CN1739252A - 信号分配***可级联自动增益控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种在信号分配***中的级联AGC放大器包括具有直通通路和级联输出的低噪声级联放大器。所述级联放大器还被配置以提供在预定输入功率范围上的AGC。所述级联AGC放大器可以被配置以提供增益或衰减。当所述级联AGC放大器被实现在信号分配***中时，典型地作为信号分配设备的一部分，输入信号可以被增益控制并被供给多个信号路径，而不存在由于信噪比降低或高阶放大器产物所造成的失真。与串联连接的可级联AGC放大器的数量或该可级联AGC放大器在所述信号分配***中的位置无关，失真没有对所分配的信号造成显著的衰落。

Description

信号分配***可级联自动增益控制设备和方法

技术领域

本发明涉及电子通信领域。更具体地，本发明涉及射频(RF)信号分配领域。

背景技术

信号分配***，例如RF信号分配***，典型地被安排在分支配置中。在分支配置中，所述信号典型地发源于中心或支路，并且从所述分支的来源点到多个端点分配该信号。来自支路的每个分配分支可以被分为一个或多个较小的分支。此外，所述较小的分支自己可以在到达目的地之前，一次或多次分为更小的分支。

在到达目的地设备之前，沿着各种信号分配路径典型地放大几次沿着***分配的RF通信信号。然而，在达到目的地设备之前，各种因素降低了所述原始信号的质量。

信号的质量经常被测量为信号功率与噪声功率的比值，即信噪比(SNR)。信号功率可以定义为包括所期望的信息的信号部分的功率。噪声功率可以定义为与所述信息功率不相关的随机波动和不期望的失真产物的合并。所述不期望的失真产物可以定义为那些不复制原始信息的信号成分。尽管这里所使用的噪声功率是指非相关信号与失真产物的合并，然而可以使用其它噪声定义来度量信号质量。例如，可以仅由非相关的信号来表示所述噪声功率，或由非相关信号和某些失真产物来表示所述噪声。

信噪比(SNR)典型地测量信号与噪声以及信号所受失真的比率。热噪声对于将接收无线电波用作信号源的***中的噪声功率而言经常是较大的组成部分。热噪声电平经常代表不能通过使用有源或无源设备来进一步减小的噪声最低值。无源信号分割或衰减所造成的无源损耗减小了信号功率但是典型地不减小热噪声电平。同样地，信号衰减可以导致SNR的降低。

可以使用信号放大器以弥补信号分配***中的衰减的某些影响。然而，例如放大器的有源设备不提供信号增益而不影响降低信号质量的噪声和失真。例如，放大器典型地将非相关噪声引入到信号中，这进一步降低了SNR。某些放大器噪声成分被量化为放大器噪声系数，其也可以表示为噪声因子。当所述***如同典型地在使用接收RF信号的***中那样在接近噪声最低值的低功率条件操作时，放大器噪声系数可能直接引起信号衰落和SNR降低。

此外，放大器可能引入降低SNR的失真产物。在宽带或多信道分配***中经常引入带内噪声的一个普遍的放大器失真产物是三阶交调失真产物。基于称为三阶截断点(IP3)的放大器的特性，来典型地预测由特定放大器引入的三阶交调失真的电平。所述三阶截断点代表了虚构的操作点，在该虚构的操作点，放大器三阶失真产物在幅度上等于期望的信号成分。希望更高的放大器IP3。然而，放大器IP3经常与放大器功耗相关。这样，相比具有较低IP3的放大器，具有较高IP3的放大器典型地消耗更多功率。由于关于功率损耗的限制以及关于散关联于高功率设备的热量的能力的限制，因此放大器功耗是很重要的。此外，具有低噪声系数的放大器经常相应地具有较低的IP3。

不管是无源设备还是有源设备，可以典型地用来在信号分配***内的特定位置的一个特定信号参数集合内操作。然而，基于位于设备之前或之后的分支的数量，以及位于设备之前或之后的无源和有源设备的数量，信号分配***中的特定位置内的信号参数经常根本地改变。这样，针对一个操作参数集合是最佳的设备可能在另一个信号参数集合中是主要噪声源。

希望信号分配设备和方法对于在信号功率和分配***配置中的改变而言是不变的。此外，典型地希望所述设备在许多操作条件下最小化其SNR的降低。通过包括或删除对于所述信号分配***的其它分支具有最小影响的信号分支，设备还将允许在信号分配路径中的许多分支的创建。

发明内容

公开了AGC放大器和在信号分配***中分配信号的方法。所述AGC放大器使用功率检测器和到可变增益放大器的控制输入的反馈，以在预定的AGC设置点(setpoint)维护可变增益放大器的输出功率。所述检测器可以被连接到所述可变增益放大器的输出，以提供参考输出的AGC功能。可以选择所述AGC设置点为所述信号分配***的最佳操作范围内的信号功率。

所述AGC放大器的输出可以被连接到串联(in-line)信号路径，并也可以被连接到级联输出。所述级联输出允许单个AGC放大器针对两个信号路径提供所述AGC功能。所述噪声引入针对与所述AGC放大器级联连接的设备被最小化。另一个具有串联路径和级联输出的AGC放大器可以与第一AGC放大器的级联输出串联连接，以产生附加的信号路径。

AGC放大器可以被实现在集成电路内，所述集成电路可以包括附加元件。所述集成电路可以包括与所述AGC放大器的串联信号路径输出串联的交叉点交换机。所述集成电路也可以包括与所述AGC放大器的串联信号路径输出串联的频带转换设备。

所述AGC放大器和信号分配方法可以被实现在***分配***中，其中信号作为卫星下行链路信号被接收并且被分配给例如居住点的建筑物内的多个位置。可选地，所述AGC放大器和信号分配方法可以被实现在电缆电视、电缆无线电、地面电视、地面无线电、电话或数据分配***中。

附图说明

结合附图，根据下面的详细描述，本发明的特征、目的和优势将变得显而易见，图中类似的参考符号表示对应的部分，并且其中：

图1是被配置以接收来自卫星的信号并将该信号分配到多个用户设备的信号分配***的功能框图；

图2A-2D是AGC放大器的功能框图；

图3A-3B是级联放大器配置的功能框图；

图4是与附加部件连接以提供两个信号输出的集成频带转换交换机的功能框图；

图5是级联集成频带转换交换机的功能框图；

图6是利用可级联AGC放大器来分配信号的方法的流程图。

具体实施方式

信号分配***典型地用于将通信***的远端部分地理上连接在一起。经常存在信号发源或分支的集中点。所述信号分配***可以被用来提供关注的信号给一个或多个地理位置的一个或多个设备。

图1是信号分配***100的功能框图，该信号分配***100是可以在居住点或其它建筑物被实现的******的典型。所述信号分配***100包括天线120，所述天线具有耦合到低噪声块126的两个输入的天线馈(antenna feed)122、124。所述低噪声块126的输出被耦合到分配交换机(distribution switch)130的两个输入。利用第一和第二传输线142、144，将分配交换机的输出连接到第一、第二和第三机顶盒(set top box)152、154、156。所述第一机顶盒152的输出被连接到第一输出设备162。信号分离器170将通过所述第二传输线144耦合到所述分配交换机130的信号分为两个信号。第一信号分离器170的输出被耦合到第二机顶盒154，并且第二信号分离器170的输出被耦合到第三机顶盒156。所述第二机顶盒154的输出被连接到第二输出设备164，并且所述第三机顶盒156的输出被连接到第三输出设备166。

所述天线120包括两个天线馈122、124。然而，可以使用多个天线。此外，每个天线120可以具有一个或多个天线馈122、124，并且每个天线120不限于仅具有两个馈122、124。可选地，所述天线120可以是一种不使用天线馈的配置，例如鞭状天线(whip)或喇叭形天线(horn)。

所述天线120接收来自卫星110的一个或多个信号。此外，所述卫星110可以提供特定的极化和调制类型的信号。再次，可能存在提供信号给所述天线120的不止一个的卫星110。来自特定卫星110的信号与来自另一个卫星(没有示出)的信号可以在相同的频带，或可以在不同的频带。来自多个卫星的信号可能每个都具有相同的极性和调制类型，或可能相互不同。

在图1的信号分配***100中，天线馈122、124的每一个被连接到低噪声块126的独立输入，所述低噪声块输出信号给所述分配交换机130。当然，所述分配交换机130不限于2×2的交换，而是可能具有任何数量的输入端口和输出端口。例如，所述分配交换机130可以是例如2×4交换机、4×4交换机和某些其它交换机安排。

所述分配交换机130被配置以处理所接收的卫星信号。所述分配交换机130可以对所接收的卫星信号进行例如放大、滤波和下变频。所述分配交换机130可以被配置为低噪声块转换器(LNB)对，每个块将来自所述分配交换机130输入之一的信号转换为中频。所述分配交换机130还可以被配置以允许提供给所述输入的每个输入信号被连接到多个交换机输出的任何一个。因此，从第一天线馈122被提供的信号可以是在所述分配交换机130中被转换的并且被路由到任何交换机输出的块。类似地，从第二天线馈124提供的信号可以是在所述分配交换机130中被转换的并且被路由到任何交换机输出的块。典型地，所述分配交换机130被配置以使来自仅一个信号源的信号被路由到特定的交换机输出。可选地，被转换信号的一个或多个块可以被路由到相同的分配交换机130的输出。

当将所述天线120和分配交换机130被安装在地理上远离期望的信号目的地的位置时，利用电缆可以将所述分配交换机130的输出连接到远端位置。所述分配交换机130的输出典型地通过可以是同轴电缆的传输线而被路由到远端目的地。所述分配交换机130可以位于所述低噪声块126和天线馈122和124的本地，或可以位于远离所述低噪声块126和天线馈122和124的位置。

在一个实施例中，所述分配交换机130与天线120、低噪声块126和天线馈122和124被协同定位。在另一个实施例中，所述分配交换机130可以位于远离所述天线120的位置。例如，电缆或传输线可以将来自所述低噪声块126的信号，耦合到位于在一个或多个机顶盒152和154附近的结构内的分配交换机130。类似地，在其它实施例中，所述分配交换机130可以位于所述天线120和机顶盒152和154之间的中间位置。在某些实施例中，忽略了所述低噪声块126并且来自所述天线馈122和124的信号可以利用电缆被耦合到所述分配交换机130。类似地，使用电缆或某些其它分配***，来自所述分配交换机130的输出信号可以被耦合到机顶盒或其它目的地设备。

在第一实施例中，所述分配交换机位于所述低噪声块126和天线120的本地。第一传输线142将来自所述分配交换机130的第一输出端口的信号，分配到所述信号分配***100内的远端位置。所述第一传输线142的末端被连接到位于远离所述分配交换机130的第一机顶盒152。

第二传输线144将来自所述分配交换机130的第二输出端口的信号，分配到信号分离器170。所述信号分离器170的第一输出被耦合到所述第二机顶盒154。该第二机顶盒154可以位于远离所述分配交换机130和信号分离器170的位置，也可以位于远离所述第一机顶盒152的位置。所述信号分离器170的第二输出被耦合到第三机顶盒156。所述第三机顶盒156的输出被耦合到第三输出设备166。

所述第一和第二传输线142和144可以是并行线、双绞线、同轴线、波导等，或任何其它用于分配信号的装置。此外，尽管传输线典型地被用于最小化信号损耗和信号反射，然而所述***可以使用其它用于分配信号的不是传输线的装置。例如，有线、线束等可以被用于将来自所述分配交换机130的信号分配给所述机顶盒152、154。然而，对于可以认为是射频(RF)信号的信号而言，利用传输线典型地分配所述信号。所述RF信息信号可以例如在KHz到几GHz的范围内。当然，所述信号分配***100不限于分配RF信号，而可以分配例如基带信号或光信号的其它信号。

所述传输线142、144典型地是非理想无源设备。因此，所述传输线衰减信号功率。然而，由所述传输线142、144引起的衰减典型地不将噪声功率衰减到与信号功率相同的程度。例如传输线的长度的无源衰减器可能不能明显地降低热噪声。此外，所述传输线142、144可以引起其它类型的关于电缆的信号衰落。例如，所述传输线可以影响所分配的信号的平直度、倾斜、相位失真、群时延失真、反射、干扰、噪声接收(noise pick-up)和麦克风噪声。因此，由所述传输线142、144所引起的损耗典型地降低了分配给所述机顶盒152、154的信号的SNR。

所述第一和第二传输线142和144被耦合到机顶盒152、154和156的相应输出。通过所述信号分离器170，所述第二传输线144被耦合到所述第二和第三机顶盒154和156。在一个实施例中，来自所述分配交换机130的信号输出的频带不对应于由所述输出设备162和164所使用的频带。因此，所述机顶盒152、154还可以将信号频率转换为与所述输出设备162、164、166兼容的操作频带。此外，来自所述分配交换机130的输出信号可以是与所述输出设备162、164、166所使用的格式不兼容的格式。所述机顶盒152、154和156因而可以运行为信号处理阶段。例如，可以以与所述输出设备162、164和166不兼容的格式来数字调制所述卫星下行链路信号，所述输出设备可以典型地是电视接收机。所述机顶盒152、154和156可以被配置以解调所述被数字调制的信号、处理所解调的信号，并且然后以用于传送给电视输出设备162、164和166的信号来调制电视信道载波频率。

可选地，如果来自所述分配交换机130的信号输出是以某种格式，并且在与所述输出设备162、164和166兼容的频带，则可能不需要所述机顶盒152、154和156。在另一个可选方案中，由所述机顶盒152、154和156所执行的一个或多个功能可以被集成到所述输出设备162、164和166中。在另一个实施例中，所述信号分离器170可以被配置以执行信号处理，例如频率转换或解调。

在图1所描述的实施例中，所述机顶盒152、154和156中的每个被连接到单个输出设备162、164和166。然而，例如162、164的不止一个的输出设备可以被连接到来自例如152的单个机顶盒的输出。可选地，可以合并来自不止一个机顶盒152、154和156的输出，或另外将其连接到例如162的单个输出设备，尽管所述配置不是典型的。

例如162的输出设备可以被配置以调谐到由例如152的机顶盒所提供的一个或多个频带内的特定信道。所述输出设备162可以处理来自所选信道的信号，以呈现某些例如视频或音频的媒体内容给用户。

例如，所述输出设备162、164和166可以是电视接收机，并且可以显示对应于由所述卫星110所发射的信号的电视信号。所述输出设备162、164和166可以是在其它信号分配***中的其它类型的设备。例如，所述输出设备162、164和166可以是电话、无线电接收机、计算机、网络设备等，或其它用于输出信号的装置。

所述输出设备162、164和166可以具有这样的信号质量的范围：在该范围上认为输出是可接受的。例如，所述输出设备162、164和166可以针对在预定电平上的输入SNR提供可接受的输出，所述预定电平代表了所期望的最小SNR。然而，到所述输出设备162、164和166的输入处的SNR，典型地由在所述机顶盒152、154和156中所执行的信号处理来确定。因此，所述信号质量典型地相关于所述机顶盒152、154和156的输入的信号质量。因此，所述信号分配***100典型地被配置以在所述输出提供信号给所述机顶盒152、154和156，所述信号具有大于期望的最小值的SNR。

尽管图1是卫星信号分配***的功能框图，其它信号分配***具有类似的结构。例如，可以分配电视、无线电、数据和/或电视信号的电缆分配***典型地为例如居住点的地理区域提供单个接入点。来自一个接入点的信号因而典型地被分离、放大、分配并且能够与其它信号合并，例如***信号。具有无线通信链路的通信***也可以具有类似的结构。例如，地面电视或无线电***可以包括单个天线，并且使用可以放大、分离、分配和/或合并接收信号的信号分配***100，将在单个天线所接收的信号分配到多个输出设备。

所述信号分配***不限于居住点，而是可以扩展到许多居住点、商业区或与居住或建筑物无关的位置。所述信号分配***的特征在于其特性，并且不限于任何特定应用。

此外，尽管图1仅示出了位于所述分配交换机130和机顶盒154和156之间的信号分离器170，然而可以在所述分配交换机130和机顶盒152、154和156之间放置除了所述传输线142、144以及信号分离器170之外的元件。附加的分配设备可以包括有源或无源功率分配器、有源或无源功率组合器、放大器、衰减器、滤波器、交换机、交叉点交换机、多路复用器、多路分用器、频率转换设备、编码器、解码器等，或用于分配信号的任何其它装置。所述附加信号分配设备中的每个可能引入被分配的信号所经受的噪声。

例如，双向无源功率分配器允许在一个输入的信号被相同地分割为两个输出信号，每个具有原始信号的一半功率，而在所有端口保持阻抗匹配。理想的双向无源分配器减小了3dB的SNR。然而，实际中，所述衰落经常较高。

有源信号分配设备可能造成信号衰落，例如通过产生降低SNR的失真产物。当到所述设备的输入信号功率增加时，由有源设备所造成的失真典型地增加。此外，所述信号分配***100内的有源设备的位置可能影响设备在SNR上所具有的效果。位于到所述信号分配***的输入的有源设备可以经受较大的信号功率，并且因此相比位于例如142的传输线末端的相同的设备，降低了更多的SNR，其中可能显著地衰减信号功率。

由于所述失真的增加比率典型地大于信号功率的增加比率，因此对于相对于所述设备能力而言较大的输入信号，SNR降低。较大的输入信号可以被定义为在有源设备中产生预定失真电平的信号。例如，当相对于产生1dB放大器输出压缩所需的输入信号来测量时，信号是较大的。可选地，当相对于产生特定三阶产物所需的输入信号电平来测量时，所述信号是较大的。即，如果双音交调测试产生了例如40dB的低于输出信号的预定电平的三阶交调失真产物，则信号可以被定义为是较大的。较大信号的定义与使用设备的所述信号分配***相关，并且在先定义是不详尽的。

相反地，当所述信号较小时，不相关噪声电平可能控制SNR的确定。由于衰减器典型地降低信号功率，并且可能不以相同的量来降低不相关噪声功率，因此衰减器之后的SNR可能降低。无源设备的放置也可能影响由所述设备所引起的SNR降低量。位于较大信号处的衰减器可能不影响SNR，而位于较小信号处的同样的衰减器可能显著地降低SNR。

因此，存在在所述***中最大化SNR的最佳信号范围。所述最佳取决于准确的信号分配***和所分配的信息信号的特性。下面将详细描述的自动增益控制(AGC)放大器可以帮助***维持最佳操作范围，并且因此有助于在***中维持最佳SNR。所述AGC放大器可以减少后续分配设备对所述机顶盒152、154和156处的SNR的影响。此外，所述AGC放大器可以对添加或移除所述信号分配***100中的分配路径最小化不利影响。所述AGC放大器可以例如被集成到所述分配交换机130或信号分离器170中。

图2A到2D是AGC放大器的功能框图，所述放大器可以例如被集成到图1的分配交换机130中和/或信号分离器170中。所述AGC放大器也可以被实现在中间信号处理设备中，例如信号分离器170或某些可选地称为分配设备或信号处理设备的其它信号分配设备。典型地，不将所述AGC放大器作为孤立设备进行添加，而是结合其它分配设备将其实现。

在某些实施例中，中间信号分配设备可能不包括AGC放大器。没有AGC放大器的所述中间信号处理设备可以被配置来用在所述信号分配***内的特定位置。在其它实施例中，所述中间信号分配设备可以例如包括作为初始信号处理元件的AGC放大器。

以信号分配设备实现AGC放大器允许所述信号分配***100的性能基本上不受该信号分配设备的物理位置的影响。即，所述信号分配***100的性能基本上与在电缆运行前端或在电缆运行后端的信号分配设备的位置无关。

在紧接着所述低噪声块126的所述分配设备130中实现所述AGC放大器可以补偿该低噪声块126的增益变化。因此，本地或在单个房屋中实现所述分配设备130和低噪声块126的实施例可以有利地消除低噪声块126增益的生产调节。因此，通过消除生产调节步骤，在所述分配块130中实现的AGC功能可以提供更低的生产成本。

图2A到2D示出的所述AGC放大器的实施例中的每个可以作为集成电路、离散设备，或集成电路和离散设备的组合，而与信号分配设备一起被实现。集成电路可以例如并行地包括多个独立的AGC放大器，其中每个AGC放大器控制接收自卫星下行链路的信号的功率。可以以多种基础材料制造集成电路，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟、蓝宝石、钻石等，或任何其它合适的基础材料。此外，可以利用各种包括双极性、FET、BiCMOS、CMOS、SiGe等的制造技术，制造AGC放大器实施例。

图2A是第一AGC放大器实施例的功能框图。所述AGC放大器包括可变增益放大器(VGA)210和连接到该VGA 210的输出的检测器220。所述检测器220的输出被连接到所述VGA 210的增益控制输入以控制所述放大器的增益。

所述AGC放大器实现了参考输出的AGC功能，以试图将功率放大器的输出功率维持在预定的最佳电平，也称作AGC设置点。所述AGC功能是试图将信号功率维持在AGC设置点的过程。当所述输出信号低于所述AGC设置点时，所述AGC功能增加了所述放大器210的增益。所述AGC功能可以在需要时持续增加所述VGA 210的增益，直到最大增益值。只要所述输出信号功率保持低于所述AGC设置点，所述VGA 210就持续提供最大增益值。

相反地，当所述输出信号功率高于AGC设置点时，所述AGC功能降低所述VGA 210的增益。所述AGC功能可以在需要时持续降低VGA 210的增益，直到最小值。只要所述输出信号功率保持大于AGC设置点，所述AGC功能就持续提供最小增益值。

在例如图1的信号分配***100的***内，典型地存在输入信号范围的限制。即，到所述信号分配***100的输入典型地在预定范围之内。在所述***中，可以配置所述AGC范围以使决不达到一个或多个AGC限制。例如，所述来自卫星110的输入信号可以在预定范围上变化。如果在所述分配交换机130中或信号分离器170中的AGC放大器具有大于所述输入信号范围的AGC范围，则所述AGC功能可以决不达到其限制。

最初，将具有输入信号功率Pin的输入信号提供给所述VGA 210的输入215。可以初始设置提供给所述VGA 210的控制信号来控制所述VGA210以提供最大可用增益Gmax。所述VGA 210因而提供具有基本上等于Pin+Gmax的输出功率Pout的输出信号，例如，以相对于毫瓦的分贝(dBm)测量。

来自所述VGA 210的输出被连接到功率检测器220的输入。所述功率检测器220测量输出信号功率，并产生可能相关输出信号功率的控制信号。例如，所述功率检测220可以被配置以提供与给定功率电平相关的输出电压。可选地，所述功率检测器220可以被配置以提供与给定功率电平相关的输出电流。

所述功率检测器220可以被配置以测量合成放大器输出信号的功率，包括期望的信号、噪声和失真。所述功率检测器220可以是宽带检测器并且可以在宽频带上检测功率电平。可选地，所述功率检测器220可以测量来自所述VGA 210的输出功率的仅一部分的功率。例如，所述功率检测器220可以测量预定带宽内的功率，其中所述预定带宽代表来自所述VGA210的信号输出的带宽的仅一部分。所述预定带宽可以例如整个在来自所述VGA 210的输出的期望信号带宽之内。可选地，所述预定带宽可以部分地交叠，或在所述VGA 210输出的期望信号带宽之外。

所述功率检测器220的输出被连接到所述VGA 210的控制输入。所述AGC放大器可以被配置以提供参考输出的AGC功能。例如，所述功率检测器220可以检测所述VGA 210的输出功率。所述功率检测器220也可以包括具有耦合到一个比较器输入的AGC设置点的比较器。所检测的输出功率可以被提供给所述比较器的第二输入，并且将其与AGC设置点进行比较。可以例如使用积分器对所述比较器的输出进行滤波。所述积分器的输出可以是控制放大器增益的检测器输出控制信号。

例如，在到所述功率检测器220的输入的、大于所述AGC设置点的高功率信号产生了控制电压。所述控制电压值对应于小于原始增益值的放大器增益值。所述高功率检测器220输出减小了所述VGA 210的增益，使得在所述VGA 210的输出所检测的功率基本上等于所述AGC设置点。

尽管作为放大器示出了VGA 210，所述AGC功能可以以仅增益、增益和衰减的组合或仅衰减而被实现。此外，所述VGA 210能够以多重阶段和多重设备而被实现。例如，所述VGA 210可以被配置为多重级联可变增益放大器、与可变衰减器级联的放大器，或并行多重可变增益放大器等。

此外，所述功率检测器220可以是二极管检测器、晶体检测器等。所述功率检测器220可以被配置以采样平均功率、峰值功率、RMS电压、平均电压、峰值电压、平均电流、RMS电流、峰值电流或某些关于信号电平的其它值。所述功率检测器可以是单个设备或可以由多重设备构造。如上面所讨论的，所述功率检测器220可能包括例如检测器、比较器、积分器或某些其它信号调节块。

尽管示出了所述功率检测器220以提供参考输出的AGC功能，然而该功率检测器220可以被配置以检测其它位置的信号功率，例如在所述VGA 210的输入处。所述功率检测器220可以被配置以检测远离所述VGA210的某些其它位置的信号功率，例如在到图1的机顶盒的输入处。

可以利用各种技术实现实际的AGC功能，包括反馈和前馈。不管是否将AGC功能配置为使用反馈的输出，或使用前馈技术的输出，所述AGC功能也可以提供在预定AGC范围上的基本上稳定的输出电平。

图2B是AGC放大器的实施例的功能框图。所述AGC放大器包括在到所述AGC放大器的输入处的固定增益放大器232。所述固定增益放大器232的输出被连接到VGA 234的输入。所述VGA 234的输出被连接到功率检测器240。来自所述功率检测器240的输出信号被连接到所述VGA 234的控制输入，以控制所述VGA 234的增益。

除了在VGA 234之前实现固定增益放大器232以外，图2B中的AGC放大器实施例类似于图2A的实施例。图2B的AGC放大器与图2A的AGC放大器一样有效地操作。所述固定增益放大器232的增益可以设置为所述AGC放大器增益上的较低限制。然而，如果配置所述VGA来提供衰减，则可以通过所述VGA 234中的衰减来消除所述固定增益放大器232的增益。例如，为了提供具有较低噪声系数的AGC放大器中的前端放大器，所述固定增益放大器232可以被包含在AGC放大器中。

图2C是另一个AGC放大器的实施例的功能框图。所述AGC放大器包括在所述AGC放大器输入处的VGA 252。该VGA 252的输出被连接到固定增益放大器254。该固定增益放大器254的输出是所述AGC放大器的输出。所述VGA 252的输出也被连接到所述功率检测器260的输入。将所检测的输出提供给所述VGA 252的控制输入。因此，在图2C的实施例中，所述功率检测器260检测中间阶段的功率，而不是所述AGC放大器的输入或输出。当然，通过以固定增益放大器级联所述AGC放大器，可以修改图2A的实施例以对应图2C的实施例。尽管固定增益放大器254在VGA252之后被实现，然而所述合成AGC放大器可以被理解为进行相关的输出。

图2D是AGC放大器的另一个实施例。所述AGC放大器是耦合到信号分配设备的VGA的实施例。所述AGC放大器在所述AGC放大器的输入包括VGA 270。所述VGA 270的输出被连接到混频器280的输入。LO284驱动所述混频器280的LO端口。所述混频器280的输出是所述AGC放大器的输出。所述混频器280的输出也被连接到所述功率检测器290的输入。所检测的输出被提供给所述VGA 270的控制输入。

在所述AGC放大器配置中，所述AGC功能与频带转换组合。所述AGC放大器功率控制输出以跟踪AGC设置点，并且也可以将信号从输入频率带宽频率转换为输出频率带宽。如先前注意到的，例如270的VGA可以与多种信号分配设备组合。图1的所述信号分离器170可以代表与信号分配设备耦合的VGA的另一个实施例。

所述VGA 270相对于其它AGC放大器实施例以上述方式操作。所述VGA 270的输出被连接到混频器280的输入端口。所述混频器280将信号从第一频带频率转换到第二频带。可以是固定频率LO或可变频率LO的LO 284驱动所述混频器280的LO端口。所述混频器280提供这样的输出信号：其包括作为输入信号频率和LO频率之和的频率成分，以及作为输入信号频率和LO频率之差的频率成分。

所述功率检测器290可以被配置以检测预定频带内的信号。因此，所述功率检测器290可以检测期望频带内的信号，而忽略关注的频带之外的信号。所述AGC放大器因此可以被配置以提供与频率转换合并的所控制的信号幅度。

在例如图1的***的分配交换机130或信号分离器170内的信号分配***中包括AGC阶段的优势，可以通过比较固定增益信号分配实现与AGC信号分配实现来进行说明。图3A和3B示出了级联放大器配置的实施例。图3A中的配置包括固定增益放大器，而图3B的配置包括所述AGC放大器。所述级联放大器配置可能被包括在图1的信号分配交换机中，例如以提供去往所述信号分配***内的三个不同地理位置的单个输入信号的三个独立拷贝。

图3A是固定增益信号分配部分300的实施例，例如可以在图1的分配交换机中被实现的分配部分。例如，可以在信号分配***的前端、中间位置或接近终端处来分配所述分配部分300中的设备。所述固定增益分配部分300包括串行连接的三个增益设备310、320和330。例如310的每个增益设备可以被配置为有源功率分配器，其具有0dB的固定增益、3dB的噪声系数(NF)，以及+30dBm的输入三阶交调点(IIP3)。可选地，每个增益设备可以包括结合某些其它类型的信号分配设备的放大器。

第一固定增益设备310包括固定增益放大器312，其后是具有第一输出318a和第二输出318b的无源功率分配器314。通过所述固定增益放大器312和无源功率分配器314到例如318b的输出之一的合成增益可以被配置为0dB。所述第一固定增益设备310的第二输出318b被连接到第二固定增益设备320的输入。所述第二固定增益设备320也包括固定增益放大器322和具有第一输出328a和第二输出328b的无源功率分配器324。所述第二固定增益设备320的第二输出328b被连接到第三固定增益设备330的输入。也以固定增益放大器332类似地配置所述第三固定增益设备330，该固定增益放大器332之后是具有两个输出338a、338b的无源功率分配器334。

图3B中示出了包括AGC放大器的可选信号分配部分350。包括所述AGC放大器的信号分配部分350的实施例可以在图1的分配交换机中被实现。

三个增益设备360、370和380在所述信号分配部分中被级联。所述增益设备360、370和380中的每个都包括后随无源功率分配器的AGC放大器。所述增益设备360、370和380中的每个也可以包括结合一个或多个其它信号分配设备的AGC放大器。

例如360的增益设备中的每个可能具有参考输出的AGC功能，具有0dBm的AGC设置点、+30dBm的IIP3和0dB增益的3dB的NF。例如360的增益设备可能具有-20dB到+20dB的增益范围。所述AGC放大器中的每个可能例如是图2A-2C中所示的AGC放大器配置之一。

提供输入信号给所述第一增益设备360的输入。耦合所述输入信号到AGC放大器362的输入。连接所述AGC放大器362的输出到功率检测器364的输入。连接所述功率检测器364的输出到所述AGC放大器的控制输入。所述AGC放大器362的输出也被连接到具有分别为368a和368b的第一和第二输出的功率分配器366的输入。

所述第一增益设备360的第二输出368b被连接到第二增益设备370的输入。来自所述第一增益设备360的输出被耦合到AGC放大器372的输入。所述AGC放大器372的输出被连接到功率检测器374的输入。所述功率检测器374的输出被连接到所述AGC放大器的控制输入。所述AGC放大器372的输出还被连接到具有分别为378a和378b的第一和第二输出的功率分配器376的输入。

所述第二增益设备370的第二输出378b被连接到第三增益设备380的输入。来自所述第二增益设备370的输出被耦合到第三增益设备380中的AGC放大器382的输入。所述AGC放大器382的输出被连接到功率检测器384的输入。所述功率检测器384的输出被连接到AGC放大器的控制输入。所述AGC放大器382的输出被连接到具有分别为388a和388b的第一和第二输出的功率分配器386的输入。

所述固定增益分配部分300的性能可以针对两种操作条件与所述可变增益分配部分350的性能进行比较。在第一操作条件下，所述输入信号相对较小并且不相关噪声是限制SNR的重要因素。在第二操作条件下，所述输入信号相对较大并且失真产物是限制SNR的重要因素。

在所述第一操作条件下，所述输入信号相对较小。所述固定增益分配部分300的配置没有改变。然而，所述可变增益分配部分350自动配置其自身，来提供直到最大增益电平的增益。

例如放大器的有源设备典型地具有与其关联的多个噪声源。如果所述前端设备具有很大增益，则可以减小级联放大器的噪声影响。后续阶段的噪声影响变得可忽略，并且因此，可以最小化SNR的降低。此外，在第一增益阶段或前端设备之后所引入的其它噪声，相比没有前端增益设备而言较少地降低了SNR。因此，包括前端增益阶段减小了整个***SNR的降低。通过检查噪声系数，所述固定增益分配部分300的性能可以与所述可变增益分配部分350进行比较。下式给出了级联***中的噪声系数： ${\mathrm{nf}}_{\mathrm{cascade}}={\mathrm{nf}}_1+\underset{i=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{nf}}_i-1}{\underset{j=1}{\overset{l-1}{\mathrm{\Π}}}{A}_j},$ 其中N＝阶段数目，A_j＝第j阶段的增益

给定公式中的噪声系数值为比率，而针对设备所指定的噪声系数以dB给定。因此，在应用公式之前，例如310或370的增益设备的NF需要从分贝转换为比率。表1提供了针对两个增益分配部分300、350的级联噪声系数的总结。Psig表示在增益设备的输入或输出的以dBm为单位的信号功率。以dB为单位提供所述元件的增益，针对每个增益设备提供以dB为单位的噪声系数，并且在每个增益设备的输出提供以dB为单位的相应的级联噪声系数。

                                      表1

固定增益分配部分
								Psig(dBm)	-20		-20		-20		-20
Gain(dB)		0		0		0
								NF(dB)		3		3		3
Nftot(dB)		3		4.8		6
								可变增益分配部分
Psig(dBm)	-20		0		0		0
								Gain(dB)		20		0		0
NF(dB)		3		3		3
								NFtot(dB)		3		3.02		3.04

因此，可以看出，当与固定增益部分300比较时，所述可变增益分配部分350包括初始放大器部分中的增益的能力，导致了由后续阶段引入噪声所造成的信号衰落的大大减少。初始增益部分之后所引入的噪声相对于没有所述增益部分而言较少地降低了SNR。因此，可以通过包含初始增益部分，来减少整个***的SNR降低。

在所述第二操作条件下，所述输入信号相对较大。所述固定增益分配部分300的配置没有改变。然而，所述可变增益分配部分350自动配置其自身，来提供直到最大衰减电平的衰减。当输入信号相对较大时，例如三阶交调失真产物的失真成分，可能是降低SNR的主要因素。可以计算和比较所述信号分配部分300、350的级联IIP3，以说明可变增益分配相对于固定增益分配的优势。增益部分的级联IIP3由下式给出：

$\frac{1}{{\mathrm{IP}}_{\mathrm{tot}}}=\frac{1}{{\mathrm{IP}3}_i}+\underset{i=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\underset{j=1}{\overset{l-1}{\mathrm{\Π}}}{A}_j}{{\mathrm{IP}3}_i}$

公式中IP3值是线性项，而不是dBm值。类似地，提供增益值为比率而不是dB。表2针对两个增益分配部分300、350提供了级联IIP3的总结。Psig以dBm为单位表示在所述增益设备的输入或输出的信号功率。以dB为单位提供所述元件的增益。以dBm为单位的IIP3被提供给每个增益设备，并且在每个增益设备的输出提供以dB为单位的相应的级联IIP3。

                                      表2

固定增益分配部分
								Psig(dBm)	+20		+20		+20		+20
Gain(dB)		0		0		0
								NF(dBm)		+30		+30		+30
Nftot(dB)		+30		+27		+25.2
								可变增益分配部分
Psig(dBm)	+20		0		0		0
								Gain(dB)		-20		0		0
NF(dB)		+30		+30		+30
								Nftot(dB)		+30		+29.96		+29/91

因此，可以看出，当与固定增益部分300比较时，所述可变增益分配部分350包括初始放大器部分中的衰减的能力，导致了由后续阶段引入的噪声所造成的信号衰落的大大减少。初始衰减阶段之后所造成的失真相对于没有衰减阶段而言较少地降低了SNR。可以通过包含初始衰减部分来减少整个***的SNR降低。

相比固定增益配置，包括AGC功能于信号分配部分中因而可以改善信号质量。在低输入信号功率和高输入信号功率的极端条件下，可变增益部分相对于固定增益部分的优势，说明了所述可变增益分配部分就其在信号分配***中的位置而言具有灵活性。所述可变增益分配部分不需要被置于所述信号分配***中的前端或最终阶段。

图4是信号分配***400的特定实施例的功能框图，所述信号分配***包括具有频带转换(频带转换交换机)的集成交叉点交换机410和外部部件。所述频带转换交换机410包括LNB的四个输入、对应于每个输入的级联输出和被配置以连接机顶盒的两个输出。配置所述频带转换交换机410以连接具有双重频带交叠频率规划(dual band-stacked frequencyplan)的LNB信号。所述双重频带交叠频率规划包括上频带块和下频带块。所述频带转换交换机输出维护了双重频带交叠频率规划，但是允许来自任何LNB信号的上或下频带块被配置为输出上频带块。类似地，来自任何LNB信号的上或下频带块可以被配置为输出下频带块。下面提供所述频带转换交换机410的更详细描述。

所述频带转换交换机410包括被配置以连接直到四个LNB的四个输入。每个LNB提供符合具有上频带块和下频带块的双重频带交叠频率规划的信号。例如，所述LNB信号可以是来自所选异频雷达收发机组的卫星下行链路信号。所述下频带块可以是950-1450MHz，并且所述上频带块可以是1650-2150MHz。

每个信号输入被连接到放大器420a-420d的输入。所述放大器420a-420d被配置为可以缓存和放大来自LNB的输入信号的低噪声放大器(LNA)。来自放大器420a-420d中的每个的输出被连接到交叉点交换机430上的相应输入。此外，来自放大器420a-420d中的每个的输出被连接到所述频带转换交换机410的相应级联输出。

所述交叉点交换机430被配置为4×4交换机。任何四个放大的LNB输入信号可以独立同时地被选择性地路由到所述交叉点交换机430的任何四个输出。例如，所述交叉点交换机430可以包括针对每个输出的两比特(two-bit)控制。可以编程两比特控制值以选择性地路由来自所述四个输入之一的信号。所述频带转换交换机410例如可以接收来自机顶盒的两比特控制字。可选地，所述机顶盒可以发送一个或多个控制消息给在所述交叉点交换机本地实现的微处理器，并且所述微处理器可以产生一个或多个两比特控制字。在图4所示的实施例中，来自所述交叉点交换机430的四个输出中的每个被连接到频带转换设备440a-440d。来自所述交叉点交换机430的一个或多个输出可以被耦合到相同的频带转换设备，例如440a。

所述频带转换设备440a-440d被配置以选择性地频率转换信号或不进行频率转换而传递信号。所述频带转换设备440a-440d中的每个可以与其它设备无关地选择频率转换或通过。由于双重频带交叠频率规划被用在所述实施例中，因此当选择频率转换时，所述频带转换设备440a-440d被配置以交换所述上和下频带块的位置。

所述频带转换设备440a-440d中的每个包括混频器。所述频带转换交换机410也包括一个或多个本地振荡器(LO)。在一个具有双重频带交叠频率规划的实施例中，单个LO可以被路由到所有频带转换设备440a-440d。在另一个实施例中，当实现双重频带交叠频率规划时，所述本地振荡器的频率可以是固定的。可以使用3.1GHz、或2x(频带中心平均值)的LO频率来执行频率转换。

在另一个实施例中，所述频带转换设备440a-440d可以使用多个可变频率LO。例如，所述频带转换设备440a-440d中的每个可以具有独立分离控制的LO输出频率。因此，所述频带转换设备440a-440d中的每个可以与由任何其它频带转换设备所执行的频率转换无关地频率转换其输入信号。

LO缓存放大器(未示出)将来自LO输出的信号分配给所述频带转换设备440a-440d中的每个。所述频带转换设备440a-440d的输出被连接到所述频带转换交换机410的输出。

所述频带转换交换机410的每个输出是双重频带交叠信号。所述频带转换交换机410的每个输出被连接到滤波器450a-450d。所述滤波器450a-450d被配置以在双重频带交叠频率规划的预定频带之一中传递信号。所述滤波器450a-450d拒绝通带外的信号，包括在不期望的频带的信号。所述滤波器450a-450d能够以可调节通带被配置或可以被配置以具有固定通带。

在本实施例中，所述滤波器450a-450d被配置为具有固定通带的带通滤波器。所述第一滤波器450a被配置为通过所述频率规划的上频带块的带通滤波器。第二滤波器450b被配置为通过所述下频带块的带通滤波器。类似地，第三滤波器450c被配置以通过上频带块，并且第四滤波器450d被配置以通过下频带块。所述第一和第二滤波器450a-450b的输出被连接到第一信号组合器460a的分别的第一和第二输入。类似地，所述第三和第四滤波器450c-450d的输出被连接到第二信号组合器460b的分别的第一和第二输入。所述滤波器450a-450d不限于带通滤波器，而可以例如是带通滤波器(BPF)、低通滤波器(LPF)或高通滤波器(HPF)。在其它实施例中，可以使用其它频率选择设备，以限制所述输出的频率响应。所述滤波器450a-450d可以具有比所述输入信号的频带带宽窄的通带。例如450a的到滤波器的输入例如可以包括多重载波。然而，所述滤波器450a可以被配置以传递所有载波的子集。

所述信号组合器460a-460b被配置以累加在其输入所提供的信号，并且在输出上提供所累加的信号。来自所述信号组合器460a-460b的输出是信号分配***400的频带转换输出。每个输出被连接到机顶盒以进一步处理并且分配给终端用户设备。

如上所述，一个或多个频率选择设备可以被用作滤波器450a-450d。例如，可以使用同向双工器来对信号进行滤波和频带交叠。所述同向双工器可以被用作滤波器，例如450a和450b，以及信号组合器460a。

当然，所述频带转换交换机410不限于以频带交叠输入信号操作。例如，所述LNB信号中的每个可以提供相同频带中的信号。所述频带转换交换机410可以被配置以频率转换和合并单个频带输入信号的一部分。所述交叉点交换机430可以例如将所述第一放大器420a的输出路由到第一频带转换设备440a。所述第一频带转换设备440中的LO可以被配置以频率转换信号，使得来自所述输入信号的一个或多个信道被转换为期望的输出频率。所述第一滤波器450a可以被配置以仅传递所述期望的信道，并拒绝所有不期望的频率和信道。

类似地，所述交叉点交换机430可以被配置以将所述第二放大器420b的输出路由到第二频带转换设备440b。所述第二频带转换设备440b可以被配置以将输入信号的一部分频率转换为期望的输出频率。所述第二滤波器450b可以被配置以仅传递所述期望的信道，并拒绝所有不期望的频率和信道。

结合所述第一和第二滤波器450a-450b的第一和第二频带转换设备440a-440b，可以被配置以在人工排除的频带内产生所选择的信道。所述组合器460a因而可以累加滤波后的输出，以产生来自独立的单个频带输入信号的合成输出信号，其中每个滤波器包括一个或多个信道。在所述单个频带输入信号配置的一个实施例中，例如440a和450a的每对频带转换设备和滤波器，被配置以频率转换来自一个或多个输入信号频带中的每个的一个或多个信道。所述频率转换信号可以被合并到单个频带信号或多重频带信号中。

类似地，某些实施例可以具有多重频带转换设备和多重滤波器。所述多重频带转换设备中的每个可以频率转换来自一个或多个输入频带的一个或多个信道。可以累加所述多重滤波器的输出以提供具有期望的信道队列(line up)的单个合成信号。

在信号分配***中可以使用频带转换交换机410的一个实施例，该信号分配***用于在居住点提供***信号的分配。所述AGC放大器420a-420d基于输入信号的功率提供可变增益和衰减。所述AGC功能的测量点在所述AGC放大器420a-420d的输出上，并且所述交叉点交换机430和频带转换设备440a-440b的增益是固定的。

后随交叉点交换机430、频带转换设备440a-440d、滤波器450a-450d和信号组合器460a-460b的每个AGC放大器420a-420d，可以被配置以提供最小-7dB到最大+7dB范围的全部增益。对应的路径NF可以例如从高24dB到低10dB变化，所述路径从例如420a的AGC放大器到例如440a的频带转换设备的输出，穿过所述频带转换交换机410。所述信号路径当提供衰减时经历了较高的NF，并且当增益是单位值(unity)或更大时具有较低的NF。类似地，与所述信号路径相关联的IIP3的范围可以从最小-7dBm到最大+7dBm。例如，所述信号路径的IIP3可以是-15、-10、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+10、+15、+20、+25或+30dBm。

当配置放大器来提供衰减时，所述AGC放大器420a的IIP3典型地是较高的，这将引起所述信号路径的合成IIP3。所述AGC放大器420a的IIP3可以与放大器的增益成比例地变化。

由于所述AGC放大器420a也提供信号给级联输出，因此在级联输出的AGC功能的特性基本上与AGC放大器420a的特性相同。也由于在级联输出之前提供了所述AGC功能，因此在主要信号路径以及通过所述级联输出的信号路径中体验了AGC功能的优势。

可以在信号分配***中使用所述频带转换交换机410配置，在该信号分配***中可以预期所述频带转换交换机410的输入在-50dBm到-10dBm的范围上变化。所述AGC放大器420a-420d可以被配置以具有参考输出的-17dBm的AGC设置点，其中所述输出是指所述交换机400的输出信号。所述频带转换交换机410不需要实际测量所述交换机400的输出的功率。由于在所述频带转换交换机410之后的设备具有固定增益，因此AGC输出可以理解为关于任何点进行输出，所述任何点在增益或衰减固定的AGC放大器之后。

利用所述AGC设置点，当输入信号为-24dBm或更低时，例如420a的AGC放大器提供了7dB的增益。此外，当所述输入信号为-10dBm或更大时，所述AGC放大器420a提供了-7dB的增益，或7dB的衰减。因此，在-24dBm到-10dBm的输入功率范围内，所述AGC放大器420a提供-17dBm的固定输出功率。

图5是在信号分配***中所连接的多重频带转换交换机510、520、530、540和550的功能框图。所述频带转换交换机510、520、530、540和550，可以以LNB被配置以提供图1的分配交换机。然而，如先前所注意到的，一个或多个频带转换交换机510、520、530、540和550可以位于信号分配***内的其它位置。例如，一个或多个频带转换设备可以位于所述信号输入的附近，在所述信号分配***的中间位置，或所述信号分配***的终端或目的地设备附近。

第一频带转换交换机510包括LNA输入，所述输入可以被连接到块转换卫星下行链路传输的LNB。所述第一频带转换交换机510的输出被连接到第二频带转换交换机520的输入，该第二频带转换交换机还具有连接到第三频带转换交换机530的输出。所述第一频带转换交换机510的级联输出被连接到第四频带转换交换机540的输入。所述第四频带转换交换机540的输出被连接到第五频带转换交换机550的输入。

所述频带转换交换机510、520、530、540和550中的每个可以是图4的频带转换交换机，并且可以包括图2A-2C的AGC放大器之一。可以类似于所述第一频带转换交换机510来配置所述频带转换交换机510、520、530、540和550中的每个。在第一频带转换交换机510中，VGA 512的输入接收来自LNB的输入信号。所述VGA 512典型地具有低噪声系数，使得从输入到频带转换输出的频带转换交换机510的噪声系数低于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB或40dB。从输入到级联输出的频带转换交换机510的噪声系数典型地接近VGA 512的噪声系数值，并且可能例如低于3dB、4dB、5dB、6dB、8dB、9dB、10dB、12dB、14dB、15dB、20dB、24dB、25dB、30dB、35dB或40dB。

此外，所述VGA 512引入频带转换交换机510的IIP3。所述频带转换交换机510典型地具有从频带转换设备的输入到输出所测量的IIP3，其大于-40、-30、-20、-10、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、或+8、+15、+20、+22、+25、+26、+27、+28、+29或+30dBm。类似地，所述频带转换交换机510典型地具有从输入到级联输出所测量的IIP3，其大于-10、-5、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+8、+9、+10、+15、+20、+25或+30dBm。

所述VGA 512的输出被连接到检测器514和N×M交叉点交换机516。所述检测器514检测由VGA 512输出的功率，并提供连接到VGA 512的控制输入的所检测的输出。此外，VGA 512的输出驱动所述第一频带转换交换机510的级联输出。所述N×M交叉点交换机516的输出被连接到频带转换设备518。

尽管在第一频带转换交换机510中仅示出了一个VGA 512和检测器514，然而不止一个的VGA 512和级联输出可以被包括在频带转换交换机中，如图4所示。因此，在信号频带转换交换机510中给发源于例如512的单个VGA的两个信号路径，提供了具有符合信号分配路径的AGC功能的优势。

后面的频带转换交换机520、530、540和550中的每个也可以在其级联输出被连接到信号路径，并且同样可以通过使用输入AGC阶段来控制信号电平并最小化后面引入的噪声。连接到所述第一频带转换交换机510的级联输出的第四频带转换交换机540，不引入噪声到发端信号路径并且还控制后续阶段所引入的噪声。

图6是用在信号通信***中的信号分配方法600的流程图，所述***例如是图1所示的卫星通信***。所述方法600开始于接收分配信号的块602。可以从卫星上接收所述信号，如图1所示，或可以从被配置以接收地面信号的天线、电缆或光链路来接收该信号。此外，可以从源的组合接收所述信号。

在接收了将被分配的信号之后，典型地通过低噪声放大器放大该信号，如块610所示。由于增益可以从正增益值到负值变化，因此在所有操作条件下，放大器可以不是低噪声放大器，并且在某些操作条件下可以是衰减器。在本上下文中，负增益值指衰减。

在放大之后，在块612中测量输出功率。由于在增益阶段之后测量输出功率，因此基于所测量的输出功率的后续AGC功能可以称为参考输出的AGC。在块614中，所测量的输出功率因而被用作用于变化增益的因子。如上面讨论的，所述增益可以典型地在从正增益到衰减的范围上变化。

在块620中，也提供了级联输出，并且可以在所述AGC功能之后提供所述级联输出。所述增益控制信号可以被提供为级联输出，如图4和5中所示。

此外，在块630中，例如通过图4所示的N×M交叉点交换机将信号路由到目的地路径。通过N×M交叉点交换机被路由到目的地的信号典型地与提供给所述级联输出的信号无关。因此，如同图4的频带转换交换机所示，所述AGC部分的输出被提供为级联输出，并且还被提供给所述N×M交叉点交换机的输入以被路由给M个可能分配路径之一。

在块640中，因而可以频带转换被路由到分配路径的信号。频带转换块可以包括混频器，以选择性地将信号从第一频率块转换到第二频率块。此外，频带转换块可以被配置以具有不对信号进行频率转换的通过路径。

在频带转换之后，可以对从频带转换块输出的信号进行滤波，以移除噪声和关注频带之外的不需要的频率成分。在块660中，两个或多个滤波信号可以被合并以产生合成信号。所述两个或多个滤波信号可以发源于一个或多个独立的信号分配路径。所述滤波信号中的每个可以在不同的频带中。可选地，一个或多个滤波信号可以在与滤波信号的另一个频带相交叠的频带中。

尽管通过从一个块到下一个的方式示出了方法600，然而方法块的顺序不限于图6所示的顺序。

上面提供的讨论描述了结合信号分配设备的AGC放大器，和使用结合信号分配设备的AGC的信号分配的方法。结合信号分配设备的AGC放大器允许***串联的可级联设备，而不显著地降低***SNR。所述AGC放大器也可以包括级联输出，以允许附加信号分配路径的创建，而该附加路径没有显著地降低其分支出的信号路径和/或其馈送的信号路径的性能。所述级联输出可以用来提供所述AGC功能，而没有后续的信号分配功能。例如，当所述信号分配功能是频带转换功能时，这可能特别地有利。

结合信号分配设备的AGC放大器可以作为串联设备被***，该串联设备与其在所述信号分配***中的位置无关地最小化***SNR的降低。使用参考输出的AGC功能来在输入操作范围上保持输出功率相对固定，从而维持了所述分配***内的最佳信号操作范围。

已经关于各种设备或元件描述了电子连接、耦合和连接。所述连接和耦合可以是直接的或间接的。第一和第二设备之间的连接可以是直接连接或可以是间接连接。间接连接可以包括***元件，所述元件可以从第一设备到第二设备处理所述信号。

本领域的技术人员应当认识到，可以利用各种任何不同技术和技能来表示信息和信号。例如，贯穿上面的描述所参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片，可以通过电压、电流、电磁波、电磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来说明。

本领域的技术人员应当认识到，结合这里公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤，可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者组合。为了清楚地说明硬件和软件的可交换性，上面已经通常就其功能性方面描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。所述功能性是被实现为硬件还是软件取决于整个***所使用的特定应用和设计限制。技术人员可以针对每个特定应用以各种方式实现所描述的功能性，但是所述实现决不应当脱离本发明的范围。

结合这里公开的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以通过下列元件被实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或用于执行这里描述的功能的上述元件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可选地，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算机设备的组合，例如下列组合：DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器、或任何其它所述配置。

结合这里公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可以被直接包含在硬件、处理器所执行的软件模块或两者的组合中。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘、CD-ROM或任何其它形式的存储媒介中。示例性存储媒介可以被耦合到处理器，以使所述处理器可以从所述存储媒介读取信息并将信息写入该存储媒介中。在可选的方案中，所述存储媒介可以被集成到处理器。所述处理器和存储媒介可以位于ASIC中。

提供了公开的实施例的上面描述，以使本领域的任何技术人员可以制造或使用本发明。所述实施例的各种修改对于本领域技术人员而言是很明显的，并且这里定义的一般原理可以应用于其它实施例而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不限于这里所示的实施例，而是符合与这里公开的原理和新颖性一致的最广泛的范围。

Claims (51)

1.一种在具有多个异频雷达收发机组的基于卫星的信号分配***中分配信号的方法，所述方法包括下列步骤：

接收来自卫星异频雷达收发机组的信号；

块转换信号为中频；

调节集成电路的可变增益放大器中的信号的功率；

利用所述集成电路中的检测器来检测可变增益放大器的输出功率；以及

部分地基于检测所述输出功率的结果，调节可变增益放大器的增益。

2.根据权利要求1的方法，还包括下列步骤：

将所述可变增益放大器的输出连接到串联信号路径；以及

将所述可变增益放大器的输出连接到级联信号路径。

3.根据权利要求1的方法，其中，调节所述信号的功率包括放大所述可变增益放大器中的信号。

4.根据权利要求1的方法，其中，调节所述信号的功率包括衰减所述可变增益放大器中的信号。

5.根据权利要求1的方法，其中，调节所述可变增益放大器的增益包括调节所述可变增益放大器，以选择性地放大或衰减所述信号。

6.根据权利要求5的方法，其中，调节所述可变增益放大器的增益还包括调节该可变增益放大器，从而当所述可变增益放大器的输出功率大于预定的设置点时衰减所述信号。

7.根据权利要求5的方法，其中，调节所述可变增益放大器的增益还包括调节该可变增益放大器，从而当所述可变增益放大器的输出功率小于预定设置点时放大所述信号。

8.根据权利要求1的方法，还包括将来自所述可变增益放大器的输出信号路由到交叉点路由器的多个输出之一。

9.根据权利要求1的方法，还包括将来自所述可变增益放大器的输出信号频带转换到多个频带之一。

10.一种信号分配设备，其被配置以用在具有集中信号输入和在远端位置的多重目的地设备的信号分配***中，所述设备包括：

在集成电路基片上的可变增益放大器，所述可变增益放大器具有输入、输出和控制输入，并且被配置以至少部分地基于所述可变增益放大器的控制输入的控制信号，来选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的信号；

在所述集成电路基片上的功率检测器，所述功率检测器具有连接到所述可变增益放大器的输出的输入，和连接到所述可变增益放大器的控制输入的输出，并且被配置以部分地基于所述可变增益放大器的输出功率，提供被检测的输出作为所述控制信号；以及

在所述集成电路基片上的信号处理设备，所述信号处理设备的输入被耦合到所述可变增益放大器的输出，所述信号处理设备的输出被耦合到所述信号分配设备的第一输出。

11.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器还包括这样的级联输出：其被连接到所述可变增益放大器的输出，并且还被连接到所述信号分配设备的输出。

12.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述信号处理设备包括信号分离器。

13.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述信号处理设备包括频带转换设备。

14.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述信号处理设备包括交叉点交换机。

15.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的卫星下行链路信号。

16.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的***下行链路信号。

17.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的电缆电视信号。

18.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的地面电视信号。

19.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的电话信号。

20.根据权利要求10的信号分配设备，其中，所述可变增益放大器选择性地放大或衰减在所述集中信号输入所接收的数据信号。

21.一种在具有多个频带重叠信号组的信号分配***中分配信号的方法，所述方法包括下列步骤：

接收来自多个所述频带重叠信号组的信号组；

调节集成电路的可变增益放大器中的信号组的功率；

利用所述集成电路中的检测器来检测所述可变增益放大器的输出功率；

将来自所述可变增益放大器的输出信号分配到目的地设备。

22.根据权利要求21的方法，其中，检测所述可变增益放大器的输出功率包括，在比所述信号组的频带宽的频带中检测所述输出功率。

23.根据权利要求21的方法，其中，检测所述可变增益放大器的输出功率包括，在比所述信号组的频带窄的频带中检测所述输出功率。

24.根据权利要求21的方法，其中，所述多个频带重叠信号组包括：

950-1450MHz频带内的第一信号组；以及

1650-2150MHz频带内的第二信号组。

25.根据权利要求21的方法，其中，调节所述增益包括调节所述可变增益放大器的正增益。

26.根据权利要求21的方法，其中，调节所述增益包括调节所述可变增益放大器的衰减。

27.一种在具有集中信号输入和远端位置的多重目的地设备的信号分配***中的信号分配设备，所述设备包括：

在第一集成电路基片上的第一可变增益放大器，所述第一可变增益放大器具有输入、串联输出、级联输出和控制输入，并且被配置以至少部分地基于所述第一可变增益放大器的控制输入的控制信号而具有增益；

在所述第一集成电路基片上的第一功率检测器，所述第一功率检测器具有连接到所述第一可变增益放大器的输出的输入，以及连接到所述第一可变增益放大器的控制输入的输出，并且被配置以基于所述第一可变增益放大器的输出功率，将被检测的输出作为控制信号提供给所述第一可变增益放大器；

在第二集成电路基片上的第二可变增益放大器，所述第二可变增益放大器具有连接到所述第一可变增益放大器的级联输出的输入、串联输出、级联输出和控制输入，并被配置以至少部分地基于所述第二可变增益放大器的控制输入的控制信号而具有增益；和

在所述第二集成电路基片上的第二功率检测器，所述第二功率检测器具有连接到所述第二可变增益放大器的输出的输入，以及连接到所述第二可变增益放大器的控制输入的输出，并且被配置以基于所述第二可变增益放大器的输出功率，将被检测的输出作为控制信号提供给所述第二可变增益放大器。

28.根据权利要求27的信号分配设备，其中，所述第一可变增益放大器的串联输出被连接到所述多重目的地设备的第一个。

29.根据权利要求28的信号分配设备，其中，所述第二可变增益放大器的串联输出被连接到所述多重目的地设备的第二个。

30.根据权利要求27的信号分配设备，其中，所述第一可变增益放大器的增益包括正增益。

31.根据权利要求27的信号分配设备，其中，所述第一可变增益放大器的增益包括负增益。

32.根据权利要求27的信号分配设备，其中，所述第一可变增益放大器的以dB为单位的增益，与该第一可变增益放大器的控制输入的控制信号成比例地变化。

33.一种在具有多个异频雷达收发机组的基于卫星的信号分配***中分配信号的方法，所述方法包括下列步骤：

接收来自第一卫星异频雷达收发机组的信号；

调节集成电路的自动增益控制(AGC)放大器中的信号的功率；以及

调节所述AGC放大器的增益。

34.根据权利要求33的方法，其中，调节所述AGC放大器中的信号功率包括调节参考输出的AGC放大器中的信号的功率。

35.根据权利要求33的方法，还包括下列步骤：

将所述AGC放大器的输出连接到串联信号路径；以及

将所述AGC放大器的输出连接到级联信号路径。

36.根据权利要求35的方法，还包括调节附加AGC放大器的级联信号路径中的信号的功率。

37.一种在具有至少一个信号输入和远端位置的一个或多个目的地设备的信号分配***中的信号分配设备，所述设备包括：

参考输出的自动增益控制(AGC)放大器，所述AGC放大器具有输入、输出和控制输入，并被配置以至少部分地基于该AGC放大器的控制输入的控制信号来提供信号增益；以及

信号处理设备，其具有耦合到所述AGC放大器的输出的该信号处理设备的输入，以及耦合到所述信号分配设备的第一输出的该信号处理设备的输出。

38.根据权利要求37的信号分配设备，其中，所述信号增益是至少部分地基于所述控制信号的正增益。

39.根据权利要求37的信号分配设备，其中，所述信号增益是至少部分地基于所述控制信号的衰减。

40.根据权利要求37的信号分配设备，其中，所述AGC放大器包括：

可变增益放大器，其具有耦合到所述AGC放大器的控制输入的增益控制输入；

检测器，其被配置以在所述可变增益放大器的输出之后采样信号，所述检测器的输出被耦合到所述可变增益放大器的增益控制输入。

41.根据权利要求40的信号分配设备，其中，所述检测器被配置以在所述可变增益放大器的输出采样信号。

42.根据权利要求40的信号分配设备，其中，所述检测器被配置以所述在信号处理设备的输出采样信号。

43.根据权利要求40的信号分配设备，其中，当所述检测器的输出大于AGC设置点时，所述可变增益放大器被配置以提供信号增益。

44.根据权利要求40的信号分配设备，其中，当所述检测器的输出小于AGC设置点时，所述可变增益放大器被配置以提供信号增益。

45.根据权利要求40的信号分配设备，其中，当所述检测器的输出大于AGC设置点时，所述可变增益放大器被配置以提供信号衰减。

46.根据权利要求37的信号分配设备，其中，所述AGC放大器包括：

可变增益放大器，其具有耦合到所述AGC放大器的控制输入的增益控制输入；

检测器，其被配置以在所述可变增益放大器的输入采样信号，所述检测器的输出被耦合到所述可变增益放大器的增益控制输入。

47.根据权利要求37的信号分配设备，还包括：

半导体基片，在该半导体基片上制造所述AGC放大器和信号处理设备；

级联输出，其被耦合到所述AGC放大器的输出。

48.根据权利要求37的信号分配设备，其中，所述信号处理设备包括一个或多个设备，该一个或多个设备是从包括信号分离器、信号组合器、放大器、衰减器、滤波器、频带转换设备和多路复用器的组中被选出的。

49.根据权利要求37的信号分配设备，还包括被配置以接收来自一个或多个卫星的信号的天线，所述天线的输出被耦合到所述AGC放大器的输入。

50.根据权利要求49的信号分配设备，其中，所述信号处理设备包括频带转换设备。

51.根据权利要求37的信号分配设备，还包括低噪声块转换器(LNB)，其被配置以接收来自至少一个信号输入的信号、频率转换该接收的信号，并且输出所述被频率转换的信号给所述AGC放大器的输入。

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