CN110880940A - 用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，包括预选滤波器组，用于保证镜像频率抑制度；第一本振模块，与所述的预选滤波器组相连接，用于对两段宽带射频信号进行处理；第二本振模块，与所述的第一本振模块相连接，用于对两个点频进行相位噪声控制。采用了本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，包括采用预选滤波器组加二次变频体制；合理中频选取及本振分配；采用双一中频变频模式。该电路结构对传统超外差接收机进行了改进，接收频率覆盖0.2～6GHz，对镜像频率及各项杂散频率的抑制度均大于70dB，有效解决了超外差接收机固有的杂散频点多的问题和超宽带接收机射频泄露干扰的问题。

Description

用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路 结构
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及高频射频通信技术领域，具体是指一种用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构。
背景技术
超外差接收机在当今的雷达、通信、导航、遥控等诸多领域系统中占有举足轻重的地位。接收机通过天线将外界电磁波谱接收下来后，通过变频将信号搬移到频率较低的中频后再进行数字信号处理。超外差接收机是接收系统的关键部件，其性能的优越性对整个系统性能起着关键性作用。
随着我国通信系统的发展，接收数据码速率的提高使得地面接收系统工作频率及信息带宽增加，这样中频带内各阶交调频率的组成更为复杂，同时对临近频段的干扰抑制难度增大，因此有必要对下行信道中超外差接收机的变频方案进行分析研究。
超宽带的超外差接收机中，通常有一次变频和二次变频两种方式。一次变频的方式电路简单，成本较低，容易实现，但在超宽带接收机接收频段容易受到干扰，且对通带滤波器有相当严苛的要求；二次变频的主要目的是降低镜像频率的干扰，超宽带接收机的工作频段使得镜像频率相应变宽，分布也更加复杂，二次变频的方式虽然对镜像频率干扰有一定的抑制作用，但是会使相位噪声累积，引起误码率恶化，同时二次变频引入的频率及其交调频率会使频谱更加复杂。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足效率高、精准度高、适用范围广泛的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构。
为了实现上述目的，本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构如下：
该用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括：
预选滤波器组，用于保证镜像频率抑制度；
第一本振模块，与所述的预选滤波器组相连接，用于对两段宽带射频信号进行处理；
第二本振模块，与所述的第一本振模块相连接，用于对两个点频进行相位噪声控制。
较佳地，所述的第一本振模块包括：
第一中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使低射频频段下变频到高一中频；
第二中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使高射频频段下变频到低一中频。
较佳地，所述的第一本振模块还包括集成振荡电路的锁相回路，与所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器相连接，用于产生两个频段频率。
较佳地，所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器均为薄膜腔声谐振滤波器。
较佳地，所述的第一本振模块的两段宽带射频信号分别为0.2～2.8GHz和2.8～6GHz。
较佳地，所述的高一中频为3.2GHz。
较佳地，所述的低一中频为2.25GHz。
采用了本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，包括采用预选滤波器组加二次变频体制；合理中频选取及本振分配；采用双一中频变频模式。该电路结构对传统超外差接收机进行了改进，接收频率覆盖0.2～6GHz，对镜像频率及各项杂散频率的抑制度均大于70dB，有效解决了超外差接收机固有的杂散频点多的问题和超宽带接收机射频泄露干扰的问题。
附图说明
图1为本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构的电路原理示意图。
图2为本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构的0.2～2.8GHz频段杂散分布及滤波通带选取示意图。
图3为本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构的2.8～6GHz频段杂散分布及滤波通带选取示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其中包括：
预选滤波器组，用于保证镜像频率抑制度；
第一本振模块，与所述的预选滤波器组相连接，用于对两段宽带射频信号进行处理；
第二本振模块，与所述的第一本振模块相连接，用于对两个点频进行相位噪声控制。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一本振模块包括：
第一中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使低射频频段下变频到高一中频；
第二中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使高射频频段下变频到低一中频。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一本振模块还包括集成振荡电路的锁相回路，与所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器相连接，用于产生两个频段频率。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器均为薄膜腔声谐振滤波器。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一本振模块的两段宽带射频信号分别为0.2～2.8GHz和2.8～6GHz。
作为本发明的优选实施方式，所述的高一中频为3.2GHz。
作为本发明的优选实施方式，所述的低一中频为2.25GHz。
本发明的具体实施方式中，提供了接收机在超宽带接收频段的条件下对镜像频率和杂散频率都能有很好抑制方法。本发明用于接收机在超宽带接收频段的条件下对镜像频率和杂散频率抑制的方法系统构成如图1所示。
总体构成如图1所示，具体实现环节有如下三个方面：
(1)接收机采用二次变频工作模式，前端加入预选滤波器组用来保证镜像频率抑制度；
(2)对两次变频进行合理中频点设置及本振频率分配，控制杂散抑制度、减小相位噪声恶化；
(3)采用双一中频模式，规避宽带射频信号干扰。
本发明要解决如下问题：
a)解决超宽带接收机镜像频率抑制度的问题。方案实施中采用二次变频体制，变频部分均采用高本振下变频方式，将杂散信号保留在高频段，减小对滤波器的依赖性；同时将镜像频率段搬移到高频段，使用预选滤波器加以处理，保证镜像频率抑制度。
b)减小超宽带接收机二次变频体制中相位噪声累积恶化。方案实施中采用双一中频体制，将宽带射频信号分为0.2～2.8GHz和2.8～6GHz两段进行处理，低射频频段下变频到高一中频(3.2GHz)，高射频频段下变频到低一中频(2.25GHz)，尽可能使第一本振信号可以复用，这样可以降低本振使用的频率，有效降低第一本振相位噪声，从而降低相位噪声叠加的影响；同样第二本振为两个点频，相位噪声也得到有效控制。
c)解决超宽带接收机射频泄露和本振泄露的问题。方案实施中采用双一中频体制，将宽带射频信号分为0.2～2.8GHz和2.8～6GHz两段进行处理，低射频频段下变频到高一中频(3.2GHz)，高射频频段下变频到低一中频(2.25GHz)，将一中频频率尽可能的搬离射频及本振频率区域，减小了后级滤波难度，有效减小了虚假电平对系统的干扰。
具体技术方案如下：
a)宽带射频信号划分、一中频频率选取、镜频信号分析及杂散信号分析：
根据上述宽带射频信号分段及变频原则，各级杂散信号分析如下，其中图2为0.2～2.8GHz频段杂散分布及选取的滤波通带，对应选取的滤波器指标为：
中心频率Fc(1dB带宽)：3200±50MHz
带内插损：2dB
阻带抑制：50dB@>Fc±200MHz
带内反射损耗：15dB
图3为2.8～6GHz频段杂散分布及选取的滤波通带，对应选取的滤波器指标为：
中心频率Fc(1dB带宽)：2250±50MHz
带内插损：2dB
阻带抑制：50dB@>Fc±200MHz
带内反射损耗：15dB
两个一中频滤波器均采用FBAR滤波器，凭借其窄带下良好的矩形系数可以有效滤除各杂散信号，该滤波器结合二中频声表滤波器及末级中频低通滤波器可以将各级杂散抑制度控制在70dB以上。
b)预选滤波器频段划分：
通过以上分析所确定的射频及中频分配方案，可以确定对应的镜像频率频段，对应情况及滤波分配见下表1。
表1预选滤波器分段对应表
Figure BDA0002328077800000041
Figure BDA0002328077800000051
预选滤波器用于抑制射频的镜像频率，高本振下变频的模式可以将镜像频率搬移到较高频段，如上表所示，大大降低了对滤波器性能的需求，更易于自主设计和选件用于保证镜像频率抑制度大于70dB。
c)第一本振及第二本振分配；
在确定了如上频谱及中频分配后，本振划分如下：
第一本振：3.4～6GHz，对应射频频段0.2～2.8GHz，对应一中频3.2GHz；
5.05～8.25GHz，对应射频频段2.8～6GHz，对应一中频2.25GHz。
第二本振：3.385GHz，对应频频段0.2～2.8GHz，对应一中频3.2GHz；
2.435GHz，对应射频频段2.8～6GHz，对应一中频2.25GHz。
第一本振两个频段频率由一个集成VCO的PLL产生，两频率段有交叠的部分，使得实际使用的PLL频段资源减小，降低了第一本振频率段同时对整体相位噪声也有贡献；第二本振为PLL产生的两个点频，相位噪声更可以进行有效控制，使其叠加入系统的相位噪声降低。
采用了本发明的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，包括采用预选滤波器组加二次变频体制；合理中频选取及本振分配；采用双一中频变频模式。该电路结构对传统超外差接收机进行了改进，接收频率覆盖0.2～6GHz，对镜像频率及各项杂散频率的抑制度均大于70dB，有效解决了超外差接收机固有的杂散频点多的问题和超宽带接收机射频泄露干扰的问题。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：
预选滤波器组，用于保证镜像频率抑制度；
第一本振模块，与所述的预选滤波器组相连接，用于对两段宽带射频信号进行处理；
第二本振模块，与所述的第一本振模块相连接，用于对两个点频进行相位噪声控制。
2.根据权利要求1所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的第一本振模块包括：
第一中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使低射频频段下变频到高一中频；
第二中频滤波器，与所述的预选滤波器组相连接，用于使高射频频段下变频到低一中频。
3.根据权利要求2所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的第一本振模块还包括集成振荡电路的锁相回路，与所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器相连接，用于产生两个频段频率。
4.根据权利要求2所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的第一中频滤波器和第二中频滤波器均为薄膜腔声谐振滤波器。
5.根据权利要求1所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的第一本振模块的两段宽带射频信号分别为0.2～2.8GHz和2.8～6GHz。
6.根据权利要求2所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的高一中频为3.2GHz。
7.根据权利要求2所述的用于超宽带接收机中的抑制镜像频率和杂散频率干扰的电路结构，其特征在于，所述的低一中频为2.25GHz。
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