專利名稱：一種無線通信接收機射頻前端抗干擾電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，特別是涉及一種無線通信系統接收機射頻前端的抗干擾電路。
背景技術：
在無線通信系統中，接收機射頻前端的輸入信號通常包含傳輸信號和至少一個干擾信號。通常干擾信號的強度都比有用信號強，以至于在接收機的前端處理過程中，干擾信號有可能使低噪聲放大器發生飽和，從而破壞傳輸信號，導致接收機的后續處理過程出現差錯。因此，非常有必要對接收機前端的干擾進行提前處理，降低對接收機的干擾程度，防止前端的低噪聲放大器出現飽和失真。目前已有的無線通信系統接收機中射頻模塊和其他部分間的關系如圖1所示，它顯示了一個典型的無線通信系統接收機的結構。它至少包括一個射頻處理模塊101，一個混頻器102，一個本地振蕩器103，一個中頻處理模塊104，一個數字下變頻模塊105和一個基帶處理模塊106。其中，混頻器102，本地振蕩器103，中頻處理模塊104，數字下變頻模塊 105和基帶處理模塊106是眾所周知的，本發明未做改動，本發明主要對接收機前端的射頻處理模塊101進行改進。通常接收機的射頻模塊的輸入信號包括傳輸信號和一些可能的干擾信號，并且通常情況下輸入信號中干擾信號的功率比傳輸信號強。所以射頻模塊主要負責對輸入信號進行預處理以減小干擾信號對后續處理的影響。射頻模塊現有的一種實現方式如圖2所示。在低噪聲放大器之前加入一個聲表面波濾波器去消除可能的干擾信號。它說明了一種用來消除輸入信號中的干擾信號的技術。 它由一個表面波濾波器201，一個低噪聲放大器202組成。聲表面波濾波器201用于濾除干擾信號，同時它也能防止低噪聲放大器出現飽和失真。但是它將額外增加電路板的空間和增加更多的原件成本。此外還會因引入表面波濾波器的插入損耗而導致噪聲系數的降低。射頻模塊現有的另一種實現方式如圖3所示。它是用一個陷波濾波器實現第二路徑，使通過它的輸入信號僅有干擾信號，然后用低噪聲放大器的輸出減去陷波濾波器路徑的輸出。這是一種前饋技術，它由低噪聲放大器301，射頻陷波濾波器302，低噪聲放大器 303和減法器304組成。射頻陷波濾波器302用于濾除傳輸信號并保留干擾信號，目的是為了與另一路徑的信號通過減法器304相減，從而消除干擾。然而，因為兩條路徑的非對稱結構，所以它們的相位偏移不同，這導致了干擾的消除是有限的。除此之外，高質量的射頻濾波器在芯片上比較難實現，且插入損耗較大，并且還會降低接收機的靈敏度。當前，迫切需要開發出一種高性能的抗干擾無線系統接收機，能使接收機的射頻模塊對干擾信號進行更好的抑制，以便接收機更好的進行后續處理過程。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的上述不足，提供一種具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端抗干擾電路，使得接收機具有更好的抗干擾性能。本發明提供的無線通信接收機射頻前端抗干擾電路，它是射頻模塊的一種實現， 能有效的消除輸入信號中的干擾信號，連接電路如圖5所示，包括依次連接的
第一混頻模塊501，用于對天線接收的射頻信號的頻率進行變換，用于下變頻，使得輸入信號變換到低頻段，便于后續連接的干擾消除模塊中的濾波器對其輸出信號進行處理。干擾消除模塊502，用于對第一混頻模塊混頻后的信號進行抗干擾處理，消除干擾，包括原接收信號的干擾以及混頻產生的鏡像干擾。第二混頻模塊503，用于上變頻被濾波的信號，將下變頻抗干擾處理后的信號變換到原載頻處。低噪聲放大模塊504，實現對消除干擾后的信號進行放大，便于接收機中其他后續模塊對接收信號的處理。
所述的第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成，其中本地振蕩器產生的頻率與輸入信號的載波頻率相同。本地振蕩器輸出的本振信號可以耦合到混頻器進行上變頻和下變頻轉換。通過混頻器的下變頻后，在低頻段高質量的濾波器可以很容易的實現。同時本振信號的頻率與載波頻率相同，保證傳輸信號經混頻下變頻后，到零頻位置，經干擾消除以及混頻上變頻后，可避免鏡像干擾的產生。所述干擾消除模塊為一個低通濾波器。該濾波器可以很容易的實現，如普通的巴特渥茲低通濾波器就能實現這一要求。或者，所述干擾消除模塊由一個延時模塊、一個高通濾波器和一個合并器構成。即第一混頻模塊的輸出同時連接延時模塊和高通濾波器的輸入端，延時模塊和高通濾波器的輸出端同時連接合并器，合并器的輸出連接第二混頻模塊中的混頻器。該高通濾波器可以很容易的實現，如普通的巴特渥茲高通濾波器就能實現這一要求。所述低噪聲放大模塊為低噪聲放大器。
本發明的優點和有益效果
本發明提供的具有抗干擾性能的無線通信接收機，是在接收機的射頻前端消除伴隨傳輸信號的干擾，并且減少了接收機射頻前端的鏡像干擾，與已有的技術相比，結構簡單且易于實現，具有廣闊的應用前景和重大的生產實踐意義。
圖1是一個典型的無線通信系統接收機的原理圖2是現有的射頻處理模塊的一種實現方式的具體組成結構示意圖； 圖3是現有的射頻處理模塊的另一種實現方式的具體組成結構示意圖； 圖4是混頻處理過程的頻率變換原理示意4圖5是本發明提供的具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端電路的原理圖； 圖6是本發明提供的一種具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端實施例的結構示意圖7是本發明提供的一種具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端實施例的結構示意圖。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式為了更好的對本發明進行描述，先介紹一下無線通信系統接收機中混頻器處理過程的工作原理，如圖4所示。在無線通信系統中，混頻的過程是通過混頻器將頻率為 ‘信號與頻率為力的載波進行相乘，可以通過下面的公式來進行說明。
1 r,
Χ 003(2^.1) = — {005(2 " + fs ) ) + εο3(2ττ{/^ - Js )￡)j如上式所示頻率為Λ的信號經過混頻，變為頻率為/ 的信號，同時也含有鏡像頻率為厶+I1的信號。現在假設輸入信號有頻率為Λ的傳輸信號和頻率為/^的干擾信號組成。通過一個本振頻本力的混頻器進行混頻，得到頻率為U +/5
，Λ+At的信號，如圖4所示。正如前面所描述的一樣，已有的技術存在下面的問題。在芯片上不易實現高質量的射頻濾波器，通過混頻器后會產生鏡像頻率，導致干擾的消除是十分有限的。因此，迫切需要一種技術來解決以上的問題。
為了解決以上存在的問題，本發明采用先對接收機的射頻接收信號進行混頻處理，然后在低頻段進行濾波處理過程，消除原干擾信號，以及產生的混頻鏡像干擾信號，接著再進行混頻，實現上變頻，得到與原傳輸信號成比例的輸出信號，最后進行低噪聲放大過程，此時強干擾信號已被濾除，從而有效地避免了低噪聲放大器出現飽和失真，便于接收機的后續處理，其實現原理如圖5所示，包括依次連接的
第一混頻模塊501，用于對天線接收的射頻信號的頻率進行變換，用于下變頻，使得輸入信號變換到低頻段，便于后續連接的干擾消除模塊中的濾波器對其輸出信號進行處理。干擾消除模塊502，用于對第一混頻模塊混頻后的信號進行抗干擾處理，消除干擾，包括原接收信號的干擾以及混頻產生的鏡像干擾。第二混頻模塊503，用于上變頻被濾波的信號，將下變頻抗干擾處理后的信號變換到原載頻處。低噪聲放大模塊504，實現對消除干擾后的信號進行放大，便于接收機中其他后續模塊對接收信號的處理。
5
為了更好的對本發明進行描述，下面結合附圖用具體的實施例進行說明。實施例1
圖6是本發明提供的一種具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端實施例的結構示意圖。參見圖6，本發明提供的具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端電路，包括有混頻器601、本地振蕩器602、低通濾波器603、混頻器604、本地振蕩器605和低噪聲放大器 606。第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成，干擾消除模塊為一個低通濾波器， 信號放大模塊為低噪聲放大器。其中
混頻器601對輸入信號和本地振蕩信號進行混頻，輸入信號包括傳輸信號和至少一種干擾信號。混頻處理過程實現了傳輸信號的下變頻。本地振蕩器602提供混頻器處理過程中所需的本振信號，本振信號的頻率與傳輸信號的載頻相等。低通濾波器603是一個二階的巴特沃茲低通濾波器，用于處理混頻器的輸出信號。濾波器的通帶根據干擾信號頻率的位置進行相應的調整，使得濾波后的信號僅包含原有的傳輸信號成分。例如輸入信號由頻率為1800MHz的傳輸信號和一個頻率為2000MHz的干擾信號組成。此時，本地振蕩器的本振頻率為1800MHz。通過混頻器602處理后的信號包含四個成分，分別為零頻、200MHz、3600MHz和3800MHz。在這種情況下，低通濾波器603通帶被設計成保留零頻成分。混頻器604對低通濾波器603處理后的濾波信號和本地振蕩信號進行混頻，低通濾波后的信號僅含有與原傳輸信號成比例的成分。混頻處理過程實現了傳輸信號的上變頻。這里的混頻實現的上變頻過程并不會產生鏡像干擾，因為低通濾波器處理后的信號僅含有零頻的傳輸信號。本地振蕩器606提供混頻器604處理過程中所需的本振信號，本振信號的頻率與傳輸信號的載頻相等。低噪聲放大器606對混頻器604處理后的信號進行放大，便于接收機對信號的后續處理。由于之前的處理過程，已將強干擾信號消除了，從而有效的避免了低噪聲放大器出現飽和失真。
實施例2
圖7是本發明提供的另一種具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端實施例的結構示意圖。參見圖7，本發明提供的具有抗干擾性能的無線通信接收機射頻前端電路，包括有混頻器701、本地振蕩器702、延時模塊703、高通濾波器704、合并器705、混頻器706、本地振蕩器707和低噪聲放大器708，第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成，干擾消除模塊由一個延時模塊、一個高通濾波器和一個合并器構成，信號放大模塊為低噪聲放大器。其中
6混頻器701對輸入信號和本地振蕩信號進行混頻，輸入信號包括傳輸信號和至少一種干擾信號。混頻處理過程實現了傳輸信號的下變頻。本地振蕩器702提供混頻器處理過程中所需的本振信號，本振信號的頻率與傳輸信號的載頻相等。延時模塊703對混頻器701的一路輸出信號進行延時處理。高通濾波器704是一個二階的巴特沃茲高通濾波器，用于處理混頻器的輸出信號。濾波器的通帶根據干擾信號頻率的位置進行相應的調整，僅濾除原有傳輸信號成分，使得濾波后的信號包含原干擾信號成分以及混頻過程產生的鏡像干擾信號。例如輸入信號由頻率為1800MHz的傳輸信號和一個頻率為2000MHz的干擾信號組成。此時，本地振蕩器的本振頻率為1800MHz。通過混頻器602處理后的信號包含四個成分，分別為零頻、200MHz、 3600MHz和3800MHz。在這種情況下，高通濾波器704通帶被設計成濾除零頻成分，保留原干擾信號，以及鏡像干擾成分。合并器705對延時模塊703和高通濾波器模塊704的輸出進行減法運算。此時合并處理后的信號僅包含與原傳輸信號成比例的輸出信號。混頻器706對合并器705處理后的信號和本地振蕩信號進行混頻，合并器處理后的信號僅含有與原傳輸信號成比例的成分。混頻處理過程實現了傳輸信號的上變頻。這里的混頻實現的上變頻過程并不會產生鏡像干擾，因為合并器處理后的信號僅含有零頻的傳輸信號。本地振蕩器707提供混頻器706處理過程中所需的本振信號，本振信號的頻率與傳輸信號的載頻相等。低噪聲放大器708對混頻器706處理后的信號進行放大，便于接收機對信號的后續處理。由于之前的處理過程，已將強干擾信號消除了，從而有效的避免了低噪聲放大器出現飽和失真。綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供一種具有抗干擾性能的無線通信接收機，它在接收機的前端消除伴隨傳輸信號的干擾，并且減少了接收機前端的鏡像干擾，它結構簡單且易于實現，具有廣闊的應用前景，具有重大的生產實踐意義。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種無線通信接收機射頻前端抗干擾電路，其特征在于該電路包括依次連接的 第一混頻模塊，對射頻接收信號的頻率進行變換，用于下變頻，使得輸入信號變換到低頻段，便于濾波器進行處理；干擾消除模塊，用于對第一混頻模塊混頻后的信號進行抗干擾處理，消除干擾，包括原接收信號的干擾以及混頻產生的鏡像干擾；第二混頻模塊，用于上變頻被濾波的信號，將下變頻抗干擾處理后的信號變換到原載頻處；低噪聲放大模塊，實現對消除干擾后的信號進行放大，便于接收機中其他后續模塊對接收信號的處理。
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于所述的第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成；干擾消除模塊為一個低通濾波器；低噪聲放大模塊為低噪聲放大器。
3.根據權利要求1所述的電路，其特征在于第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成；干擾消除模塊由一個延時模塊、一個高通濾波器和一個合并器構成，即第一混頻模塊的輸出同時連接延時模塊和高通濾波器的輸入端，延時模塊和高通濾波器的輸出端同時連接合并器，合并器的輸出連接第二混頻模塊中的混頻器；低噪聲放大模塊為低噪聲放大器。
全文摘要
一種無線通信接收機射頻前端抗干擾電路，它可用來消除接收機射頻前端的干擾信號，同時也可以防止接收機射頻前端的低噪聲放大器出現飽和失真。包括依次連接的第一混頻模塊，干擾消除模塊，第二混頻模塊，低噪聲放大模塊。第一、第二混頻模塊均由混頻器和本地振蕩器構成。干擾消除模塊為一個低通濾波器，或由一個延時模塊、一個高通濾波器和一個合并器構成。低噪聲放大模塊為低噪聲放大器。與現有技術相比較，本發明公開的電路在抗干擾性能方面更加優越，具有廣闊的應用前景和重大的生產實踐意義。
文檔編號H04B1/10GK102437859SQ20111034995
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者何宏, 李麗, 董宏 申請人:天津理工大學