)范圍和帶寬，并且通過采用可能的最高的猝熄頻率同時減小了輸出信號中來自猝熄信號的干擾。
通過引入第二級猝熄作為疊加在主要級猝熄信號自身之上的振蕩，也可以達到同樣的優(yōu)點。第二級猝熄可以在振蕩器中影響起振條件的任何一點引入。
獲得同樣優(yōu)點的另一種可能是采用來自任意類型的函數(shù)發(fā)生器的猝熄，這個函數(shù)發(fā)生器可在應答器內(nèi)部或獨立于應答器，它可以非對稱地控制猝熄。
最后，同樣類型的可用函數(shù)可以通過兩個或更多的超再生振蕩器或連接在一起的應答器來實現(xiàn)。這需要這些應答器有共同的猝熄或者至少在不同的猝熄信號之間有控制的相位源移的同步。這在原則上就允許了應答器上百分之百的占空比。
圖7顯示了關于本發(fā)明第二個方面的一個框圖，這里超再生應答器510用作轉發(fā)器、放大器或增強器，分離的網(wǎng)絡或作為網(wǎng)絡體系的一部分或作為網(wǎng)絡體系的附加。根據(jù)它所處的網(wǎng)絡或基礎結構的類型，應答器可以以不同的形式出現(xiàn)。應答器510可以是智能的，并且可以通過一個接口電路317，比如PC、傳感器或激勵器，接收或發(fā)送信息。為了使很多應答器一同工作而不相互干擾，猝熄信號311必須用內(nèi)部或外部的同步加以穩(wěn)定。猝熄振蕩器210的內(nèi)部同步，在需要時可以由內(nèi)部的非常穩(wěn)定的參考212來完成。猝熄產(chǎn)生器210包括函數(shù)發(fā)生器和濾波器。頻率源的外部同步靠同步于外部的同步信號31實現(xiàn)，或通過同步于網(wǎng)絡中的一個應答器511上固有的猝熄信號32來實現(xiàn)。
猝熄頻率的同步包含對來自超再生應答器信號的占空比的同步解調的可能性。為了某些應用，這是希望的或必需的，例如當信息帶寬比猝熄頻率寬時。在其它情況下，在應答器或接收機/解調器中的接收來自應答器信號的帶通濾波器就可以解決這個問題。
猝熄信號或開關信號311可以施加到振蕩器355上，以這種方式可以用來減小在振蕩器355的輸入303、304上的猝熄信號311的諧波。該注入311也與振蕩器355上定義的輸出305、306的偏置相連，以減小在輸入303、304上的注入311的干擾作用。猝熄線路311既能實現(xiàn)猝熄功能由可以在來自振蕩器355的接收信號的幫助下實現(xiàn)對猝熄振蕩器210的同步功能。將組合的輸入輸出303、304連接到一個電路200用來接收和發(fā)送51收到的高頻信號50，這個高頻信號可以被應答器510調制，也可以不被調制。為了在不需要的方向上衰減信號，采用了對方向敏感的連接裝置223。圖7中的應答器可以是智能的，例如，通過使用一個在本發(fā)明第一個方面的描述中提到過的處理器，使得它們可以發(fā)送它們自己的信息信號33，并且它們可以獨立于超再生振蕩器之外或在超再生振蕩器之內(nèi)包含采用已知技術的接收裝置，例如象以前所提到的那樣。這個接收裝置可以利用超再生振蕩器上所擁有的高增益。圖7也顯示了如何采用一個定向耦合器223衰減信號線92上某一個方向上的信號的增益，這里的定向耦合器可以采用電容的和感應的、傳輸線方案(微波傳輸帶、微波帶狀線、無襯底線)的或循環(huán)器的組合。
圖8顯示了圖7所述的基于本發(fā)明的應答器/應答器系統(tǒng)可以應用的不同的媒質，包括在天線或探頭的幫助下，在真空、氣體、液體或固體材料中的自由空間傳播400，包括多芯電纜或類似電纜的基礎結構的傳輸線410，包括一個開路的電線或相當于開路電線的裝置的傳輸線420，傳輸線或一個線路系統(tǒng)包括由一個或多個線路的漂移天線系統(tǒng)430，這里傳輸是相對于地的，傳輸線440作為一個帶開口表面的波導，即所謂的來赫線，當電波的波長短時，就被俘獲在電線附近，并呈現(xiàn)出低衰減，傳輸線450，這是一個封閉波導，以及傳輸線460，是一個光波導。
與線的連接可以利用感應裝置141，電容裝置142，電阻裝置143或者這三者的組合，或者利用微帶形式的傳輸線實現(xiàn)松耦合。在有些情況下，141、142、143類型的耦合裝置可以單獨使用或者組合使用以從寄主基礎結構向應答器供電。
圖9顯示了根據(jù)圖7和圖8的應答器512，在振蕩器355上定義了一個輸出305、306，使得端口303、304成為輸入或輸入輸出口，而端口305、306是一個有更高電平的輸出口，和更低靈敏度的輸入口。裝置221、222連接了端口303、304和305、306用于接收和發(fā)送信號，用于信息的轉發(fā)71、81和/或接收72、82和信息的發(fā)送71、81及可能的同步/鎖定72、82的接收72、82和可能的同步/鎖定的發(fā)送71、81。該耦合裝置221、222可以具有方向靈敏度，以便在需要時例如完成對回波的必要的衰減。
為了在一個或幾個方向150、151上改善信號的動態(tài)特性，圖10說明了根據(jù)圖7和圖9所述的若干應答器單元213是如何利用公共耦合90或利用分立的耦合裝置210、211、212，在耦合器裝置210里連接在一起的，并且相應地說明了若干應答器214、215、216是如何安排以提高帶寬和動態(tài)范圍，它們可以利用公共耦合90或利用分立的耦合裝置210、211、212一起連接在耦合器裝置210里，其中的應答器214、215、216具有不同的指標。
根據(jù)圖7和圖10，圖11說明了若干應答器單元216、217、218是如何利用一個公共耦合或傳輸線90連接在一起的，以允許耦合裝置210、222在物理位置221和不同的物理位置222的信號171、172之間發(fā)送信號161、162，例如從一個房間221到另一個房間。
圖12顯示了一個例子，圖7到圖11所述的應答器219沿著傳輸線或波導91分布，使這些線路適于用作非常寬的帶寬和更遠距離的傳輸媒質，而用其它方法是做不到這一點的。這種結構進一步使得應答器219能夠在線路91和應答器219所構成的網(wǎng)絡中成為一個智能的或非智能的節(jié)點，這里可以將其它的通信基礎結構121連結到媒質91上，并且與應答器219的通信可以在帶有天線95的無線電單元129和用于與外界60進行單向和雙向通信或詢問目的的接口的幫助下利用無線電波完成。
本發(fā)明的超再生振蕩器的工作方式使得其在無信號時，在一個猝熄周期內(nèi)達不到完全的起振條件。
因此它沒有CW自激振蕩，但卻可能有雜散(寬帶的)振蕩，它不一定減小SG增益。猝熄周期中能獲得增益的那部分應當盡可能地做到接近猝熄周期的50％。利用猝熄信號函數(shù)形成或其它裝置可以把本發(fā)明中的占空比提高到超過這一水平。這一點再加上沒有CW自激振蕩所導致的激勵和壓縮，使得本發(fā)明的SG振蕩器作為“應答器”呈現(xiàn)出非常突出的增益特性。由CW自激振蕩所產(chǎn)生的干擾問題不會出現(xiàn)或是可忽略的。依賴于本發(fā)明中SG振蕩器的實現(xiàn)方式，SG振蕩器的頻譜可以是對稱的或非對稱的，可能有大的旁瓣或沒有旁瓣。根據(jù)那些所需實現(xiàn)的最重要的特性，當頻譜包含類似高斯分布的對稱曲線的白噪聲時，本發(fā)明通常會獲得最好的應答器性能。例如，這可以用一個帶通濾波器實現(xiàn)。本發(fā)明的SG振蕩器/放大器的轉移函數(shù)與高頻CW載波的頻率和相位鎖定無關，這使得大的信息帶寬成為可能。
在本發(fā)明中，當SG振蕩器用作應答器時，它既是一個非常有效的混頻器/調制器又是一個放大器(轉發(fā)器)?；祛l器特性可以在當應答器需要把來自應答器或連接到應答器上的接口的信息進行調制時加以利用。這在無線電系統(tǒng)和基于有線的系統(tǒng)中都將見到應用。本發(fā)明的信號轉發(fā)特性也可以加以利用。
本發(fā)明的裝置中的部分加上猝熄的振蕩器和鎖定振蕩器是有廣泛用途的。它適用于系統(tǒng)的解決方案，其中詳細的解決方案類似如帶通濾波器、猝熄原理、多于一個邊帶系統(tǒng)的使用、方向靈敏度等等。
利用已有的技術，可以讓應答器靠頻率變換或頻率的漂移利用方向性衰減來避免應用中的問題。固態(tài)技術正在獲得如此之大的進展，使得用ASIC技術實現(xiàn)本發(fā)明的部件而制造非常低成本的和功耗的應答器的將是可能的。
在對于所發(fā)射的信號應避免計算機位(時鐘再生)的中短距離的定位系統(tǒng)中，本發(fā)明就有助于在這個系統(tǒng)中容易地實現(xiàn)低成本、低電流和有效的應答器。這同樣也適用于距離的測量。它既可以用于被定位的設備也可以用于定位系統(tǒng)中的基礎結構，例如，為了改善幾何尺寸、或實現(xiàn)遙控的基線或系統(tǒng)中類似的東西。本發(fā)明同樣適用于由人或物體攜帶的需要被定位或尋找的廉價的應答器。
定位系統(tǒng)的工作原理主要是兩者之一，要么是測量時間(相位)要么是多普勒頻移。還有第三個原理是利用天線的特性來測向。時間測量站或者具有單個天線(一維定位-雷達和距離測量)或者是有具有給定幾何關系的兩個或多個天線(基線，孔徑-二-三維定位)。多普勒測量站要么利用物體的速度進行測量要么靠測量站天線運動的合成產(chǎn)物。被測量的物體有時要靠無源反射器來測量。通過在被定位的物體上應用一個應答器，可以提高最大距離和測量能力，而我們希望從被定位的物體上發(fā)出的信號具有已知的、校準的頻率相位關系。相對于被定位物體上只有一個發(fā)射機(信標)的情況，對于時間和多普勒頻移測量，這既簡化了系統(tǒng)又改善了性能。和采用信標的方案相反，未知的相位變量被避免了，并且在兩個信號方向上都可以進行測量。這導致了改善的或更高的更新率、以及精度和對測量的時間或相位的模糊的計算。應答器19、219利用其增益特性和作為調制器/混頻器的發(fā)射，是實現(xiàn)這個新的低成本的方式。本發(fā)明允許將要實現(xiàn)的定位詢問器作為一個零拍系統(tǒng)。這在相位相關上是有利的。
此外，本發(fā)明在兩個主要領域里引入了嶄新的解決定位問題的機會。一個是改善和/或便利了測量站(特別是機動的或可移動的)的幾何尺寸。另一個是定位系統(tǒng)陰影區(qū)的局部覆蓋。通過把信號發(fā)送給安裝在最佳幾何位置上的應答器，在本發(fā)明的應答器19、219的幫助下，就可以獲得我們所能獲得的覆蓋和精度，使得被定位的物體能感知到作為基線系統(tǒng)或孔徑的應答器?？紤]到固定幾何位置的不同的時延和地理位置，系統(tǒng)必須校準。
任何定位系統(tǒng)都可以被反向。一個反向的系統(tǒng)可以指例如測量和計算發(fā)生在被定位的物體上。這里，本發(fā)明至少也是一樣的。例如，在當前的定位業(yè)務的區(qū)域里，本發(fā)明可以使幾何基線以本發(fā)明的應答器19、219的形式成為“睡眠的”。根據(jù)本發(fā)明，定位的物體發(fā)射一個測量信號給它們，可以激活應答器19、219，比如，在基于自身包含的或輔助的相位測量的幫助下，計算出自己的一維、二維或三維位置。
根據(jù)本發(fā)明的應答器19、219的一個相應的用途是，當一個區(qū)域位于定位系統(tǒng)(例如具有GPS(全球定位系統(tǒng))的衛(wèi)星導航)的陰影區(qū)時，被能同時看到軌道上的衛(wèi)星和被定位的目標的應答器所覆蓋。相應于DGPS，一個校準站可以發(fā)送數(shù)據(jù)給定位物體的GPS接收機，以獲得不規(guī)則幾何的校正。因此就可以使用標準的GPS接收機，這個接收機用PRN碼或也用GPS信號的相位來計算位置。這個接收機必須有進行外部校準的能力，或者有專用的軟件和查找表。由于GPS的采用了擴頻，本發(fā)明的應答器適用于這種用途。
本發(fā)明可用于通信和定位方面的新的機會。它涉及電子防御(ECM，電子對抗)。由于應答器的高性能，可以播撒一些本發(fā)明的應答器19、219，讓它們復制無線和雷達信號，使敵人定位原始信號的工作變得更復雜。
采用SG振蕩器的這項發(fā)明，作為一個放大器，可以很好地適應現(xiàn)代調制體制和傳輸協(xié)議，因為它們大都被設計成能夠于其它噪聲和信號共存。它們很容易采用擴頻技術把信息的能量在時域和頻域上擴展開。本發(fā)明采用SG振蕩器的相位響應在一個寬的頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性的相位響應。
擴頻通信中也采用的PSK的形式，就象DSSS和FHSS那樣，本發(fā)明也可以方便地采用。對于象OFDM這樣的多音多載波的形式，只要能充分考慮OFDM的動態(tài)范圍的特殊需求，本發(fā)明也能很好地適應。
猝熄頻率的同步包含對來自超再生應答器信號的占空比的解調的同步的可能性。為了某些目的，這是證明是希望的或必需的，例如當信息帶寬比猝熄頻率寬時。在其它情況下，在應答器或接收機/解調器中的接收來自應答器信號的帶通濾波器就可以滿足要求。
超再生占空比的控制和疊加在猝熄頻率的振蕩是保證振蕩器處于超再生模式并穩(wěn)定工作而同時滿足帶寬和動態(tài)范圍的要求的措施。
本發(fā)明中的大的帶寬因子可以由頻率范圍相互交疊或相鄰的若干個超再生振蕩器并聯(lián)耦合來實現(xiàn)。
權利要求
1.應答器，用于把進入接收元件(1)，如天線所收到的信號(60)放大成用于轉發(fā)的信號(61)，所述轉發(fā)信號(61)可能具有疊加的信息，其特征在于該應答器作為一個放大元件包括一個猝熄振蕩器(5)。
2.如權利要求1所述的應答器，其特征在于所述振蕩器(5)是一個超再生振蕩器。
3.如權利要求1所述的應答器，其特征在于所述振蕩器(5)對于收到的信號(60)呈現(xiàn)負阻抗(30)。
4.如權利要求1所述的應答器，其特征在于將所述振蕩器(5)連結到一個猝熄開關(7)，用于把猝熄信號(31)耦合進振蕩器。
5.如權利要求1所述的應答器，其特征在于振蕩器(5)可以把轉發(fā)的信號(61)發(fā)送到和來自接收元件(1)所收到的信號(60)的路徑完全相同的路徑(2，3，4)上，這樣該信號路徑(2，3，4)是雙向的。
6.如權利要求1所述的應答器，其特征在于振蕩器(5)包含一個任意類型的諧振元件，但它必須具有Q因子以便適合于給轉發(fā)的信號(6)以大到很大的放大。
7.如權利要求4所述的應答器，其特征在于猝熄開關(7)用于將偏置電壓(6)切換到振蕩器(5)。
8.如權利要求4所述的應答器，其特征在于猝熄開關(7)操作用于切換振蕩器(5)所看到的輸入和輸出阻抗。
9.如權利要求4所述的應答器，其特征在于通過調制器(17)用開關信號(32)去控制猝熄開關(7)。
10.如權利要求5所述的應答器，其特征在于在天線(1)和振蕩器(5)之間的雙向的信號路徑(2，3，4)包括一個附加的帶通濾波器(3)。
11.如權利要求9所述的應答器，其特征在于調制器(17)操作用于接收一個調制信號(63)，這個調制信號是一個攜帶信息的信號，并產(chǎn)生開關信號(32)作為調制信號(63)的函數(shù)，因而該猝熄信號(31)導致在轉發(fā)的信號(61)上疊加一個調制信號。
12.如權利要求9所述的應答器，其特征在于將振蕩器(5)連接到一個額外的調制器(87)用于將信息信號(38)提交給不依賴于猝熄開關(7)和先前提到的調制器(17)的振蕩器(5)，所述的信息信號(38)是由附加的調制器(87)根據(jù)包含信息的附加調制信號(63)而產(chǎn)生的。
13.如權利要求12所述的應答器，其特征在于所述開關信號(32)具有預先確定的頻率，該頻率比信息信號(38)的最高的頻率成分要高，直到高出幾倍。
14.如權利要求9所述的應答器，其特征在于包括至少一個收發(fā)開關(14)，它連接到振蕩器(5)的至少一個偏置裝置(6)，一個調制器(17，87)和一個開關信號(39，32)的脈沖成型網(wǎng)絡(9)，用于控制開關信號和偏置電壓。
15.如權利要求10所述的應答器，其特征在于進一步包括一個檢波器裝置(11)，比如肖特基二極管，以高頻方式耦合到振蕩器(5)，最好是用一個耦合器(95)松耦合到靠近振蕩器(5)的信號路徑(4)，用這種方式，攜帶接收信號(62)的信息被振蕩器(5)放大，以便提高檢波裝置(11)后的檢測信號(33，34)的振幅。
16.如權利要求15所述的應答器，其特征在于包括一個放大器(12)，它連接到隨后的檢波器(11)，用來對檢測信號(33)進行放大和可能的濾波，使之變?yōu)榫哂兴璺群蛣討B(tài)特性的信息信號(36)。
17.如權利要求15所述的應答器，其特征在于包括一個喚醒電路(13)，它連接到隨后的檢波器(11)，以利用檢測信號(34)產(chǎn)生一個喚醒信號(37)。
18.如權利要求10所述的應答器，其特征在于帶通濾波器(3)用于濾除由猝熄信號(31)的頻率造成的所有的邊帶，以使轉發(fā)的信號(61)變成一個干凈的所接收的信號(60)的放大版本，從而實現(xiàn)了一個模擬的中繼鏈。
19.如權利要求10所述的應答器，其特征在于帶通濾波器(3)被分為兩個方向并且包含兩個方向性濾波器，以便獲得一個具有頻率偏移的轉發(fā)信號。
20.如權利要求9和10所述的應答器，其特征在于集成了至少兩個這里所述的應答器元件接收元件(1)，帶通濾波器(3)，進一步的信號路徑(2，4)，振蕩器(5)，猝熄開關(7)和調制器(17)。
21.如權利要求1所述的應答器，其特征在于集成電路(ASIC，651)和模擬電路(120)的實現(xiàn)是由用戶定制的。
22.如權利要求21所述的應答器，其特征在于ASIC電路(651)也包括數(shù)字模塊(125，135)。
23.如權利要求21所述的應答器，其特征在于ASIC電路包括帶有或不帶有頻率轉換的雙工收發(fā)器。
24.如權利要求1所述的應答器，其特征在于它是作為一個使用模擬電路(120)的微波集成電路(MMIC，651)來實現(xiàn)的。
25.如權利要求1所述的應答器，其特征在于接收元件(1)是作為一個到傳輸媒介比如傳輸線的耦合器或探頭來實現(xiàn)的。
26.如權利要求1所述的應答器，其特征在于振蕩器(5)操作為一個帶輸入和輸出的雙端口，其中輸入是振蕩器中對信號敏感的點，比如晶體管的基極、柵極、源極或發(fā)射極，而輸出是得到的最高可能的能量電平的點，比如晶體管的集電極、漏極、發(fā)射極或源極。
27.如權利要求26所述的應答器，其特征在于這個雙端口被耦合到一個定向衰減裝置，以便利用應答器的全部動態(tài)范圍。
28.如權利要求26所述的應答器，其特征在于所述雙端口被耦合到分離的接收元件和發(fā)射元件。
29.如權利要求1所述的應答器，其特征在于通過調整濾波器以在應答器靈敏度最大的頻率范圍內(nèi)減小來自振蕩器(5)的猝熄頻率的諧波泛音，這個濾波器是振蕩器的一部分，或者是連接到振蕩器(5)的分離的電路的一部分(8)。
30.如權利要求1所述的應答器，其特征在于在能影響振蕩器(5)的振蕩條件的點上，通過一個裝置(87)用于引入第二級猝熄作為疊加在第一級猝熄振蕩之上的振蕩。
31.如權利要求1所述的應答器，其特征在于函數(shù)發(fā)生器(9)用于猝熄頻率振蕩的非對稱控制。
32.如權利要求1所述的至少一個應答器的應用，在一個無線或有線網(wǎng)絡中，應答器的接收元件(1)被作為到網(wǎng)絡傳輸媒介(92，400，460)比如傳輸線(410，460)的耦合器或探頭(141，142，143，223)來實現(xiàn)的。
33.應答器系統(tǒng)，應用于無線或有線網(wǎng)絡，包括若干應答器(19，601，606，213，219)，用于將進入一個接收元件(1，141，143，200，220，223)例如一個天線或一個探頭所接收到的信號(60)放大成一個用于轉發(fā)的信號(61)，其中轉發(fā)的信號(61)具有疊加的信息，從而使應答器以智能或非智能的網(wǎng)絡連接方式工作，該網(wǎng)絡是基于通過幾個可能的傳輸媒介(92，400，460)中的至少一種傳輸?shù)模涮卣髟谟?，作為一個放大器件，每個應答器包括一個猝熄振蕩器(5，355)。
34.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有一個振蕩器(5，355)是超再生類型的。
35.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有一個應答器是多端口應答器。
36.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有一個應答器操作用于接收來自專用猝熄發(fā)生器(210)的猝熄信號。
37.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有兩個應答器操作用于接收來自公共的猝熄發(fā)生器(210)的猝熄信號。
38.如權利要求33所述的應答器，其特征在于至少有兩個應答器操作為接收一個控制信號用于自身的猝熄發(fā)生器(210)的同步。
39.如權利要求33所述的應答器，其特征在于至少有一個應答器僅利用一個耦合元件耦合到網(wǎng)絡上，該耦合元件和接收元件是一樣的。
40.如權利要求39所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于所述耦合元件是一個在真空、氣體或物質中的天線或探頭。
41.如權利要求39所述的應答器，其特征在于所述耦合元件是由松耦合到線路的，以電感的、電容的、電阻的或它們的組合的方式構成的。
42.如權利要求35所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有一個應答器是用兩個耦合元件耦合到網(wǎng)絡上的，其中第一個是連到應答器的第一個端口的接收元件，而第二個是連到應答器的第二個端口的發(fā)射元件。
43.如權利要求42所述的應答器，其特征在于至少一個耦合元件包括在真空的、氣體的或物質中的天線或在真空的、氣體的或物質的探頭，且是由感的、電容的、電阻的或它們的組合的耦合方式松耦合到線路上。
44.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有兩個振蕩器或應答器被安排為相互耦合，它們有共同的猝熄或者用于對不同的猝熄信號之間的相位偏移進行控制的同步的猝熄，以便使應答器電路獲得長的活動周期(有效周期)。
45.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少一種類型的擴頻技術被應用于有線或無線網(wǎng)絡中。
46.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于包括所述應答器系統(tǒng)的有線或無線網(wǎng)絡是基于一種變換協(xié)議，這個協(xié)議是根據(jù)或基于UMTS、GSM、GPRS、TETRA、藍牙、無線局域網(wǎng)和DOCSIS以及其它線纜調制解調器協(xié)議的通信系統(tǒng)之中的至少一種。
47.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于至少有一個應答器是通過電感的、電容的、電阻的或這些耦合類型的組合方式，從詢問的傳輸媒介(410，460)中獲得電源的。
48.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)，其特征在于振蕩器(5)是一個呈現(xiàn)CW振蕩的猝熄振蕩器。
49.如權利要求33所述的應答器系統(tǒng)的應用，在非對稱的通信系統(tǒng)中，如線纜調制解調器，從而使該通信系統(tǒng)使用非同軸電纜的介質。
50.如權利要求1所述的至少一個應答器的應用，在使用任何原理的無線電定位方案中利用應答器(19，219)的協(xié)助，以便在無線電定位方案中建立任意的幾何位置。
全文摘要
在應答器(19)中，用于把進入天線(1)的接收到的信號放大成用于轉發(fā)的信號(61)，且其中轉發(fā)的信號(61)可能具有疊加的信息，將猝熄振蕩器(5)用作為放大元件。該振蕩器(5)最好是超再生類型的并對所收到的信號(60)呈現(xiàn)負阻抗(30)。根據(jù)本發(fā)明的應答器可以用作無線或有線網(wǎng)絡中的系統(tǒng)元件，作為網(wǎng)絡中智能或非智能的連接去工作。該應答器也可以用于定位系統(tǒng)。
文檔編號H04L12/56GK1425223SQ01808247
公開日2003年6月18日 申請日期2001年3月1日 優(yōu)先權日2000年3月1日
發(fā)明者吉爾·蒙森·瓦維克 申請人:吉爾·蒙森·瓦維克