專利名稱：信號干擾對消器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線電信號接收系統(tǒng)，特別涉及一種信號干擾對消器。
(二)
背景技術(shù)：
在無線通信領(lǐng)域中，為了提高通信容量，通常會在一個地點放置多個電 臺，每個電臺各自發(fā)射一個不同的無線載波，而在某個特定的信號接收端往 往僅需要接收多個載波信號中的一路載波信號為有用信號，這樣其他載波所 攜帶的信號對于所需接收的有用信號而言就可看作是"干擾"信號。因此， 如何有效將這些"干擾"濾除，是多載波接收端需要解決的一個關(guān)鍵問題。 在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用干擾對消器來抑制接收端的有用信號帶寬外的"干 擾"信號。所謂干擾對消目的是要消除"干擾"信號，即信號通過兩路進行 傳輸， 一路把"干擾"信號引入延遲系統(tǒng)，保持頻率和幅值不變，而延遲移
相180° ，另一路正常傳輸原信號(原信號包含有用信號和干擾信號，此"干 擾"信號與延遲的"干擾"信號幅值、頻率相同，相位相差180° 。延遲后 的信號與正常傳輸?shù)脑盘栕詈蟀l(fā)生相消，從而每個接收端的不同需求獲得 各自所需的有用信號。然而，現(xiàn)有的干擾對消器采用微帶線作為延遲線，將 干擾信號引入微帶線進行延遲移相180° ，實現(xiàn)延遲信號與原信號的對消， 最終消除干擾信號。其由于把獲得的干擾電信號直接通過微帶線進行延遲傳 輸，因此傳輸過程中存在不足損耗大、延遲精度不高，抗電磁干擾性差、 體積大、重量重、帶寬小，可調(diào)性差等固有缺點，使得對消器的發(fā)展受到限 制，特別是隨著寬頻帶、大動態(tài)范圍的射頻信號延遲移相時，微帶線實現(xiàn)靈 活改變延遲線長度的難度相應(yīng)增加，造成干擾對消器的工作效率明顯降低。
(三) 實用新型內(nèi)容 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種信號干擾對消器及信號干擾
對消方法，能夠有效消除多載波傳輸過程中接收端接收下來的用戶不需要的 信號，且具有延遲精度高，抗電磁干擾性強的特點。
為了解決上述問題，本實用新型所設(shè)計的一種信號干擾對消器，包括主 通道、延遲支路和對消模塊。所述主通道用于將待處理射頻電信號輸出給對 消模塊；所述延遲支路用于將待延遲射頻電信號進行處理后輸出給對消模塊； 所述對消模塊用于將主通道傳送來的待處理射頻電信號與延遲支路傳送來的 己延遲射頻電信號進行對消，得到所需的有用信號。本實用新型的不同之處 在于:所述延遲支路包括電光轉(zhuǎn)換模塊、光纖延遲線模塊和光電轉(zhuǎn)換模塊。所
4述電光轉(zhuǎn)換模塊用于將待延遲射頻電信號經(jīng)信號處理后，變換成該信號調(diào)制 的光信號。所述光纖延遲線模塊用于根據(jù)所需消除的干擾信號的頻率，控制 光信號所經(jīng)過的路程來延遲光信號。所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將經(jīng)過光纖延遲
線模塊延遲移相的光信號經(jīng)信號處理后，還原為與原待延遲射頻電信號幅值 一致的已延遲射頻電信號。
上述方案中，所述光纖延遲線模塊包括一個粗調(diào)模塊和/或微調(diào)模塊。所
述粗調(diào)模塊包括一個1 XN光開關(guān)和一個NX 1光開關(guān)，在一個1 XN光開關(guān)的 N個輸出端和NX 1光開關(guān)的N個輸入端之間連接有不同長度的光纖，1 XN光 開關(guān)的輸入端與電光轉(zhuǎn)換模塊相連，NX1光開關(guān)的輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊相 連；通過光開關(guān)選擇接入延遲支路的光纖長度，控制光信號所經(jīng)過的路徑， 實現(xiàn)光信號延遲的粗調(diào)。所述微調(diào)模塊包括串聯(lián)在1XN光開關(guān)的輸入端與電 光轉(zhuǎn)換模塊，和/或NXl光開關(guān)的輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊之間的至少一對延 遲準直器，其中一個延遲準直器由電機控制，能在電機的帶動下沿平行于兩 延遲準直器軸心連線的方向上移動；通過調(diào)節(jié)延遲準直器之間的距離，控制 光信號所經(jīng)過的路徑長度，實現(xiàn)光信號延遲的微調(diào)。 下面我們對光纖延遲線的原理進行說明
射頻電信號輸入激光二極管，激光二極管將輸入射頻電信號變換成該信 號調(diào)制的光信號，通過光接頭耦合進光纖。光電檢測器將射頻調(diào)制的光信號 再變換為原來的射頻電信號。輸出的射頻電信號的頻譜完全和輸入射頻電信 號的頻譜相同，只是用光纖作為介質(zhì)延遲了一段時間，也就是說，射頻信號 瞬時存儲在光纖延遲線單元中，存儲的時間的長短與光纖的長度成正比，這 就是光纖延遲線的原理。
當光波在光纖中以速度v傳播的時候，延遲的長短正比于光纖的長度L， 那么特定長度L的光纖產(chǎn)生的時延可以表示為
△ t《/v=Ln/c
上式中，n為波長為A的光波在光纖中的折射率，c為光波在自由空間 中的傳播速度。由At的表達式，我們可以看出，延遲時間的長短是與光纖 長度L成正比例的，只要能改變光纖的長度，或者通過光開關(guān)選擇不同長度 的光纖，就能實現(xiàn)不同的延遲時間。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點
1、 光纖延遲線模塊能精確調(diào)節(jié)光程，并根據(jù)信號的頻率，以及所需延遲 的時間來控制光纖延遲的長度，從而實現(xiàn)光信號的延遲，進而實現(xiàn)電信號的 精確移相(2n+l) 180。，其中n《1，2，3……;
2、 通過增加幅值調(diào)節(jié)電路可實現(xiàn)幅值的跟蹤，實現(xiàn)輸出幅值連續(xù)可調(diào)， 保持與原信號幅值一致，以消除由于光端機本身對信號的輸出幅值產(chǎn)生的一 定影響；。
3、 信號以光纖進行傳輸，具有損耗小，延遲精度高，抗電磁干擾性強等 優(yōu)點，能大幅度提高系統(tǒng)的性能指標及可靠性。

圖1為本實用新型一種優(yōu)選信號干擾對消器的原理圖； 圖2為本實用新型一種優(yōu)選電光轉(zhuǎn)換模塊的原理圖； 圖3為本實用新型一種優(yōu)選光纖延遲線模塊的原理圖； 圖4為本實用新型一種優(yōu)選光電轉(zhuǎn)換模塊的原理圖； 圖5為本實用新型一種優(yōu)選幅值調(diào)節(jié)電路原理圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型一種優(yōu)選信號干擾對消器的原理圖，包括主通道、延 遲支路和對消模塊。從不同電臺發(fā)射來的至少兩路射頻電信號通過天線接收， 這些射頻電信號同時進入信號干擾對消器的接收端。在對消器的接收端包括 有一個主動感應(yīng)影響接收模塊，該模塊能夠?qū)⒂脩舨恍枰男盘柼暨x出來， 不同的主動感應(yīng)影響接收模塊能夠感應(yīng)不同頻率的電信號，并將其作為待延 遲射頻電信號分別傳入不同的延遲支路。未被感應(yīng)出來的信號則作為待處理 射頻電信號傳入主通道中，并通過電纜線直接送入對消器中。
本實用新型延遲支路根據(jù)所需消除的"干擾"信號的頻率設(shè)置，即當接 收端接收下來的信號為一路有用信號和一路"干擾"信號時，則設(shè)置一路延 遲支路；而當接收端接收下來的信號為一路有用信號和兩路不同頻率的"干 擾"信號時，則設(shè)置兩路延遲支路，依此類推……，用于將待延遲射頻電信 號轉(zhuǎn)換為光信號；根據(jù)所需消除的信號的頻率，控制光信號所經(jīng)過的光程來 延遲光信號；將光信號經(jīng)過延遲移相180°后，還原為與原待延遲射頻電信 號幅值一致的已延遲射頻電信號，最后輸出給對消模塊。本實用新型延遲支 路主要由微型電光轉(zhuǎn)換模塊、光纖延遲線模塊和光電轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成。
電光轉(zhuǎn)換模塊用于將待延遲射頻電信號經(jīng)信號處理后，變換成該信號調(diào) 制的光信號，其包括輸入匹配電路、帶通濾波器、預(yù)放大電路、激光器驅(qū)動 電路、激光器和電源。本實施例的電光轉(zhuǎn)換模塊如圖2所示，主要由輸入匹 配電路、帶通濾波器、預(yù)放大電路、激光器的驅(qū)動電路、指示電路、激光器 和電源組成。待處理射頻電信號經(jīng)過匹配電路，實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，使輸入阻抗 與濾波器的阻抗匹配，減小反射；然后經(jīng)帶通濾波器選出所需要的有用信號 即待延遲射頻電信號；接著再經(jīng)過預(yù)放大電路預(yù)放大，將信號放大約10dB， 以補償帶通濾波器造成的衰減損失；放大后的信號經(jīng)分配器分成兩路， 一路 送去驅(qū)動激光器的驅(qū)動電路，而另一路送給指示電路顯示工作狀態(tài)。為了保 證激光器輸出穩(wěn)定的光功率，本實施例還可以在電光轉(zhuǎn)換模塊中加入精密的 光控和溫控電路。光控電路就是利用做在激光器內(nèi)部探測器輸出的信號進行 整流放大，使之變成隨光功率大小變化的控制電壓，從而控制激光器的偏置 電路，達到控制輸出光功率的目的。溫控電路則是利用激光器內(nèi)部的熱敏電 阻，外加精密電阻接成電橋電路，把溫度的變化變成電壓的變化，再經(jīng)過直流放大去控制流過激光器管芯內(nèi)的制冷器的電流大小，來達到恒溫作用，從 而保證激光器的發(fā)光功率的變化保持在一定的范圍之內(nèi)。
光纖延遲線模塊通過數(shù)據(jù)線與控制器相連，根據(jù)向控制器中輸入所需消 除的干擾信號的頻率，從而控制光信號所經(jīng)過的路程，實現(xiàn)光信號的延遲移
相180° 。調(diào)制后的光信號進入光纖延遲線模塊內(nèi)進行延遲，由于不同頻率 的光信號延遲移相180°所需的光纖延遲長度不同，手動調(diào)節(jié)光纖的長度不 能保證精確移相180° ，因此本實施例采用精密自動可調(diào)光纖延遲線模塊進 行光信號的精確延遲移相180° 。如圖3所示，精密自動可調(diào)光纖延遲線模 塊主要由光開關(guān)、光纖、準直器、電機、編碼器和控制器組成?？刂破饔糜?協(xié)調(diào)控制整個光纖延遲線模塊的工作。所述光開關(guān)作用是對接入的光纖整長 度進行選擇，實現(xiàn)光信號延遲的粗調(diào)，包括一個1XN光開關(guān)和一個NX1光 開關(guān)，在一個1 XN光開關(guān)的N個輸出端和NX 1光開關(guān)的N個輸入端之間連 接有不同長度的光纖，1XN光開關(guān)和NX1光開關(guān)分別與電光轉(zhuǎn)換模塊和光 電轉(zhuǎn)換模塊相連。上述N取值與該信號干擾對消器的延遲調(diào)節(jié)的檔位相關(guān)， 通過光開關(guān)的切換，選擇接入延遲支路的光纖長度，調(diào)節(jié)光信號所經(jīng)過的光 程，實現(xiàn)光信號延遲的粗調(diào)。為了對光程進一步精確調(diào)節(jié)，本實施例還包括 至少一對串聯(lián)在1XN光開關(guān)的輸入端與電光轉(zhuǎn)換模塊，和/或NXl光開關(guān)的 輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊之間的光信號延遲準直器，其作用是調(diào)節(jié)光束，控制 光束在兩準直器之間的光程，實現(xiàn)光信號延遲的微調(diào)，并使其能準確進入光 纖。每對準直器均水平固定在夾具上，其中一個延遲準直器由電機控制，能 在電機的帶動下沿平行于兩延遲準直器軸心連線的方向上移動；通過調(diào)節(jié)延 遲準直器之間的距離，控制光信號所經(jīng)過的路徑長度，實現(xiàn)光信號延遲的微 調(diào)。電機則帶動準直器移動，保證光信號的精確延遲，從而達到延遲的微調(diào) 目的。編碼器實質(zhì)上是作為計數(shù)使用，它把電機轉(zhuǎn)過的角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信 息反饋給控制器?？刂破鹘?jīng)過數(shù)據(jù)處理并對電機進行相應(yīng)的控制，使得電機 能準確的運行。精密自動可調(diào)光纖延遲線模塊工作過程如下當在控制器中 輸入某個信號頻率時，控制器控制光開關(guān)選擇接入相應(yīng)的光纖整長度，進行 延遲的粗調(diào)；同時電機被驅(qū)動從而帶動滑塊移動，通過滑塊移動調(diào)節(jié)準直器 之間的距離(調(diào)節(jié)的距離根據(jù)信號的頻率改變)，進行延遲的微調(diào)，從而保證 不同的光纖延遲長度能與相應(yīng)的頻率保持一致。當電機轉(zhuǎn)到規(guī)定的角度，準 直器之間的距離達到延遲所需要求，編碼器反饋信息給控制器，控制器停止 驅(qū)動電機；反之，控制器將繼續(xù)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，編碼器進行實時監(jiān)控并及時 向控制器反饋信息。
光電轉(zhuǎn)換模塊用于將經(jīng)過光纖延遲線模塊延遲移相的光信號處理后，還 原為與原待延遲射頻電信號幅值一致的已延遲射頻電信號。本實施例的微型 光電轉(zhuǎn)換模塊如圖4所示，主要由前置放大電路、高通濾波器、帶通濾波器、 預(yù)放大電路、匹配輸出放大器、分配器、指示電路、探測器和電源組成。光 信號通過探測器將其轉(zhuǎn)換為電信號，電信號首先經(jīng)過前置放大電路進行小信號放大，前置放大電路輸出的信號經(jīng)過高通濾波器濾除低頻噪聲及干擾，再 經(jīng)帶通濾波器選出有用的信號，然后通過預(yù)放大電路進行預(yù)放大，最后通過 輸出放大器，將信號放大到需要的幅度。輸出放大器輸出的電信號經(jīng)過分配 器， 一路作為信號輸出至對消模塊，另一路給測試端口以及指示電路。由于 輸出的延遲電信號幅值受到光收發(fā)模塊增益的影響，為了使己延遲射頻信號 的幅值與主通道內(nèi)傳輸?shù)拇幚砩漕l信號的幅值保持一致，本實施例把光電
轉(zhuǎn)換模塊輸出的電信號引入幅值調(diào)節(jié)模塊，如圖5。幅值調(diào)節(jié)電路工作原理
如下輸入的信號經(jīng)過放大器后，輸出信號的電壓幅值隨著輸入信號頻率的 不同而不同，通過比較延遲信號和原信號的幅值，利用外置旋鈕調(diào)節(jié)R16滑 變電阻的阻值，從而控制輸出信號的幅值，保證延遲信號與主通道內(nèi)傳輸?shù)?待處理信號的幅值保持一致。
最后已延遲射頻電信號與正常傳輸?shù)拇幚砩漕l電信號相位相差180° ， 但幅值相同，兩者經(jīng)過對消模塊即合路器內(nèi)進行疊加后，最終消除影響有用 信號的干擾信號。對于需要消除多路"干擾"信號的多載波通信電路而言， 可以采用并聯(lián)的方式，即采用多個主動感應(yīng)影響接收模塊分別從接收下來的 射頻電信號中選擇出與之頻率匹配的"干擾"信號，分別送入不同的延遲支 路中進行延遲移相180。，然后一并送入對消模塊中進行一次消除。
本實用新型不僅可以將待延遲光信號延遲移相180°即0.5個周期，也 可以將待延遲光信號延遲移相1.5個周期、2.5個周期、3.5個周期……，即 將待延遲光信號延遲移相(2n+l) 180°周期，其中n《1，2，3……，再送入 對消器中進行對消，但只要信號干擾對消器中通過光信號來間接實現(xiàn)電信號 的延遲對消，即在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、信號干擾對消器，包括主通道用于將待處理射頻電信號輸出給對消模塊；延遲支路用于將待延遲射頻電信號處理后輸出給對消模塊；對消模塊用于將主通道傳送來的待處理射頻電信號與延遲支路傳送來的已延遲射頻電信號進行對消，得到所需的有用信號；其特征在于所述延遲支路包括電光轉(zhuǎn)換模塊用于將待延遲射頻電信號經(jīng)信號處理后，變換成該信號調(diào)制的光信號；光纖延遲線模塊用于根據(jù)所需消除的干擾信號的頻率，控制光信號所經(jīng)過的光程來延遲光信號；光電轉(zhuǎn)換模塊用于將經(jīng)過光纖延遲線模塊延遲移相(2n+1)180°，其中n＝0，1，2，3……，周期的光信號經(jīng)信號處理后，還原為與原待延遲射頻電信號幅值一致的已延遲射頻電信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號干擾對消器，其特征在于所述光纖 延遲線模塊包括一個粗調(diào)模塊，該粗調(diào)模塊包括一個1XN光開關(guān)和一個N X 1光開關(guān)，在一個1 XN光開關(guān)的N個輸出端和NX 1光開關(guān)的N個輸入 端之間連接有不同長度的光纖，1XN光開關(guān)的輸入端與電光轉(zhuǎn)換模塊相 連，NX1光開關(guān)的輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊相連；通過光開關(guān)選擇接入延遲支路的光纖長度，控制光信號所經(jīng)過的路徑，實現(xiàn)光信號延遲的粗調(diào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號干擾對消器，其特征在于所述光纖 延遲線模塊還包括一個微調(diào)模塊，該微調(diào)模塊為一對串聯(lián)在1XN光開關(guān) 的輸入端與電光轉(zhuǎn)換模塊，和/或NXl光開關(guān)的輸出端與光電轉(zhuǎn)換模塊之 間的至少一對延遲準直器，其中一個延遲準直器由電機控制，能在電機的 帶動下沿平行于兩延遲準直器軸心連線的方向上移動；通過調(diào)節(jié)延遲準直 器之間的距離，控制光信號所經(jīng)過的路徑長度，實現(xiàn)光信號延遲的微調(diào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號干擾對消器，其特征在于所述電光轉(zhuǎn)換模塊包括輸入匹配電路、帶通濾波器、預(yù)放大電路、驅(qū)動電路、激光器和電源；匹配電路用于實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，使輸入的待延遲射頻電信號與帶通濾 波器的阻抗匹配；帶通濾波器用于選出所需要的有用信號；預(yù)放大電路用于將濾波后的有用信號進行預(yù)放大，以補償帶通濾波 器造成的衰減損失；驅(qū)動電路用于將放大后的電信號送去驅(qū)動激光器工作； 激光器用于將電信號調(diào)制成為光信號發(fā)送出去。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號干擾對消器，其特征在于所述電光 轉(zhuǎn)換模塊還包括光控電路和/或溫控電路；光控模塊利用激光器內(nèi)部探測 器輸出的信號進行整流放大，使之變成隨光功率大小變化的控制電壓，從 而控制激光器的偏置電路，達到控制輸出光功率的目的；溫控電路利用激光器內(nèi)部的熱敏電阻，外加精密電阻接成電橋電路，把溫度的變化變成電 壓的變化，再經(jīng)過直流放大去控制流過激光器管芯內(nèi)的制冷器的電流大 小，來達到恒溫作用，從而保證激光器的發(fā)光功率的變化保持在一定的范 圍之內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號干擾對消器，其特征在于所述光電 轉(zhuǎn)換模塊包括前置放大電路、高通濾波器、帶通濾波器、預(yù)放大電路、探 測器和電源；探測器用于將接收下來的光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 前置放大電路用于將探測器轉(zhuǎn)換出的電信號進行放大； 高通濾波器用于濾除上述經(jīng)前置放大后的電信號中的低頻噪聲及干 擾，并將其送入帶通濾波器；帶通濾波器用于選出有用信號；預(yù)放大電路用于對有用信號的增益進行調(diào)制，以及對有用信號的頻 率進行相應(yīng)補償。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號干擾對消器，其特征在于所述干擾 對消器還包括幅值調(diào)節(jié)模塊，該幅值調(diào)節(jié)模塊對光電轉(zhuǎn)換模塊中輸出的射 頻信號幅值進行連續(xù)可調(diào)，保證輸出的已延遲射頻電信號的幅值與未延遲 前的待延遲射頻信號的幅值保持一致。
專利摘要本實用新型公開一種信號干擾對消器，該信號干擾對消器把干擾電信號轉(zhuǎn)換為調(diào)制光信號，然后傳輸至光纖延遲線，改變光信號所經(jīng)過的相應(yīng)的光程來實現(xiàn)光信號的延遲，最后將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，從而實現(xiàn)射頻電信號移相(2n+1)180°，其中n＝0，1，2，3……，然后通過對消來濾除影響有用信號的干擾信號。本實用新型能夠有效消除多載波傳輸過程中接收端接收下來的非有用信號，且具有延遲精度高，抗電磁干擾性強的特點。
文檔編號H04B1/10GK201328111SQ20082011353
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
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