一种采用虚拟正交接收机的校准装置和方法与流程

本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种采用虚拟正交接收机的校准装置和方法。

背景技术：

1、当前，随着毫米波频段雷达的不断演进，其市场需求越来越高。为了提高毫米波雷达的性能，常采用多通道的架构，而这也引入了校准的问题。毫米波频段的芯片测试成本很高，因此，对芯片内设计高性能、低复杂度、低成本的校准方案需求很高。

2、目前通常采用的一种校准方案如图1所示，以4t4r(是指4发4收)规模芯片为例的毫米波雷达内的校准方案：在发射通道内通过周期性的改变移相器的相位(即相位调制)产生与输入信号(频率f)有频率差的输出信号作为校准信号源(即校准信号的频率为f+2m)；随后，校准信号通过功率分配网络耦合至接收通道，通过接收通道的混频及adc采样，再由数字部分计算出射频性能，如接收通道增益差、相位差等。该基于相位调制的校准方案对收发隔离度的要求很高，当接收和发射隔离度较差时，发射通道的泄露信号可能干扰耦合网络传递到接收通道的信号，使得测试结果产生误差。而通常情况下雷达系统的收发隔离度并不高，这就使得该方案的使用受到了限制。另外，该基于相位调制的校准方案在信号链路上使用了高精度的移相器，并且在接收通路使用了iq架构(两倍的本振及中频电路功耗和面积)，这进一步增加了成本(面积)和功耗(补偿增益)。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种完整的发明名称，用于解决现有技术中接收通道面积大和校准功耗大的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种采用虚拟正交接收机的校准装置，包括发射通道、调制模块、接收通道和信号处理模块；

3、所述发射通道的输入端接入输入信号，所述发射通道根据输入信号产生主发射信号；

4、所述调制模块接收所述主发射信号，并对所述主发射信号进行调整输出校准信号；

5、所述接收通道包括移相器和单支路接收单元；所述移相器接收本振信号，并对所述本振信号进行相位控制后输出控制信号给所述单支路接收单元；所述单支路接收单元的输入端连接接收所述校准信号，并对基于所述控制信号对所述校准信号进行处理得到数字信号；

6、所述信号处理模块对所述数字信号进行处理得到通信信号。

7、可选地，所述调制模块采用ook调制或采用直接混频的方式方式。

8、可选地，还包括本振信号源；所述本振信号源产生本振信号，将所述本振信号进行处理后得到所述输入信号和中间信号；所述中间信号输入至所述移相器以使所述移相器输出所述控制信号。

9、可选地，所述控制信号包括第一控制指令和第二控制指令；

10、在第一校准阶段，所述移相器不移相，并输出所述第一控制指令；

11、在第二校准阶段，所述移相器移相90度，并输出所述第二控制指令。

12、可选地，所述单支路接收单元在所述第一控制指令的作用下产生中频输出第一数字信号；所述单支路接收单元在所述第二控制指令的作用下产生中频输出第二数字信号

13、可选地，所述信号处理模块包括存储器和处理器；

14、所述第一数字信号和所述第二数字信号存储于所述存储器中；

15、所述处理器对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行处理得到所述通信信号。

16、可选地，处理器通过功率相加对所述第一数字信号fif1和所述第二数字信号fif2进行处理得到所述通信信号。

17、可选地，处理器通过电压相加对所述第一数字信号fif1和所述第二数字信号fif2进行处理得到所述通信信号。

18、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种采用虚拟正交接收机的校准方法，适用于上述采用虚拟正交接收机的校准装置，至少包括如下步骤：

19、基于本振信号产生的输入信号产生主发射信号；

20、对主发射信号进行处理产生校准信号；

21、基于本振信号产生的中间信号驱动单支路接收单元对校准信号进行处理得到数字信号；

22、对数字信号进行处理得到通信信号。

23、可选地，对数字信号进行功率或电压的处理得到通信信号。

24、如上所述，本发明的一种采用虚拟正交接收机的校准装置和方法，具有以下有益效果：

25、本发明提出的一种采用虚拟正交接收机的校准装置和方法，包括发射通道、调制模块、接收通道和信号处理模块；发射通道根据输入信号产生主发射信号；调制模块接收主发射信号，并对所述主发射信号进行调整输出校准信号；所述接收通道包括移相器和单支路接收单元；所述移相器接收本振信号，并对所述本振信号进行相位控制后输出控制信号给所述单支路接收单元；所述单支路接收单元的输入端连接接收所述校准信号，并对基于所述控制信号对所述校准信号进行处理得到数字信号；所述信号处理模块对所述数字信号进行处理得到通信信号。本发明仅通过移相器与单支路接收单元就实现了校准，采用单支路接收单元相比传统的iq双架构的能够很大的降低接收通道的面积和功耗。

技术特征：

1.一种采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，包括发射通道、调制模块、接收通道和信号处理模块；

2.根据权利要求1所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，所述调制模块采用ook调制方式或采用直接混频的方式。

3.根据权利要求2所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，还包括本振信号源；所述本振信号源产生本振信号，将所述本振信号进行处理后得到所述输入信号和中间信号；所述中间信号输入至所述移相器以使所述移相器输出所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，所述控制信号包括第一控制指令和第二控制指令；

5.根据权利要求4所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，所述单支路接收单元在所述第一控制指令的作用下产生中频输出第一数字信号；所述单支路接收单元在所述第二控制指令的作用下产生中频输出第二数字信号。

6.根据权利要求5所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，所述信号处理模块包括存储器和处理器；

7.根据权利要求6所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，处理器通过功率相加对所述第一数字信号fif1和所述第二数字信号fif2进行处理得到所述通信信号。

8.根据权利要求6所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，处理器通过电压相加对所述第一数字信号fif1和所述第二数字信号fif2进行处理得到所述通信信号。

9.一种采用虚拟正交接收机的校准方法，适用于权利要求1-8任一项所述的采用虚拟正交接收机的校准装置，其特征在于，至少包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的采用虚拟正交接收机的校准方法，其特征在于，对数字信号进行功率或电压的处理得到通信信号。

技术总结
本发明提供一种采用虚拟正交接收机的校准装置和方法，包括发射通道、调制模块、接收通道和信号处理模块；发射通道根据输入信号产生主发射信号；调制模块接收主发射信号，并对主发射信号进行调整输出校准信号；接收通道包括移相器和单支路接收单元；移相器接收本振信号并对本振信号进行相位控制后输出控制信号给单支路接收单元；单支路接收单元基于控制信号对校准信号进行处理得到数字信号；信号处理模块对数字信号进行处理得到通信信号。本发明仅通过移相器与单支路接收单元就实现了校准，采用单支路接收单元相比传统的IQ双架构的能够很大的降低接收通道的面积和功耗。

技术研发人员：林水洋,宋颖,崔科技
受保护的技术使用者：隔空微电子（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4