CN106533472B - 超宽频段通用接收机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超宽频段通用接收机，包括依次连接的天线、可变射频滤波器、第一射频放大器、可变镜像滤波器、第二射频放大器、混频器、中频放大器、可变中频滤波器、IQ解调器，与IQ解调器依次连接的I路混频器、I路基带滤波器、I路基带滤波器、I路自动增益控制器、I路模数转换器和I路数字下变频器，与IQ解调器依次连接的Q路混频器、Q路基带滤波器、Q路基带滤波器、Q路自动增益控制器、Q路模数转换器和Q路数字下变频器，由高动态控制模块、带宽控制模块、频率控制模块和帧时隙控制模块构成的控制器。本发明通过减少设备中的器件数量，能够减少接收机体积和降低接收机功耗，从而提高接收机的可靠性。

Description

超宽频段通用接收机

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种超宽频段通用接收机。

背景技术

通常在无线通信系统中，接收机一般采用超外差接收机，如图1所示，包括天线、射频滤波器、第一射频放大器、镜像滤波器、第二射频放大器、混频器、中频放大器、中频滤波器、自动增益控制器、抗混叠滤波器、模数转换器和数字下变频器。天线接收来自空间的射频信号依次经过射频滤波器、第一射频放大器、镜像滤波器和第二射频放大器，以滤除射频干扰和镜像干扰；之后的射频信号经过混频器的搬移得到中频信号，中频信号经过进一步放大后进入中频滤波器以滤除带外干扰；之后的中频信号依次经过自动增益控制器、第二中频放大器和抗混叠滤波器，以进行增益调节和滤波杂散信号；之后模拟中频信号进入模数转换器得到数字中频信号，并经过数字下变频器得到接收机输出的数字基带信号。

随着无线通信系统的发展，移动通信空中接口的新标准不断出现，越来越多的工作在不同频段、不同带宽的通信系统被使用，因此就需要设计超宽频段接收机来实现多标准的接收，而图1所示的超外差接收机只针对特定射频频段，且采用固定的本振和模数转换采样频率，其无法完成对不同通信系统的适应目标，因此不同的通信系统需要设计不同的接收机来将空口的射频信号转化为数字信号进行处理，为了实现对多个不同频段的无线信号进行接收，如图2所示，通常采用多个超外差接收机、多个滤波器并行的结构方式。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：

在现有超宽频段接收机的架构中，由于各个超外差接收机作为独立的接收链路并存，导致设备体积较大、设备功耗较大。

发明内容

本发明提供的超宽频段通用接收机，通过减少设备中的器件数量，能够减少接收机体积和降低接收机功耗，从而提高接收机的可靠性。

本发明提供一种超宽频段通用接收机，所述接收机包括依次连接的天线、可变射频滤波器、第一射频放大器、可变镜像滤波器、第二射频放大器、混频器、中频放大器、可变中频滤波器、IQ解调器，与所述IQ解调器依次连接的I路混频器、I路基带滤波器、I路基带放大器、I路自动增益控制器、I路模数转换器和I路数字下变频器，与所述IQ解调器依次连接的Q路混频器、Q路基带滤波器、Q路基带放大器、Q路自动增益控制器、Q路模数转换器和Q路数字下变频器，由高动态控制模块、带宽控制模块、频率控制模块和帧时隙控制模块构成的控制器，所述混频器连接有射频本振信号生成器，所述I路混频器和所述Q路混频器分别连接有中频本振信号生成器，所述I路模数转换器和所述Q路模数转换器分别连接有采样时钟信号生成器；

所述带宽控制模块分别与所述可变射频滤波器、所述可变镜像滤波器、可变中频滤波器、I路基带滤波器和Q路基带滤波器连接；

所述高动态控制模块分别与所述I路自动增益控制器和所述Q路自动增益控制器连接；

所述频率控制模块分别与所述射频本振信号生成器、所述中频本振信号生成器和所述采样时钟信号生成器连接；

所述帧时隙控制模块分别与所述第一射频放大器、所述第二射频放大器、所述中频放大器、所述I路基带放大器和所述Q路基带放大器连接。

可选地，所述混频器输入的射频信号的频率f_RF和本振信号的频率f_RFLO与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝±mf_RFLO±nf_RF，其中，m和n为正整数。

可选地，所述混频器输入的射频信号的频率f_RF与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_RF＝2nf_IF，其中，n为正整数。

可选地，所述IQ解调器的本振时钟f_IFLO与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝f_IFLO或者f_IF＝f_IFLO±BW/2，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。

可选地，所述I路模数转换器和所述Q路模数转换器的采样时钟频率f_samplingrate满足以下条件：

2×BW≤f_samplingrate≤10×BW，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。

本发明实施例提供的超宽频段通用接收机，与现有技术相比，通过减少设备中的器件数量，能够减少接收机体积和降低接收机功耗，从而提高接收机的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中的超外差接收机的结构示意图；

图2为现有技术中的超宽频接收机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的超宽频段通用接收机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种超宽频段通用接收机，如图3所示，所述接收机包括依次连接的天线11、可变射频滤波器12、第一射频放大器13、可变镜像滤波器14、第二射频放大器15、混频器21、中频放大器22、可变中频滤波器23、IQ解调器31，与所述IQ解调器31依次连接的I路混频器32-I、I路基带滤波器33-I、I路基带放大器34-I、I路自动增益控制器35-I、I路模数转换器36-I和I路数字下变频器37-I，与所述IQ解调器31依次连接的Q路混频器32-Q、Q路基带滤波器33-Q、Q路基带滤波器34-Q、Q路自动增益控制器35-Q、Q路模数转换器36-Q和Q路数字下变频器37-Q，由高动态控制模块41-1、带宽控制模块41-2、频率控制模块41-3和帧时隙控制模块41-4构成的控制器41，所述混频器21连接有射频本振信号生成器20，所述I路混频器32-I和所述Q路混频器32-Q分别连接有中频本振信号生成器30-1，所述I路模数转换器36-I和所述Q路模数转换器36-Q分别连接有采样时钟信号生成器30-2；

所述带宽控制模块41-2分别与所述可变射频滤波器12、所述可变镜像滤波器14、可变中频滤波器23、I路基带滤波器33-I和Q路基带滤波器33-Q连接；

所述高动态控制模块41-1分别与所述I路自动增益控制器35-I和所述Q路自动增益控制器35-Q连接；

所述频率控制模块41-3分别与所述射频本振信号生成器20、所述中频本振信号生成器30-1和所述采样时钟信号生成器30-2连接；

所述帧时隙控制模块41-4分别与所述第一射频放大器13、所述第二射频放大器15、所述中频放大器22、所述I路基带放大器34-I和所述Q路基带放大器34-Q连接。

本发明实施例提供的超宽频段通用接收机，与现有技术相比，通过减少设备中的器件数量，能够减少接收机体积和降低接收机功耗，从而提高接收机的可靠性。

其中，所述混频器21输入的射频信号的频率f_RF和本振信号的频率f_RFLO与所述混频器21输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝±mf_RFLO±nf_RF，其中，m和n为正整数。

进一步地，所述混频器21输入的射频信号的频率f_RF与所述混频器21输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_RF＝2nf_IF，其中，n为正整数。

其中，所述IQ解调器31的本振时钟f_IFLO与所述混频器21输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝f_IFLO或者f_IF＝f_IFLO±BW/2，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。

其中，所述I路模数转换器36-I和所述Q路模数转换器36-Q的采样时钟频率f_samplingrate满足以下条件：

2×BW≤f_samplingrate≤10×BW，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。

由上述可知，本发明的超宽频接收机包括以下几个部分：

1、可变预选射频部分

天线接收空间的射频信号经过可变射频滤波器进行信号的预选得到所需的有用信号，之后经过第一射频放大器进行电平功率的放大后进入可变镜像滤波器进行镜像干扰的滤出，之后进行进一步的信号放大。

2、可变中频部分

可变预选射频部分得到的射频信号进入混频器得到特定的中频频段f_IF＝±mf_LO±nf_RF，其中，m＝1,2,3,4,5...，n＝1,2,3,4,5...。

其中，为了进一步规避天线口的杂散信号，混频器输入的射频信号的频率f_RF和本振信号的频率f_RFLO与混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝±mf_RFLO±nf_RF，其中，m和n为正整数。

3、可变基带采样部分

可变中频部分得到的中频信号经过IQ解调器变为两路模拟基带信号，其中，

IQ解调器的本振时钟f_IFLO与混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝f_IFLO或者f_IF＝f_IFLO±BW/2，其中BW为接收机输入的射频信号的带宽。

其中，I路模数转换器和Q路模数转换器的采样时钟频率f_samplingrate满足以下条件：

2×BW≤f_samplingrate≤10×BW，其中，BW为接收机输入的射频信号的带宽。

4、控制部分

1)带宽控制模块，用于根据所述接收机接收到的波形天线设置所述接收机的信道带宽。

2)高动态范围控制模块，用于根据所述接收机接收到的信号波形控制所述I路自动增益控制器和所述Q路自动增益控制器产生相应的增益，以满足接收机最小灵敏度要求。

3)帧时隙控制模块，用于根据上层协议指定的信号波形时隙信息调节所述第一射频放大器、所述第二射频放大器、所述中频放大器、所述I路基带放大器和所述Q路基带放大器的接收时隙的时间长度，以达到接收不同时隙长度的波形信号的目的。

4)频率控制模块，用于根据上层协议指定的信号波形频率信息配置射频本振的时钟频率、中频本振的时钟频率以及所述I路模数转换器和所述Q路模数转换器的采样时钟频率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种超宽频段通用接收机，其特征在于，所述接收机包括依次连接的天线、可变射频滤波器、第一射频放大器、可变镜像滤波器、第二射频放大器、混频器、中频放大器、可变中频滤波器、IQ解调器，与所述IQ解调器依次连接的I路混频器、I路基带滤波器、I路基带放大器、I路自动增益控制器、I路模数转换器和I路数字下变频器，与所述IQ解调器依次连接的Q路混频器、Q路基带滤波器、Q路基带放大器、Q路自动增益控制器、Q路模数转换器和Q路数字下变频器，由高动态控制模块、带宽控制模块、频率控制模块和帧时隙控制模块构成的控制器，所述混频器连接有射频本振信号生成器，所述I路混频器和所述Q路混频器分别连接有中频本振信号生成器，所述I路模数转换器和所述Q路模数转换器分别连接有采样时钟信号生成器；

所述带宽控制模块分别与所述可变射频滤波器、所述可变镜像滤波器、可变中频滤波器、I路基带滤波器和Q路基带滤波器连接；

所述高动态控制模块分别与所述I路自动增益控制器和所述Q路自动增益控制器连接；

所述频率控制模块分别与所述射频本振信号生成器、所述中频本振信号生成器和所述采样时钟信号生成器连接；

所述帧时隙控制模块分别与所述第一射频放大器、所述第二射频放大器、所述中频放大器、所述I路基带放大器和所述Q路基带放大器连接。

2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述混频器输入的射频信号的频率f_RF和射频本振信号的频率f_RFLO与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝±mf_RFLO±nf_RF，其中，m和n为正整数。

3.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述混频器输入的射频信号的频率f_RF与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_RF＝2nf_IF，其中，n为正整数。

4.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述IQ解调器的本振时钟f_IFLO与所述混频器输出的中频信号的频率f_IF之间满足以下关系：

f_IF＝f_IFLO或者f_IF＝f_IFLO±BW/2，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。

5.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述I路模数转换器和所述Q路模数转换器的采样时钟频率f_samplingrate满足以下条件：

2×BW≤f_samplingrate≤10×BW，其中，BW为所述接收机输入的射频信号的带宽。