CN107453775B - 一种零中频接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种零中频接收机，包括天线(1)、射频频率选择滤波器(2)、功率放大器(3)、射频混频器(4)、中频功率放大器(5)、中频信道选择滤波器(6)、正交解调器、谐波抑制功分器(11)和本振频率源(12)；天线(1)、射频频率选择滤波器(2)、功率放大器(3)依次串联后与射频混频器(4)的信号输入端相连，射频混频器(4)的信号输出端接中频功率放大器(5)的输入端，第一低通滤波器(81)输出I路信号，第二低频滤波器(82)输出Q路信号；谐波抑制功分器(11)的输入端接本振频率源(12)，其第一输出端接射频混频器(4)的比较信号输入端。本发明的零中频接收机，直流偏移小、本振泄露少。

Description

一种零中频接收机
技术领域
本发明属于无线通信设备技术领域，特别是一种直流偏移小、本振泄露少的零中频接收机。
背景技术
伴随着无线通信技术的发展，要求整体系统的尺寸越小越好，成本越低越好。
零中频接收机射频频率与本振频率相同，即中频频率在零中频结构中为零，不存在中频频率，也不存在镜像频率，有利于整体系统的小型化，甚至有利于系统单片集成并降低了整体系统的成本。另一方面电路相应模块减小意味着相应系统的功耗也会减小，且射频信号不易受外界干扰。其结构如图1所示，包括天线、射频频率选择滤波器、低噪声放大器、正交解调器、本地振荡器。正交解调器包括移相器和两个混频器。天线的输出与射频频率选择滤波器的输入相连。射频频率选择滤波器的输出与低噪声放大器连接，低噪声放大器的输出与本地振荡器的输出与正交解调器的移相器、混频器连接。
现有零中频接收机虽然结构简单，但是也伴随着新的问题，就是直流偏差大、本振泄露多，使得对输出有用造成干扰，并会对邻道信号产生干扰。
由于零中频结构接收机中射频频率与本振频率完全相同，所以下变频后的信号的中心频率为零频,无需在系统中加入镜像抑制滤波器从而减小了成本。由于零中频结构接收机增益分配在射频频率上一般很小，主要增益是放在了基带上，所以导致进入混频器的信号一般很小。如果此时接收机存在较大的直流偏差那么直流偏差会叠加在混频器输出端口的基带信号上。如图1所示拓扑结构，正交解调器的端口隔离问题会使得本地振荡器会出现在低噪声放大器的输出并与自身发生混频产生直流从而引起直流偏差。接收机的强干扰信号也会因为解调器的隔离问题出现在本地振荡器输入部分产生自混频从而产生直流偏差干扰有用的直流信号。图1所示的拓扑结构也会出现因为本地振荡器的信号经过低噪声放大器、滤波器、天线被辐射到空中对相邻信道干扰。
总之，现有技术存在的问题是：零中频接收机直流偏移大、本振泄露多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零中频接收机，直流偏移小、本振泄露少。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种零中频接收机，包括天线1、射频频率选择滤波器2、功率放大器3、射频混频器4、中频功率放大器5、中频信道选择滤波器6、正交解调器、谐波抑制功分器11和本振频率源12；所述天线1、射频频率选择滤波器2、功率放大器3依次串联后与射频混频器4的信号输入端相连，射频混频器4的信号输出端接中频功率放大器5的输入端，频功率放大器5的输出端接中频信道选择滤波器6的输入端，正交解调器的第一输入端与中频信道选择滤波器6的输出端相连，其第一输出端与第一低通滤波器81的输入端相连，第一低通滤波器81输出I路信号，其第二输出端与第二低频滤波器82的输入端相连，第二低频滤波器82输出Q路信号；所述谐波抑制功分器11的输入端接本振频率源12，其第一输出端接射频混频器4的比较信号输入端，其第二输出端接正交解调器的第二输入端。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、直流偏移小：正交解调器加入二分频模块，使得本地振荡器和强干扰信号的直流偏移干扰抑制到最小。
2、本振泄露少：本地振荡器的振荡频率与射频频率不同并且相距很远，本振泄露不会对电路的性能产生影响。
3、成本低：本发明通过对传统的零中频结构接收机电路拓扑进行了改进设计，在改善效果的同时去掉了价格昂贵的模块，有利于小型化和系统的低成本和低功耗。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术的零中频结构接收机的结构框图。
图2为本发明零中频接收机的结构框图。
图中，1天线，2射频频率选择滤波器，3功率放大器，4射频混频器，5中频频率选择滤波器，6中频功率放大器，71第一中频混频器，72第二中频混频器，81第一低通滤波器，82第二低通滤波器，9移相器，10二分频器，11谐波抑制功分器，12本振频率源。
具体实施方式
如图2所示，本发明零中频接收机，包括天线1、射频频率选择滤波器2、功率放大器3、射频混频器4、中频功率放大器5、中频信道选择滤波器6、正交解调器、谐波抑制功分器11和本振频率源12；
所述天线1、射频频率选择滤波器2、功率放大器3依次串联后与射频混频器4的信号输入端相连，射频混频器4的信号输出端接中频功率放大器5的输入端，频功率放大器5的输出端接中频信道选择滤波器6的输入端，正交解调器的第一输入端与中频信道选择滤波器6的输出端相连，其第一输出端与第一低通滤波器81的输入端相连，第一低通滤波器81输出I路信号，其第二输出端与第二低频滤波器82的输入端相连，第二低频滤波器82输出Q路信号；
所述谐波抑制功分器11的输入端接本振频率源12，其第一输出端接射频混频器4的比较信号输入端，其第二输出端接正交解调器的第二输入端。
优选地，
所述正交解调器包括第一中频混频器71、第二中频混频器72、移相器9和二分频器10；
所述第一中频混频器71、第二中频混频器72的信号输入端均与中频信道选择滤波器6的输出端相连，第一中频混频器71的输出端与第一低通滤波器81的输入端相连，第一低通滤波器81输出I路信号，第二中频混频器72的输出端与第二低频滤波器82的输入端相连，第二低频滤波器82输出Q路信号；
谐波抑制功分器11的第二输出端接二分频器10的输入端，二分频器10的第一输出端通过移相器9接第一中频混频器71的比较信号输入端，二分频器10的第二输出端接第二中频混频器72的比较信号输入端。
本发明对传统的零中频接收机拓扑结构进行了改进。在设计时使得本振频率源12的输出频率为射频信号频率的三分之二。这样当射频信号进入接收机后会首先被下变频到射频信号频率的三分之一的中频信号。中频信号在下一步与本振频率源12经过移相器9、二分频器10形成的频率大小为三分之一射频频率的信号进行下变频，第一中频混频器71、第二中频混频器72输出的信号就是需要下一步处理的基带信号。具体的射频信号变频处理步骤为：当射频信号从天线1进入的时候，射频频率选择滤波器2会对进入的射频信号进行频率的初步滤波。滤波后的信号接下来会进入功率放大器3进行功率的放大。功率放大后的信号会通过射频混频器4与本振频率源12经过谐波抑制功分器11功率分配后的信号进行混频得到中频信号。混频后得到的中频信号经过中频功率放大器5进行功率的放大后进入到中频信道选择滤波器6进行信道的选择。中频信道选择滤波器6输出的信号与本振频率源12经过谐波抑制功分器11功率分配和二分频器10分频后的信号进行正交解调形成两路基带信号。两路基带信号分别经过第一低通滤波器81和第二低频滤波器82进行滤除杂波分别得到I和Q两路信号。
根据此拓扑结构，若此时本振信号发生了泄露，，此时并不会发生直流偏移，不会使得后级输入信号过小使得有用信号被干扰信号淹没。中频信号在经过后一级的正交解调器时也不会发生直流偏移现象。其中正交解调部分由第一中频混频器71、第二中频混频器72、、移相器9、二分频器10组成。由于此时正交解调器的射频输入信号是本振信号频率的一半，所以就算本振信号发生泄漏输出频谱也会搬移到离有用信号较远的位置，使用后面的第一低通滤波器81、第二低频滤波器82可以很容易的将干扰信号抑制掉。同理强干扰信号的自混频输出频谱也会搬移到离有用信号较远的位置，使得输出信号不受到直流偏移影响。由低噪声放大器多次谐波混频的造成的偶次失真干扰也会被中频信道选择滤波器6和谐波抑制功分器11给抑制掉。由上述分析可以得到，本发明的新型零中频接收机拓扑结构可以有效克服传统的零中频接收机带来的直流偏差、本振泄露和偶次失真干扰等缺陷。

Claims (1)

1.一种零中频接收机，其特征在于
包括天线(1)、射频频率选择滤波器(2)、功率放大器(3)、射频混频器(4)、中频功率放大器(5)、中频信道选择滤波器(6)、正交解调器、谐波抑制功分器(11)和本振频率源(12)；
所述天线(1)、射频频率选择滤波器(2)、功率放大器(3)依次串联后与射频混频器(4)的信号输入端相连，射频混频器(4)的信号输出端接中频功率放大器(5)的输入端，中频功率放大器(5)的输出端接中频信道选择滤波器(6)的输入端，正交解调器的第一输入端与中频信道选择滤波器(6)的输出端相连，其第一输出端与第一低通滤波器(81)的输入端相连，第一低通滤波器(81)输出I路信号，其第二输出端与第二低频滤波器(82)的输入端相连，第二低频滤波器(82)输出Q路信号；
所述谐波抑制功分器(11)的输入端接本振频率源(12)，其第一输出端接射频混频器(4)的比较信号输入端，其第二输出端接正交解调器的第二输入端；
所述正交解调器包括第一中频混频器(71)、第二中频混频器(72)、移相器(9)和二分频器(10)；
所述第一中频混频器(71)、第二中频混频器(72)的信号输入端均与中频信道选择滤波器(6)的输出端相连，第一中频混频器(71)的输出端与第一低通滤波器(81)的输入端相连，第一低通滤波器(81)输出I路信号，第二中频混频器(72)的输出端与第二低频滤波器(82)的输入端相连，第二低频滤波器(82)输出Q路信号；
谐波抑制功分器(11)的第二输出端接二分频器(10)的输入端，二分频器(10)的第一输出端通过移相器(9)接第一中频混频器(71)的比较信号输入端，二分频器(10)的第二输出端接第二中频混频器(72)的比较信号输入端。
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