[發明專利]反射器電路

無效

• 申請號: 99807830.1
• 申請日: 1999-04-26
• 公開（公告）號: CN1307685A
• 公開（公告）日: 2001-08-08
• 發明（設計）人: I·J·福爾斯特
• 申請（專利權）人: 馬科尼卡斯韋爾有限公司
• 主分類號: G01S13/76
• 分類號: G01S13/76;G01S13/82
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,陳景峻

本發明涉及一種反射器電路，用于接收光照輻射并且作為響應而發射相應的放大輸出輻射；盡管不是專門涉及，但本發明特別涉及在偽無源轉發器(PPT)卡(tag)中使用的一種轉發器電路。

一種反射器電路，即傳統PPT使用二極管檢測器檢測來自詢問源的輸入輻射。通過使用運載信息信號調制所施加的偏壓，該二極管可作為一種調制反射器進行操作，以使PPT把輸入輻射作為調制的反射輻射反射回詢問源。由于傳統的PPT沒有配備與二極管相關的放大器，所以反射輻射相對于入射輻射來說具有減小的幅度；對于從詢問源輸出的一個給定輻射以及在詢問源接收的反射輻射的給定最小檢測閾電平來說，這就限制了PPT可響應的有效距離。PPT通過使用稱作其“轉換效率”的效率發射相應的反射輻射來響應輸入輻射。此轉換效率定義為在PPT接收的載波輻射功率與從PPT發射的反射輻射的邊帶輻射的比率。對于上述傳統的PPT來說，轉換效率通常是-8dB或更小，這樣則必須使用來自數十毫瓦詢問源的輻射輸出功率以達到從詢問源到PPT的幾米的有效工作距離。

出于安全的原因，在不允許采用來自詢問源的更大的輻射輸出功率電平的情況下，此工作距離對于許多應用來說太短。通過給PPT配備一個傳輸放大器以放大在此接收的輻射并因此把更多輻射發射回詢問源來解決此問題。但是，在傳統PPT中包含傳輸放大器會使PPT消耗更多功率，因而則要求PPT采用更大的電池，更頻繁地更換電池或者采用更大功率的電源。當PPT必須體積小時，如尺寸類似于塑料信用卡或附加于產品的零售卡時，這將是一個主要問題。

在UK專利No.GB2?051?522A中描述了偽連續波雷達轉發器，即反射器電路類型的實例。在此所述的雷達轉發器配備有一個天線組件和一個用于增加轉發器轉換效率的傳輸射頻(r.f.)放大器。由于難以防止與用于接收輸入輻射且發射相應放大輸出輻射的天線組件連接的r.f.放大器自激振蕩，特別是在該放大器提供超過+30dB增益情況下的自激振蕩(spontaneous?oscillation)，所以轉發器另外配備了通過時鐘發生器控制的一個延遲線和相關開關，以消除自激振蕩。在操作中，輸入輻射由天線組件接收并且在此轉換為接收信號，該信號接著由其中的一個開關采樣，由放大器放大，在延遲線中存儲一個時間周期，并且在由天線組件作為反射輻射最終發射之前再次通過放大器放大。包含開關、延遲線和傳輸放大器使得轉發器比上述具有二極管檢測器的傳統PPT更貴且更復雜。而且，開關和放大器在操作中消耗大量的功率。另外，在不犧牲傳輸放大器的信號增益的情況下降低其功耗通常是不切實際的。

本發明者已經考慮到，在反射器電路中最好配備一個或多個放大器以增加轉換效率并且使該電路比已有技術的反射器電路更簡單且在操作期間消耗更少的功率。

因此，本發明盡力提供一種反射器電路，與已經技術的反射器和轉發器電路相比，它能夠在操作期間消耗更少的功率，并且能夠使用更少的部件。

根據本發明提供了用于接收光照輻射且發射相應的放大輸出輻射的一種反射器電路，該電路包括：

-一個天線組件，用于接收光照輻射且提供相應的接收信號，以及

-處理裝置，用于把一部分接收信號放大并存儲一個時間周期，以用于產生相應的輸出信號以作為輸出輻射而通過天線組件發射，

其中該處理裝置配備有反射放大裝置，以用于放大該部分接收信號。

本發明提供的優點在于，與已有技術所使用的傳輸放大器相比，該反射放大裝置能夠使用較少的部件提供增加的功率增益并且消耗較少的功率。

有益地是，該放大裝置包括一個僅配備了一個場效晶體管，即硅JFET或砷化鎵器件的反射放大器，以及一個反饋布局以在其電流/電壓特性的線性區中操作它，這樣它可反射在此接收的幅度增加的信號。在這種操作模式中，對于幾微安的低晶體管電流耗用來說，可以實現超過+30dB的高反射增益。這種低電流耗用使反射放大器借助于諸如在電子手表中常常使用的鈕扣式電池所提供的電源就可以連續工作很多個月。而且，如果使用傳輸放大器而不是反射放大器則不可能實現這種低電流耗用。另外，與反射放大器相比，傳輸放大器具有更復雜的電路配置。

在本發明的反射器電路中，預計反射放大器會不穩定并且會自激振蕩。但是，通過精心選擇阻抗匹配，來自直接與放大器連接的元件的信號反射在放大器中可被安排為反相，從而消除此處的自激振蕩。對于傳輸放大器來說，由于它們相關的輸入-輸出分離，因此這個缺點不是太嚴重。