CN107395537A - 一种抑制lo泄漏的iq直流调节方法及装置 - Google Patents

一种抑制lo泄漏的iq直流调节方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法及装置。所述的方法包括步骤：对接收到的IQ信号，使用DA进行DC直流调节输出，通过控制DA的信号发射通道输出到解调芯片，抑制本振LO泄漏，从而进行DC直流调节；所述的IQ信号包括：I+信号和Q+信号。所述的装置包括第一解调芯片、第一多路复用模拟开关、第一滤波器、第二滤波器、第二多路复用模拟开关、模数转换器、控制器、数模转换器、第三多路复用模拟开关、第四滤波器、第五滤波器、第四多路复用模拟开关、第五多路复用模拟开关和第二解调芯片。本发明抑制了LO泄漏，提高了调节精度，提示了解调带内指标最优和整机灵敏度，简化了实现电路，降低了电路资源消耗、功耗及成本。

Description

一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法及装置
技术领域
本发明涉及IQ直流调节技术，具体是一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法及装置。
背景技术
现有技术方案通常采用FPGA能过SPI接口通信对解调器进行IQ直流调节，主要缺点是消耗的FPGA资源较多，功耗及价格成本较大。
公开号为CN102223330A的中国专利申请（对比文件1）公开了一种进行IQ信号实时校准的方法和装置。此方法包括：通过反馈链路根据基站发射装置输出的射频信号计算所述基站发射装置的本振泄露信号功率估值，通过调整I信号直流补偿寄存器的值和/或Q信号直流补偿寄存器的值直至所述本振泄露信号功率估值位于所述基站发射装置要求的本振泄露功率标准区间为止。本方案通过引入反馈链路实现IQ信号的实时校准,提高对本振泄露抑制的实时性和准确度。
公开号为CN105577594A的中国专利申请（对比文件2）公开了一种面向IQ调制器的快速本振泄漏校准装置，通过射频信号源提供本振信号，使用频谱仪测量IQ调制器输出本振泄漏信号幅度大小；在实际的操作时，将射频信号源射频信号输出端接IQ调制器本振信号输入端，将频谱仪接IQ调制器射频信号输出端口，通过控制IQ调制器，使其五次改变内置I路和Q路的直流偏置补偿DAC的输出电平，再通过计算得到IQ调制器I路和Q路的直流偏置误差补偿值，进一步完成对IQ调制器的本振泄漏的校准。
现有技术中，以上专利申请为本申请的最接近现有技术，但是与本申请的技术方案均不同，本申请使用DA输出对接收到的IQ信号进行DC直流调节，抑制本振泄漏，相关控制处理采用数字处理技术，使用FPGA芯片完成。对比文件1和2没有通过实现抑制LO泄漏来提高IQ信号调节精度的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法及装置，通过DA输出对解调器输出的IQ进行直流调节，抑制LO泄漏，提高了调节精度，使解调器在整个工作带内指标最优，提升了对整机灵敏度，简化了实现电路，消耗的资源较少，功耗及价格成本较低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，包括如下步骤：对接收到的IQ信号，使用DA进行DC直流调节输出，通过控制DA的信号发射通道输出到解调芯片，抑制本振LO泄漏，从而进行DC直流调节；所述的IQ信号包括：I+信号和Q+信号。
进一步，只使用I+信号和Q+信号作为调节IQ信号的调节对象。
所述的解调芯片为LTC5585。
所述的IQ信号包括：I-信号和Q-信号。
进一步，包括一个分压步骤，在解调芯片LTC5585的IP2 ADJUST端口处连接一个电阻进行分压，用于调节解调器的带内工作指标。
进一步，包括多个使用的多路模拟开关对IQ信号进行多路切换处理的步骤。
进一步，在对IQ信号进行多路切换处理的步骤中，所使用的多路模拟开关为ADG1634。
进一步，包括多个使用滤波器对IQ信号进行基带滤波处理的步骤。
进一步，在对IQ信号进行基带滤波处理的步骤中，所使用的基带滤波器为LT6600-10。
一种抑制LO泄漏的IQ直流调节装置，包括：第一解调芯片、第一多路复用模拟开关、第一滤波器、第二滤波器、第二多路复用模拟开关、模数转换器、控制器、数模转换器、第三多路复用模拟开关、第四滤波器、第五滤波器、第四多路复用模拟开关、第五多路复用模拟开关和第二解调芯片；
所述的第一解调芯片接入第一本振信号LO和接入第一射频信号RF，然后输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第一多路复用模拟开关，通过第一多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第一滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二滤波器进行滤波器处理；将滤波处理后的八路信号均输入到第二多路复用模拟开关，通过第二多路复用模拟开关输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到模数转换器进行模数转换后，再将模数转换后得到的数字信号DI和DQ输入到控制器，控制器对DI和DQ信号进行处理，然后输出处理后的信号到数模转换器进行数模转换，然后数模转换器输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号到第三多路复用模拟开关，通过第三多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第三滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第四滤波器进行滤波器处理，将滤波处理后的八路信号均输入到第四多路复用模拟开关，通过第四多路复用模拟开关输出四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第五多路复用模拟开关，通过第五多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中，有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二解调芯片，有两路信号：I+信号和Q+信号输入到第一解调芯片；第二解调芯片接入第二本振信号LO和输出第二射频信号RF。
本发明的有益效果是：（1）本发明通过控制DA输出对解调器输出的IQ信号进行直流调节，抑制LO泄漏，提高了调节精度，使解调器在整个工作带内指标最优，对整机灵敏度有一定提升，且实现电路比较简单，消耗的资源较少，功耗及价格成本较低。
（2）本发明显著降低了消耗的FPGA资源，降低了功耗，降低了成本。
（3）本发明应用于机载二次雷达产品中，提高了雷达产品的技战术指标。
附图说明
图1为本发明方法的步骤示意图。
图2为本发明装置的结构示意图。
图3为本发明的直流调节原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例一】
如图1所示，一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，包括如下步骤：对接收到的IQ信号，使用DA进行DC直流调节输出，通过控制DA的信号发射通道输出到解调芯片，抑制本振LO泄漏，从而进行DC直流调节；所述的IQ信号包括：I+信号和Q+信号。
进一步，只使用I+信号和Q+信号作为调节IQ信号的调节对象。
所述的解调芯片为LTC5585。
所述的IQ信号包括：I-信号和Q-信号。
进一步，包括一个分压步骤，在解调芯片LTC5585的IP2 ADJUST端口处连接一个电阻进行分压，用于调节解调器的带内工作指标。
进一步，包括多个使用的多路模拟开关对IQ信号进行多路切换处理的步骤。
进一步，在对IQ信号进行多路切换处理的步骤中，所使用的多路模拟开关为ADG1634。
进一步，包括多个使用滤波器对IQ信号进行基带滤波处理的步骤。
进一步，在对IQ信号进行基带滤波处理的步骤中，所使用的基带滤波器为LT6600-10。
如图2，3所示，一种抑制LO泄漏的IQ直流调节装置，包括：第一解调芯片、第一多路复用模拟开关、第一滤波器、第二滤波器、第二多路复用模拟开关、模数转换器、控制器、数模转换器、第三多路复用模拟开关、第四滤波器、第五滤波器、第四多路复用模拟开关、第五多路复用模拟开关和第二解调芯片；
所述的第一解调芯片接入第一本振信号LO和接入第一射频信号RF，然后输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第一多路复用模拟开关，通过第一多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第一滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二滤波器进行滤波器处理；将滤波处理后的八路信号均输入到第二多路复用模拟开关，通过第二多路复用模拟开关输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到模数转换器进行模数转换后，再将模数转换后得到的数字信号DI和DQ输入到控制器，控制器对DI和DQ信号进行处理，然后输出处理后的信号到数模转换器进行数模转换，然后数模转换器输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号到第三多路复用模拟开关，通过第三多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第三滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第四滤波器进行滤波器处理，将滤波处理后的八路信号均输入到第四多路复用模拟开关，通过第四多路复用模拟开关输出四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第五多路复用模拟开关，通过第五多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中，有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二解调芯片，有两路信号：I+信号和Q+信号输入到第一解调芯片；第二解调芯片接入第二本振信号LO和输出第二射频信号RF。
在本发明的实施例一中，第一多路复用模拟开关、第二多路复用模拟开关、第三多路复用模拟开关、第四多路复用模拟开关和第五多路复用模拟开关均采用ADG1634，第一解调芯片采用LT5585，第一滤波器采用基带滤波器LT6600-10，第二滤波器采用基带滤波器LT6600-20，、第三滤波器采用基带滤波器LT6600-10，第四滤波器采用基带滤波器LT6600-20，控制器采用FPGA，第二解调芯片采用LTC65598。
在本发明的实施例一中，IQ直流调节技术使用LTC5585解调芯片，经FPGA控制发射通道DA输出到解调芯片进行DC直流调节,原理框图如图2所示，该芯片具有DC offset调节电路，可以使用DA对DC offset进行调节。但是需要增加DA的电路开销。考虑到收发分时工作，接收的时候使用发射通道的DA调节LTC5585的直流。由于DAC是差分输出，假设DAC为14位（0-16384），当DI或DQ=8192时，输出的I+=I-=Q+=Q-，实际DAC输出的I+,I-,Q+,Q-并不能完全相等，就会引起调制器的LO泄露。I+和I-是联动的（即DA单端输出经过差分运放后变成差分，所以I+和I-不能单独使用，故我们只使用I+和Q+作为LTC5585的DC offset调节功能，其中LTC5585的IP2 ADJUST端口调节一个固定电压，可以使用电阻分压，使解调器在整个工作带内指标最优。控制器采用FPGA芯片，例如包括XC7K160T芯片等。
本发明采用的IQ直流调节技术，抑制LO泄漏，提高了调节精度，使解调器在整个工作带内指标最优，对整机灵敏度有一定提升，实现电路比较简单，消耗的FPGA资源较少，功耗及价格成本较低。此项专利技术运用于某新型机载二次雷达产品中，有利提高了产品的技战术指标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于，包括如下步骤：对接收到的IQ信号，使用DA进行DC直流调节输出，通过控制DA的信号发射通道输出到解调芯片，抑制本振LO泄漏，从而进行DC直流调节；所述的IQ信号包括：I+信号和Q+信号。
2.根据权利要求1所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于：只使用I+信号和Q+信号作为调节IQ信号的调节对象。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于：所述的解调芯片为LTC5585。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于：所述的IQ信号包括：I-信号和Q-信号。
5.根据权利要求1所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于，包括一个分压步骤，在解调芯片LTC5585的IP2 ADJUST端口处连接一个电阻进行分压，用于调节解调器的带内工作指标。
6.根据权利要求1所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于，包括多个使用的多路模拟开关对IQ信号进行多路切换处理的步骤。
7.根据权利要求6所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于：在对IQ信号进行多路切换处理的步骤中，所使用的多路模拟开关为ADG1634。
8.根据权利要求1所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于，包括多个使用滤波器对IQ信号进行基带滤波处理的步骤。
9.根据权利要求8所述的一种抑制LO泄漏的IQ直流调节方法，其特征在于：在对IQ信号进行基带滤波处理的步骤中，所使用的基带滤波器为LT6600-10。
10.一种抑制LO泄漏的IQ直流调节装置，其特征在于，包括：第一解调芯片、第一多路复用模拟开关、第一滤波器、第二滤波器、第二多路复用模拟开关、模数转换器、控制器、数模转换器、第三多路复用模拟开关、第四滤波器、第五滤波器、第四多路复用模拟开关、第五多路复用模拟开关和第二解调芯片；
所述的第一解调芯片接入第一本振信号LO和接入第一射频信号RF，然后输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第一多路复用模拟开关，通过第一多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第一滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二滤波器进行滤波器处理；将滤波处理后的八路信号均输入到第二多路复用模拟开关，通过第二多路复用模拟开关输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到模数转换器进行模数转换后，再将模数转换后得到的数字信号DI和DQ输入到控制器，控制器对DI和DQ信号进行处理，然后输出处理后的信号到数模转换器进行数模转换，然后数模转换器输出四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号到第三多路复用模拟开关，通过第三多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第三滤波器进行滤波处理，另外四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第四滤波器进行滤波器处理，将滤波处理后的八路信号均输入到第四多路复用模拟开关，通过第四多路复用模拟开关输出四路信号I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号到第五多路复用模拟开关，通过第五多路复用模拟开关输出八路信号：I+信号、I-信号、Q+信号、Q-信号、I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号，其中，有四路信号：I+信号、I-信号、Q+信号和Q-信号输入到第二解调芯片，有两路信号：I+信号和Q+信号输入到第一解调芯片；第二解调芯片接入第二本振信号LO和输出第二射频信号RF。
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