专利名称：中频接收电路及接收方法
技术领域：
本发明涉及微波系统的接收技术，特别涉及一种中频接收电路及接收方法，属于通信技术领域。
背景技术：
如图1所示，微波系统中，室内单元和室外单元通常是分体安装，二者之间通过一根中频电缆连接，该电缆用于传递收发中频信号和收发控制信号以及提供电源。对于大容量微波系统，中频接收电路的性能指标直接影响到系统灵敏度，因此中频接收电路的重要性是显而易见的。
中频接收电路的关键指标包括反射系数、带内平坦度、对发射信号及控制信号的抑制度、动态范围和群时延特性等。
对于微波系统室内单元的中频接收通道，如图2所示，现有的中频接收电路一般是先带通滤波，然后是放大滤波和数模转换(简称ADC)采样，最后进行数字解调。
本专利申请的发明人在研究中发现现有的中频接收电路存在的缺陷在于只能满足功能要求，不能提供优良的中频接收通道指标。具体而言，现有的中频接收电路在性能指标方面存在以下不足之处1、带内不平坦度指标不理想。现有的中频接收电路通过带通滤波器将接收电路与其他电路隔离开来。在大容量微波时，收发中频信号带宽达到28M，滤波器3dB带宽会更大，同时收发中频的频率相隔仅200多兆赫兹，这样势必要求滤波器过渡带陡峭才能减小收发通道的相互影响。而带通滤波器过渡带陡峭与带内平坦度(宽带情况)相矛盾，二者很难同时达到最优。例如，现有的中频接收电路的带内不平坦度小于1dB。
2、对反射系数的改善不大。在宽带情况下，现有的中频接收电路由于放大器的输入阻抗呈宽带特性以及中频端口防护电路的影响，在不影响带通滤波器带内平坦度的情况下，通过调节接收通道的带通滤波器改善反射系数很难实现，同时离散性比较大。例如，现有的中频接收电路的端口反射系数一般为-15dB。
3、系统接收灵敏度不高。例如，现有的中频接收电路的接收灵敏度在128正交幅度调制(简称128QAM)方式下一般为-69dBm左右。
4、对发射中频信号和低频控制信号的抑制度不大，一般约为60dB。
发明内容
本发明的实施例提供了一种中频接收电路以及中频接收方法，能够提供优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
本发明的实施例提供的一种中频接收电路包括电感电容谐振电路，该电感电容谐振电路的一级谐振频率为接收信号的中心频率，用于接收中频信号，并对发射信号和控制信号进行抑制；带通滤波器，与所述电感电容谐振电路连接，用于过滤发射信号和控制信号；自动增益控制电路，与所述带通滤波器连接，用于补偿中频电缆衰减；低通滤波器，与所述自动增益控制电路连接，用于补偿带内平坦度；模数转换器，与所述低通滤波器连接，用于对接收的信号进行采样及数字解调。
在上述技术方案中，通过一级谐振频率为接收信号的中心频率的电感电容谐振电路来在接收中频信号的同时对发射信号和控制信号进行抑制，提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；通过带通滤波器来进一步过滤发射信号和控制信号；通过自动增益控制电路来补偿中频电缆衰减，提供可变增益，减少带内损耗；并通过低通滤波器来补偿带内平坦度；最后通过模数转换器来对接收的信号进行采样和数字解调。通过上述电路的有机结合，对微波系统的中频接收电路的各项指标进行了优化和调整，使得所提供的中频接收电路整体上能够达到优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
本发明的实施例提供的一种中频接收方法包括接收中频信号并对发射信号和控制信号进行抑制；对接收的中频信号进行带通滤波后进行自动增益控制；对自动增益控制后的中频信号进行低通滤波，然后进行模数转换。
在上述技术方案中，通过在接收中频信号的同时对发射信号和控制信号进行抑制，从而能够提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；通过带通滤波来进一步过滤发射信号和控制信号；通过自动增益控制来补偿中频电缆衰减，从而能够提供可变增益，减少带内损耗；通过低通滤波来补偿带内平坦度；最后通过模数转换来进行采样及数字解调。通过上述操作的有机结合，对微波系统的中频接收电路的各项指标进行了优化和调整，使得所提供的中频接收电路整体上能够达到优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
图1为现有微波系统的示意图；图2为现有中频接收电路的示意图；图3为本发明中频接收电路的实施例一的示意图；图4为本发明中频接收电路的实施例一的另一示意图；图5为本发明中频接收电路的实施例一的又一示意图；图6为本发明中频接收电路的实施例一的再一示意图；图7为本发明中频接收电路的实施例二的示意图；
图8为本发明中频接收电路的仿真测试结果示意图；图9为本发明中频接收方法的实施例一的流程示意图；图10为本发明中频接收方法的实施例一的另一流程示意图；图11为本发明中频接收方法的实施例一的又一流程示意图；图12为本发明中频接收方法的实施例一的再一流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的实施例的技术方案做进一步的详细描述。
参见图3，本发明的实施例一提供了一种中频接收电路，包括电感电容谐振电路1，该电感电容谐振电路1的一级谐振频率为接收信号的中心频率，从而在接收中频信号的同时，能够对中心频率与接收信号不同的其它信号进行抑制，也即对发射信号和控制信号进行抑制，因此，该电感电容谐振电路1将接收通道与发射通道及控制通道相隔离；此外，发射通道也可采用一级谐振频率为发送信号的中心频率的电感电容谐振电路，进一步保证各通道的滤波器之间不再互相影响；带通滤波器2，与所述电感电容谐振电路1连接，用于在电感电容谐振电路1对发射信号和控制信号进行抑制的基础上进一步过滤发射信号和控制信号，从而充分避免发射信号和控制信号对接收信号的影响，提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；自动增益控制电路3，与所述带通滤波器2连接，用于通过根据实际采用的不同的中频电缆特性来进行自动的增益控制，根据预先设定的门限将接收中频信号放大到模数转换电路(简称ADC)的最佳线性范围之内，从而能够灵活有效地补偿中频电缆衰减；低通滤波器4，与所述自动增益控制电路3连接，用于与自动增益控制电路3有机结合，补偿自动增益控制电路3对带内平坦度的影响，同时满足接收频带的带外抑制需求；模数转换器5，与所述低通滤波器4连接，用于对接收的信号进行采样及数字解调。
由上述可知，在上述实施例一中，通过一级谐振频率为接收信号的中心频率的电感电容谐振电路来接收中频信号，并对发射信号和控制信号进行抑制，从而能够提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；通过带通滤波器来进一步过滤发射信号和控制信号；通过自动增益控制电路来补偿中频电缆衰减，提供可变增益，减少带内损耗；并通过低通滤波器来补偿带内平坦度；最后通过模数转换器来对接收的信号进行采样和数字解调。
通过上述电路的有机结合，对微波系统的中频接收电路的各项指标进行了优化和调整，使得所提供的中频接收电路整体上能够达到优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
优选地，上述实施例一中，所述带通滤波器2可为电容耦合谐振式带通滤波器。所述电容耦合谐振式带通滤波器可为输入输出阻抗为50欧姆的四级宽带电容耦合谐振式带通滤波器。通过采用电感及电容来实现上述带通滤波器2，使得整体电路基本上采用电感电容，保持了电路的一致性，增强了电路之间的有机配合能力和灵活性。
优选地，上述实施例一中，所述自动增益控制电路3可为动态范围为40dB的自动增益控制电路。
进一步地，如图4所示，上述实施例一中，所述电感电容谐振电路1可经由电感电容高通匹配滤波器6与所述带通滤波器2连接，所述电感电容高通匹配滤波器6用于在电感电容谐振电路对发送信号和控制信号进行抑制的基础上，补偿放大器阻抗的离散性，进一步提高系统的接收灵敏度以及反射系数。
进一步地，如图5及图6所示，上述实施例一中，所述低通滤波器4可经由阻抗变换电路7与所述模数转换器5连接，所述阻抗变换电路7用于对中频接收信号进行阻抗变换并送到模数转换器进行采样。
如图7所示，为本发明中频接收电路的实施例二的示意图，首先，通过一级谐振频率为接收信号中心频率的电感电容(简称LC)电路，在接收中频信号的同时将接收通道与其他通道相隔离，同时发射通道也采用类似的电路，可以保证各路滤波器之间不再互相影响；其次，再用LC高通匹配滤波器进行阻抗匹配，补偿放大器阻抗的离散性，以保证中频端口有良好的反射系数；接着设计输入输出阻抗都是50欧姆的4级宽带电容耦合谐振式带通滤波器，以滤除发射中频信号和低频控制信号；而后通过动态为40dB的自动增益控制电路补偿中频电缆衰减，根据预先设定的门限将接收中频信号放大到模数转换电路(简称ADC)的最佳线性范围之内；然后再设计一级LC低通匹配滤波器与低通滤波器，一方面满足接收频带的带外抑制要求，另外一方面补偿放大器在宽带范围内增益不完全平坦的特点。最后，中频接收信号通过阻抗变换送到ADC进行采样。由上述可知，本实施例通过合理分配信道的设计，使得整个宽带接收中频信道的关键指标都达到相对较优的水平。
图8为本发明中频接收电路的实施例的仿真测试结果的示意图，仿真时已经把所有器件的特性完全加入，包括电感的Q值、直流电阻和自谐振频率等。根据仿真结果，本发明中频接收电路的实施例的端口反射系数约为-30dB，带内不平坦度(28M)小于0.2dB，对发射中频信号和低频控制信号的抑制度为大于75dB，接收灵敏度在128正交幅度调制(简称128QAM)方式下一般为-72dBm左右，带内损耗小于-2.5dB(仿真图中的增益为0dB，即没有放大)，可变增益为40dB，群时延差异小于2nS。
而现有技术中，端口反射系数一般为-15dB，对发射中频信号和低频控制信号的抑制度一般大于60dB，接收灵敏度在128正交幅度调制(简称128QAM)方式下一般为-69dBm左右，插损一般为5dB(没有放大时)，带内不平坦度小于1dB。
由上述性能指标对比可知，本发明中频接收电路的实施例对微波系统的中频接收电路的各项性能指标进行了优化和调整，使得所提供的中频接收电路整体上能够达到优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
参见图9，本发明的实施例一提供了一种中频接收方法，包括以下步骤在步骤101中，通过一级谐振频率为接收信号的中心频率的电感电容谐振电路接收中频信号并对发射信号和控制信号进行抑制，将接收通道与发射通道及控制通道相隔离；此外，发射通道也可采用一级谐振频率为发送信号的中心频率的电感电容谐振电路，进一步保证各通道的滤波器之间不再互相影响；在步骤102中，通过带通滤波器对接收的中频信号进行带通滤波，在电感电容谐振电路1对发射信号和控制信号进行抑制的基础上进一步过滤发射信号和控制信号，从而充分避免发射信号和控制信号对接收信号的影响，提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；在步骤103中通过自动增益控制电路，根据实际采用的不同的中频电缆特性来进行自动的增益控制，根据预先设定的门限将接收中频信号放大到模数转换电路(简称ADC)的最佳线性范围之内，从而能够灵活有效地补偿中频电缆衰减；在步骤104中通过低通滤波器对自动增益控制后的中频信号进行低通滤波，补偿自动增益控制电路对带内平坦度的影响，同时满足接收频带的带外抑制需求；然后在步骤105中通过模数转换器进行采样及数字解调。
在上述本发明中频接收方法的实施例一中，通过在接收中频信号的同时，对发射信号和控制信号进行抑制，从而能够提高系统的接收灵敏度，改善反射系数；通过带通滤波来进一步过滤发射信号和控制信号；通过自动增益控制来补偿中频电缆衰减，从而能够提供可变增益，减少带内损耗；通过低通滤波来补偿带内平坦度；最后通过模数转换来进行采样及数字解调。通过上述操作的有机结合，对微波系统的中频接收电路的各项指标进行了优化和调整，使得所提供的中频接收电路整体上能够达到优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
优选地，上述本发明中频接收方法的实施例一中，所述步骤102可具体包括通过电容耦合谐振式带通滤波器来过滤发射信号和控制信号。所述步骤103可具体包括通过动态范围为40dB的自动增益控制电路来补偿中频电缆衰减。
优选地，如图10所示，上述本发明中频接收方法的实施例一中，在所述步骤101之后还可包括步骤101a，即通过电感电容高通匹配滤波器在电感电容谐振电路对发送信号和控制信号进行抑制的基础上，补偿放大器阻抗的离散性，进行阻抗匹配，以进一步提高系统的接收灵敏度以及反射系数。
优选地，如图11及图12所示，上述本发明中频接收方法的实施例一中，在所述步骤104之后、步骤105之前还可包括步骤104a，即通过阻抗变换电路进行阻抗变化后送到模数转换器。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种中频接收电路，其特征在于，包括电感电容谐振电路，该电感电容谐振电路的一级谐振频率为接收信号的中心频率，用于接收中频信号，并对发射信号和控制信号进行抑制；带通滤波器，与所述电感电容谐振电路连接，用于过滤发射信号和控制信号；自动增益控制电路，与所述带通滤波器连接，用于补偿中频电缆衰减；低通滤波器，与所述自动增益控制电路连接，用于补偿带内平坦度；模数转换器，与所述低通滤波器连接，用于对接收的信号进行采样及数字解调。
2.根据权利要求1所述的中频接收电路，其特征在于，所述带通滤波器为电容耦合谐振式带通滤波器。
3.根据权利要求2所述的中频接收电路，其特征在于所述电容耦合谐振式带通滤波器为输入输出阻抗为50欧姆的四级宽带电容耦合谐振式带通滤波器。
4.根据权利要求1所述的中频接收电路，其特征在于所述自动增益控制电路为动态范围为40dB的自动增益控制电路。
5.根据权利要求1所述的中频接收电路，其特征在于所述电感电容谐振电路经由电感电容高通匹配滤波器与所述带通滤波器连接，所述电感电容高通匹配滤波器用于提高反射系数。
6.根据权利要求1-5所述的任一中频接收电路，其特征在于所述低通滤波器经由阻抗变换电路与所述模数转换器连接，所述阻抗变换电路用于对中频接收信号进行阻抗变换并送到模数转换器进行采样。
7.一种中频接收方法，其特征在于，包括接收中频信号并对发射信号和控制信号进行抑制；对接收的中频信号进行带通滤波后进行自动增益控制；对自动增益控制后的中频信号进行低通滤波，然后进行模数转换。
8.根据权利要求7所述的中频接收方法，其特征在于，所述接收中频信号并对发射信号和控制信号进行抑制具体包括通过一级谐振频率为接收信号的中心频率的电感电容谐振电路接收中频信号并对发射信号和控制信号进行抑制。
9.根据权利要求7所述的中频接收方法，其特征在于，所述对接收的中频信号进行带通滤波具体包括通过电容耦合谐振式带通滤波器来过滤发射信号和控制信号。
10.根据权利要求7所述的中频接收方法，其特征在于所述进行自动增益控制具体包括通过动态范围为40dB的自动增益控制电路来补偿中频电缆衰减。
11.根据权利要求7所述的中频接收方法，其特征在于，在所述对发射信号和控制信号进行抑制之后、在所述对接收的中频信号进行带通滤波之前还包括通过电感电容高通匹配滤波器进行阻抗匹配。
12.根据权利要求7所述的中频接收方法，其特征在于，在所述进行低通滤波后，在所述进行模数转换之前还包括通过阻抗变换电路进行阻抗变换。
全文摘要
本发明公开了一种中频接收电路，包括电感电容谐振电路，该电感电容谐振电路的一级谐振频率为接收信号的中心频率，用于接收中频信号，并对发射信号和控制信号进行抑制；带通滤波器，与电感电容谐振电路连接，用于过滤发射信号和控制信号；自动增益控制电路，与带通滤波器连接，用于补偿中频电缆衰减；低通滤波器，与自动增益控制电路连接，用于补偿带内平坦度；模数转换器，与低通滤波器连接，用于对接收的信号进行采样及数字解调。本发明还公开了一种中频接收方法。本发明能够提供优良的中频接收通道指标，改善带内不平坦度及反射系数，增大对发射中频信号和低频控制信号的抑制度，提高系统的接收灵敏度，减少带内损耗，并提供可变增益。
文档编号H04B1/16GK101056113SQ200710107958
公开日2007年10月17日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者赵贵学 申请人:华为技术有限公司