一種超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法，將接收機(jī)的輸入信號分成第一低頻段信號與高頻段信號；將所述第一低頻段信號與固定本振信號進(jìn)行上混頻得到第二低頻段信號；將所述第二低頻段信號與所述高頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號，與寬帶本振信號進(jìn)行混頻得到第一中頻信號。本發(fā)明針對多倍頻程的超寬帶接收機(jī)，通過對信號的分段處理，有效地抑制諧波干擾信號和交調(diào)干擾信號，提高接收機(jī)的抗干擾性能，并且降低寬帶本振的設(shè)計(jì)難度，具有很強(qiáng)的實(shí)用性及應(yīng)用前景。
【專利說明】一種超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于微波接收機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種超寬帶微波接收機(jī)及其信號 分段處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微波接收機(jī)主要完成對信號的預(yù)選、濾波、限幅、放大、變頻等處理，以滿足后續(xù)進(jìn) 一步信號處理的要求。
[0003] 隨著信號頻段的不斷拓展，要求接收系統(tǒng)的信號處理范圍越來越寬，并逐漸向多 倍頻程的寬帶、超寬帶接收發(fā)展。然而，由于放大器、混頻器等器件的非線性影響，會產(chǎn)生諧 波、交調(diào)等干擾信號，尤其在接收機(jī)工作頻段為多倍頻程的情況下，上述干擾信號變得難以 抑制，將影響到后續(xù)的中頻信號質(zhì)量。此外，當(dāng)前的空間信號環(huán)境越來越復(fù)雜，隨之對接收 機(jī)的抗干擾性能提出了越來越高的要求。因此，多倍頻程的超寬帶微波接收機(jī)需要采用更 加有效的信號處理方式，以更好地抑制干擾、并降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
[0004] 如圖1所示，傳統(tǒng)的超寬帶微波接收機(jī)方案中，對接收到的射頻信號，依次通過以 下器件進(jìn)行處理，包含：開關(guān)濾波器組、限幅模塊、第一低噪聲放大器（LNA)、第一混頻器、 第一低通濾波器（LPF)、第二低噪聲放大器、可變衰減器(ATT)、第二混頻器、第二低通濾波 器；為第一混頻器和第二混頻器分別提供有相應(yīng)的本振信號。上述傳統(tǒng)方案中為了有效抑 制鏡像頻率，常采用兩次變頻的超外差接收方式，經(jīng)過第一混頻器處理后得到的第一中頻 的信號頻率相對較高，若該中頻信號頻率包含在接收機(jī)的接收信號頻段范圍內(nèi)，則該信號 混頻產(chǎn)生的信號泄露、諧波干擾、交調(diào)干擾等將會很容易落入第一中頻信號的有效帶寬范 圍內(nèi)，后續(xù)濾波器難以濾除，影響接收機(jī)的有效工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法，通過對信 號的分段處理，有效地抑制諧波干擾信號和交調(diào)干擾信號，提高接收機(jī)的抗干擾性能，并降 低寬帶本振的設(shè)計(jì)難度。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種超寬帶微波接收機(jī)的信號 分段處理方法，其中將接收機(jī)的輸入信號的總帶寬分為兩部分，得到第一低頻段信號與高 頻段信號； 將所述第一低頻段信號與固定本振信號進(jìn)行上混頻得到第二低頻段信號； 將所述第二低頻段信號與所述高頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號，與寬帶本 振信號進(jìn)行混頻得到第一中頻信號。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種超寬帶微波接收機(jī)，其中包含： 第一信號通道，其中設(shè)置有第一混頻器，其根據(jù)固定本振信號，對從接收機(jī)的輸入信號 中分出的第一低頻段信號進(jìn)行上混頻，并將上混頻得到的第二低頻信號輸送至微波開關(guān)； 第二信號通道，其將從接收機(jī)的所述輸入信號中分出的高頻段信號輸送至所述微波開 關(guān)； 第二混頻器，其與所述微波開關(guān)的輸出端連接；該第二混頻器根據(jù)寬帶本振信號，對所 述第二低頻段信號與所述高頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號進(jìn)行混頻而得到第 一中頻信號。
[0008] 優(yōu)選地，所述接收機(jī)設(shè)置有為所述第一信號通道與第二信號通道共用的開關(guān)濾波 器組來接收所述輸入信號。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一信號通道中依次設(shè)置有第一限幅模塊、第一低噪聲放大器、所述 第一混頻器、帶通濾波器、第二低噪聲放大器、第一可變衰減器，所述第一可變衰減器的輸 出端連接至所述微波開關(guān)的其中一個(gè)輸入端。
[0010] 優(yōu)選地，所述第二信號通道中依次設(shè)置有第二限幅模塊、第三低噪聲放大器、第二 可變衰減器，所述第二可變衰減器的輸出端連接至所述微波開關(guān)的其中另一個(gè)輸入端。
[0011] 上述超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法的優(yōu)選示例中，所述接收機(jī)的輸入 信號為3GHz~12GHz，信號總帶寬為9GHz，從中分得的第一低頻段信號為3GHz~6GHz，高頻段 信號為6GHz?12GHz ; 與第一低頻段信號進(jìn)行上混頻的固定本振信號為7. 5GHz，上混頻后得到的第二低頻段 信號為 10. 5GHz?13. 5GHz ; 高頻段信號與第二低頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號為6GHz~13. 5GHz，信號 頻率跨度為7. 5GHz ;與該微波開關(guān)的輸出信號混頻的寬帶本振信號為llGHz~18. 5GHz，混 頻得到的第一中頻信號為5GHz，信號帶寬為800MHz。
[0012] 本發(fā)明所述超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法中，將接收到的多倍頻程超 寬帶信號根據(jù)信號特點(diǎn)，進(jìn)行有針對性的處理。具體實(shí)施方案為，將超寬帶信號分為高、低 頻段，通過微波開關(guān)進(jìn)行選通，高、低頻段采用不同的射頻信號處理方法。
[0013] 對于低頻段信號，將低頻信號與一個(gè)固定本振信號進(jìn)行上混頻，將其搬移至高頻 段。與傳統(tǒng)超寬帶微波接收機(jī)低頻信號相比，該方案低頻泄露的信號需要額外經(jīng)過混頻器、 濾波器、低噪放、衰減器等器件，其中濾波器、低噪放，對低頻泄露信號會有針對性的抑制， 大大減少了低頻信號的泄露對第一中頻的影響；此外低頻信號先進(jìn)行上混頻，可以有效避 免直接混頻產(chǎn)生的交調(diào)、諧波等易于落入中頻有效帶寬內(nèi)的干擾信號； 對于高頻段信號，則仍然按照常規(guī)的接收機(jī)信號處理方法進(jìn)行濾波、限幅、低噪聲放大 等處理。
[0014] 采用本發(fā)明的方案，還可以有效地縮減寬帶本振的頻段范圍，傳統(tǒng)的超寬帶微波 接收機(jī)方案中，寬帶本振的頻段范圍需要與接收信號帶寬保持一致，接收信號帶寬越寬，寬 帶本振的頻段范圍越寬。將接收信號分為高、低頻段進(jìn)行分段處理，低頻段信號經(jīng)過上混頻 后，會有部分頻率落入高頻段，使得高、低頻段信號在第一中頻的混頻處理中，有部分頻段 共用相同的寬帶本振信號，縮減了寬帶本振的頻段范圍。
[0015] 因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，帶來了以下有益效果： 1、 避免了低頻段信號的諧波、交調(diào)等干擾信號直接落入第一中頻帶寬內(nèi)； 2、 避免了由于低頻段包含第一中頻信號頻率，從而導(dǎo)致直接混頻時(shí)該信號直接泄露至 第一中頻； 3、 縮減了傳統(tǒng)超寬帶接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方法中第一本振的帶寬，降低了本振設(shè)計(jì)難度； 4、具有很好的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為傳統(tǒng)的超寬帶微波接收機(jī)方案原理圖； 圖2為本發(fā)明所述的超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0018] 如圖2所示，本發(fā)明所述的接收機(jī)中，在開關(guān)濾波器組之后設(shè)置有兩路信號通 道，一路信號通道中依次設(shè)置第一限幅模塊、第一低噪聲放大器、第一混頻器、帶通濾波器 (BPF)、第二低噪聲放大器、第一可變衰減器之后連接至微波開關(guān)；另一路信號通道中依次 設(shè)置第二限幅模塊、第三低噪聲放大器、第二可變衰減器之后連接至上述的同一個(gè)微波開 關(guān)；該微波開關(guān)是一個(gè)單刀雙擲開關(guān)（SP2T)，其輸出端連接至第二混頻器；其中，為第一混 頻器和第二混頻器分別提供有相應(yīng)的本振信號。
[0019] 該接收機(jī)的RF輸入信號①為3GHz~12GHz，信號總帶寬為9GHz，將其分為低頻段 (3GHz飛GHz )和高頻段（6GHz~12GHz )，分別由第一信號通道和第二信號通道對應(yīng)處理。在 第一信號通道中，在第一混頻器處與低頻段信號（為便于區(qū)分將其稱為第一低頻段信號）進(jìn) 行上混頻的固定本振信號?為7. 5GHz，第一混頻器進(jìn)行上混頻后得到的第二低頻段信號 變成10. 5GHz~13. 5GHz。高頻段信號仍然按照常規(guī)的接收機(jī)信號處理方法進(jìn)行濾波、限幅、 低噪聲放大等處理之后，與第二低頻段信號通過微波開關(guān)選通，選通后輸出的信號③頻率 范圍為6GHz~13. 5GHz，信號頻率跨度為7. 5GHz，該微波開關(guān)的輸出信號與寬帶本振信號@ (llGHz~18. 5GHz)在第二混頻器處進(jìn)行混頻得到第一中頻信號⑤為5GHz，信號帶寬設(shè)為 800MHz。
[0020] 本發(fā)明由于低頻段先采用了上混頻的處理方式，有效避免了低頻段信號泄露至第 一中頻信號?的帶寬內(nèi)，造成后續(xù)難以濾除的問題。以低頻段4. 8GHz接收信號為例進(jìn)行說 明： 傳統(tǒng)接收機(jī)信號處理方式里的4. 8GHz信號直接進(jìn)行混頻得到5GHz的第一中頻信號? ，由于混頻器RF-IF的隔離度較低，且第一中頻信號@的帶寬為800MHz (4. 6GHz?5. 4GHz)， 從混頻器RF端泄露至IF端的4. 8GHz信號正好落在其中，后續(xù)濾波器無法進(jìn)行濾除，而采 用本發(fā)明所述低頻段信號先上混頻的處理方式，可以有效避免該問題。
[0021] 在抑制交調(diào)干擾方面，傳統(tǒng)接收機(jī)信號處理方式里的4. 8GHz，需要與9. 8GHz的 本振信號進(jìn)行混頻得到第一中頻信號?，在混頻過程中，4. 8GHz的三次諧波信號與本 振信號混頻得到四階交調(diào)信號為4. 6GHz，正好落在第一中頻信號⑥的800MHz帶寬內(nèi) (4. 6GHz~5. 4GHz)，后續(xù)濾波器也無法進(jìn)行濾除，而采用本發(fā)明所述低頻段信號先上混頻的 處理方式，可以有效避免該問題。
[0022] 此外，不采用信號分段處理的傳統(tǒng)接收機(jī)信號處理方式，需要的寬帶本振?帶寬 與輸入信號?帶寬一致，在上述優(yōu)選實(shí)施例中對應(yīng)的參數(shù)應(yīng)為9GHz，而采用了新型的信號 分段處理方式后，寬帶本振④帶寬縮減為7. 5GHz，降低了寬帶本振④的設(shè)計(jì)難度。
[0023] 綜上所述，本發(fā)明公開了一種新型的超寬帶微波接收機(jī)及其信號分段處理方法。 將超寬帶信號分為低頻段和高頻段，先將低頻段信號與一個(gè)固定點(diǎn)頻進(jìn)行上混頻，混頻后 的信號落入高頻段范圍，再采用與高頻段信號相同的處理方法，即進(jìn)行混頻得到第一中頻 信號供后續(xù)處理。高、低頻段的信號通過微波開關(guān)進(jìn)行選通，并與前端開關(guān)濾波器組進(jìn)行同 步控制。本發(fā)明不僅可以避免低頻段信號的諧波、交調(diào)等干擾信號落入第一中頻的信號帶 寬內(nèi)，還可以縮減寬帶本振帶寬，降低本振設(shè)計(jì)難度，具有很好的實(shí)用性。
[0024] 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種超寬帶微波接收機(jī)的信號分段處理方法，其特征在于， 將接收機(jī)的輸入信號的總帶寬分為兩部分，得到第一低頻段信號與高頻段信號； 將所述第一低頻段信號與固定本振信號進(jìn)行上混頻得到第二低頻段信號； 將所述第二低頻段信號與所述高頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號，與寬帶本 振信號進(jìn)行混頻得到第一中頻信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的信號分段處理方法，其特征在于， 所述接收機(jī)的輸入信號為3GHz~12GHz，信號總帶寬為9GHz，從中分得的第一低頻段信 號為3GHz~6GHz，高頻段信號為6GHz~12GHz ; 與第一低頻段信號進(jìn)行上混頻的固定本振信號為7. 5GHz，上混頻后得到的第二低頻段 信號為 10. 5GHz?13. 5GHz ; 高頻段信號與第二低頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號為6GHz~13. 5GHz，信號 頻率跨度為7. 5GHz ;與該微波開關(guān)的輸出信號混頻的寬帶本振信號為llGHz~18. 5GHz，混 頻得到的第一中頻信號為5GHz，信號帶寬為800MHz。
3. -種超寬帶微波接收機(jī)，其特征在于，包含： 第一信號通道，其中設(shè)置有第一混頻器，其根據(jù)固定本振信號，對從接收機(jī)的輸入信號 中分出的第一低頻段信號進(jìn)行上混頻，并將上混頻得到的第二低頻信號輸送至微波開關(guān)； 第二信號通道，其將從接收機(jī)的所述輸入信號中分出的高頻段信號輸送至所述微波開 關(guān)； 第二混頻器，其與所述微波開關(guān)的輸出端連接；該第二混頻器根據(jù)寬帶本振信號，對所 述第二低頻段信號與所述高頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號進(jìn)行混頻而得到第 一中頻信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的超寬帶微波接收機(jī)，其特征在于， 所述接收機(jī)設(shè)置有為所述第一信號通道與第二信號通道共用的開關(guān)濾波器組來接收 所述輸入信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的超寬帶微波接收機(jī)，其特征在于， 所述第一信號通道中依次設(shè)置有第一限幅模塊、第一低噪聲放大器、所述第一混頻器、 帶通濾波器、第二低噪聲放大器、第一可變衰減器，所述第一可變衰減器的輸出端連接至所 述微波開關(guān)的其中一個(gè)輸入端。
6. 如權(quán)利要求5所述的超寬帶微波接收機(jī)，其特征在于， 所述第二信號通道中依次設(shè)置有第二限幅模塊、第三低噪聲放大器、第二可變衰減器， 所述第二可變衰減器的輸出端連接至所述微波開關(guān)的其中另一個(gè)輸入端。
7. 如權(quán)利要求3所述的超寬帶微波接收機(jī)，其特征在于， 所述接收機(jī)的輸入信號為3GHz~12GHz，信號總帶寬為9GHz，從中分得的第一低頻段信 號為3GHz?6GHz，高頻段信號為6GHz?12GHz ; 與第一低頻段信號進(jìn)行上混頻的固定本振信號為7. 5GHz，上混頻后得到的第二低頻段 信號為 10. 5GHz?13. 5GHz ; 高頻段信號與第二低頻段信號通過微波開關(guān)選通后的輸出信號為6GHz~13. 5GHz，信號 頻率跨度為7. 5GHz ;與該微波開關(guān)的輸出信號混頻的寬帶本振信號為llGHz~18. 5GHz，混 頻得到的第一中頻信號為5GHz，信號帶寬為800MHz。
【文檔編號】H04B1/10GK104320150SQ201410574575
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】李明亮, 蔣開創(chuàng), 王晴, 李懸雷 申請人:上海無線電設(shè)備研究所