補償電路及應用該補償電路的天線單元的制作方法

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種補償電路，還涉及一種應用該補償電路的天線單元。
背景技術：
：連續波雷達、rfid等收發系統通常使用單天線進行干擾抑制，這樣會存在若干缺點，如接收電路損耗較大，噪聲指數高，耦合器與合路器之組合導致發射效率低，需要使用高分辨率的移相器及衰減器造成成本上升等。技術實現要素：鑒于此，有必要提供一種可以實現高效率補償的補償電路及一種應用該補償電路的天線單元。一種天線單元，包括發射機、接收機、環形器、控制器及天線，所述天線單元還包括：第一耦合器，所述第一耦合器的第一端通過第一放大器連接所述發射機，所述第一耦合器的第二端連接所述環形器的第一端，所述環形器的第二端連接所述天線；第二耦合器，所述第二耦合器的第一端連接所述環形器的第三端，所述第二耦合器的第二端連接所述接收機；第一補償電路，所述第一補償電路的輸入端連接所述第三耦合器的第二端，所述第一補償電路的輸出端連接所述第二耦合器的第四端，所述第一補償電路用于對信號進行相位補償及幅度補償；第一電子開關，所述第一電子開關的第一端連接所述發射機，所述第一電子開關的第二端連接于所述第一耦合器的第三端，所述第一電子開關的第三端連接于所述第一補償電路的輸入端；當所述第一電子開關的第三端連接所述第一電子開關的第一端時，所述天線單元為校正模式，所述發射機發射第一信號至所述第一補償電路，所述發射機發射第一信號依次經所述環形器的第一端及第二端傳輸至所述天線，所述第一補償電路處理所述第一信號后輸出第一抵減信號至所述第二耦合器，所述第二耦合器的第一端接收所述環形器第三端傳輸的第二信號，所述第二耦合器將所述第一抵減信號與所述第二信號耦合后輸出一第三信號至所述接收機。進一步的，所述第一補償電路包括一移相電路及一衰減電路。進一步的，所述移相電路包括若干功率分配器以及第二電子開關，所述第二電子開關用于調整信號的相位變化。進一步的，所述衰減電路包括若干并聯的衰減器。進一步的，所述天線單元包括一系統控制器，所述系統控制器用于調節所述第一補償電路的參數。一種補償電路，包括：一移相電路，所述移相電路包括若干并聯連接的移相器，所述移相電路用于確定一輸入信號的待補償相位范圍；一衰減電路，所述衰減電路包括若干并聯連接的衰減器，所述衰減電路用于接收所述移相電路處理后的信號并對所述移相電路處理后的信號進行相位補償及幅度補償。進一步的，所述移相電路包括包括第五功率分配器、第六功率分配器、第七功率分配器、第八功率分配器、第九功率分配器、第十功率分配器及第三電子開關，所述第五功率分配器的輸入端用于接收外部信號，所述第五功率分配器的第一輸出端連接所述第六功率分配器2的輸入端，所述第五功率分配器的第二輸出端連接所述第七功率分配器的輸入端，所述第六功率分配器的第一輸出端連接所述第三電子開關的第一端，所述第六功率分配器的第二輸出端連接所述第三電子開關的第二端，所述第七功率分配器的第一輸出端連接所述第三電子開關的第三端，所述第七功率分配器的第二輸出端連接所述第三電子開關的第四端，所述第三電子開關的控制端連接所述第八功率分配器的輸入端，所述第八功率分配器的第一輸出端連接所述第九功率分配器的輸入端，所述第八功率分配器的第二輸出端連接所述第十功率分配器的輸入端。進一步的，所述衰減電路包括包括第十一衰減器、第十二衰減器、第十三衰減器、第十四衰減器、第七功率合路器、第八功率合路器及第九功率合路器，所述第九功率分配器的第一輸出端連接所述第十一衰減器的輸入端，所述第九功率分配器的第二輸出端連接所述第十二衰減器的輸入端，所述第十功率分配器的第一輸出端連接所述第十三衰減器的輸入端，所述第十功率分配器的第二輸出端連接所述第十四衰減器的輸入端，所述第十一衰減器的輸出端連接所述第七功率合路器的第一輸入端，所述第十二衰減器的輸出端連接所述第七功率合路器的第二輸入端，所述第十三衰減器的輸出端連接所述第八功率合路器的第一輸入端，所述第十四衰減器的輸出端連接所述第八功率合路器的第二輸入端，所述第七功率合路器的輸出端連接所述第九功率合路器的第一輸入端，所述第八功率合路器的輸出端連接所述第九功率合路器的第二輸入端，所述第九功率合路器的輸出端用于輸出信號。進一步的，所述移相電路包括第四電子開關、第五電子開關、第五移相器、第六移相器、第七移相器、第八移相器及第九移相器，所述第四電子開關的控制端用于輸入信號，所述第四電子開關的第一輸出端通過所述第五移相器連接于所述第五電子開關的第一輸入端，所述第四電子開關的第二輸出端通過所述第六移相器連接于所述第五電子開關的第二輸入端，所述第四電子的第三輸出端通過所述第七移相器連接于所述第五電子開關的第三輸入端，所述第四電子開關的第四輸出端通過所述第八移相器連接于所述第五電子開關的第四輸入端，所述第四電子開關的第五輸出端通過所述第九移相器連接于所述第五電子開關的第五輸入端，所述第五電子的控制端用于輸出信號。進一步的，所述第五至第九移相器均為功率分配器。所述補償電路可以通過移相電路及衰減電路對信號實現高效補償。附圖說明圖1為本發明天線單元的較佳實施方式的電路圖。圖2為本發明補償電路的較佳實施方式的電路圖。圖3為本發明補償電路的移相電路的另一較佳實施方式的電路圖。主要組件符號說明多入多出天線系統1000第一天線單元100第二天線單元200系統控制器300第一發射機11第一放大器21第二放大器22第一耦合器31第二耦合器32第三耦合器33第一環形器41第一電子開關51第一天線61第一補償電路71第二補償電路72第一噪聲抑制電路81第一接收機91第一功率合路器101第二發射機12第三放大器23第四放大器24第四耦合器34第五耦合器35第六耦合器36第二環形器42第二電子開關52第二天線62第三補償電路73第四補償電路74第二噪聲抑制電路82第二接收機92第四功率合路器102第四電子開關54第五電子開關55第五移相器555第六移相器556第七移相器557第八移相器558第九移相器559如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。具體實施方式請參考圖1，本發明補償電路應用于一多入多出天線系統1000中。所述多入多出天線系統1000包括第一天線單元100、第二天線單元200及系統控制器300。所述第一天線單元100包括第一發射機11、第一放大器21、第二放大器22、第一耦合器31、第二耦合器32、第三耦合器33、第一環形器41、第一電子開關51、第一天線61、第一補償電路71、第二補償電路72、第一噪聲抑制電路81、第一接收機91、第一功率合路器101、電阻r1、電阻r2及電阻r3。所述第一發射機11的第一端1連接所述第一放大器21的第一輸入端1。所述第一發射機11的第一端1還連接所述第一電子開關51的第一端1。所述第一發射機11的第二端2連接所述系統控制器300的第一端1。所述第一發射機11的第二端2還連接所述第一放大器21的第二輸入端2。所述第一放大器21的輸出端3連接所述第一耦合器31的第一端1。所述第一耦合器31的第二端2連接所述第一環形器41的第一端1。所述第一環形器41的第二端2連接所述第一天線61。所述第一環形器41的第三端3連接所述第二耦合器32的第一端1。所述第二耦合器32的第二端2連接所述第一噪聲抑制電路81。所述第一噪聲抑制電路81包括第一低噪放大器811、第一衰減器812及第一降頻器813。所述第二耦合器32的第二端2連接所述第一低噪放大器811的第一端1。所述第一低噪放大器811的第二端2連接所述第一衰減器812的輸入端1。所述第一衰減器812的輸出端2連接所述第一降頻器813的第一端1。所述第一降頻器813的第二端2連接所述第一接收機91的第一端1。所述第一接收機91的第二端2連接所述系統控制器300的第二端2。所述第一耦合器31的第三端3連接所述第一電子開關51的第二端2。所述第一耦合器31的第四端4通過所述電阻r1接地。所述第二耦合器32的第三端3通過電阻r2接地。所述第二耦合器32的第四端4連接于所述第二放大器22的輸出端2。所述第二放大器22的輸入端1連接于所述第一功率合路器101的輸出端3。所述第一功率合路器101的第一輸入端1連接于所述第一補償電路71。所述第一功率合路器101的第二輸入端2連接于所述第二補償電路72。所述第一補償電路71包括第一移相器711、第一功率分配器712、第二衰減器713、第三衰減器714、第二功率合路器715及一第一數模轉換器716。所述第一功率合路器101的第一輸入端1連接于所述第二功率合路器715的輸出端3。所述第一移相器711的輸入端1連接于所述第三耦合器33的第二端2。所述第一移相器711的輸出端3連接于所述第一功率分配器712的輸入端1。所述第一功率分配器712的第一輸出端2連接于所述第二衰減器713的輸入端1。所述第一功率分配器712的第二輸出端3連接于所述第三衰減器714的輸入端1。所述第二衰減器713的輸出端2連接于所述第二功率合路器715的第一輸入端1。所述第三衰減器714的輸出端2連接于所述第二功率合路器715的第二輸入端2。所述第一數模轉換器716的輸入端1連接于所述系統控制器300的第三端3。所述第一數模轉換器716的輸出端2連接于所述第一移相器711的輸入端2。所述第二補償電路72包括第二移相器721、第二功率分配器722、第四衰減器723、第五衰減器724及第三功率合路器725。所述第二移相器721的輸出端2連接于所述第二功率分配器722的輸入端1。所述第二功率分配器722的輸出端2連接所述第四衰減器723的輸入端1。所述第二功率分配器722的輸出端3連接所述第五衰減器724的輸入端1。所述第四衰減器723的輸出端2連接于所述第三功率合路器725的輸入端1。所述第五衰減器724的輸出端2連接于所述第三功率合路器725的輸入端2。所述第三功率合路器725的輸出端3連接于所述第一功率合路器101的輸入端2。所述第三耦合器33的第一端1連接于所述第一電子開關51的第三端3。所述第三耦合器33的第四端4通過所述電阻r3接地。所述系統控制器300的第三端3連接于所述第二補償電路72。所述第一發射機11用于發射信號。所述第一放大器21用于放大發射信號。所述第一接收機91用于獲取經干擾抑制后的接收信號。所述第一低噪放大器811用于放大接收信號。所述第一環形器41為三端口順時針環形器用于隔離所述第一天線單元100中的收發信號。第一耦合器31、第二耦合器32與所述第一環形器41的不同端口連接以使第一環形器41的輸入、輸出阻抗匹配。所述多入多出天線系統1000工作時存在兩種干擾信號:第一種干擾信號為泄漏信號，泄漏信號從發射機、環形器到達第二耦合器，進而干擾接收機；第二種干擾信號為近場干擾信號，近場干擾信號為發射機的發射信號從天線輻射后，被附近障礙物反射而進入環形器，進而干擾接收機。所述第一補償電路71用于對所述泄露信號進行抵減。所述第二補償電路72用于對天線間干擾信號進行抵減。所述第二天線單元200包括第二發射機12、第三放大器23、第四放大器24、第四耦合器34、第五耦合器35、第六耦合器36、第二環形器42、第二電子開關52、第二天線62、第三補償電路73、第四補償電路74、第二噪聲抑制電路82、第二接收機92、第四功率合路器102、電阻r4、電阻r5及電阻r6。所述第二發射機12的第一端1連接所述第三放大器23的第一輸入端1。所述第二發射機12的第一端1還連接所述第二電子開關52的第一端1。所述第二發射機12的第二端2連接所述系統控制器300的第四端4。所述第二放大器22的第二輸入端2還連接于所述系統控制器300的第五端5。所述第二放大器22的輸出端3連接所述第四耦合器34的第一端1。所述第四耦合器34的第二端2連接所述第二環形器42的第一端1。所述第二環形器42的第二端2連接所述第二天線62。所述第二環形器42的第三端3連接所述第五耦合器35的第一端1。所述第五耦合器35的第二端2連接所述第二噪聲抑制電路82。所述第二噪聲抑制電路82包括第二低噪放大器821、第六衰減器822及第二降頻器823。所述第五耦合器35的第二端2連接所述第二低噪放大器821的第一端1。所述第二低噪放大器821的第二端2連接所述第六衰減器822的第一端1。所述第二低噪放大器821的第二端2連接所述第六衰減器822的輸入端1。所述第六衰減器822的輸出端2連接所述第二降頻器823的第一端1。所述第二降頻器823的第二端2連接所述第二接收機92的第一端1。所述第二接收機92的第二端2連接所述系統控制器300的第五端5。所述第四耦合器34的第三端3連接所述第二電子開關52的第二端2。所述第四耦合器34的第四端4通過電阻r4接地。所述第五耦合器35的第三端通過電阻r5接地。所述第五耦合器35的第四端4連接于所述第四放大器24的輸出端2。所述第四放大器24的輸入端1連接于所述第四功率合路器102的輸出端3。所述第四功率合路器102的第一輸入端1連接于所述第三補償電路73。所述第四功率合路器102的第二輸入端2連接于所述第四補償電路74。所述第三補償電路73包括第三移相器731、第三功率分配器732、第七衰減器733、第八衰減器734、第五功率合路器735及第二數模轉換器736。所述第四功率合路器102的第一輸入端1連接于所述第五功率合路器735的輸出端3。所述第三移相器731的輸入端1連接于所述第六耦合器36的第二端2。所述第三移相器731的輸出端3連接于所述第三功率分配器732的輸入端1。所述第三功率分配器732的第一輸出端2連接于所述第七衰減器733的輸入端1。所述第三功率分配器732的第二輸出端3連接于所述第八衰減器734的輸入端1。所述第七衰減器733的輸出端2連接于所述第五功率合路器735的第一輸入端1。所述第八衰減器734的輸出端2連接于所述第五功率合路器735的第二輸入端2。所述第二數模轉換器736的輸入端1連接于所述系統控制器300的第五端5。所述第二數模轉換器736的輸出端2連接于所述第三移相器731的輸入端2。所述第六耦合器36的第三端3連接于所述第二移相器721的輸入端1。所述第六耦合器36的第四端4通過所述電阻r6接地。所述第四補償電路74包括第四移相器741、第四功率分配器742、第九衰減器743、第十衰減器744及第六功率合路器745。所述第四移相器741的輸出端2連接于所述第四功率分配器742的輸入端1。所述第四移相器741的輸入端1連接于所述第三耦合器33的第三端3。所述第四功率分配器742的輸出端2連接于所述第九衰減器743的輸入端1。所述第九衰減器743的輸出端2連接于所述第六功率合路器745的輸入端1。所述第四功率分配器742的輸出端3連接于所述第十衰減器744的輸入端1。所述第十衰減器744的輸出端2連接于所述第六功率合路器745的輸入端2。所述第六功率合路器745的輸出端3連接于所述第四放大器24的輸入端1。所述系統控制器300的第五端5分別連接所述第三補償電路73及第四補償電路74。類似地，所述第二發射機12用于發射信號。所述第三放大器23用于放大發射信號。所述第二接收機92用于獲取經干擾抑制后的接收信號。所述第二低噪放大器821用于放大接收信號。所述第二環形器42為三端口環形器用于隔離所述第二天線單元200中的收發信號。第四耦合器34、第五耦合器35與所述第二環形器42的不同端口連接以使第二環形器42的輸入、輸出阻抗匹配。所述第三補償電路73用于對所述泄露信號進行抵減。所述第四補償電路74用于對天線間干擾信號進行抵減。所述第一電子開關51的第三端3連接所述第一電子開關51的第一端1時，所述第一天線單元100處于第一模式。所述第一電子開關51的第三端3連接所述第一電子開關51的第二端2時，所述第一天線單元100處于第二模式。所述第二電子開關52的第三端3連接所述第二電子開關52的第一端1時，所述第二天線單元200處于第一模式。所述第二電子開關52的第三端3連接所述第二電子開關52的第二端2時，所述第二天線單元200處于第二模式。所述第一模式為信號校正模式。所述第二模式為信號補償模式。以所述第一天線單元100為例，當所述第一天線單元100處于第一模式即校正模式時，所述第一發射機11輸出的第一信號依次經所述第一電子開關51及所述第一耦合器31輸出至所述第一補償電路71。所述第一信號還經所述第一放大器21放大及所述第一耦合器31后傳輸至所述第一環形器41，再經由所述第一環形器41傳輸至所述第一天線61。所述第一環形器41產生一泄露信號。所述第一信號經所述第一補償電路71進行補償后輸出至所述第一功率合路器101。所述第二補償電路72對所述第二天線單元200的第六耦合器36輸出的第二信號進行補償。所述第二信號經所述第二補償電路72進行補償后輸出至所述第一功率合路器101。所述第一功率合路器101將信號合成為第一抵減信號并通過所述第二放大器22將所述第一抵減信號輸出至第二耦合器32。所述第二耦合器32從所述第一環形器41的第三端3接收一第三信號。所述第二耦合器32將所述第三信號及所述第一抵減信號耦合后輸出至所述第一接收機91。所述系統控制器300用于監控發射機、接收機及補償電路工作狀態。所述系統控制器300還用于控制所述補償電路以一預設方案進行信號補償。所述信號補償包括信號相位變更、信號強度變化等。所述系統控制器300用于檢測所述第一接收機91接收的第一接收信號，并依據第一接收信號中的信噪比調整所述預設方案。當所述第一天線單元100切換到補償模式時，所述第一天線單元依照校正模式對信號進行補償以實現對泄露信號及近場干擾信號的抵減。所述第二天線單元200的工作原理與所述第一天線單元100類似，在此不再贅述。所述第二放大器22為一可變運算放大器。所述第四放大器24為一可變運算放大器。在其他實施方式中，所述多入多出天線系統1000還可以包括更多天線單元，如4天線單元。在所述第一補償電路71、第二補償電路72、第三補償電路73及第四補償電路74中，移相及衰減順序可以進行變更，而不影響信號補償。請參考圖2，圖2揭示了補償電路的另一種較佳實施方式。所述補償電路400包括一移相電路500及一衰減電路600。所述移相電路500包括第五功率分配器401、第六功率分配器402、第七功率分配器403及第三電子開關53。所述衰減電路600包括第八功率分配器404、第九功率分配器405、第十功率分配器406、第十一衰減器407、第十二衰減器408、第十三衰減器409及第十四衰減器410、第七功率合路器411、第八功率合路器412及第九功率合路器413。所述第五功率分配器401的輸入端1用于接收外部信號。所述第五功率分配器401的第一輸出端2連接所述第六功率分配器402的輸入端1。所述第五功率分配器401的第二輸出端3連接所述第七功率分配器403的輸入端1。所述第六功率分配器402的第一輸出端1連接所述第三電子開關53的第一端1。所述第六功率分配器402的第二輸出端2連接所述第三電子開關53的第二端2。所述第七功率分配器403的第一輸出端1連接所述第三電子開關53的第三端3。所述第七功率分配器403的第二輸出端2連接所述第三電子開關53的第四端4。所述第三電子開關53的控制端5連接所述第八功率分配器404的輸入端1。所述第八功率分配器404的第一輸出端2連接所述第九功率分配器405的輸入端1。所述第八功率分配器404的第二輸出端3連接所述第十功率分配器406的輸入端1。所述第九功率分配器405的第一輸出端2連接所述第十一衰減器407的輸入端1。所述第九功率分配器405的第二輸出端3連接所述第十二衰減器408的輸入端1。所述第十功率分配器406的第一輸出端2連接所述第十三衰減器409的輸入端1。所述第十功率分配器406的第二輸出端3連接所述第十四衰減器410的輸入端1。所述第十一衰減器407的輸出端2連接所述第七功率合路器411的第一輸入端1。所述第十二衰減器408的輸出端2連接所述第七功率合路器411的第二輸入端2。所述第十三衰減器409的輸出端2連接所述第八功率合路器412的第一輸入端1。所述第十四衰減器410的輸出端2連接所述第八功率合路器412的第二輸入端2。所述第七功率合路器411的輸出端3連接所述第九功率合路器413的第一輸入端1。所述第八功率合路器412的輸出端3連接所述第九功率合路器413的第二輸入端2。所述第九功率合路器413的輸出端3用于輸出信號。所述移相電路500用于確定輸入信號待補償相位所處象限。本實施方式中，其中該第五功率分配器401為90度正交功率分配器，該第五功率分配器401的第一輸出端2用于輸出0度相位調整后的信號，該第五功率分配器401的第二輸出端3用于輸出90度相位調整后的信號。該第六功率分配器402為180度正交功率分配器，該第六功率分配器402的第一輸出端2用于輸出0度相位調整后的信號，該第六功率分配器402的第二輸出端3用于輸出180度相位調整后的信號。該第七功率分配器403為180度正交功率分配器，該第七功率分配器403的第一輸出端2用于輸出90度相位調整后的信號，該第七功率分配器403的第二輸出端2用于輸出270度相位調整后的信號。如此，該移相電路500之相位調整可以覆蓋0度到360度四個象限。用戶可以透過第三電子開關53的第一至第四端選擇相位調整的象限(0,180,90,270度)。該衰減電路600用于進一步確定待補償相位并對信號幅度進行補償。該衰減電路600包括正交移相器及高分辨率衰減器。該衰減電路600用于對已確定象限之信號進行精細調節，以確定信號在已確定象限內的待調整相位。該功率分配器404是90度正交功率分配器,其第一輸出端2輸出零相位,即其后之信號相當于實部。該功率分配器404之第二輸出端3有相對90度之相位移，即其后之信號相當于虛部.當實部與虛部信號在合并后,其大小受數字控制衰減器(407~410)的影響,而相位也相應的產生0~90度的變化.該第九功率分配器405及第十功率分配器406為等相位功率分配器。該第七功率合路器411、第八功率合路器412及第九功率合路器413為等相位功率合路器。該補償電路400透過多個功率分配器串并聯關系，可以實現0-360度的相位變化，該相位變化可以透過控制該第三電子開關53的控制端5連接該第三電子開關53的不同信號端進行調整。并且，透過多個衰減器并聯電路可以對信號進行精細角度移相。請參考圖3，本發明補償電路可以通過多個移相器功能重疊覆蓋部分相位以達到更全面的相位調整。本實施方式中，所述補償電路的移相電路包括第四電子開關54、第五電子開關55、第五移相器555、第六移相器556、第七移相器557、第八移相器558及第九移相器559。所述第四電子開關54的控制端0用于輸入信號，所述第四電子開關54的第一輸出端1通過所述第五移相器555連接于所述第五電子開關55的第一輸入端1。所述第四電子開關54的第二輸出端2通過所述第六移相器556連接于所述第五電子開關55的第二輸入端2。所述第四電子開關54的第三輸出端3通過所述第七移相器557連接于所述第五電子開關55的第三輸入端3。所述第四電子開關54的第四輸出端4通過所述第八移相器558連接于所述第五電子開關55的第四輸入端4。所述第四電子開關54的第五輸出端5通過所述第九移相器559連接于所述第五電子開關55的第五輸入端5。所述第五電子開關55的控制端0用于輸出信號。所述第四電子開關54的控制端0可以選擇與第四電子開關54的第一至第五輸出端之一相連。所述第五電子開關55的控制端0可以選擇與所述第五電子開關55的第一至第五輸入端之一相連。在一較佳實施方式中，所述第五至第九移相器均為90度移相器。所述第五至第九移相器將360度分為5個范圍以精細覆蓋所有相位。在一較佳實施方式中，所述第五至第九移相器均為wilkinson功率分配器。所述補償電路400可以應用于所述第一補償電路71、第二補償電路72、第三補償電路73及第四補償電路74中。在一較佳實施方式中，所述多入多出天線系統1000的制作過程中會對發射機、接收機的收發信號進行多次測試以建立一查值表，所述查值表用于儲存該多入多出天線系統1000的收發信號強度及補償電路工作參數之映射關系以實現對信號的有效補償。補償電路可以實現對泄露信號及近場干擾信號的有效抵減。最后應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照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，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍。當前第1頁12