CN107769805A - 一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，属于接收通道领域，本发明将通道分为三个频段9K～3.64G、3.64G～4.54G、4.54G～6.1G分别进行滤波，滤波后在通过一次混频变为两个第一中频4.3536GHz和1.2036GHz，然后在分别通过带宽为100MHz的两个带通滤波器进行滤波；然后再分别混频得到第二中频153.6MHz；保证了滤除因混频带来的杂散、镜频等因素的影响，保证了一定范围内的码元速率的调制信号通过通道，实现了标准通信制式的信号解调，满足了现代通信测试系统设备对接收通道装置的指标要求。
Description
技术领域
本发明属于接收通道领域，具体涉及一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展，一方面既需要各种高频率的频谱分析仪，另一方面又需要对各种矢量信号和标准通信信号的解调能力的分析仪。无论是高频率信号的频谱分析还是对调制信号的解调，都离不开核心部分——接收通道装置。高性能的接收通道装置对接收类电子系统设备的性能起到决定性的作用。广泛应用于现代移动通信和相控阵雷达等接收类测量仪器中，它对接收类的电子系统设备的性能起着关键性的作用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，包括步进衰减模块、开关放大模块、开关滤波模块、混频模块、滤波模块以及分路输出模块；步进衰减模块、开关放大模块、开关滤波模块、混频模块、滤波模块以及分路输出模块通过线路依次连接；
步进衰减模块包括2个可控的30dB衰减器；
衰减器，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制接入信号的衰减量；
开关放大模块包括2个1切2的射频程控开关和第一宽带放大器；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制信号是直通接入还是放大接入；
第一宽带放大器，被配置为用于将接入的9kHz～6GHz的信号进行放大；
开关滤波模块包括一个1切4的射频程控开关、一个1切2的射频程控开关、一个中心频率为3.64GHz的低通滤波器、一个中心频率为4.09GHz的带通滤波器和一个中心频率为5.32GHz的带通滤波器；
1切4的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
中心频率为3.64GHz的低通滤波器，被配置为用于滤除不属于9kHz～3.64GHz波段的信号；
中心频率为4.09GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除不属于3.64kHz～4.54GHz波段的信号；
中心频率为5.32GHz的带通滤波器；被配置为用于滤除不属于4.54kHz～6.1GHz波段的信号；
混频模块包括第一本振单元、第一混频器、第二混频器、一个中心频率为4.3536GHz的带通滤波器、一个中心频率为1.2036GHz的带通滤波器、第二宽带放大器、第三宽带放大器、第二本振单元、1/4分频单元、第一射频放大器、第二射频放大器、第三混频器以及第四混频器；
第一本振单元，被配置为用于输出4-8GHz的信号；
第一混频器，被配置为用于将中心频率为3.64GHz的低通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
第二混频器，被配置为用于中心频率为4.09GHz的带通滤波器输出的信号以及中心频率为5.32GHz的带通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
中心频率为4.3536GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第一混频器混频后的无用信号；
中心频率为1.2036GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第二混频器混频后的无用信号；
第二宽带放大器，被配置为用于放大经过第一混频器混频、中心频率为4.3536GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第三宽带放大器，被配置为用于放大经过第二混频器混频、中心频率为1.2036GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第二本振单元，被配置为用于输出4.2GHz的点频；
1/4分频单元，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行1/4分频；
第一射频放大器，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行放大；
第二射频放大器，被配置为用于将经过1/4分频单元分频后的信号进行放大；
第三混频器，被配置为用于将第二宽带放大器放大后的信号与第一射频放大器放大后的信号进行混频；
第四混频器，被配置为用于将第三宽带放大器放大后的信号与第二射频放大器放大后的信号进行混频；
滤波模块包括一个中心频率153.6MHz的带通滤波器和一个中心频率为153.6MHz的低通滤波器；
中心频率153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除第三混频器和第四混频器混频后的无用信号；
中心频率为153.6MHz的低通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率153.6MHz的带通滤波器滤波后的无用信号；
分路输出模块包括一个射频程控开关、一个中心频率为153.6MHz的带通滤波器、第三本振单元、第五混频器、一个中心频率为19.2MHz的带通滤波器；
射频程控开关，被配置为用于将滤波模块输出的频率为153.6MHz的信号分为两路；
中心频率为153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率为153.6MHz的低通滤波器滤波后的无用信号；
第三本振单元，被配置为用于输出频率为134.4MHz的点频；
第五混频器，被配置为用于将第三本振单元输出的点频与中心频率为153.6MHz的带通滤波器输出的信号进行混频；
中心频率为19.2MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第五混频器混频后的无用信号；
接入信号首先进入步进衰减模块，经过步进衰减模块衰减后进入开关放大模块，开关放大模块中的1切2的射频程控开关，据接入信号的幅度大小，控制信号直通进入或者放大进入开关滤波模块，通过开关滤波模块中的中心频率为3.64GHz的低通滤波器、中心频率为4.09GHz的带通滤波器和中心频率为5.32GHz的带通滤波器将信号分为9K～3.64G、3.64G～4.54G、4.54G～6.1G三个波段分别进行滤波，然后将滤波后的三个波段分为9K～3.64G和3.64G～6.1G两个波段分别输入至第一混频器和第二混频器，与第一本振单元输出的信号分别进行混频后得到两个中心频率为4.3536GHz和1.2036GHZ的信号；中心频率为4.3536GHz信号经过中心频率为4.3536GHz的带通滤波器的滤波、第二宽带放大器的放大后进入第三混频器，与第一射频放大器放大后的信号进行混频，得到频率为153.6MHz的信号；中心频率为1.2036GHZ的信号经过中心频率为1.2036GHz的带通滤波器的滤波、第三宽带放大器的放大进入第四混频器，与第二射频放大器放大后的信号进行混频，得到频率为153.6MHz的信号；两路都得到153.6MHz，混频到同一个频率点，通过滤波模块中的中心频率153.6MHz的带通滤波器和中心频率为153.6MHz的低通滤波器对频率为153.6MHz的信号进行滤波处理；根据需要对信号进行频谱分析，滤波模块处理后的信号进入分路输出模块，通过其中心频率为153.6MHz的带通滤波器进行滤波处理后进入第五混频器，与第三本振单元输出的信号进行混频，得到频率为19.2MHz的信号，通过中心频率为19.2MHz的带通滤波器滤波处理后输出到后续处理单元进行采样、分析解调。
优选地，所述衰减器的衰减范围在0-60dB内，以2dB步进衰减。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明提出了一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，与现有技术相比，本发明将通道分为三个频段9K～3.64G、3.64G～4.54G、4.54G～6.1G分别进行滤波，滤波后再通过一次混频变为两个第一中频4.3536GHz和1.2036GHz，然后在分别通过带宽为100MHz的两个带通滤波器进行滤波；然后再分别混频得到第二中频153.6MHz；滤除了因混频带来的杂散、镜频等因素的影响，能使一定范围内的码元速率的调制信号通过通道，实现了标准通信制式的信号解调，满足了现代通信测试系统设备对接收通道装置的指标要求。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
其中，1-步进衰减模块；2-开关放大模块；201-第一宽带放大器；3-开关滤波模块；4-混频模块；401-第一混频器；402-第二混频器；403-第三混频器；404-第四混频器；405-第二宽带放大器；406-第三宽带放大器；407-第一射频放大器；408-第二射频放大器；5-滤波模块；6-分路输出模块；601-第五混频器。
图2示出的是本接收通道装置，接入TD-LTE的上行PUCCH格式信号的频谱分析效果示意图。
图3示出的是本接收通道装置，接入TD-LTE的上行PUCCH格式信号的解调效果示意图，其中左侧为IQ示意图，右侧为时域示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，包括步进衰减模块1、开关放大模块2、开关滤波模块3、混频模块4、滤波模块5以及分路输出模块6；步进衰模块1、开关放大模块2、开关滤波模块3、混频模块4、滤波模块5以及分路输出模块6之间通过线路依次连接；
步进衰减模块1包括2个可控的30dB衰减器；
衰减器，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制接入信号的衰减量；
开关放大模块2包括2个1切2的射频程控开关和第一宽带放大器201；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制信号是直通接入还是放大接入；
第一宽带放大器201，被配置为用于将接入的9kHz～6GHz的信号进行放大；
开关滤波模块3包括一个1切4的射频程控开关、一个1切2的射频程控开关、一个中心频率为3.64GHz的低通滤波器、一个中心频率为4.09GHz的带通滤波器和一个中心频率为5.32GHz的带通滤波器；
1切4的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
中心频率为3.64GHz的低通滤波器，被配置为用于滤除不属于9kHz～3.64GHz波段的信号；
中心频率为4.09GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除不属于3.64kHz～4.54GHz波段的信号；
中心频率为5.32GHz的带通滤波器；被配置为用于滤除不属于4.54kHz～6.1GHz波段的信号；
混频模块4包括第一本振单元、第一混频器401、第二混频器402、一个中心频率为4.3536GHz的带通滤波器、一个中心频率为1.2036GHz的带通滤波器、第二宽带放大器405、第三宽带放大器406、第二本振单元、1/4分频单元、第一射频放大器407、第二射频放大器408、第三混频器403以及第四混频器404；
第一本振单元，被配置为用于输出4-8GHz的信号；
第一混频器401，被配置为用于将中心频率为3.64GHz的低通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
第二混频器402，被配置为用于中心频率为4.09GHz的带通滤波器输出的信号以及中心频率为5.32GHz的带通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
中心频率为4.3536GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第一混频器401混频后的无用信号；
中心频率为1.2036GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第二混频器402混频后的无用信号；
第二宽带放大器405，被配置为用于放大经过第一混频器401混频、中心频率为4.3536GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第三宽带放大器406，被配置为用于放大经过第二混频器402混频、中心频率为1.2036GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第二本振单元，被配置为用于输出4.2GHz的点频；
1/4分频单元，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行1/4分频；
第一射频放大器407，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行放大；
第二射频放大器408，被配置为用于将经过1/4分频单元分频后的信号进行放大；
第三混频器403，被配置为用于将第二宽带放大器405放大后的信号与第一射频放大器407放大后的信号进行混频；
第四混频器404，被配置为用于将第三宽带放大器406放大后的信号与第二射频放大器408放大后的信号进行混频；
滤波模块5包括一个中心频率153.6MHz的带通滤波器和一个中心频率为153.6MHz的低通滤波器；
中心频率153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除第三混频器403和第四混频器404混频后的无用信号；
中心频率为153.6MHz的低通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率153.6MHz的带通滤波器滤波后的无用信号；
分路输出模块6包括一个射频程控开关、一个中心频率为153.6MHz的带通滤波器、第三本振单元、第五混频器601、一个中心频率为19.2MHz的带通滤波器；
射频程控开关，被配置为用于将滤波模块5输出的频率为153.6MHz的信号分为两路；
中心频率为153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率为153.6MHz的低通滤波器滤波后的无用信号；
第三本振单元，被配置为用于输出频率为134.4MHz的点频；
第五混频器601，被配置为用于将第三本振单元输出的点频与中心频率为153.6MHz的带通滤波器输出的信号进行混频；
中心频率为19.2MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第五混频器601混频后的无用信号；
本接收通道装置利用分段滤波混频，通过步进衰减器使信号可以在0-60dB范围内，以2dB步进衰减。利用开关放大器，根据输入信号的大小切换到直接通过或者放大通过。
本发明的接入信号首先进入步进衰减模块1，然后根据开关放大模块2中1切2的射频程控开关，将接入信号分为直通接入和放大接入两种情况，然后通过开关滤波模块3将信号分为9K～3.64G、3.64G～4.54G、4.54G～6.1G三路分别进行滤波，然后将滤波后的三个波段，分为9K～3.64G和3.64G～6.1G两个部分分别混频，得到两个中心频率为4.3536GHz和1.2036GHZ的信号，然后分别通过带宽为100MHz的带通滤波器的滤波、宽带放大器的放大以及混频器的混频，两个部分都得到最终的153.6MHz，混频到同一个频率点，对得到的153.6MHz的信号，通过滤波模块5中的带通滤波器和低通滤波器进行滤波处理。根据需要对信号进行频谱分析，先经过一个窄带的153.6MHz的带通滤波器，然后进行混频器处理得到19.2MHz，然后通过带通滤波器进行滤波处理，输出到后续处理单元进行采样、分析；对于矢量分析和标准通信制式信号分析直接输出到后续处理单元进行采样、分析解调。
本发明实现了接收CW信号和标准通信制式信号的接收通道装置，图2示出的是本接收通道装置，接入TD-LTE的上行PUCCH格式信号的频谱分析效果示意图。图3示出的是本接收通道装置，接入TD-LTE的上行PUCCH格式信号的解调效果示意图，其中左侧为IQ示意图，右侧为时域示意图。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，其特征在于：包括步进衰减模块、开关放大模块、开关滤波模块、混频模块、滤波模块以及分路输出模块；步进衰减模块、开关放大模块、开关滤波模块、混频模块、滤波模块以及分路输出模块通过线路依次连接；
步进衰减模块包括2个可控的30dB衰减器；
衰减器，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制接入信号的衰减量；
开关放大模块包括2个1切2的射频程控开关和第一宽带放大器；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的幅度大小，控制信号是直通接入还是放大接入；
第一宽带放大器，被配置为用于将接入的9kHz～6GHz的信号进行放大；
开关滤波模块包括一个1切4的射频程控开关、一个1切2的射频程控开关、一个中心频率为3.64GHz的低通滤波器、一个中心频率为4.09GHz的带通滤波器和一个中心频率为5.32GHz的带通滤波器；
1切4的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
1切2的射频程控开关，被配置为用于根据接入信号的波段归属，切换到相应的波段；
中心频率为3.64GHz的低通滤波器，被配置为用于滤除不属于9kHz～3.64GHz波段的信号；
中心频率为4.09GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除不属于3.64kHz～4.54GHz波段的信号；
中心频率为5.32GHz的带通滤波器；被配置为用于滤除不属于4.54kHz～6.1GHz波段的信号；
混频模块包括第一本振单元、第一混频器、第二混频器、一个中心频率为4.3536GHz的带通滤波器、一个中心频率为1.2036GHz的带通滤波器、第二宽带放大器、第三宽带放大器、第二本振单元、1/4分频单元、第一射频放大器、第二射频放大器、第三混频器以及第四混频器；
第一本振单元，被配置为用于输出4-8GHz的信号；
第一混频器，被配置为用于将中心频率为3.64GHz的低通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
第二混频器，被配置为用于中心频率为4.09GHz的带通滤波器输出的信号以及中心频率为5.32GHz的带通滤波器输出的信号与第一本振单元输出的信号进行混频；
中心频率为4.3536GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第一混频器混频后的无用信号；
中心频率为1.2036GHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第二混频器混频后的无用信号；
第二宽带放大器，被配置为用于放大经过第一混频器混频、中心频率为4.3536GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第三宽带放大器，被配置为用于放大经过第二混频器混频、中心频率为1.2036GHz的带通滤波器滤波后的中频信号；
第二本振单元，被配置为用于输出4.2GHz的点频；
1/4分频单元，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行1/4分频；
第一射频放大器，被配置为用于将第二本振单元输出的信号进行放大；
第二射频放大器，被配置为用于将经过1/4分频单元分频后的信号进行放大；
第三混频器，被配置为用于将第二宽带放大器放大后的信号与第一射频放大器放大后的信号进行混频；
第四混频器，被配置为用于将第三宽带放大器放大后的信号与第二射频放大器放大后的信号进行混频；
滤波模块包括一个中心频率153.6MHz的带通滤波器和一个中心频率为153.6MHz的低通滤波器；
中心频率153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除第三混频器和第四混频器混频后的无用信号；
中心频率为153.6MHz的低通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率153.6MHz的带通滤波器滤波后的无用信号；
分路输出模块包括一个射频程控开关、一个中心频率为153.6MHz的带通滤波器、第三本振单元、第五混频器、一个中心频率为19.2MHz的带通滤波器；
射频程控开关，被配置为用于将滤波模块输出的频率为153.6MHz的信号分为两路；
中心频率为153.6MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过中心频率为153.6MHz的低通滤波器滤波后的无用信号；
第三本振单元，被配置为用于输出频率为134.4MHz的点频；
第五混频器，被配置为用于将第三本振单元输出的点频与中心频率为153.6MHz的带通滤波器输出的信号进行混频；
中心频率为19.2MHz的带通滤波器，被配置为用于滤除经过第五混频器混频后的无用信号；
接入信号首先进入步进衰减模块，经过步进衰减模块衰减后进入开关放大模块，开关放大模块中的1切2的射频程控开关，据接入信号的幅度大小，控制信号直通进入或者放大进入开关滤波模块，通过开关滤波模块中的中心频率为3.64GHz的低通滤波器、中心频率为4.09GHz的带通滤波器和中心频率为5.32GHz的带通滤波器将信号分为9K～3.64G、3.64G～4.54G、4.54G～6.1G三个波段分别进行滤波，然后将滤波后的三个波段分为9K～3.64G和3.64G～6.1G两个波段分别输入至第一混频器和第二混频器，与第一本振单元输出的信号分别进行混频后得到两个中心频率为4.3536GHz和1.2036GHZ的信号；中心频率为4.3536GHz信号经过中心频率为4.3536GHz的带通滤波器的滤波、第二宽带放大器的放大后进入第三混频器，与第一射频放大器放大后的信号进行混频，得到频率为153.6MHz的信号；中心频率为1.2036GHZ的信号经过中心频率为1.2036GHz的带通滤波器的滤波、第三宽带放大器的放大进入第四混频器，与第二射频放大器放大后的信号进行混频，得到频率为153.6MHz的信号；两路都得到153.6MHz，混频到同一个频率点，通过滤波模块中的中心频率153.6MHz的带通滤波器和中心频率为153.6MHz的低通滤波器对频率为153.6MHz的信号进行滤波处理；根据需要对信号进行频谱分析，滤波模块处理后的信号进入分路输出模块，通过其中心频率为153.6MHz的带通滤波器进行滤波处理后进入第五混频器，与第三本振单元输出的信号进行混频，得到频率为19.2MHz的信号，通过中心频率为19.2MHz的带通滤波器滤波处理后输出到后续处理单元进行采样、分析解调。
2.根据权利要求1所述的支持标准通信制式解调和频谱分析的接收通道装置，其特征在于：所述衰减器的衰减范围在0-60dB内，以2dB步进衰减。
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- 2017-09-14 CN CN201710824810.2A patent/CN107769805B/zh active Active
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