本发明涉及一高频晶体管放大器，它能够有选择地变换工作与非工作模式。具体来说，本发明涉及的是一个用于分时复式无线通讯系统的高频晶体管放大器，它含有有选择地放大-和-倍频/放大或截止作为传输载波信号基准之参考频率信号的装置，其中，在截止工作状态下泄漏进接收电路部分的参考频率信号被衰减至足够低的电平。 在FDMA（分频多路）/TDD（分时复式）无线通讯系统中，以如下所述方式构成的电路具有广泛的用途。
图1所示的框图给出了在FDMA或TDAM/TDD无线通讯系统中发射与接收电路部分已知结构的一个例子。
在图1当中，画出了发射电路部分20，接收电路部分21，参考频率发生器22，高频放大器23，第一混频器24，第一带通滤波器25，功率放大器26，线性高频放大器27，第二混频器28，第二带通滤波器29，检波器30，波整形电路31，本地振荡器32，锁相环电路33，带宽限制滤波器34，循环电路35，天线36，逆变器37，发射/接收开关终端38，数据信号输入端39和数据输出端40。
发射电路部分20包含参考频率发生器22，高频放大器23，第一混频器24，第一带通滤波器25和功率放大器26。接收电路部分21包含线性高频放大器27，第二混频器28，第二带通滤波器29，检波器30和波整形电路31。发射电路部分20中的参考频率发生器22产生一个稳定的参考频率信号fc，而基于此参考频率信号f。产生一发射中频信号fit。例如，晶体振荡器用作参考频率发生器22。为产生发射中频信号fit，高频放大器23对参考频率信号fc进行放大并倍频或仅仅将其放大。第一混频器24将发射中频信号fit和本地振荡器提供的已调制信号fm进行混频。在这个工作过程中，高频放大器23的作用相当于一个频率调制器。第一带通滤波器25有选择性地提取已调制的发射信号ft，该信号来源于第一混频器24提供的混频信号。功率放大器26将已调制的发射信号ft的功率放大至发射所需要的电平。在接收电路部分21中，线性高频放大器27对接收到地高频信号fr进行线性放大，第二混频器28对此线性放大后的高频信号fr和本地振荡信号fo进行混频。第二带通滤波器29有选择性地提取接收中频信号fir，该信号来自第二混频器28提供的混频信号。检波器30对接收中频信号fir进行检波以提取数据信号，而所提取的数据信号由波整形电路31加以整形。
带宽限制滤波器34对在发射状态下由数据信号输入端39输入的数据信号进行带宽限制处理，然后将此带限数据信号作为调制信号供给本地振荡器32。循环电路35将来自发射电路部分20的已调制发射信号ft供给天线36，也可将天线36接收的高频信号fr供给接收电路部分21。发射/接和开关控制信号加在发射/接收开关端38。该发射/接收开关控制信号直接输入到高频放大器23和第一混频器24，同时也通过逆变器37将其供给线性高频放大器27和第二混频器28。
具有上述结构的无线通讯系统的工作原理如下所述。
在发射状态，一发射开启信号Tx加在发射/接收开关端38上，发射电路部分20中的有关电路，包括高频放大器23，第一混频器24和功率放大器26，均处于工作状态，而接收电路部分21中的有关电路，包括线性高频放大器27和第二混频器28，则处于非工作状态。在这种工作模式下，来自参考频率发生器22的参考频率信号fc经高频放大器23放大并倍频，或仅仅被放大。然后，高频放大器23输出一发射中频信号fit至第一混频器24。另一方面，经由数据信号输入端39输入的数据信号经带宽限制滤波器34进行带宽限制处理，然后作为调制信号供给本地振荡器32，从而本地振荡信号fo被该调制信号调制得到一已调制信号fm。第一混频器24对发射中频信号fit和已调制信号fm进行混频并向一带通滤波器25提供一混合输出信号。第一带通滤波器25有选择性地从该混合输出信号中提取出已调制发射信号ft并将其供给功率放大器26。功率放大器26将已调制发射信号ft的功率放大至发射所需电平，然后经过循环电路35将其送给天线36。已调制发射信号ft经天线36辐射送出。
如上所述，在发射状态工作期间，接收电路部分21中的有关电路，包括线性高频放大器27和第二混频器28，均处于非工作状态。所以，即便已调制发射信号ft或发射中频信号fit泄漏进接收电路部分21，该泄漏信号也不会对接收电路部分21造成影响。
相反，在接收工作状态时，一接收开启信号Rx加在发射/接收开关端38上，发射电路部分20中的有关电路，包括高频放大器23，第一混频器24和功率放大器26，均处于非工作状态，而接收电路部分21中的有关电路，包括线性高频放大器27和第二混频器28，则处于工作状态。在此接收状态下，由天线36接收到的高频信号fr经循环电路36输出入线性高频放大器27。该线性高频放大器27将高频信号fr作线性放大然后送至第二混频器28。第二混频器28将高频信号fr与本地振荡器32产生的本地振荡信号fo进行混频，然后将该混合输出信号送至第二带通滤波器29。第二带通滤波器29有选择性地提取接收中频信号fir并把它送到检波器30上。检波器30对接收中频信号fir进行解调从而恢复数据信号，然后再把它供给波整形电路31。波整形电路31对数据信号进行整形，然后经数据输出端40送至数据处理部分（未在图中表示）。
在接收工作状态下，参考频率发生器22不起任何作用。然而，在接收工作期间它们仍然处于工作状态，这是由于一旦将其关闭合在重新起振时引起输出频率的短暂不稳定。
图3的电路图是发射电路部分20中高频放大器23已知结构的一个例子。
在图3中，给出了放大晶体管51，开关晶体管52，输入信号端53，输出信号端54，电感器55，电容器56，谐振电路57，发射极电阻58，旁路电容59，偏置电阻60、61，电源端62，旁路电容63和发射/接收开关端64。
在此电路图中，放大晶体管的基极接于输入信号端53和开关晶体管52的集电极上。放大晶体管51的发射极经由发射极电阻58和旁路电容59的并联电路接地。放大晶体管51的集电极与输出信号端54通过由电感器55和电容器56组成的谐振电路57相连。开关晶体管52的基极接于发射/接收开关端64，而此开关晶体管52的发射极则直接接地。电感器55的另一端与电源端62相接，电容器56的另一端接地。
上述结构的高频放大器的工作原理如下所述。
在发射工作状态，一近似与地电位相等的发射开启信号加于发射/接收开关端64。此发射开启信号使开关晶体管52截止。其结果，由基极偏置电阻60和61决定的基极偏置电压施加于放大晶体管51的基极，从而使放大晶体管51处于正常导通状态。因此，来自输入信号端53的参考频率信号被放大晶体管51放大，而放大后的信号产生于放大晶体管51的集电极。放大晶体管51的集电极与谐振电路57相连，此谐振电路调谐于参考频率信号的二次谐波，从而只有放大信号中的二次谐波信号被有选择地提取出来。提取出的信号通过输出信号端54作为发射中频信号输入第一混频器（图中未显示）。
在接收工作状态，一具有正电压的接收开启信号加于发射/接收开关端64。其结果，开关晶体管52导通，从而放大晶体管51的基极通过此开关晶体管52接地。因此，放大晶体管51被置于非工作状态（截止状态），而在此状态下该放大晶体管51失去放大作用。在此工作状态下，即使有参考频率信号加在放大晶体管51的基极，该参考频率信号也不会出现在放大晶体管51的集电极。另外，发射中频信号未经输出信号端54加于后面的第一混频器（图中未显示）。
即使处于非工作状态（截止状态），晶体管仍然具有基极-集电极结电容以及基极-发射极结电容。此外，在工作状态（导通状态），晶体管仍具有发射极与集电极之间的驻留阻抗。因此，当开关晶体管52导通而同时放大晶体管51处于非工作状态（截止状态）时，由于开关晶体管52驻留阻抗的存在，具有较高频率的参考频率信号fc不会被完全地被开关晶体管52旁路掉，而由于放大晶体管51基极-集电极结电容的存在，该信号fc也不会完全地被放大晶体管51截止掉。因而，部分参考频率信号被传送到放大晶体管51的集电极端。
参考频率信号的二次谐波被谐振电路57选择提取出来并经由输出信号端54输出到高频放大器的外部。这将对处于接收工作状态的接收电路部分21产生干扰。
本发明的目的在于解决上述问题。具体来说，本发明的目的是提供这样一种高频放大器，它含有一个放大晶体管，可以选择工作模式而处于工作状态或非工作状态，而当该放大晶体管处于非工作状态时其输出信号的泄漏分量被减小到足够低的电平。
按照本发明，为达到上述目的，给出了一个高频放大器，它含有：以其发射极方式相连、用于高频放大的晶体管;用于有选择性地将放大晶体管基极接地的开关晶体管（开关装置）;接于放大晶体管集电极的谐振电，此高频放大器的特征就在于在上述谐振电路中接入一个二极管，这样，集电极电流便通过该二极管流向放大晶体管。
具有上述按本发明设计的装置的高频放大器，其工作原理如下。在接收工作状态，开关信号施加于开关晶体管的基极，使该开关晶体管导通，放大晶体管的基极接地，从而导致该放大晶体管截止。在此状态下，接于放大晶体管集电极的二极管截止，因而此时它等效于一个具有小电容量的电容器。其结果，含有该二极管的谐振电路的谐振频率变得明显高于处于相反工作状态下的值。
附图简要说明：
图1的框图描述了用于FDA或TDMA/TDD无线通讯系统发射/接收电路部分电路结构的一个例子，其中，应用了如本发明所述的高频放大器;
图2的电路图给出了关于本发明所述高频放大器设计方案的一种电路结构;
图3的电路图描述的是普通高频放大器的一个例子。
[数字说明]
1：放大晶体管
2：开关晶体管（开关装置）
3：输出信号端
4：输出信号端
5：电感器
6：电容器
7：二极管
8：谐振电路
13：电源端
15：发射/接收开关端
参考附图，将详细叙述实施本发明的具体实施方案如下：
图2给出了按本发明所述高频放大器的具体方案而设计的一种电路结构，它可以用于图1所示的高频放大器23。
在图2中，示出了放大晶体管1，开关晶体管（开关装置）2，输入信号端3，输出信号端4，电感器5，电容器6，二极管7，谐振电路8，发射极电阻9，旁路电容10，基极偏置电阻11、12，电源端13，旁路电容14和发射/接收开关端15。
在此电路结构中，谐振电路8由电感器5，电容器6和二极管7组成，其中电感器5和二极管7串联接于输出信号端4与电源端13之间，而电容器6则接于输出信号端4与地之间。放大晶体管1的基极与输入信号端3和开关晶体管2的集电极相连。放大晶体管1的发射极通过发射极电阻9和旁路电容10的并联电路而接地。放大晶体管1的集电极与输出信号端4和谐振电路8相连。开关晶体管1的集电极与输出信号端4和谐振电路8相连。开关晶体管2的基极接在发射/接收开关端15上，而开关晶体管2的发射极则直接接地。输入信号端3接收来自参考频率发生器22（参见图1）的参考频率信号fc。当二极管7导通时，谐振电路8的谐振频率等于参考频率信号fc的二次谐波2fc，从而该二次谐波信号2fc可以通过输出信号端4作娄射中频信号fit而输出。
按照本方案设计的高频放大器，其工作原理将详细叙述如下。
在发射工作状态，具有近似等于地电位的发射开启信号Tx加于发射/接收开关端15。该发射开启信号Tx使开关晶体管2截止。其结果，由基极偏置电阻11和12所确定的基极偏置电压加在放大晶体管1的基极，从而使放大晶体管1处于正常导通状态。因此，来自输入信号端3的参考频率信号被以共发射方式连接的放大晶体管1放大，而此放大信号产生于放大晶体管1的集电极。在这种工作模式下，放大晶体管1的集电极电流流过二极管7，因而二极管7导通，此时谐振电路8的谐振频率等于参考频率信号fc的二次谐波2fc这样，只有放大后的参考频率信号fc的二次谐波2fc被谐振电路8有选择地提取出来，而此提取出的信号则作为发射中频信号fit通过输出信号端4向第一混频器24（参见图1）输出。
在接收工作状态，具有正电压的接收开启信号Rx加于发射/接收开关端15。其结果，使开关晶体管2导通，进而使放大晶体管1的基极经过处于导通状态的开关晶体管2而接地。因此，放大晶体管1被置于非工作状态（截止状态），在这种状态下它不起放大作用。在这种工作状态下，由于开关晶体管2驻留阻抗的存在，参考频率信号fc不会完全被该开关晶体管2旁路掉，同时由于放大晶体管1基极-集电极结电容的存在，该信号fc也不会完全被该放大晶体管1截止掉。所以，一部分参考频率信号被传送到放大晶体管1的集电极端。
然而，当放大晶体管1处于非工作状态（截止状态）时，谐振电路8的二极管7中无集电极电流流过，从而该二极管处于截止状态且等效于一个具有小电容量的电容器，也就是说，有一个具有小电容量的电容器串接在谐振电路8中的电感器5上，从而使谐振频率变得大大高于预定的二次谐波频率2fc。在这种状态下，出现在放大晶体管1集电极处的参考频率信fc的二次谐波信号2fc以及任何具有接近二次谐波频率2fc的信号，换句话说也就是接收中频信号fir以及任何与之频率相近的信号，均被谐振电路8衰减并去除。
比较按本方案设计的高频放大器和普通的高频放大器，在开关晶体管2或52处于导通状态下对二次谐波信号2fc进行测量，结果表明，本方案电路的二次谐波信号约为-78dbm，而普通电路的二次谐波信号约为-60dbm。另外，对开关晶体管2或52开关状态间二次谐波信号2fc的抑制系数进行实测，其结果表明，本设计方案电路的系数约为60db，而普通电路的系数约为39db。这些结果说明，本设计方案可明显改善放大器的性能。
在本方案中，谐振电路8的谐振频率当其处于工作模式时被设定为参考频率信号fc的两倍。然而，本发明绝不仅仅局限于此。谐振电路8的谐振频率也可以等于参考频率信号fc，或者也可以设置为某个大于2的整数与参考频率信号fc的乘积。
如上所述，在本发明中，放大晶体管1处于非工作状态期间，一开关信号加在开关晶体管2的基极，使该开关晶体管2导通，从而使放大晶体管1的基极接地，而这又进一步将放大晶体管的集电极电流变为零。此时谐振电路8中与放大晶体管1集电极相连的二极管7处于截止状态且等效于一个具有小电容量的电容器，从而包含二极管7的谐振电路8的谐振频率变得显著高于其在工作状态下的值。因此，在非工作状态下通过放大晶体管1的结电容泄漏到放大晶体管1集电极的信号分量被含有二极管7的谐振电路8衰减至足够低的电平，其中泄漏信号分量的频率等于其在工作状态下的谐振频率。
因而，如本发明所述的高频放大器用作无线通讯系统发射电路部分20中的高频放大器23时可显示出很大的优越性。在接收工作状态期间，高频放大器23处于非工作状态，由参考频率发生器22产生的参考频率信号fc可以被高频放大器23衰减至足够低的电平，从而防止由参考频率信号fc产生的发射中频信号fit进行接收电路部分21，进而防止对接收电路部分21的接收工作性能产生影响。