一种高隔离度收发共用天线双工器及提高隔离度的方法与流程

文档序号:13288520阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种高隔离度收发共用天线双工器,其特征在于,包括一个自适应宽带大功率泄漏干扰抑制系统、与自适应宽带大功率泄漏干扰抑制系统输入端连接的环形器、与自适应宽带大功率泄漏干扰抑制系统输出端连接的耦合器;双工器分别与环形器、天线以及延迟器连接,所述延迟器与耦合器连接。2.根据权利要求1所述的一种高隔离度收发共用天线双工器,其特征在于,所述自适应宽带大功率泄漏干扰抑制系统包括:自适应时延调整环节:包括可控延迟器、与可控延迟器连接的控制器;所述控制器两个输入分别与环形器输出和耦合器接收通道入端相联,控制器输出与可控延迟器控制端相联,环形器的输出端还与可控延迟器连接;自适应泄漏功率抑制环节:包括移相器、与移相器连接的可调衰减器、与移相器连接的相关器、与可调衰减器连接的合成器,所述可调衰减器还与相关器连接;所述合成器连接耦合器的输入端;相关器与耦合器的输出端连接。3.根据权利要求1所述的一种高隔离度收发共用天线双工器,其特征在于,自适应泄漏功率抑制系统的可调衰减器分为I路调衰减器、Q路可调衰减器;相关器分为I路相关器、Q路相关器;所述双工器为三端双工器,分别与发射通道、接收通道和天线通道相联;所述可控延迟器输入端与双工器接收通道输出相联,输出与耦合器接收通道入端相联。4.根据权利要求1所述的一种高隔离度收发共用天线双工器,其特征在于,所述环形器三个端口分别于发射通道、双工器发射通道入端和可控延迟器输入相联,可控延迟器输出与移相器相联,移相器的正交两路输出,一路分别送入I路可调衰减器和I路相关器,另一路输出分别送入Q路可调衰减器和Q路相关器;I路相关器、Q路相关器的输入分别与耦合器输出相联,I路相关器、Q路相关器输出分别与I路可调衰减器、Q路可调衰减器相联;I路可调衰减器、Q路可调衰减器输出与合成器输入相联,合成器输出与耦合器抵消输入端相联。5.一种提高双工器隔离度的方法,其特征在于,基于以下定义:定义接收通道接收到的宽带泄漏信号为S(t)=Σi=1Nsicos(ωit-ωit′-γi)---(1)]]>其中,i表示宽带泄漏信号中的第i个频率分量,取值范围1~N;si是泄漏信号第i个频率分量的幅值;ωi为泄漏信号角频率;t′是泄漏通道的时延,γi是泄漏信号相位;由环形器提取的发射信号直接经过移相器后的两路信号为GI(t)=Σi=1Ngicos(ωit-αi)GQ(t)=Σi=1Ngisin(ωit-αi)---(2)]]>其中,gi是第i个频率分量的幅值;ωi为角频率;αi是初相位;上述信号加权合成输出可表示为A(t)=W1ZI(t)+W2GQ(t)(3)其中W1和W2分别表示加权值(可调衰减器的调整量);经过耦合器的输\t出剩余信号为E(t)=Σi=1N[W1gicos(ωit-αi)+sicos(ωit-ωit′-γi)]+W2Σi=1Ngisin(ωit-αi)+D(t)---(4)]]>其中D(t)为接收到的远端发射的微弱有用信号;由于泄漏通道的时延随环境和温度等因素会随机变化,在环形器后插入自适应可控延迟器,追踪泄漏通道的时延变化,自适应调节抑制通道的时延,使泄漏通道和抑制通道的时延相匹配,使αi=ωit+γi,剩余信号为E(t)=Σi=1N(W1gi+si)cos(ωit-αi)+W2Σi=1Ngisin(ωit-αi)+D(t)---(5)]]>当W1=-si/gi,W2=0,泄漏信号被完全抵消,远端发送的有用信号被正常接收;只要采用合适的延迟匹配方法,满足αi=ωit+γi,再通过可调衰减器的幅值自适应控制,即可实现宽大泄漏信号的有效抑制;由于W2=0,理论上只需要一路相关器和可调衰减器即可;但时延完全匹配,在实际中难以实现,为进一步提高泄漏信号的抑制水平,采用两路相关器和可调衰减器可以进一步提高时延匹配的精度;可控延迟器可实现变化延时的自适应匹配,其自适应调整可由控制器采用如LMSTDE等自适应时延计算法实现:e(n)=S(n-M)-wT(n)G(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)G(n)---(6)]]>其中,S(n-M)是从耦合器提取的接收泄漏信号采样离散值,M表示采样时延;G(n)为环形器提取发射信号采样离散值的抽头延迟列矩阵,w(n)是自适应时延计算法中的加权值,为一列矢量,wT(n)表示其转置;e(n)表示接收泄漏信号与提取发射信号抽头延迟加权值之差;式(6)第二式为权值迭代方程,μ为权值迭代步长因子;只要迭代因子μ选取合适,自适应时\t延计算法收敛,e(n)→0,权值w(n)达到最优权值wopt(n),从其中检测出峰值即为延时的估计量,用以控制可控延迟器的延迟大小;具体包括下步骤:步骤1,由环形器获取小部分由双工器逆流返回的发射信号,该获取信号一路通过可控延迟器后,送入移相器,另一路送入数字控制器;步骤2,可控延迟器实现泄漏通道和抑制通道间的时延匹配,用于对提取的发射信号进行时延,用以提高宽带泄漏信号的抑制效果;步骤3,系统运行中受到环境和温度等的影响,信号通过泄漏通道和抑制通道的时延会随时间发生变化,为了实现宽带泄漏信号的有效抑制,采用数字控制器对该变化的时延进行准确计算,并控制可控延迟线对泄漏通道和抑制通道的时延进行精确匹配;数字控制器接收来自环形器的发射提取信号以及来自耦合器入端的泄漏信号,通过自适应时延计算法,如LMSTDE算法等,计算出抑制通道对泄漏通道的延迟差,调节可控延迟器对抑制通道的时延进行实时调整,实现泄漏通道和抑制通道间的时延匹配;步骤4,采用环形器提取逆流的发射信号,可以避免采用耦合器提取发射信号造成发射信号损失的问题,但人为增大了提取发射信号的时延,为避免泄漏干扰抑制系统对泄漏信号跟踪发散,在双工器和耦合器间插入以延迟器;步骤5,移相器对自适应延迟器输出的发射提取信号90度移相,输出为两路正交信号,分别送入I可调衰减器、I相关器和Q可调衰减器、Q相关器;步骤6,I、Q两路可调衰减器对两路输入信号进行幅值调整后,由合成器实现两路信号的合成,再由耦合器注入接收通道实现与泄漏信号的抵消;步骤7,抵消后的剩余信号由耦合器提取并送入I、Q两路相关器与来自移相器的两路参考提取信号进行相关运算;步骤8,由相关器的相关运算值控制可调衰减器的衰减量大小和正负,实现对其输入信号的幅值调整;步骤9,在延迟匹配精度较高时,也可以只采用一路可调衰减器和相关器实现泄漏信号的抑制;步骤10,自适应时延调整环节与自适应泄漏功率抑制环节可以互换位置,与原系统等效;原系统的自适应时延调整环节在计算时延时要将自适应泄漏功率抑制环节功率信号传输时延计入算法,位置互换后的自适应时延环节在计算时延时不需要计入该时延。
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