一种太赫兹超宽带信号盲检测系统的制作方法

本发明涉及太赫兹技术领域，具体涉及一种太赫兹超宽带信号盲检测系统。

背景技术：

随着无线通信技术的迅猛发展以及用户对无线数据通信业务需求的日益增多，无线通信系统所面临的电磁环境变得愈加复杂，在同一信道中同时存在多路不同调制方式的信号，各信号的频谱彼此重叠干扰，严重影响了通信系统的正常运作。

在民用领域中，通信信号的调制方式识别技术同样扮演着必不可少的重要角色。无线电监管部门通过检测、计算待识别信号的发射时间、发射频率、信号能量、信号带宽等特征，达到监听信号、定位非法信号源或干扰源的目的；为了适配未来通信调制方式多样化、空间电磁环境多种信号共存的趋势，同时为了满足未来面向公共的动态电磁监管、分配和使用，实现面向公共无线网络质量监测，必须对电磁频谱的使用情况进行监测和管理。

随着人们对无线通信技术的不断研究，以及人们对无线通信业务需求的不断增大，使得信号频率逐步提高，调制种类也越来越多，特别是各种加密技术及编码方式的研发和使用，使得人工识别的方法无法客观、实时、准确的做出判断，已远远不能满足在公共电磁监管及商用等领域中日益增长的用户需求。

而目前虽然太赫兹频谱相对比较纯净，但随着信息技术的发展，开发太赫兹频率信号监测系统是十分必要的。同时，与传统的毫米波信号检测系统相比，太赫兹信号检测系统具有可同时监测数十ghz的特性，具有极高的研究价值。综上所述，太赫兹信号盲检测作为一个新兴的研究领域，不仅具有极高的学术价值，而且具有未来实际应用的广阔前景。

目前尚无太赫兹频段的信号盲检测系统方案。信号盲检测系统的检测带宽取决于前端电路的带宽和基带中模数转换器(adc)的可处理信号的带宽。受制于adc的发展，目前商用adc芯片的采样率最高只有10.25gsps(https://www.analog.com/cn/products/ad9213.html)，如果只采用一路adc对空间信号进行检测，其实时检测带宽较窄，仅使用了太赫兹信道中一部分频谱资源，无法充分发挥太赫兹频带大带宽的优势，限制了太赫兹信号盲检测系统的有效实时检测范围，降低了太赫兹频谱资源的使用效率。同时，在太赫兹频段，由于镜像抑制混频器的缺乏，以往的太赫兹接收机系统通常采用普通的平衡混频器。但平衡混频器无法区别信号的上下两个边带，也就是说无法将镜像频率与所检测频率有效区分开来，这严重影响了太赫兹信号盲检测系统的有效检测。那么如何有效的滤除镜像频率，消除另镜像频率所带来的影响就成为了太赫兹盲检测系统设计的难点。

技术实现要素：

为了解决现有技术中太赫兹频率资源利用率低且无法将镜像频率和检测频率有效区分开来等技术问题，本发明提供了一种太赫兹超宽带信号盲检测系统，该系统最大限度地利用了太赫兹信道的频谱资源，在同样adc采样率的情况下，可实时盲检测带宽为普通接收机的n倍，同时也大大提高了频谱资源的使用效率，且对镜像频率进行有效的抑制。

本发明通过下述技术方案实现：

一种太赫兹超宽带信号盲检测系统，该系统包括太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路；所述基带电路包括n路adc；所述太赫兹天线将检测信号接收至太赫兹射频前端进行混频，混频后的中频信号进入中频电路分成n路信号，每一路信号经由各自的adc分别进行处理；其中，n为大于等于2的正整数。

本发明采用n路adc分布处理不同频带的信号，在同样adc采样率的情况下，可实现盲检测带宽为普通检测带宽的n倍，最大限度地利用了太赫兹信道的频谱资源，有效提高了频谱资源的使用效率。

优选的，所述中频电路包括中频放大器、滤波器和多工器；其中，混频后的中频信号经过中频放大器进行放大之后，再通过滤波器滤波，滤波之后的信号经多工器分为n路信号，一路直接进入adc进行解调处理，其他n-1路经由各自的中频混频器变频后再进入各自的adc分别进行解调处理。

优选的，所述滤波器为低通滤波器，所述中频放大器为低噪声放大器。

优选的，所述太赫兹射频前端包括太赫兹分谐波混频器。

优选的，由50mhz晶振信号经过锁相环电路，产生毫米波信号为中频混频器提供本振驱动；50mhz晶振信号经过锁相介质振荡器与太赫兹倍频链路，产生太赫兹信号为太赫兹分谐波混频器提供本振驱动。

优选的，在中频电路中，n-1路信号进行变频之前进行高通滤波处理，n路信号进入adc进行解调之前进行低通滤波处理。

优选的，由多工器产生的n路信号在进行解调和变频之前还需进行滤波处理。

优选的，为了实现抑制镜像频率，所述检测信号进行混频之前还对镜像频段信号进行滤波处理。

优选的，在太赫兹设备前端采用太赫兹带通滤波器，太赫兹天线将检测信号接收至太赫兹带通滤波器，对镜像频段信号进行滤除，滤除镜像频段信号后的信号再进行混频处理。本发明在混频器前增加太赫兹带通滤波器，对镜像频率进行有效抑制。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在接收机前端电路部分进行了改进，将检测到的信号经由太赫兹混频器搬移到中频后分成多路信号(n路)，每一路信号经由各自的adc分别进行处理，本发明最大限度地利用了太赫兹信道的频谱资源，在同样adc采样率的情况下，可实时盲检测带宽为普通接收机的n倍，同时也大大提高了频谱资源的使用效率。

2、本发明采用了边带抑制的方案，即接收机的混频器前增加太赫兹带通滤波器，对镜像频率进行有效的抑制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的系统原理图。

图2为本发明实施例2的系统原理图。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种太赫兹超宽带信号盲检测系统，该系统将检测到的信号经由太赫兹射频前端进行混频搬移到中频后，进入中频电路分为n路信号，每一路信号经由各自的adc分别进行处理，其中，n为大于等于2的正整数。本实施例的系统能够最大限度地利用了太赫兹信道的频谱资源，在同样adc采样率的情况下，可实时盲检测带宽为普通接收机的n倍，同时也大大提高了频谱资源的使用效率。

如图1所示，本实施例的盲检测系统包括：太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路。

本实施例中，所述太赫兹射频前端包括太赫兹分谐波混频器；所述太赫兹天线用于检测信号，并将检测信号接收至太赫兹射频前端进行混频，检测信号进入太赫兹分谐波混频器中进行混频搬移至中频，混频后的中频进入中频电路；

所述中频电路包括中频低噪声放大器、中频低通滤波器、多工器和n-1路中频混频器；其中，混频后的中频信号经过中频放大器进行放大之后，再通过滤波器滤波，滤波之后的信号经多工器分为n路信号，一路直接进入adc进行解调处理，其他n-1路经由各自的中频混频器变频至合适的频段再进入各自的adc分别进行解调处理(即n-1路中频混频器与n-1路信号一一对应)。

本实施例中，所述低通滤波器lpf，用于对传输到adc的信号中的无用信号进行有效的滤除，降低了系统的信杂比，提高了通信系统的可靠性。

本实施例中，所述中频低噪声放大器用于对接收的中频信号进行放大处理。

本实施例中，采用50mhz晶振信号经过锁相环电路(phaselockedloop,pll)，产生毫米波信号为中频混频器提供本振驱动。其中50mhz晶振信号经过锁相介质振荡器(phase-lockeddielectricresonatoroscillator,pdro)与太赫兹倍频链路，产生太赫兹信号为太赫兹分谐波混频器提供本振驱动。

本实施例中，所述中频电路还包括n-1路高通滤波器和n路低通滤波器，其中，n-1路高通滤波器hpf分布设置在所述多工器与n-1路中频混频器之间，在n路adc之前还分别设置有低通滤波器lpf，即从多工器出来的n路信号，其中第一路还先经过低通滤波器之后再进入其adc进行解调；第2～n路则分别经过各自的高通滤波器再进入各自的中频混频器进行变频至合适的频段后，通过各自的低通滤波器，最后进入各自的adc进行解调。通过设置滤波器对无用信号进行滤波处理，降低了系统的信杂比，进一步提高通信系统的可靠性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的盲检测系统在太赫兹分谐波混频器前端还设置了太赫兹带通滤波器，如图2所示。

太赫兹天线将检测信号接收至太赫兹带通滤波器，对镜像频段的信号进行滤除，防止镜像频率信号对检测系统的影响，滤除镜像频段信号后的信号进入太赫兹分谐波混频器进行混频，混频后的中频进入中频电路，经过多工器分为n路，一路直接进入adc进行解调，其他n-1路经由各自的中频混频器变频至合适的频段再进入adc分别进行解调。

本实施例采用了边带抑制技术，即在太赫兹混频器前增加太赫兹带通滤波器，对镜像频段信号进行有效滤除，有效抑制了镜像频段信号对检测的影响，提高了系统的可靠性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。