專利名稱：中頻接收電路及接收方法
技術領域：
本發明涉及微波系統的接收技術，特別涉及一種中頻接收電路及接收方法，屬于通信技術領域。
背景技術：
如圖1所示，微波系統中，室內單元和室外單元通常是分體安裝，二者之間通過一根中頻電纜連接，該電纜用于傳遞收發中頻信號和收發控制信號以及提供電源。對于大容量微波系統，中頻接收電路的性能指標直接影響到系統靈敏度，因此中頻接收電路的重要性是顯而易見的。
中頻接收電路的關鍵指標包括反射系數、帶內平坦度、對發射信號及控制信號的抑制度、動態范圍和群時延特性等。
對于微波系統室內單元的中頻接收通道，如圖2所示，現有的中頻接收電路一般是先帶通濾波，然后是放大濾波和數模轉換(簡稱ADC)采樣，最后進行數字解調。
本專利申請的發明人在研究中發現現有的中頻接收電路存在的缺陷在于只能滿足功能要求，不能提供優良的中頻接收通道指標。具體而言，現有的中頻接收電路在性能指標方面存在以下不足之處1、帶內不平坦度指標不理想。現有的中頻接收電路通過帶通濾波器將接收電路與其他電路隔離開來。在大容量微波時，收發中頻信號帶寬達到28M，濾波器3dB帶寬會更大，同時收發中頻的頻率相隔僅200多兆赫茲，這樣勢必要求濾波器過渡帶陡峭才能減小收發通道的相互影響。而帶通濾波器過渡帶陡峭與帶內平坦度(寬帶情況)相矛盾，二者很難同時達到最優。例如，現有的中頻接收電路的帶內不平坦度小于1dB。
2、對反射系數的改善不大。在寬帶情況下，現有的中頻接收電路由于放大器的輸入阻抗呈寬帶特性以及中頻端口防護電路的影響，在不影響帶通濾波器帶內平坦度的情況下，通過調節接收通道的帶通濾波器改善反射系數很難實現，同時離散性比較大。例如，現有的中頻接收電路的端口反射系數一般為-15dB。
3、系統接收靈敏度不高。例如，現有的中頻接收電路的接收靈敏度在128正交幅度調制(簡稱128QAM)方式下一般為-69dBm左右。
4、對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度不大，一般約為60dB。
發明內容
本發明的實施例提供了一種中頻接收電路以及中頻接收方法，能夠提供優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
本發明的實施例提供的一種中頻接收電路包括電感電容諧振電路，該電感電容諧振電路的一級諧振頻率為接收信號的中心頻率，用于接收中頻信號，并對發射信號和控制信號進行抑制；帶通濾波器，與所述電感電容諧振電路連接，用于過濾發射信號和控制信號；自動增益控制電路，與所述帶通濾波器連接，用于補償中頻電纜衰減；低通濾波器，與所述自動增益控制電路連接，用于補償帶內平坦度；模數轉換器，與所述低通濾波器連接，用于對接收的信號進行采樣及數字解調。
在上述技術方案中，通過一級諧振頻率為接收信號的中心頻率的電感電容諧振電路來在接收中頻信號的同時對發射信號和控制信號進行抑制，提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；通過帶通濾波器來進一步過濾發射信號和控制信號；通過自動增益控制電路來補償中頻電纜衰減，提供可變增益，減少帶內損耗；并通過低通濾波器來補償帶內平坦度；最后通過模數轉換器來對接收的信號進行采樣和數字解調。通過上述電路的有機結合，對微波系統的中頻接收電路的各項指標進行了優化和調整，使得所提供的中頻接收電路整體上能夠達到優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
本發明的實施例提供的一種中頻接收方法包括接收中頻信號并對發射信號和控制信號進行抑制；對接收的中頻信號進行帶通濾波后進行自動增益控制；對自動增益控制后的中頻信號進行低通濾波，然后進行模數轉換。
在上述技術方案中，通過在接收中頻信號的同時對發射信號和控制信號進行抑制，從而能夠提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；通過帶通濾波來進一步過濾發射信號和控制信號；通過自動增益控制來補償中頻電纜衰減，從而能夠提供可變增益，減少帶內損耗；通過低通濾波來補償帶內平坦度；最后通過模數轉換來進行采樣及數字解調。通過上述操作的有機結合，對微波系統的中頻接收電路的各項指標進行了優化和調整，使得所提供的中頻接收電路整體上能夠達到優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
圖1為現有微波系統的示意圖；圖2為現有中頻接收電路的示意圖；圖3為本發明中頻接收電路的實施例一的示意圖；圖4為本發明中頻接收電路的實施例一的另一示意圖；圖5為本發明中頻接收電路的實施例一的又一示意圖；圖6為本發明中頻接收電路的實施例一的再一示意圖；圖7為本發明中頻接收電路的實施例二的示意圖；
圖8為本發明中頻接收電路的仿真測試結果示意圖；圖9為本發明中頻接收方法的實施例一的流程示意圖；圖10為本發明中頻接收方法的實施例一的另一流程示意圖；圖11為本發明中頻接收方法的實施例一的又一流程示意圖；圖12為本發明中頻接收方法的實施例一的再一流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的實施例的技術方案做進一步的詳細描述。
參見圖3，本發明的實施例一提供了一種中頻接收電路，包括電感電容諧振電路1，該電感電容諧振電路1的一級諧振頻率為接收信號的中心頻率，從而在接收中頻信號的同時，能夠對中心頻率與接收信號不同的其它信號進行抑制，也即對發射信號和控制信號進行抑制，因此，該電感電容諧振電路1將接收通道與發射通道及控制通道相隔離；此外，發射通道也可采用一級諧振頻率為發送信號的中心頻率的電感電容諧振電路，進一步保證各通道的濾波器之間不再互相影響；帶通濾波器2，與所述電感電容諧振電路1連接，用于在電感電容諧振電路1對發射信號和控制信號進行抑制的基礎上進一步過濾發射信號和控制信號，從而充分避免發射信號和控制信號對接收信號的影響，提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；自動增益控制電路3，與所述帶通濾波器2連接，用于通過根據實際采用的不同的中頻電纜特性來進行自動的增益控制，根據預先設定的門限將接收中頻信號放大到模數轉換電路(簡稱ADC)的最佳線性范圍之內，從而能夠靈活有效地補償中頻電纜衰減；低通濾波器4，與所述自動增益控制電路3連接，用于與自動增益控制電路3有機結合，補償自動增益控制電路3對帶內平坦度的影響，同時滿足接收頻帶的帶外抑制需求；模數轉換器5，與所述低通濾波器4連接，用于對接收的信號進行采樣及數字解調。
由上述可知，在上述實施例一中，通過一級諧振頻率為接收信號的中心頻率的電感電容諧振電路來接收中頻信號，并對發射信號和控制信號進行抑制，從而能夠提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；通過帶通濾波器來進一步過濾發射信號和控制信號；通過自動增益控制電路來補償中頻電纜衰減，提供可變增益，減少帶內損耗；并通過低通濾波器來補償帶內平坦度；最后通過模數轉換器來對接收的信號進行采樣和數字解調。
通過上述電路的有機結合，對微波系統的中頻接收電路的各項指標進行了優化和調整，使得所提供的中頻接收電路整體上能夠達到優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
優選地，上述實施例一中，所述帶通濾波器2可為電容耦合諧振式帶通濾波器。所述電容耦合諧振式帶通濾波器可為輸入輸出阻抗為50歐姆的四級寬帶電容耦合諧振式帶通濾波器。通過采用電感及電容來實現上述帶通濾波器2，使得整體電路基本上采用電感電容，保持了電路的一致性，增強了電路之間的有機配合能力和靈活性。
優選地，上述實施例一中，所述自動增益控制電路3可為動態范圍為40dB的自動增益控制電路。
進一步地，如圖4所示，上述實施例一中，所述電感電容諧振電路1可經由電感電容高通匹配濾波器6與所述帶通濾波器2連接，所述電感電容高通匹配濾波器6用于在電感電容諧振電路對發送信號和控制信號進行抑制的基礎上，補償放大器阻抗的離散性，進一步提高系統的接收靈敏度以及反射系數。
進一步地，如圖5及圖6所示，上述實施例一中，所述低通濾波器4可經由阻抗變換電路7與所述模數轉換器5連接，所述阻抗變換電路7用于對中頻接收信號進行阻抗變換并送到模數轉換器進行采樣。
如圖7所示，為本發明中頻接收電路的實施例二的示意圖，首先，通過一級諧振頻率為接收信號中心頻率的電感電容(簡稱LC)電路，在接收中頻信號的同時將接收通道與其他通道相隔離，同時發射通道也采用類似的電路，可以保證各路濾波器之間不再互相影響；其次，再用LC高通匹配濾波器進行阻抗匹配，補償放大器阻抗的離散性，以保證中頻端口有良好的反射系數；接著設計輸入輸出阻抗都是50歐姆的4級寬帶電容耦合諧振式帶通濾波器，以濾除發射中頻信號和低頻控制信號；而后通過動態為40dB的自動增益控制電路補償中頻電纜衰減，根據預先設定的門限將接收中頻信號放大到模數轉換電路(簡稱ADC)的最佳線性范圍之內；然后再設計一級LC低通匹配濾波器與低通濾波器，一方面滿足接收頻帶的帶外抑制要求，另外一方面補償放大器在寬帶范圍內增益不完全平坦的特點。最后，中頻接收信號通過阻抗變換送到ADC進行采樣。由上述可知，本實施例通過合理分配信道的設計，使得整個寬帶接收中頻信道的關鍵指標都達到相對較優的水平。
圖8為本發明中頻接收電路的實施例的仿真測試結果的示意圖，仿真時已經把所有器件的特性完全加入，包括電感的Q值、直流電阻和自諧振頻率等。根據仿真結果，本發明中頻接收電路的實施例的端口反射系數約為-30dB，帶內不平坦度(28M)小于0.2dB，對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度為大于75dB，接收靈敏度在128正交幅度調制(簡稱128QAM)方式下一般為-72dBm左右，帶內損耗小于-2.5dB(仿真圖中的增益為0dB，即沒有放大)，可變增益為40dB，群時延差異小于2nS。
而現有技術中，端口反射系數一般為-15dB，對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度一般大于60dB，接收靈敏度在128正交幅度調制(簡稱128QAM)方式下一般為-69dBm左右，插損一般為5dB(沒有放大時)，帶內不平坦度小于1dB。
由上述性能指標對比可知，本發明中頻接收電路的實施例對微波系統的中頻接收電路的各項性能指標進行了優化和調整，使得所提供的中頻接收電路整體上能夠達到優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
參見圖9，本發明的實施例一提供了一種中頻接收方法，包括以下步驟在步驟101中，通過一級諧振頻率為接收信號的中心頻率的電感電容諧振電路接收中頻信號并對發射信號和控制信號進行抑制，將接收通道與發射通道及控制通道相隔離；此外，發射通道也可采用一級諧振頻率為發送信號的中心頻率的電感電容諧振電路，進一步保證各通道的濾波器之間不再互相影響；在步驟102中，通過帶通濾波器對接收的中頻信號進行帶通濾波，在電感電容諧振電路1對發射信號和控制信號進行抑制的基礎上進一步過濾發射信號和控制信號，從而充分避免發射信號和控制信號對接收信號的影響，提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；在步驟103中通過自動增益控制電路，根據實際采用的不同的中頻電纜特性來進行自動的增益控制，根據預先設定的門限將接收中頻信號放大到模數轉換電路(簡稱ADC)的最佳線性范圍之內，從而能夠靈活有效地補償中頻電纜衰減；在步驟104中通過低通濾波器對自動增益控制后的中頻信號進行低通濾波，補償自動增益控制電路對帶內平坦度的影響，同時滿足接收頻帶的帶外抑制需求；然后在步驟105中通過模數轉換器進行采樣及數字解調。
在上述本發明中頻接收方法的實施例一中，通過在接收中頻信號的同時，對發射信號和控制信號進行抑制，從而能夠提高系統的接收靈敏度，改善反射系數；通過帶通濾波來進一步過濾發射信號和控制信號；通過自動增益控制來補償中頻電纜衰減，從而能夠提供可變增益，減少帶內損耗；通過低通濾波來補償帶內平坦度；最后通過模數轉換來進行采樣及數字解調。通過上述操作的有機結合，對微波系統的中頻接收電路的各項指標進行了優化和調整，使得所提供的中頻接收電路整體上能夠達到優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
優選地，上述本發明中頻接收方法的實施例一中，所述步驟102可具體包括通過電容耦合諧振式帶通濾波器來過濾發射信號和控制信號。所述步驟103可具體包括通過動態范圍為40dB的自動增益控制電路來補償中頻電纜衰減。
優選地，如圖10所示，上述本發明中頻接收方法的實施例一中，在所述步驟101之后還可包括步驟101a，即通過電感電容高通匹配濾波器在電感電容諧振電路對發送信號和控制信號進行抑制的基礎上，補償放大器阻抗的離散性，進行阻抗匹配，以進一步提高系統的接收靈敏度以及反射系數。
優選地，如圖11及圖12所示，上述本發明中頻接收方法的實施例一中，在所述步驟104之后、步驟105之前還可包括步驟104a，即通過阻抗變換電路進行阻抗變化后送到模數轉換器。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明作限制性理解。盡管參照上述較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而這種修改或者等同替換并不脫離本發明技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種中頻接收電路，其特征在于，包括電感電容諧振電路，該電感電容諧振電路的一級諧振頻率為接收信號的中心頻率，用于接收中頻信號，并對發射信號和控制信號進行抑制；帶通濾波器，與所述電感電容諧振電路連接，用于過濾發射信號和控制信號；自動增益控制電路，與所述帶通濾波器連接，用于補償中頻電纜衰減；低通濾波器，與所述自動增益控制電路連接，用于補償帶內平坦度；模數轉換器，與所述低通濾波器連接，用于對接收的信號進行采樣及數字解調。
2.根據權利要求1所述的中頻接收電路，其特征在于，所述帶通濾波器為電容耦合諧振式帶通濾波器。
3.根據權利要求2所述的中頻接收電路，其特征在于所述電容耦合諧振式帶通濾波器為輸入輸出阻抗為50歐姆的四級寬帶電容耦合諧振式帶通濾波器。
4.根據權利要求1所述的中頻接收電路，其特征在于所述自動增益控制電路為動態范圍為40dB的自動增益控制電路。
5.根據權利要求1所述的中頻接收電路，其特征在于所述電感電容諧振電路經由電感電容高通匹配濾波器與所述帶通濾波器連接，所述電感電容高通匹配濾波器用于提高反射系數。
6.根據權利要求1-5所述的任一中頻接收電路，其特征在于所述低通濾波器經由阻抗變換電路與所述模數轉換器連接，所述阻抗變換電路用于對中頻接收信號進行阻抗變換并送到模數轉換器進行采樣。
7.一種中頻接收方法，其特征在于，包括接收中頻信號并對發射信號和控制信號進行抑制；對接收的中頻信號進行帶通濾波后進行自動增益控制；對自動增益控制后的中頻信號進行低通濾波，然后進行模數轉換。
8.根據權利要求7所述的中頻接收方法，其特征在于，所述接收中頻信號并對發射信號和控制信號進行抑制具體包括通過一級諧振頻率為接收信號的中心頻率的電感電容諧振電路接收中頻信號并對發射信號和控制信號進行抑制。
9.根據權利要求7所述的中頻接收方法，其特征在于，所述對接收的中頻信號進行帶通濾波具體包括通過電容耦合諧振式帶通濾波器來過濾發射信號和控制信號。
10.根據權利要求7所述的中頻接收方法，其特征在于所述進行自動增益控制具體包括通過動態范圍為40dB的自動增益控制電路來補償中頻電纜衰減。
11.根據權利要求7所述的中頻接收方法，其特征在于，在所述對發射信號和控制信號進行抑制之后、在所述對接收的中頻信號進行帶通濾波之前還包括通過電感電容高通匹配濾波器進行阻抗匹配。
12.根據權利要求7所述的中頻接收方法，其特征在于，在所述進行低通濾波后，在所述進行模數轉換之前還包括通過阻抗變換電路進行阻抗變換。
全文摘要
本發明公開了一種中頻接收電路，包括電感電容諧振電路，該電感電容諧振電路的一級諧振頻率為接收信號的中心頻率，用于接收中頻信號，并對發射信號和控制信號進行抑制；帶通濾波器，與電感電容諧振電路連接，用于過濾發射信號和控制信號；自動增益控制電路，與帶通濾波器連接，用于補償中頻電纜衰減；低通濾波器，與自動增益控制電路連接，用于補償帶內平坦度；模數轉換器，與低通濾波器連接，用于對接收的信號進行采樣及數字解調。本發明還公開了一種中頻接收方法。本發明能夠提供優良的中頻接收通道指標，改善帶內不平坦度及反射系數，增大對發射中頻信號和低頻控制信號的抑制度，提高系統的接收靈敏度，減少帶內損耗，并提供可變增益。
文檔編號H04B1/16GK101056113SQ200710107958
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者趙貴學 申請人:華為技術有限公司