CN101651482B - 一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于无线通信空间分集接收系统中可降低通道干扰的中频放大器，它涉及通信频域中空间分集接收机的中频放大器装置。它由空间频率转换器、本振模块、自动增益控制器、频率空间转换器、检波器、控制电压产生模块、电源等部件组成。它采用将空间分集接收转换为频率分集接收、将多路合并为一路，然后通过自动增益控制器对信号功率进行控制，放大后的信号经过空间频率转换器转化为多路低中频信号作为中频放大器输出，同时经检波器检出各路信号的电压，各路电压经控制电压产生模块处理后产生控制电压送给自动增益控制器，以控制通道增益，使中频放大器的输出稳定在一定范围内。

Description

一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器，特别适用于无线衰落特性下多通道空间分集接收系统的中频放大器装置。

背景技术

传统的无线通信空间分集的中频放大器装置如图2所示，多路中频输入信号进入自动增益控制器，自动增益控制器对信号功率进行增益控制，使输入信号在一定范围内变化时，输出信号功率恒定，经自动增益控制后的信号由混频器模块将其混频至低中频，一路送出中频放大器，一路送入检波器进行检波，检波后的检波电压送入控制电压产生模块，控制电压产生模块对检波电压进行处理得出控制电压，控制电压对自动增益控制器的增益进行控制。这种中频放大器由于自动增益控制器的多个通道之间存在着串扰现象使得输出信号串扰严重、各通道一致性差。无线衰落信道中的空间分集接收技术应用越来越广泛，因此传统的多通道中频放大器的串扰问题就更为突出，已经不能满足现代通信接收机对中频放大器的要求。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的多通道串扰而提供一种适用于空间分集接收系统、能够降低通道干扰的中频放大器。本发明中频放大器通过将空间分集转化为频率分集，在一个通道内进行自动增益控制，从而有效地降低了通道之间的干扰，检波方式仍采用均值检波，最后将频率分集再转化为空间分集，信号变为低中频信号，送出中频放大器。这种工作方式使通道间干扰降到最低，各通道一致性较好，同时控制范围仍然能够达到70dB，适用于空间分集信号的中频放大，硬件设计简单，工作稳定可靠。

本发明的目的是这样实现的：

它包括空间频率转换器、本振模块、自动增益控制器、频率空间转换器、检波器、控制电压产生模块、电源；所述的空间频率转换器输入端口1、2、3、4通过信号线分别与外部信号的输入接口A、B、C、D相连，其输入端口5、6、7分别与本振模块的输出端口1、2、3相连，其输出端口8与自动增益控制器的输入端口1相连，空间频率转换器的输入端口1、2、3、4分别接收外部信号输入接口A、B、C、D送入的四路信号，其输出端口8输出经过空间频率转换生成的一路频率分集信号至自动增益控制器；自动增益控制器的输入端口2与控制电压产生模块的输出端口5相连，其输出端口3与频率空间转换器输入端口1相连，自动增益控制器对空间频率转换器送入的频率分集信号进行增益控制，其控制电压由控制电压产生模块提供；频率空间转换器输入端口2、3分别与本振模块的输出端口4、5相连，其输出端口4、5、6、7通过信号线送到外部信号的输出接口E、F、G、H，同时与检波器输入端口1、2、3、4相连，频率空间转换器的输入端口1接收经过自动增益器控制的频率分集信号，其输出端口8输出经过频率空间转换生成的四路低中频信号至外部信号的输出接口A、B、C、D，同时送至检波器，其混频所需本振由本振模块提供；检波器输出端口5、6、7、8通分别与控制电压产生模块的输入端口1、2、3、4相连，检波器对控制电压产生模块送入的四路低中频信号进行检波；电源输出端+V电压端与各部件相应电源端并接。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1.本发明采用了空间频率转换器和频率空间转换器，通过将信号集成到一个通道内，使得各个接收通道信号的互相串扰降到最低，各通道一致性较好，适合传输宽带信号；

2.本发明电路部件采用较为常用的模拟器件，这些器件性价比高，自动增益控制器为一路，使得成本显著降低。

附图说明

图1是本发明的电原理方框图；

图2是现有的无线通信空间分集的中频放大器装置原理图；

图3是本发明空间频率转换器1实施例的电原理图；

图4是本发明频率空间转换器4实施例的电原理图。

具体实施方式：

参照图1至图3，本发明由空间频率转换器1、本振模块2、自动增益控制器3、频率空间转换器4、检波器5、控制电压产生模块6、电源12组成。图1是本发明的电原理方块图，实施例按图1连接线路。其中空间频率转换器1的作用是将外部输入端口A、B、C、D输入的信号转换为一路频率分集信号，本振模块2对输入信号进行混频，将输入信号搬移到不同的频点上，转换为一路频率分集的信号，自动增益控制器3对其进行控制，自动增益控制器3的输出信号的功率为一恒定值，其控制电压由控制电压产生模块6产生，经过自动增益控制后的频率分集信号进入频率空间转换器4，频率空间转换器将频率分集信号转换为空间分集信号，四路空间分集信号送到外部输出端口E、F、G、H，同时送到检波器5中，四路信号经检波后送入控制电压产生模块6，经过合并处理后将产生的控制电压送至自动增益控制器3对输入信号的增益进行控制，使中频放大器的输出给E、F、G、H功率始终保持恒定。实施例本振模块2采用美国SI公司的si4112芯片制作。自动增益控制器采用美国AD公司的AD8367、美国MINI公司的ERA-3sm制作。检波器采用成都亚光公司的检波二极管制作。控制电压产生模块由美国AD公司的AD828和成都天之公司的FLB-2-1制作。

本发明空间频率转换器1的作用是将外部输入端口A、B、C、D输入的信号搬移到不同的频点上，转换为一路频率分集的信号，从而实现空间分集到频率分集的转换。图3是本发明空间频率转换器1的电原理图，实施例按图3连接线路。空间频率转换器1包括混频器模块7-1至7-3、合路器模块8-1至8-3、低通滤波器9-1、放大器10，所述的空间频率转换器组7-1至7-3各输入端口1脚分别与外部输入接口B、C、D相连，其各输入端口2脚分别与本振模块2的输出端口1、2、3相连，其各输出端口3脚分别与合路器模块8-1至8-2的各个输入端口相连、合路器模块8-1的输入端口1脚与中频放大器的输入接口A相连，混频器模块7-1至7-3的将外部信号输入端口B、C、D送入的信号进行混频，使四路信号的频率各不相同，本振模块5为其提供本振；合路器模块8-1至8-2输出端口3脚与合路器8-3的输入端口1、2脚相连接，合路器模块8-3的输出端口3脚与低通滤波器9-1的输入端口1脚相连接，合路器模块8-1至8-3将四路频率不同的信号合为一路频率分集信号；低通滤波器9-1的输出端口2脚与放大器10的输入端口1脚相连接，低通滤波器9-1对信号进行滤波，滤除较高频率信号；放大器10的输出端口2脚与自动增益控制器的输入端口1脚相连接，放大器10对信号进行放大，使输出功率满足设计要求；混频器模块7-1至7-3、合路器模块8-1至8-3、低通滤波器9-1、放大器10各个输入端9脚与电源12输出端+V电压端连接、各输入端10脚与地端相连接。

其中混频器模块7-1至7-3对B、C、D路输入的信号进行变频，将信号中心频率搬移，使其与A路输入的信号都在同一通带频率内，本振模块2为混频器模块7-1至7-3提供本振，合路器模块8-1至8-3将四路信号合为一路，将四重空间分集转换为一路频率分集，低通滤波器9-1将混频器模块7-1至7-3混频过程中产生的杂波滤掉，最后放大器10对信号进行放大，经放大后的信号送出空间频率转换器1至自动增益控制器3，完成了信号由空间分集到频率分集的转换。实施例混频器模块7-1至7-3由成都天之公司的HSB-3制作。合路器模块由成都天之公司的FLB-2-1制作。低通滤波器采用北京长峰公司的LLP/SXX-D14制作，放大器采用MINI公司的MAV-11制作。

本发明频率空间转换器4的作用将经过自动增益控制的信号由频率分集转换为空间分集，信号经滤波后送出中频放大器，同时对信号检波为自动增益控制器提供控制电压。图4是本发明频率空间转换器4的电原理图，实施例按图4连接线路。本发明频率空间转换器4包括分路器模块11-1至11-3、混频器模块7-4至7-7、低通滤波器9-2至9-5，所述的分路器11-1输入端口1与自动增益控制器2的输出端口3脚相连接，其输出端口2、3脚与分路器模块11-2至11-3的输入端口1脚相连接，分路器模块11-2至11-3的输出端口2、3脚分别与混频器模块7-4至7-7的输入端口1脚相连接，分路器模块11-1至11-3将信号分为四路；混频器模块7-4至7-7的输入端口2脚分别与本振模块2的输出端口4、5脚相连接，其输出端口3脚分别与低通滤波器9-2至9-5输入端口1脚相连接，混频器模块7-4至7-7将分路器模块11-1至11-3送入的四路信号分别进行下变频，将各路信号混频至低中频；低通滤波器9-2至9-5输出端口2脚分别与中频放大器的输出接口E、F、G、H及检波器的输入端口1、2、3、4脚相连接，低通滤波器9-2至9-5分别对四路信号进行滤波，滤除较高频率成分；分路器模块11-1至11-3、混频器模块7-4至7-7、低通滤波器9-2至9-5各个输入端9脚与电源12输出端+V电压端连接、各输入端10脚与地端相连接。

其中分路器模块11-1至11-3将信号由频率分集转换为空间分集，四路信号经混频器模块7-4至7-7混频至低中频，然后由低通滤波器9-2至9-5对其进行滤波，滤波后的信号送出频率空间转换器，完成了频率分集到空间分集的转换。实施例分路器模块11-1至11-3由成都天之公司的FLB-2-1制作。混频器模块7-4至7-7由成都天之公司的HSB-3制作。低通滤波器9-2至9-5由北京长峰的低通滤波器LLP/SXX-D14制作。

本发明电源12提供整个中频放大器的直流工作电压，实施例用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+12V、供电电流为5A。

本发明简要工作原理如下：

外部输入接口A、B、C、D输入的信号与混频器模块混频，混频所用本振由本振模块2提供，混频后输入信号频率被搬移到不同的频点上，转换成为一路频率分集的信号，经过自动增益控制器3对其控制后，其输出信号的功率为一恒定值，自动增益控制器3的控制电压由控制电压产生模块6提供，低通滤波器9-1对其进行滤波处理，将混频过程中产生的杂波滤掉，经过滤波后的频率分集信号进入频率空间转换器4，频率空间转换器将频率分集信号转换为空间分集信号，四路空间分集信号经滤波器9-2、9-5滤波后送至中频放大器的输出接口E、F、G、H，同时送到检波器5中进行检波，四路信号经检波后送入检波电压产生模块6，经过合并处理后控制电压送至自动增益控制器3。

本发明安装结构如下：

把图1、图2、图3中所有电路器件安装在一块尺寸大小长×宽为280×140mm的印制板上，然后把印制板安装在1个长×宽×高为290×150×30mm的屏蔽盒插件中，屏蔽盒插件前面板安装输入端口A、B、E、F和输出信号端口E、F、G、H，屏蔽盒插件后面板安装，后面板安装电源输入端插座，组装成本发明。

Claims (3)

1.一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器，它包括本振模块(2)、自动增益控制器(3)、检波器(5)、控制电压产生模块(6)，其特征在于：还包括空间频率转换器(1)、频率空间转换器(4)；所述的空间频率转换器(1)的输入端口1、2、3、4通过信号线分别与外部信号输入接口A、B、C、D一一对应相连，用于接收外部送入的四路信号，其输入端口5、6、7分别与本振模块(2)输出端口1、2、3一一对应相连，用于接收本振信号，其输出端口8与自动增益控制器(3)输入端口1相连，用于输出经过空间频率转换生成的一路频率分集信号至自动增益控制器；自动增益控制器(3)的输入端口2与控制电压产生模块(6)的输出端口5相连，其输出端口3与频率空间转换器(4)输入端口1相连，自动增益控制器对空间频率转换器送入的频率分集信号进行增益控制，其控制电压由控制电压产生模块提供；频率空间转换器(4)输入端口2、3分别与本振模块(2)输出端口4、5相连，其输出端口4、5、6、7通过信号线送到外部信号输出接口E、F、G、H，同时与检波器(5)的输入端口1、2、3、4相连，频率空间转换器的输入端口1接收经过自动增益器控制的频率分集信号，其输出端口8输出经过频率空间转换生成的四路低中频信号至外部信号的输出接口E、F、G、H，同时送至检波器，其混频所需本振由本振模块提供；检波器(5)的输出端口5、6、7、8分别与控制电压产生模块(6)的输入端口1、2、3、4一一对应相连，检波器对送入控制电压产生模块的四路低中频信号进行检波。

2.根据权利要求1所述的一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器，其特征在于：所述空间频率转换器(1)包括第一至第三混频器模块(7-1至7-3)、第一至第三合路器模块(8-1至8-3)、第一低通滤波器(9-1)和放大器(10)；所述的第一至第三混频器模块(7-1至7-3)各输入端口1分别与外部输入接口B、C、D相连，其各输入端口2分别与本振模块(2)的输出端口1、2、3相连，其各输出端口3分别与第一至第二合路器模块(8-1至8-2)的各个输入端口相连，第一合路器模块(8-1)的输入端口1与外部输入接口A相连，将外部送入的信号进行混频，使四路信号的频率各不相同，本振模块为其提供本振；第一至第二合路器模块(8-1至8-2)的输出端口3分别与第三合路器(8-3)的输入端口1、2相连接，合路器模块(8-3)的输出端口3与第一低通滤波器(9-1)的输入端口1相连接，用于将四路频率不同的信号合为一路频率分集信号进行输出；第一低通滤波器(9-1)的输出端口2与放大器(10)的输入端口1相连接，第一低通滤波器对信号进行滤波，滤除较高频率信号进行输出；放大器(10)的输出端口2与自动增益控制器的输入端口1相连接，放大器(10)对信号进行放大并进行输出。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于空间分集接收系统降低通道干扰的中频放大器，其特征在于：频率空间转换器(4)包括第一至第三分路器模块(11-1至11-3)、第四至第七混频器模块(7-4至7-7)和第二至第五低通滤波器(9-2至9-5)；所述的第一分路器模块(11-1)输入端口1与自动增益控制器(3)的输出端口3相连接，其输出端口2、3分别与第二至第三分路器模块(11-2至11-3)的输入端口1相连接，第二至第三分路器模块(11-2至11-3)的输出端口2、3分别与第四至第七混频器模块(7-4至7-7)的输入端口1相连接，用于将一路频率分集信号分为四路信号并进行输出；第四至第七混频器模块(7-4至7-7)的输入端口2分别与本振模块(2)的输出端口4、5相连接，其输出端口3分别与第二至第五低通滤波器(9-2至9-5)的输入端口1一一对应连接，将送入的四路信号分别进行下变频至低中频后并进行输出；第二至第五低通滤波器(9-2至9-5)输出端口2分别与外部输出接口E、F、G、H及检波器的输入端口1、2、3、4一一对应连接，用于对四路信号进行滤波，滤除较高频率成分后进行输出。

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