CN114024521B - 一种宽带变频链路群时延均衡方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种宽带变频链路群时延均衡方法及系统，包括：根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。系统用于执行所述方法。本发明通过在宽带信号变频链路中设置群时延均衡模块，由开关选择不同的群时延均衡网络对不同频段的群时延进行均衡，不再局限于特定频段进行特定的群时延均衡，使群时延的补偿均衡处理实现更加灵活方便。

Description

一种宽带变频链路群时延均衡方法及系统

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种宽带变频链路群时延均衡方法及系统。

背景技术

在变频链路中，通常需要使用滤波器对信号进行滤波处理，而不同频段的滤波器对链路群时延的影响是不一样的。群时延是指信号系统在某个频点处的相位相对于频率的变化率，是由于宽带信号经过媒质传输路径或设备中的线性元件时，其各个频谱分量的相速不同，使得元器件对各频谱分量的响应也不一样，都会引起到达接收端的信号因为各频率分量的相移或时延不同而产生相位关系的紊乱，即相位失真，从而导致调频信号串噪声增大图像信号扭曲或产生码间干扰，正因为相位失真事宜一群频率分量之间的时延差值来衡量的，故称之为群时延。

现有方案中有针对群时延进行均衡的方法，但都是只能针对特定频段进行群时延均衡的处理，无法对宽带变频链路整体进行均衡，而且不能进行随意调节，使得变频链路在与其他不同设备联调时具有很大的局限性。

发明内容

本发明提供一种宽带变频链路群时延均衡方法及系统，用以解决现有技术中宽带变频链路中对群时延的均衡处理不够灵活，具有很大局限性的缺陷。

第一方面，本发明提供一种宽带变频链路群时延均衡方法，包括：

根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；

通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

根据本发明提供的一种宽带变频链路群时延均衡方法，所述根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号，包括：

确定射频输入的宽带信号，将所述宽带信号通过多个微波开关模块和多个带通滤波器后，得到第一输入信号；

依次将所述第一输入信号和各级本振信号输入至各级混频模块，得到所述变频链路中频信号；

其中，各级本振信号是由单片机或现场可编程逻辑门阵列FPGA控制所产生，并发送至对应各级混频模块。

根据本发明提供的一种宽带变频链路群时延均衡方法，各级混频模块的输入信号均是由上一级混频模块的输出信号经过各级带通滤波器所确定的。

根据本发明提供的一种宽带变频链路群时延均衡方法，所述通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动，包括：

根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡链路，以获得不同的群时延均衡量；

提取不同的群时延均衡量，对所述变频链路中频信号进行均衡补偿，以获得具有预设中频频点和预设中频带宽的输出信号。

根据本发明提供的一种宽带变频链路群时延均衡方法，所述根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡电路，以获得不同的群时延均衡量，包括：

确定所述选择开关的不同通路，得到群时延直通链路或群时延均衡链路；

所述直通链路群时延直通链路为不产生群时延均衡量，所述群时延均衡链路包括多个T型群时延均衡网络，通过所述多个T型群时延均衡网络获得不同的中频信号相位补偿量。

根据本发明提供的一种宽带变频链路群时延均衡方法，所述群时延均衡链路还包括多个LC并联网络，通过所述多个LC并联网络获得不同的中频信号幅度补偿量。

第二方面，本发明还提供一种宽带变频链路群时延均衡系统，包括：

获取模块，用于根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；

均衡模块，用于通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述宽带变频链路群时延均衡方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述宽带变频链路群时延均衡方法的步骤。

第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述宽带变频链路群时延方法的步骤。

本发明提供的宽带变频链路群时延均衡方法及系统，通过在宽带信号变频链路中设置群时延均衡模块，由开关选择不同的群时延均衡网络对不同频段的群时延进行均衡，不再局限于特定频段进行特定的群时延均衡，使群时延的补偿均衡处理实现更加灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的宽带变频链路群时延均衡方法的流程示意图；

图2是本发明提供的宽带变频链路群时延的整体结构图；

图3是本发明提供的宽带变频链路群时延的示例结构图；

图4是本发明提供的选择开关示意图；

图5是本发明提供的第二路群时延均衡仿真曲线图；

图6是本发明提供的第三路群时延均衡仿真曲线图；

图7是本发明提供的第四路群时延均衡仿真曲线图；

图8是本发明提供的第二路或第三路群时延链路结构图；

图9是本发明提供的第四路群时延链路结构图；

图10是本发明提供的宽带变频链路群时延系统的结构示意图；

图11是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的宽带变频链路群时延均衡方法的流程示意图，如图1所示，包括：

步骤S1：根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；

步骤S2：通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

需要说明的是，上述方法的执行主体可以是计算机设备，也可以是如图2所示的宽带变频链路群时延电路。

具体地，将输入的射频信号，通过图2所示的变频器中各模块处理，包括多个混频模块（从1到N，根据实际需要设置N的数量），以及控制多个混频模块额定本振信号，得到经变频处理的变频链路中频信号，然后通过输出端设置的群时延均衡模块，对该变频链路中频信号进行均衡处理，实现对中频信号带宽内群时延的波动进行抑制的作用。

此处，通过在变频器输出端的群时延均衡模块两端设置选择开关，通过开关切换，可以对宽带信号不同频段经过变频链路产生的群时延进行均衡，通过外部控制可以方便的进行切换不同的均衡路径，来对所需要的频段进行均衡，来达到最优效果。

本发明针对带宽较宽的射频信号可进行不同的变频处理，包括但不限于下变频和上变频。下变频是指如果经过混频后得到的中频信号比原始信号低，那么此种混频方式叫做下变频，下变频的目的是为了降低信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号，由于下变频方式的电路简单，成本较低，所以被广泛应用于对性能要求不高的设备中，下变频最大的缺点是对镜像干扰的抑制能力较差；上变频是指将具有一定频率的输入信号，改换成具有更高频率的输出信号（通常不改变信号的信息内容和调制方式）的过程，如果经过混频后得到的中频信号比原始信号高，那么此种混频方式叫做上变频。由于变频获得的中频频率较高，所以对接收机中中频放大、滤波、解调都提出了更高要求，使整个接收机成本较高，上变频可获得极高的抗镜像干扰能力，且可获得整个频段内非常平坦的频率响应。

以图3所示的下变频处理链路为例，将18GHz-33GHz的射频信号变频到140MHz的中频信号，中频带宽为80MHz，由于18GHz-33GHz的射频信号的带宽信号频带较宽，因此下变频链路不同频率所经过的滤波器是不同的，使得在输出IF（Intermediate Frequency，中频信号）时80MHz带宽内的信号群时延不一致，所以需要进行群时延的均衡。图3中采用三级混频模块，分别为第一混频模块、第二混频模块和第三混频模块，还包括对应的本振1、本振2和本振3产生的本振信号，最后通过群时延均衡模块处理后，得到抑制群时延后的变频链路中频信号。

本发明通过在宽带信号变频链路中设置群时延均衡模块，由开关选择不同的群时延均衡网络对不同频段的群时延进行均衡，使群时延的补偿均衡处理实现更加灵活方便。

基于上述实施例，步骤S1包括：

确定射频输入的宽带信号，将所述宽带信号通过多个微波开关模块和多个带通滤波器后，得到第一输入信号；

依次将所述第一输入信号和各级本振信号输入至各级混频模块，得到所述变频链路中频信号；

其中，各级本振信号是由单片机或现场可编程逻辑门阵列FPGA控制所产生，并发送至对应各级混频模块。

各级混频模块的输入信号均是由上一级混频模块的输出信号经过各级带通滤波器所确定的。

具体地，确定系统需要处理的射频信号后，将具有一定频率宽度的射频信号通过多个微波开关模块和多个带通滤波器，如图2或图3所示，分别通过两个微波开关模块和两个带通滤波器处理后，得到多级混频模块输入端的初始输入信号，即第一输入信号。

然后将第一输入信号依次通过多级混频模块，同时还有各级混频模块对应的本振信号进行一并输入，多个本振信号统一由单片机或者FPGA（Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列）来控制输出。

由于多级混频模块和各个带通滤波器是串联连接，每一级混频模块输出的信号经其后连接的带通滤波器处理后，即作为下一级混频模块的输入信号，直到在输出端得到变频链路中频信号。

本发明通过灵活设置多级混频模块和对应控制的本振信号，能根究变频调制需求得到多个频率的输出信号，具有设置方便和结构简单的特点。

基于上述任一实施例，步骤S2包括：

根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡链路，以获得不同的群时延均衡量；

提取不同的群时延均衡量，对所述变频链路中频信号进行均衡补偿，以获得具有预设中频频点和预设中频带宽的输出信号。

可以理解的是，本发明通过在变频链路输出端设置的群时延均衡模块两端设置切换开关，群时延均衡模块中包括多个不同的群时延均衡链路，由开关切换至对应的群时延均衡链路，以得到当前所需要的群时延均衡量。

这里的开关一般是根据设置的群时延均衡链路进行对应设置，即数量为一一对应，如图4所以，以四路开关为例，若系统中设置有四种群时延均衡链路，通过对应通路开关进行选择。通常，设置第一路开关为直通开关，即该链路不作任何群时延均衡处理，不产生群时延均衡量，而下面的第二路、第三路和第四路开关则是对应具有不同调节参数的群时延均衡链路。

本发明通过设置多个开关对群时延链路进行多种选择，可根据实际使用需求进行灵活调整，不再局限于某些特定频率的处理，具有更好的普适性。

基于上述任一实施例，所述根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡电路，以获得不同的群时延均衡量，包括：

确定所述选择开关的不同通路，得到群时延直通链路或群时延均衡链路；

所述直通链路群时延直通链路为不产生群时延均衡量，所述群时延均衡链路包括多个T型群时延均衡网络，通过所述多个T型群时延均衡网络获得不同的中频信号相位补偿量。

所述群时延均衡链路还包括多个LC并联网络，通过所述多个LC并联网络获得不同的中频信号幅度补偿量。

可选地，以图4中设置的四路开关为例，第一路为直通信号，无群时延均衡曲线，图5为第二路均衡仿真曲线，图6为第三路均衡仿真曲线，图7为第四路均衡仿真曲线，图5至图7中的m1点为曲线最高点，通常可视为中心频点，m2和m3为m1两侧任意频点，一般用于取值观察带宽使用。

可以看出，上述第二路均衡仿真曲线、第三路仿真曲线和第四路仿真曲线中的中心频点基本都在130MHz~150MHz之间，和140MHz中频信号误差较小，均衡效果比较理想。

进一步地，每一路群时延均衡链路均由多个T型群时延均衡网络和多个LC并联网络组成，通过多个T型群时延均衡网络可以得到不同的中频信号相位补偿量，多个LC并联网络得到不同的中频信号幅度补偿量。由于在实际电路中进行群时延均衡时，在对相位进行补偿后，还会对中频信号幅度产生一定的影响，所以本发明在T型群时延均衡网络中增加LC并联网络来减小对中频信号幅度的影响。

对应于图4中的四路开关信号，本发明在选择第二路或第三路开关时，群时延均衡模块中对应的链路结构如图8所示，包括一个T型群时延均衡网络，以及两端连接的LC并联网络，该T型群时延均衡网络由电感L1和电容C3并联后，再与串联的电容C1和C2进行并联，串联的电容C1和C2连接中点通过电感L2接地，同时该T型网络的两端分别与电阻R1、电感L3和电容C4组成的LC并联网络，以及与电阻R2、电感L4和电容C5组成的LC并联网络相连接。通过调节元器件L1、L2、C1、C2和C3的值，可以实现不同中心频点的群时延，来调节群时延均衡的值；同时，调节LC并联网络中的R1、L3和C4与R2、C5和L4对中频信号进行幅度补偿，使得群时延均衡对幅度的影响减小。可以看出，这里的第二路和第三路对应的群时延均衡链路的结构是相同的，不同的是各元器件的参数设置。

如图9所示，选择第四路开关时，群时延均衡模块中对应的链路结构包括两个T型群时延均衡网络，以及两端连接的LC并联网络，其中一个T型群时延均衡网络由电感L8和电容C10并联后，再与串联的电容C8和C9进行并联，串联的电容C8和C9连接中点通过电感L7接地，另一个T型群时延均衡网络由电感L9和电容C11并联后，再与串联的电容C12和C13进行并联，串联的电容C12和C13连接中点通过电感L10接地，上述两个T型群时延均衡网络之间通过电阻R5串联，串联后的T型网络的两端分别与电阻R4、电感L5和电容C6组成的LC并联网络，以及与电阻R3、电感L6和电容C7组成的LC并联网络相连接。同理，通过调节元器件L8、L9、C8、C9、C10、C11、C12、C13和R5的值，可以实现不同中心频点的群时延，来调节群时延均衡的值；同时，调节LC并联网络中的R4、L5和C6与R3、C7和L6也能够实现对中频信号进行幅度补偿。

本发明对上述多个T型群时延均衡网络和多个LC并联网络的数量并不作任何限制，根据不同频段的群时延补偿需求可进行多种组合的设置，并可调节其中任一元器件的参数，使得群时延的实现更加方便和灵活。

下面对本发明提供的宽带变频链路群时延均衡系统进行描述，下文描述的宽带变频链路群时延均衡系统与上文描述的宽带变频链路群时延均衡方法可相互对应参照。

图10是本发明提供的宽带变频链路群时延系统的结构示意图，如图10所示，包括：获取模块1001和均衡模块1002，其中：

获取模块1001用于根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；均衡模块1002用于通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

本发明通过在宽带信号变频链路中设置群时延均衡模块，由开关选择不同的群时延均衡网络对不同频段的群时延进行均衡，使群时延的补偿均衡处理实现更加灵活方便。

图11示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory)1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信。处理器1110可以调用存储器1130中的逻辑指令，以执行宽带变频链路群时延均衡方法，该方法包括：根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

此外，上述的存储器1130中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的宽带变频链路群时延均衡方法，该方法包括：根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的宽带变频链路群时延均衡方法，该方法包括：根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种宽带变频链路群时延均衡方法，其特征在于，包括：

根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；

通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动；

所述通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动，包括：

根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡链路，以获得不同的群时延均衡量；

提取不同的群时延均衡量，对所述变频链路中频信号进行均衡补偿，以获得具有预设中频频点和预设中频带宽的输出信号；

所述根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡电路，以获得不同的群时延均衡量，包括：

确定所述选择开关的不同通路，得到群时延直通链路或群时延均衡链路；

所述群时延直通链路为不产生群时延均衡量，所述群时延均衡链路包括多个T型群时延均衡网络，通过所述多个T型群时延均衡网络获得不同的中频信号相位补偿量；

所述群时延均衡链路还包括多个LC并联网络，通过所述多个LC并联网络获得不同的中频信号幅度补偿量。

2.根据权利要求1所述的宽带变频链路群时延均衡方法，其特征在于，所述根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号，包括：

确定射频输入的宽带信号，将所述宽带信号通过多个微波开关模块和多个带通滤波器后，得到第一输入信号；

依次将所述第一输入信号和各级本振信号输入至各级混频模块，得到所述变频链路中频信号；

其中，各级本振信号是由单片机或现场可编程逻辑门阵列FPGA控制所产生，并发送至对应各级混频模块。

3.根据权利要求2所述的宽带变频链路群时延均衡方法，其特征在于，各级混频模块的输入信号均是由上一级混频模块的输出信号经过各级带通滤波器所确定的。

4.一种宽带变频链路群时延均衡系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据变频器中各级混频模块的输入信号和各级混频模块对应的本振信号，得到变频链路中频信号；

均衡模块，用于通过群时延均衡模块对所述变频链路中频信号进行均衡处理，以抑制中频信号带宽内群时延的波动；

所述均衡模块具体用于：

根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡链路，以获得不同的群时延均衡量；

提取不同的群时延均衡量，对所述变频链路中频信号进行均衡补偿，以获得具有预设中频频点和预设中频带宽的输出信号；

所述根据所述群时延均衡模块对应的选择开关，确定不同的群时延均衡电路，以获得不同的群时延均衡量，包括：

确定所述选择开关的不同通路，得到群时延直通链路或群时延均衡链路；

所述群时延直通链路为不产生群时延均衡量，所述群时延均衡链路包括多个T型群时延均衡网络，通过所述多个T型群时延均衡网络获得不同的中频信号相位补偿量；

所述群时延均衡链路还包括多个LC并联网络，通过所述多个LC并联网络获得不同的中频信号幅度补偿量。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述宽带变频链路群时延均衡方法的步骤。

6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述宽带变频链路群时延均衡方法的步骤。

Images