CN109818596A - 一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路，其包括：N个通道，每个通道包括：一本振源；一可控移相器，其输入端与所述本振源的输出端连接；一可控延时器，其接受一路所述中频信号；一混频器，其一个输入端与所述可控移相器的输出端连接，其另一个输入端与所述可控延时器的输出端连接；以及一射频放大器，其输入端与所述混频器的输出端连接，其输出端产生一路所述射频信号；其中，所述N个通道中的N个本振源的输入端接收外部输入的同一个时钟信号。本发明可精确控制各通道射频信号之间的相位差和时延差，保证任意两通道射频信号之间的相位差和时延差在要求范围以内。

Description

一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路

技术领域

本发明涉及多通道射频信号的波形和相位控制技术，尤其涉及一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路。

背景技术

在多通道射频系统中，有时需要对各通道射频信号的波形和相位进行精确控制。但在射频系统中，本振信号的产生离不开锁相环。由锁相环的工作原理，导致了本振信号的初始相位是随机的。变频系统的核心器件混频器，一般可以等效为一个“乘法器+滤波器”。当中频信号与本振信号通过混频器做“乘法运算”时，二者的相位都会体现在混频器的输出端，即体现在射频信号上。因此，整个射频系统都会受到这个不确定性的影响，从而对实现相位、时延的精确控制造成了影响。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路，以通过控制中频信号时延和本振信号相位，从而实现对多通道射频信号波形和相位的精确控制。

本发明所述的一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路，其包括：N个通道，其分别接收外部输入的N路中频信号，并分别产生N路射频信号，N为大于1的自然数，其中，每个通道包括：

一本振源；

一可控移相器，其输入端与所述本振源的输出端连接；

一可控延时器，其接受一路所述中频信号；

一混频器，其一个输入端与所述可控移相器的输出端连接，其另一个输入端与所述可控延时器的输出端连接；以及

一射频放大器，其输入端与所述混频器的输出端连接，其输出端产生一路所述射频信号；

其中，所述N个通道中的N个本振源的输入端接收外部输入的同一个时钟信号。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过对于各个通道中独立的本振源采用同一个时钟分配，并在各通道中分别采用一个可控移相器进行本振的移相控制，同时还在各通道中分别采用一个可控延时器进行中频的时延控制，由此，即可精确控制各通道射频信号之间的相位差和时延差，保证任意两通道射频信号之间的相位差和时延差在要求范围以内。本发明可广泛应用于相控阵系统、多通道射频系统、分布式/相干式射频系统等需要对各通道相位或时延进行控制的电路系统，具有应用广泛、实用性强的特点。

附图说明

图1是本发明一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路的结构示意图；

图2是本发明的一个具体实施例输出的初始波形图；

图3是本发明的一个具体实施例经过本振的移相控制和中频的时延控制后输出的波形示意图；

其中，图2、图3中的横坐标为时间，纵坐标为幅度。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

要实现多通道射频信号波形和相位的精确控制，首先需要考虑三个因素：中频信号的时延、本振信号的相位、混频器之后射频电路的时延。要控制这三个因素，分别需要在电路中加入：中频延时器、本振移相器、射频延时器。这三个因素并不是完全独立的。要实现射频信号波形和相位的精确控制，可以通过控制中频信号时延和本振信号相位来完成。

鉴于上述情况，如图1所示，本发明，即一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路，包括：N个通道，其分别接收外部输入的N路中频信号，并分别产生N路射频信号，其中，每个通道包括：

一本振源1；

一可控移相器2，其输入端与本振源1的输出端连接；

一可控延时器3，其接受一路中频信号；

一混频器4，其一个输入端与可控移相器2的输出端连接，其另一个输入端与可控延时器3的输出端连接；以及

一射频放大器5，其输入端与混频器4的输出端连接，其输出端产生一路射频信号；

其中，N个通道中的N个本振源1的输入端接收外部输入的同一个时钟信号。

在本发明中，所有通道中的本振源1由同一个时钟分配，即接收同一个时钟信号。由于各个通道采用独立的本振源1，对其本振电路的初始相位没有要求，且对本振源1没有大功率要求，因此使得整体电路在设计时更加灵活，易于实现。

在本发明中，通过在各通道的本振源1的输出端增设一个可控移相器2，可以实现对各通道本振输出的相位控制，并且通过在各通道的中频信号输入端加一个可控延时器3，可以实现对各通道的中频时延的控制，最后通过射频放大器5上变频至射频波段，从而完成对各通道射频信号的相位和时延的精确控制，并且能达到任意两通道射频信号之间的相位差和时延差在要求范围以内。

以两通道的射频系统为例，即，本发明的电路中包括两个通道，每个通道分别包括一本振源1、一控制该本振源1相位的可控移相器2、一控制中频时延的可控延时器3、一混频器4以及一射频放大器5，两个本振源1接收同一时钟信号。假设本振源1输出的信号为1GHz，中频信号均为50MHz，则，本实施例输出的两个射频信号的初始波形可如图2所示，该两个射频信号的相位差为147°，时延差为341ps；当经过可控移相器2的移相控制和可控延时器3的时延控制后，本实施例输出的两个射频信号的波形可如图3所示，该两个射频信号的相位差为4°，时延差为2ps。由此可见，通过本发明完成了对各通道射频信号的相位和时延的精确控制，并且使得任意两通道射频信号之间的相位差和时延差控制在要求范围以内。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (1)

1.一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路，其特征在于，所述电路包括：N个通道，其分别接收外部输入的N路中频信号，并分别产生N路射频信号，N为大于1的自然数，其中，每个通道包括：

一本振源；

一可控移相器，其输入端与所述本振源的输出端连接；

一可控延时器，其接受一路所述中频信号；

一混频器，其一个输入端与所述可控移相器的输出端连接，其另一个输入端与所述可控延时器的输出端连接；以及

一射频放大器，其输入端与所述混频器的输出端连接，其输出端产生一路所述射频信号；

其中，所述N个通道中的N个本振源的输入端接收外部输入的同一个时钟信号。