CN106330100B - 多混频器系统和降低多混频器系统内干扰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多混频器系统，包括放大器模块和多个信道。放大器模块用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号。多个信道耦接到所述放大器模块，其中所述多个信道分别接收所述多个RF输入信号，每个信道包括混频器用于混频所述多个RF输入信号的其中之一与本地振荡信号，以产生混频信号。其中所述多个信道中的至少一个包括位于所述放大器模块和所述混频器之间的干扰抑制电路。通过降低放大器模块和混频器之间的干扰，本地振荡信号的谐波可以被过滤或与其它信道隔离，混频器的性能可以得到改善。

Description

多混频器系统和降低多混频器系统内干扰的方法
【技术领域】
本发明关于多混频器系统，尤其关于降低多混频器系统内的干扰。
【背景技术】
在多混频器系统中，由混频器使用的本地振荡信号可耦合到其他混频器，对其它混频器造成干扰。在多混频器系统中，存在一个以上操作的混频器并且多个混频器其中之一的本地振荡信号及其谐波可能是其它混频器的干扰。干扰可导致接收器的去敏化(de-sensitization)以及导致通信系统中不满意的信号质量。因此，如何提供一种干扰降低机制以降低多个混频器之间的干扰是一个重要课题。
【发明内容】
本发明的目的之一在于提供一种多混频器系统和用于降低多混频器系统内的干扰的方法，以解决上述问题。
依据本发明一实施例，提供一种多混频器系统，包括放大器模块和多个信道。放大器模块用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号。多个信道耦接到所述放大器模块，其中所述多个信道分别接收所述多个RF输入信号，每个信道包括混频器用于混频所述多个RF输入信号的其中之一与本地振荡信号，以产生混频信号。其中所述多个信道中的至少一个包括位于所述放大器模块和所述混频器之间的干扰抑制电路。
依据本发明另一实施例，提供一种降低多混频器系统内干扰的方法，其中多混频器系统包括放大器模块和多个信道。放大器模块用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号；以及多个信道耦接到所述放大器模块，其中所述多个信道分别接收所述多个RF输入信号，每个信道包括混频器，用于混频所述多个RF输入信号的其中之一与本地振荡信号，以产生混频信号。以及所述方法包含：降低所述放大器模块和所述混频器之间的振荡信号的干扰。
上述多混频器系统和降低多混频器系统内干扰的方法通过降低放大器模块和混频器之间的干扰，本地振荡信号的谐波可以被过滤或与其它信道隔离，混频器的性能可以得到改善。
为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为根据本发明一实施例的系统的示意图。
图2(a)-(b)为干扰抑制电路的两个范例。
图3(a)-(c)为干扰抑制电路的三个范例。
图4示出振荡信号LO2的谐波被过滤或与信道120_1隔离。
图5示出振荡信号LO2的谐波可影响其他信道的运作的一些特定条件。
图6为根据本发明一实施例的放大器模块的详细结构。
图7为根据本发明另一实施例的放大器模块的详细结构。
图8为根据本发明一实施例的系统的示意图。
【具体实施方式】
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”和“包括”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于……”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接到第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
请参考图1，其为根据本发明一实施例的系统100的示意图。如图1所示，系统100包括至少一个天线102(或天线阵列)、放大器模块110和多个信道(channel)120_1-120_N，其中信道120_1包括干扰抑制电路(interference reduction circuit)122_1和混频器124_1，信道120_2包括干扰抑制电路122_2和混频器124_2，以及信道120_N包括干扰抑制电路122_N和混频器124_N。在本实施例中，系统100可以是长期演进(Long Term Evolution，LTE)接收器。
在本实施例中，系统100是接收器或收发器，并且被设置为从天线102接收射频(RF)信号，以产生用于进一步处理的至少一个混频信号(例如中频(intermediatefrequency，IF)信号)。详细地说，放大器模块110从天线接收信号，以产生多个RF输入信号Vin1-VinN，并且混频器124_1-124_N分别混频RF输入信号Vin1-VinN与振荡信号LO1-LON以产生IF信号Vout1-VoutN。在图1中，振荡信号LO1-LON具有不同的频率。
在图1所示的系统100中，每个干扰抑制电路122_1-122_N被设置为降低从相同信道内的混频器到其他信道的谐波。例如，干扰抑制电路122_1被设置为降低从信道120_1内的混频器124_1到其他信道120_2-120_N的谐波，以及干扰抑制电路122_N被设置为降低从信道120_N内的混频器124_N到其他信道120_1-120_(N-1)的谐波。在一些实施例中，干扰抑制电路122_1-122_N可以由低通滤波器、带通滤波器或陷波滤波器来实现。在一些实施例中，干扰抑制电路122_1-122_N可以由如图2(a)-(b)所示的包括电感器L1以及两个电容器C1和C2的双向低通滤波器(bidirectional low-pass filter)或包括电感器L2和电容器C3的双向陷波滤波器(bi-directional notch filter)来实现，或者由具有可调谐的(tunable)频率响应的双向低通滤波器、具有可调谐的频率响应的双向带通滤波器或具有可调谐的频率响应的双向陷波滤波器来实现，或者干扰抑制电路122_1-122_N可以由放大器来实现，其提供反向隔离(reverse isolation)来抑制来自混频器、导线(conductorline)或传输线的本地振荡信号的泄漏，如图3(a)-(c)所示，或者干扰抑制电路122_1-122_N也可以由导线或传输线实现，导线或传输线的固有频率响应可以在特定频率提供特定抑制。
当一部分振荡信号LO1-LON的频率满足特定条件时，如果没有应用干扰抑制电路的话，由于耦合效应，混频器124_1可能受其他振荡信号影响。而通过使用定位在信道120_2的混频器124_2之前的干扰抑制电路122_2，振荡信号LO2的谐波可以被过滤或与信道120_1隔离，从而混频器124_1不会受振荡信号LO2干扰，如图4所示。特定条件可以是，振荡信号LO1的频率的第N次谐波大致等于振荡信号LO2的频率(例如LO1＝4GHz，LO2＝3GHz)的第M次谐波，或者振荡信号LO1的频率的第N次谐波接近于振荡信号LO2的频率的第M次谐波，二者之间的接近程度小于输出信号的频宽；或者特定条件可以是，振荡信号频率的谐波总和等于受侵信道输出的IF信号的频率，如图5所示。在图5所示的实施例(a)-(c)中，当振荡信号的谐波满足方程：-1*f3+2*f2-1*f1＝IF，或-1*f3+4*f2-3*f1＝IF，或-1*f3-2*f2+3*f1＝IF(其中f1，f2和f3分别是LO1-LO3的频率，IF为信道120_1产生的IF信号Vout1)时，如果不应用干扰抑制电路，振荡信号LO2和LO3的谐波可能影响混频器124_1的操作，即如果没有应用干扰抑制电路，信道120_2和120_3被视为入侵信道(aggressor channel)以及信道120_1被视为受侵信道(victim channel)，因此，通过使用图5所示的干扰抑制电路122_2和122_3，振荡信号LO2和LO3的谐波可以被过滤或与信道混频器124_1隔离。
图6示出了根据本发明一实施例的放大器模块110的详细结构。如图6所示，放大器模块110包括至少六个放大器612，614，622，624，632和634。这些放大器被设置为将信号V1选择性地耦接到信道120_1或120_2，以及将信号V2选择性地耦接到信道120_1或120_2。例如，当信号V1和V2需要分别由信道120_1和120_2进行处理时，放大器612，614，622和624被使能(enable)，并且放大器632和634被禁能(disable)；当信号V1需要由信道120_2处理时，放大器612，632和624被使能，并且放大器622，634和614被禁能；以及当信号V2需要由信道120_1处理时，放大器622，634和614被使能，并且放大器612，632和624被禁能。
图7示出了根据本发明另一实施例的放大器模块110的详细结构。如图7所示，放大器模块110包括至少四个放大器702，704，706和708。这些放大器被设置为将信号V1选择性地耦接到信道120_1或120_2，以及将信号V2选择性地耦接到信道120_1或120_2。例如，当信号V1和V2需要分别由信道120_1和120_2处理时，放大器702和708被使能，并且放大器704和706被禁能；以及当信号V1和V2需要分别由信道120_2和120_1处理时，放大器704和706被使能，并且放大器702和708被禁能。
请参考图8，其为根据本发明一实施例的系统800的示意图。如图8所示，系统800包括天线802、放大器模块810和多个信道(在本实施例中，有两个信道820和830)，其中信道820包括干扰抑制电路822和混频器824；信道830包括两个子信道，其中一个子信道包括干扰抑制电路832和混频器834，另一个子信道仅包括混频器844。在本实施例中，信道830内的混频器834和844使用具有相同频率的振荡信号LO2，并且同一时间仅混频器834和844的其中之一可以接收振荡信号LO2(即只有一个子信道被使能以产生IF信号)。
在本实施例中，系统800是接收器或收发器，并且被设置为接收来自天线802的RF信号，以产生用于进一步处理的至少一个IF信号。详细地说，放大器模块810从天线接收信号，以产生两个RF输入信号Vin1-Vin2，以及混频器824混频RF输入信号与振荡信号LO1以产生IF信号Vout1，信道830内的混频器834和844的其中之一混频RF输入信号Vin2与振荡信号LO2以产生IF信号Vout2。
在图8所示的系统800中，干扰抑制电路832被设置为降低从混频器834到信道820的谐波，以及干扰抑制电路832可以由图2和图3所示的任一电路来实现。在图8所示的实施例中，虽然干扰抑制电路832可降低从混频器834到信道820的谐波，但它可能会降低混频器834的性能。因此，图8中所示的信道830具有两个子信道以选择性地处理RF输入信号Vin2。详细地，当振荡信号LO2满足特定条件且振荡信号LO2的谐波可能影响混频器824时，选择混频器834来接收振荡信号LO2，以及RF输入信号Vin2由干扰抑制电路832和混频器834处理来产生IF输出信号Vout2。另一方面，当振荡信号LO2不满足特定条件，即振荡信号LO2的谐波可能不会影响混频器824时，为了有更好的性能，选择混频器844来接收振荡信号LO2，以及RF输入信号Vin2由混频器844处理以产生IF输出信号Vout2。在本实施例中，特定条件可以是振荡信号LO1的频率的第N次谐波大致等于振荡信号LO2的频率(例如LO1＝4GHz，LO2＝3GHz)的第M次谐波；或者特定条件可以是振荡信号频率的谐波总和等于IF信号的频率，如图5所示。通常而言，“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。
简而言之，在本发明的多混频器系统中，通过使用放大器模块和混频器之间的干扰抑制电路，本地振荡信号的谐波可以被过滤或与其它信道隔离，混频器的性能可以得到改善。
本领域的技术人员将很容易地观察到，在保持本发明的教导同时可以对装置和方法做出许多修改和变化。因此，上述公开应当被解释为仅由所附权利要求书的边界和范围界定。

Claims (22)

1.一种多混频器系统，其特征在于，包括：
放大器模块，用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号；以及
耦接到所述放大器模块的多个信道，其中所述多个信道分别接收所述多个射频输入信号，每个信道包括混频器用于混频所述多个射频输入信号的其中之一与本地振荡信号以产生混频信号；
所述多个信道的至少一个信道包括用于接收相同射频输入信号的第一子信道和第二子信道；所述第一子信道包括第一混频器和配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路，所述第二子信道包括第二混频器；
当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号满足特定条件时，使能所述第一子信道以产生所述混频信号，并且禁能所述第二子信道；以及当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号不满足特定条件时，禁能所述第一子信道，并且使能所述第二子信道以产生所述混频信号。
2.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路被设置为降低从相同信道内的混频器到其他信道的谐波。
3.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路是低通滤波器、带通滤波器或陷波滤波器。
4.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路是双向低通滤波器、双向带通滤波器或双向陷波滤波器。
5.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路是具有可调谐的频率响应的双向低通滤波器、具有可调谐的频率响应的双向带通滤波器或具有可调谐的频率响应的双向陷波滤波器。
6.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路是用于提供反向隔离的放大器。
7.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路是导线或者传输线，其产生频率响应以抑制目标频率。
8.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，由所述第一混频器和所述第二混频器使用的振荡信号具有相同的频率。
9.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述特定条件是由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号的频率的第N次谐波大致等于由另一个信道内的混频器使用的另一振荡信号的频率的第M次谐波。
10.如权利要求1所述的多混频器系统，其特征在于，所述特定条件是由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号的频率的谐波与由另一信道使用的另一振荡信号的频率的至少一个谐波的总和等于由所述另一信道产生的所述混频信号的频率。
11.一种降低多混频器系统内干扰的方法，其特征在于，所述多混频器系统包括：
放大器模块，用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号；以及
耦接到所述放大器模块的多个信道，其中所述多个信道分别接收所述多个射频输入信号，每个信道包括混频器用于混频所述多个射频输入信号的其中之一与本地振荡信号以产生混频信号；
以及所述方法包含：
降低从所述混频器到其他信道的振荡信号的干扰；
所述多个信道的至少一个包括用于接收相同射频输入信号的第一子信道和第二子信道，所述第一子信道包括第一混频器和配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路，所述第二子信道包括第二混频器；降低从所述混频器到其他信道的振荡信号的干扰的步骤包括：
当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号满足特定条件时，使能所述第一子信道以产生所述混频信号，并且禁能所述第二子信道；以及
当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号不满足特定条件时，禁能所述第一子信道，并且使能所述第二子信道以产生所述混频信号；
当选定所述第一子信道来产生所述混频信号时，使用配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路以降低所述振荡信号的干扰。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，降低从所述混频器到其他信道的振荡信号的干扰的步骤包括：
降低从相同信道内的混频器到其他信道的振荡信号的谐波。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使用配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路以降低所述振荡信号的干扰的步骤包括：
使用配置于所述放大器模块和所述混频器之间的低通滤波器、带通滤波器或陷波滤波器来降低所述振荡信号的干扰。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使用配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路以降低所述振荡信号的干扰的步骤包括：
使用配置于所述放大器模块和所述混频器之间的双向低通滤波器、双向带通滤波器或双向陷波滤波器来降低所述振荡信号的干扰。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，由所述第一混频器和所述第二混频器使用的振荡信号具有相同的频率，其中所述放大器模块和所述第二混频器之间未配置干扰抑制电路。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述特定条件是由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号的频率的第N次谐波大致等于由另一个信道内的混频器使用的另一振荡信号的频率的第M次谐波。
17.一种多混频器系统，其特征在于，包括：
放大器模块，用于从至少一个天线接收信号以产生多个射频输入信号；以及
耦接到所述放大器模块的多个信道，其中所述多个信道分别接收所述多个射频输入信号，每个信道包括混频器用于混频所述多个射频输入信号的其中之一与本地振荡信号以产生混频信号；
其中所述多个信道中的至少一个包括配置于所述放大器模块和所述混频器之间的干扰抑制电路，以及所述干扰抑制电路包括电感器，其中所述电感器的一个端子接收所述射频输入信号，所述电感器的另一端子连接于所述混频器；
所述多个信道的至少一个信道包括接收相同射频输入信号的第一子信道和第二子信道；所述第一子信道包括第一混频器和配置于所述放大器模块和所述第一混频器之间的干扰抑制电路，所述第二子信道包括第二混频器；
当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号满足特定条件时，使能所述第一子信道以产生所述混频信号，并且禁能所述第二子信道；以及当由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号不满足特定条件时，禁能所述第一子信道，并且使能所述第二子信道以产生所述混频信号。
18.如权利要求17所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路还包括第一电容器和第二电容器，所述第一电容器耦接于所述电感器的一个端子和参考电压之间，以及所述第二电容器耦接于所述电感器的另一端子和所述参考电压之间。
19.如权利要求17所述的多混频器系统，其特征在于，所述干扰抑制电路还包括与所述电感器并联连接的电容器。
20.如权利要求17所述的多混频器系统，其特征在于，由所述第一混频器和所述第二混频器使用的振荡信号具有相同的频率。
21.如权利要求17所述的多混频器系统，其特征在于，所述特定条件是由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号的频率的第N次谐波大致等于由另一个信道内的混频器使用的另一振荡信号的频率的第M次谐波。
22.如权利要求17所述的多混频器系统，其特征在于，所述特定条件是由所述第一混频器或所述第二混频器使用的振荡信号的频率的谐波与由另一信道使用的另一振荡信号的频率的至少一个谐波的总和等于由所述另一信道产生的所述混频信号的频率。
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