频谱搬移电路载波抑制电路及抑制方法与流程

1.本发明涉及载波通信传输技术领域，特别涉及频谱搬移电路载波抑制电路及抑制方法。


背景技术：

2.现代通信技术突飞猛进，但其中仍然离不开模拟信号的频谱搬移过程。载波通信传输本质是将语音或其它信息调制到一个较高的载波频段，以便于远距离传送。其中，被调制的语音或其它信息被称为中频(基带信号)if，而本地载波信号称为本振信号lo,传输发送的信号称为射频信号rf。随着器件技术能力的发展，各种元器件的体积均已大幅减小，各种多功能集成电路不断涌现。但是在频谱搬移的过程中由于非线性的原因，输出射频信号中存在不希望的本振lo泄漏和其它杂散信号。因此，各种模拟滤波器被设计用来完成选频和杂波抑制，数字滤波器在频率较高的射频频段未见应用。
3.同时根据混频原理，当中频(基带信号)if信号频率较低时，输出的射频rf与本振lo的频率相隔最近，间隔只有if(在一定带宽时，取if的最低频率)，相距很近。频谱搬移后的输出rf信号中包含较大幅度的本振lo信号。模拟滤波器由于阶数限制，矩形系数有限，难以对lo信号做到良好的抑制，甚至于没有抑制，从而无法实现有效地发射传输。所以实际通信系统的中频(基带信号)if都比较高。比如常见中频70mhz，140mhz等等。
4.这些滤波器种类繁多，主要是集总参数lc，saw、fbar、介质、腔体、微带等等样式。无一例外，一方面这些滤波器相对体积较大，另一方面，本振lo信号往往需要调整，使得系统工作频段可以进行变换，此时，有可能导致原有射频滤波器失去抑制作用，而进行滤波器的切换选择(开关滤波器组)，增加滤波器数量，总之不易进行集成。
5.而在瞬时大带宽的通信系统中，由于器件性能限制，中频(基带信号)if的频率上限是有限的。而且大瞬时带宽信号对应的滤波器其带宽更宽，从而对本振lo的抑制变得更加困难，也就是限制了中频(基带信号)if的频率下限。也就导致了中频(基带信号)if的带宽受限。国外技术水平较高，可以通过器件和芯片能力提高上限，但我国总体技术水平有限，上限相对而言较低，因而信号带宽受限。
6.频谱搬移电路中有一种镜频抑制混频电路(镜频抑制混频器)。其原理是通过对中频(基带信号)if进行正交功分(相位相差90
°
)，然后与两路理论相同性能的混频器进行混频，其中两路本振信号也为正交(相位相差90
°
)。其混频输出信号最终实现单边带混频，其中两路本振信号的泄漏因为相位有偏差，也能得到一定的抵消效果，但是现实是这种电路应用极少，相应的混频器品种也是极少。
7.同时频谱搬移电路也受温度变化影响，不同温度下泄漏的本振信号lo1幅度不同，同时模拟滤波器的带宽也发生变化。为保证全温区工作，同时由于其它如群时延等指标的考虑，模拟滤波器的实际带宽比信号带宽还要宽很多，为保证一定的抑制能力，要求中频(基带信号)if的最低频率尽量高。
8.总结如下：频谱搬移过程中受非线性的影响，混频输出射频信号rf中包含本振信
号lo的泄漏，其频率距离内有用射频信号的间隔与中频(基带信号)if的最低频率有关，if频率越低。同时，模拟滤波器受制于工艺和技术水平等限制，体积相对较大，而且单一滤波器难以适应和满足本振频率lo需要变化的应用。反过来，现有的技术条件和方案约束了中频(基带信号)if的频率范围，并要求其最低频率尽可能高。
9.鉴于上述不足，我们提出频谱搬移电路载波抑制电路及抑制方法。


技术实现要素：

10.本发明的主要目的在于提供频谱搬移电路载波抑制电路及抑制方法，以解决上述背景中提出的问题。
11.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：频谱搬移电路载波抑制电路，所述频谱搬移电路的载波抑制电路包括混频器、合路器和抑制模块，所述抑制模块由幅度放大衰减、移相控制和温度检测组成，所述频谱搬移电路通过混频器的本振端口注入本振信号lo，中频(基带)信号if在本振信号作用下输出lo-if信号、lo+if信号，以及由于混频器隔离不够导致的泄漏本振lo1输出，所述抑制模块取本振信号lo的反相信号经过幅度放大衰减和移相控制后与混频器输出的射频rf通过合路器进行信号合路，通过幅度放大衰减和移相控制使得进行合路前的本振信号lo其幅度与混频器输出rf信号中的泄漏本振lo1的幅度相同，相位互为反相，使得合路后输出的射频信号rf中泄漏本振lo1被抵消形成直流，所述温度检测用于检测频谱搬移电路工作时的温度并根据各频点的温度和幅相特性进行温补补偿。
12.优选地，所述混频器输出射频信号rf中至少包含lo-if、lo1、lo+if三种信号，有用射频rf取lo-if即为下边带混频，有用射频rf取lo+if即为上边带混频，所述泄漏本振lo1信号均与有用信号间隔if。
13.优选地，不同的本振lo频率不同，混频后泄漏的本振lo1幅度和相位也不完全相同，通过所述幅度放大衰减使得本振信号lo与本振泄漏信号lo1的幅度相当，通过所述移相控制实现本振信号lo与本振泄漏信号lo1的相位相反。
14.优选地，所述移相控制具体为移相器，所述温度检测具体为温度传感器。
15.优选地，所述幅度和相位调整后的本振lo与泄漏信号lo1在合路器中合路，进行幅度和相位的抵消。
16.频谱搬移电路载波抑制电路的抑制方法，包括如下步骤：
17.step1：频谱搬移电路的载波抑制电路初次上电工作时，首先识别电路工作时的本振频率，再读取温度传感器的温度参数，以本振频率和温度参数为基准，分别调整幅度和相位参数，调整进入进行合路电路时的两路本振信号的幅度偏差和相位偏差，原理上幅度完全相同，相位相差180
°
时完全抵消，但在工程应用中，是允许有一些偏差，其最终载波抵消结果以满足指标要求为准；
18.step2：当幅度或相位参数调整到输出载波抑制结果满足要求时，存储当前的本振频率、温度以及幅度和相位参数；
19.step3：如果电路工作时只有一个本振，此时调整结束，如果有多个本振信号，更换本振频率，再根据当前温度参数，调整幅相参数至输出载波抑制结果满足要求，并存储新的本振频率、温度以及幅度和相位参数；
20.step4：在不同的工作温度条件下，也同样在各本振频率条件下，结合温度参数，调整幅相参数，然后存储本振频率、温度以及幅度和相位参数；
21.step5：此后根据本振频率、温度参数直接调取对应的幅相控制参数即可。
22.本发明具有如下有益效果：
23.本发明对频谱搬移电路中的泄漏本振lo1信号的抑制采取的是与本振信号lo自身的幅度和相位相关联的一种处理方法，与其它信号无关，同时本振信号lo是设备或系统工作时相对稳定的一种信号，同时绝大多数是一个连续单载波信号，很容易进行幅度和相位的调整。
24.本发明在本振频点进行切换改变时，可以通过预置方式对相应的幅度衰减器和移相器进行调整，使得结果不受频率变化的影响。
25.本发明采用温度传感器探测温度，对应进行温度补偿，降低了温度的敏感性。
26.本发明在一定的条件下减少了射频滤波器的数量，同时降低了对中频(基带信号)if的频率范围尤其是下限频率的约束，可以在现有的技术能力范围内进一步拓宽信号带宽，实现性能提升。
附图说明
27.图1为本发明频谱搬移电路载波抑制电路的电路结构示意图；
28.图2为本发明频谱搬移电路载波抑制电路的抑制方法流程图；
29.图3为现有的典型频谱搬移电路结构示意图。
具体实施方式
30.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.实施例一：
34.请参照图1所示：频谱搬移电路载波抑制电路，频谱搬移电路的载波抑制电路包括混频器、合路器和抑制模块，抑制模块由幅度放大衰减、移相控制和温度检测组成，频谱搬移电路通过混频器的本振端口注入本振信号lo，中频(基带)信号if在本振信号作用下输出lo-if信号、lo+if信号，以及由于混频器隔离不够导致的泄漏本振lo1输出，抑制模块取本振信号lo的反相信号经过幅度放大衰减和移相控制后与混频器输出的射频rf通过合路器
进行信号合路，通过幅度放大衰减和移相控制使得进行合路前的本振信号lo其幅度与混频器输出rf信号中的泄漏本振lo1的幅度相同，相位互为反相，使得合路后输出的射频信号rf中泄漏本振lo1被抵消形成直流，射频滤波器通过隔直电容隔离滤除由泄漏本振lo1被抵消形成直流，温度检测用于检测频谱搬移电路工作时的温度并根据各频点的温度和幅相特性进行温补补偿。
35.其中，混频器输出射频信号rf中至少包含lo-if、lo1、lo+if三种信号，有用射频rf取lo-if即为下边带混频，有用射频rf取lo+if即为上边带混频，泄漏本振lo1信号均与有用信号间隔if。
36.其中，不同的本振lo频率不同，混频后泄漏的本振lo1幅度和相位也不完全相同，通过幅度放大衰减使得本振信号lo与本振泄漏信号lo1的幅度相当，通过移相控制实现本振信号lo与本振泄漏信号lo1的相位相反，实际电路中因为本振频率变化带来的幅度变化相对较小，一般的幅度衰减能做到20db以上，而相位主要是频率不同波长不同引起的变化，移相器可以做到360
°
移相，通过现有器件水平完全可以实现。
37.其中，幅度放大衰减具体为幅度衰减器，移相控制具体为移相器，温度检测具体为温度传感器。
38.其中，幅度和相位调整后的本振lo与泄漏信号lo1在合路器中合路，进行幅度和相位的抵消。
39.本发明中，对频谱搬移电路中的泄漏本振lo1信号的抑制采取的是与本振信号lo自身的幅度和相位相关联的一种处理方法，与其它信号无关，同时本振信号lo是设备或系统工作时相对稳定的一种信号，同时绝大多数是一个连续单载波信号，很容易进行幅度和相位的调整。
40.需要说明的是，图示仅以示意方式说明本发明的基本思路，实际电路设计中需要根据实际情况对各组件进行调整或增改。
41.实施例二：
42.请参照图2所示：频谱搬移电路载波抑制电路的抑制方法，包括如下步骤：
43.step1：频谱搬移电路的载波抑制电路初次上电工作时，首先识别电路工作时的本振频率，再读取温度传感器的温度参数，以本振频率和温度参数为基准，分别调整幅度和相位参数，调整进入进行合路电路时的两路本振信号的幅度偏差和相位偏差，原理上幅度完全相同，相位相差180
°
时完全抵消，但在工程应用中，是允许有一些偏差，其最终载波抵消结果以满足指标要求为准；
44.step2：当幅度或相位参数调整到输出载波抑制结果满足要求时，存储当前的本振频率、温度以及幅度和相位参数；
45.step3：如果电路工作时只有一个本振，此时调整结束，如果有多个本振信号，更换本振频率，再根据当前温度参数，调整幅相参数至输出载波抑制结果满足要求，并存储新的本振频率、温度以及幅度和相位参数；
46.step4：在不同的工作温度条件下，也同样在各本振频率条件下，结合温度参数，调整幅相参数，然后存储本振频率、温度以及幅度和相位参数；
47.step5：此后根据本振频率、温度参数直接调取对应的幅相控制参数即可。
48.本发明中，在本振频点进行切换改变时，可以通过预置方式对相应的幅度衰减器
和移相器进行调整，使得结果不受频率变化的影响。
49.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。