CN117805860A - 抗干扰射频接收组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗干扰射频接收组件，抗干扰射频接收组件包括天线模块、下变频模块、抗干扰处理模块及上变频模块，对接收的初始射频信号进行下变频处理、抗干扰处理及上变频处理，得到满足要求的目标射频信号并传输给后级的接收机进行解算，在保证抗干扰射频接收的基础上，通过抗干扰处理模块调节下变频模块每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，能有效自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，不会因为饱和而失真，保持了高线性度和低噪声特性，从而提高了抗干扰性能。

Description

抗干扰射频接收组件

技术领域

本发明涉及射频通信技术领域，特别是涉及一种抗干扰射频接收组件。

背景技术

现有的北斗导航抗干扰射频组件主要由天线模块、下变频模块、时钟模块、抗干扰处理模块、上变频模块及直通模块组成，其中，下变频模块包括多个下变频通道，下变频通道包含前端低噪放单元和下变频单元，完成卫星信号的滤波、放大、变频，而前端低噪放单元主要由两级放大器、三级滤波器组成，下变频单元主要由混频器、中频放大器、LC滤波器组成。

但是，现有的北斗导航抗干扰射频组件至少存在以下缺陷：

1、下变频通道数量多，硬件调试工作量大，为了满足各个下变频通道之间间的幅度一致性指标，只能通过硬件调试；

2、系统的抗干扰性能受下变频通道线性度影响，现有方案的下变频通道采用固定增益模式，当系统处于强电磁干扰环境下(如干扰信号功率大于-30dBm)，下变频通道易饱和失真，工作在非线性状态，可能导致导航定位失败。

因此，目前亟需一种能实现自动增益控制的抗干扰射频接收技术方案，在强电磁干扰环境下，可自动调控下变频通道的增益，使下变频通道始终在线性范围内工作，并保持高线性度和低噪声特性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗干扰射频接收技术方案，结合天线模块、下变频模块、抗干扰处理模块及上变频模块设计抗干扰射频接收组件，对接收的初始射频信号进行下变频处理、抗干扰处理及上变频处理，得到满足要求的目标射频信号并传输给后级的接收机进行解算，在保证抗干扰射频接收的基础上，通过抗干扰处理模块调节下变频模块每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，能自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，不会因为饱和而失真，保持高线性度和低噪声特性。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供的技术方案如下。

一种抗干扰射频接收组件，包括：

天线模块，包括多个天线阵子，所述天线阵子接收初始射频信号；

下变频模块，与所述天线模块连接，包括多个下变频通道，多个所述下变频通道与多个所述天线阵子一一对应连接，所述下变频通道包括两个数控衰减器及可调低噪声放大器，所述下变频通道对所述初始射频信号进行放大、滤波及下变频处理，得到中频信号；

抗干扰处理模块，与所述下变频模块连接，对所述中频信号进行模数转换采样检测，得到数字中频信号，判断所述数字中频信号中干扰信号的大小，再根据所述干扰信号的大小调节所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，以自动调节所述下变频通道的增益，使所述下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除所述干扰信号，由所述数字中频信号数模转换得到模拟中频信号；

上变频模块，与所述抗干扰处理模块连接，对所述模拟中频信号进行滤波及上变频处理，得到目标射频信号。

可选地，所述下变频通道包括低噪放单元和下变频单元，所述低噪放单元包括三个滤波器、两个所述数控衰减器、所述可调低噪声放大器及一个低噪声放大器，第一个所述滤波器、所述低噪声放大器、第二个所述滤波器、第一个所述数控衰减器、所述可调低噪声放大器、第二个所述数控衰减器及第三个所述滤波器依次级联，第一个所述滤波器的输入端接所述初始射频信号。

可选地，所述低噪声放大器为限幅低噪声放大器，所述可调低噪声放大器具有直通模式和放大模式这两种工作模式，通过使能端口调节切换所述可调低噪声放大器的工作模式，进而调节所述可调低噪声放大器的增益。

可选地，所述下变频单元包括下变频器、中频放大器及第一LC滤波器，所述下变频器的射频端接第三个所述滤波器的输出端，所述下变频器的本振端接第一本振信号，所述下变频器的中频端接所述中频放大器的输入端，所述中频放大器的输出端接所述第一LC滤波器的输入端，所述第一LC滤波器的输出端输出所述中频信号。

可选地，多个所述下变频通道中的所述下变频器及所述中频放大器集成在一颗多通道抗干扰射频芯片中，所述多通道抗干扰射频芯片具有多个并行设置的下变频放大通道，所述下变频放大通道中依次设置有所述下变频器及所述中频放大器。

可选地，所述抗干扰处理模块包括：

模数转换芯片，对所述中频信号进行模数转换采样检测，得到所述数字中频信号；

现场可编程逻辑门阵列芯片，与所述模数转换芯片连接，判断所述数字中频信号中干扰信号的大小并根据所述干扰信号一一对应输出三个控制信号到所述下变频通道中两个所述数控衰减器及所述可调低噪声放大器，以调节所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，进而自动调节所述下变频通道的增益，使所述下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除所述干扰信号；

数模转换芯片，与所述现场可编程逻辑门阵列芯片连接，对所述数字中频信号进行数模转换，得到所述模拟中频信号。

可选地，所述上变频模块包括第二LC滤波器、上变频器、两个声表面滤波器及两个π型衰减器，所述第二LC滤波器的输入端接所述模拟中频信号，所述第二LC滤波器的输出端接所述上变频器的中频端，所述上变频器的本振端接第二本振信号，所述上变频器的射频端接第一个所述声表面滤波器的输入端，第一个所述声表面滤波器的输出端接第一个所述π型衰减器的输入端，第一个所述π型衰减器的输出端接第二个所述声表面滤波器的输入端，第二个所述声表面滤波器的输出端接第二个所述π型衰减器的输入端，第二个所述π型衰减器的输出端输出所述目标射频信号。

可选地，所述抗干扰射频接收组件还包括时钟模块，所述时钟模块为所述下变频模块提供所述第一本振信号，所述时钟模块为所述上变频模块提供所述第二本振信号，所述时钟模块还为所述抗干扰处理模块提供采样时钟。

可选地，所述时钟模块包括晶振、射频锁相环及时钟锁相环，所述晶振产生参考时钟，所述射频锁相环基于所述参考时钟产生所述第一本振信号和所述第二本振信号，所述时钟锁相环基于所述参考时钟产生所述采样时钟。

可选地，所述现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

基于对每个所述下变频通道中两个所述数控衰减器衰减量的初始值赋值，使得各个所述下变频通道均工作在线性模式下，且各个所述下变频通道的幅度一致；

基于所述干扰信号的大小，调节每个所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，对应减小所述下变频通道的增益，使得所述下变频通道始终工作在线性模式下。

可选地，所述现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

在调节各个所述下变频通道的幅度时，第一个所述数控衰减器的初始衰减值为第一衰减值，第二个所述数控衰减器的初始衰减值为第二衰减值，所述可调低噪声放大器工作在所述放大模式，所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式下的增益变化量为第三衰减值；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和小于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值全部加到第一个所述数控衰减器，第一个所述数控衰减器的衰减值调节为所述第一衰减值与所述目标衰减值之和，第二个所述数控衰减器的衰减值保持所述第二衰减值不变，所述可调低噪声放大器仍工作在所述放大模式；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和等于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值全部加到所述可调低噪声放大器上，将所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式，第一个所述数控衰减器的衰减值保持所述第一衰减值不变，第二个所述数控衰减器的衰减值变为零；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和大于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值加到所述可调低噪声放大器及一个所述数控衰减器上，将所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式，一个所述数控衰减器的衰减值保持初始衰减值不变，并调节另一个所述数控衰减器的衰减值。

如上所述，本发明的抗干扰射频接收组件，至少具有以下有益效果：

结合天线模块、下变频模块、抗干扰处理模块及上变频模块设计抗干扰射频接收组件，对接收的初始射频信号进行下变频处理、抗干扰处理及上变频处理，得到满足要求的目标射频信号并传输给后级的接收机进行解算，在保证抗干扰射频接收的基础上，通过抗干扰处理模块调节下变频模块每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，能自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，不会因为饱和而失真，保持高线性度和低噪声特性；同时，能通过抗干扰处理模块对下变频模块每个下变频通道的幅度进行软件控制调节，无需再采用硬件调试，减小了调试工作量。

附图说明

图1显示为现有技术中北斗导航抗干扰射频组件的结构框图。

图2显示为图1中下变频模块内低噪放单元的结构框图。

图3显示为图1中下变频模块内下变频单元的结构框图。

图4显示为本发明中抗干扰射频接收组件的结构框图。

图5显示为本发明中下变频模块内低噪放单元的结构框图。

图6-图7显示为本发明一可选实施例中下变频模块内低噪放单元的电路图。

图8显示为本发明中下变频模块内下变频单元的结构框图。

图9显示为本发明一可选实施例中下变频模块内下变频单元的电路图。

图10显示为本发明中上变频模块的结构框图。

图11显示为本发明一可选实施例中上变频模块的电路图。

图12显示为本发明一可选实施例中时钟模块的电路图。

图13显示为本发明一可选实施例中衰减控制过程下变频通道的噪声系数及OIP3指标变化示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图13。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如前述在背景技术中所提及的，发明人研究发现，如图1所示，现有的北斗导航抗干扰射频组件主要由天线模块、下变频模块、时钟模块、抗干扰处理模块、上变频模块及直通模块组成。其中，初始射频信号经过下变频模块中的下变频通道预处理后送入抗干扰处理模块，由抗干扰处理模块消除干扰；最后送入、上变频模块中的上变频通道进行上变频后输出，给接收机进行解算，实现抗干扰导航定位功能。同时，抗干扰处理模块通过输出高低电平控制信号分别控制下变频通道中的开关及上变频通道中的开关，实现当射频组件失去正常供电时，开关接通直通模块中的直通通道，从而具备使用输出端口馈电实现直通通道工作的功能。

详细地，如图1所示，下变频模块包括多个下变频通道，下变频通道包含前端的低噪放单元和后端的下变频单元，完成卫星信号的滤波、放大、变频；而前端的低噪放单元主要由两级放大器、三级滤波器组成，如图2所示，下变频单元主要由混频器、中频放大器、LC滤波器组成，如图3所示。

但是，现有的北斗导航抗干扰射频组件至少存在以下缺陷：

1、下变频通道数量多，硬件调试工作量大，为了满足各个下变频通道之间间的幅度一致性指标，只能通过硬件调试；

2、系统的抗干扰性能受下变频通道线性度影响，现有方案的下变频通道采用固定增益模式，当系统处于强电磁干扰环境下(如干扰信号功率大于-30dBm)，下变频通道易饱和失真，工作在非线性状态，可能导致导航定位失败。

基于此，本发明提供一种抗干扰射频接收技术方案：结合天线模块、下变频模块、抗干扰处理模块及上变频模块设计抗干扰射频接收组件，对接收的初始射频信号进行下变频处理、抗干扰处理及上变频处理，得到满足要求的目标射频信号并传输给后级的接收机进行解算，在保证抗干扰射频接收的基础上，通过抗干扰处理模块调节下变频模块每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，以自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，不会因为饱和而失真，保持高线性度和低噪声特性；同时，通过抗干扰处理模块对下变频模块每个下变频通道的幅度进行软件控制调节，无需再采用硬件调试，以减小调试工作量。

具体地，如图4所示，本发明提供一种抗干扰射频接收组件，其包括：

天线模块，包括多个天线阵子，天线阵子接收初始射频信号(图中未示出)；

下变频模块，与天线模块连接，包括多个下变频通道，多个下变频通道与多个天线阵子一一对应连接，下变频通道包括两个数控衰减器(即数控衰减器1及数控衰减器2)及可调低噪声放大器(即低噪声放大器LNA2)，下变频通道对初始射频信号进行放大、滤波及下变频处理，得到中频信号(图中未示出)；

抗干扰处理模块，与下变频模块连接，对中频信号进行模数转换采样检测，得到数字中频信号(图中未示出)，判断数字中频信号中干扰信号的大小，再根据干扰信号的大小调节下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，以自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除干扰信号，由数字中频信号数模转换得到模拟中频信号(图中未示出)；

上变频模块，与抗干扰处理模块连接，对模拟中频信号进行滤波及上变频处理，得到目标射频信号(图中未示出)，目标射频信号再传输给接收机进行解算，实现抗干扰数据接收获取，实现特定功能，如卫星导航系统的导航定位功能。

详细地，如图4及图5所示，下变频通道包括低噪放单元和下变频单元，低噪放单元包括三个滤波器(即滤波器1～滤波器3)、两个数控衰减器(即数控衰减器1及数控衰减器2)、可调低噪声放大器(即低噪声放大器LNA2)及一个低噪声放大器(即噪声放大器LNA1)，第一个滤波器(即滤波器1)、低噪声放大器(即噪声放大器LNA1)、第二个滤波器(即滤波器2)、第一个数控衰减器(即数控衰减器1)、可调低噪声放大器(即低噪声放大器LNA2)、第二个数控衰减器(即数控衰减器2)及第三个滤波器(即滤波器3)依次级联，第一个滤波器的输入端接初始射频信号(图中未示出)。

更详细地，在本发明的一可选实施例中，如图6-图7所示，低噪放单元包括依次级联的滤波器芯片U1、低噪声放大器芯片U2、滤波器芯片U3、数控衰减器芯片U4、可调低噪声放大器芯片U5、数控衰减器芯片U6及滤波器芯片U7，以及电阻、电容及电感所构成的外围电路，详情可参见图6-图7，在此不再赘述。

其中，低噪声放大器芯片U2为限幅低噪声放大器，最大输入功率：≥10W，限幅输出幅度：20dBm，保证各单元器件在强信号输入时不损毁；数控衰减器芯片U4和数控衰减器芯片U6的步进为1dB，衰减范围31dB，插入损耗为1dB；可调低噪声放大器芯片U5具有直通模式和放大模式这两种工作模式，通过使能端口调节切换可调低噪声放大器芯片U的工作模式，进而调节可调低噪声放大器芯片U的增益，其工作在放大模式时增益约21dB，直通模式时增益约-1dB。

详细地，如图8所示，下变频单元包括下变频器、中频放大器及第一LC滤波器，下变频器的射频端接第三个滤波器的输出端，下变频器的本振端接第一本振信号，下变频器的中频端接中频放大器的输入端，中频放大器的输出端接第一LC滤波器的输入端，第一LC滤波器的输出端输出中频信号(IFout1～IFout4)。

更详细地，在本发明的一可选实施例中，如图9所示，多个下变频通道中的下变频器及中频放大器集成在一颗多通道抗干扰射频芯片U8中，多通道抗干扰射频芯片U8具有多个并行设置的下变频放大通道，下变频放大通道中依次设置有下变频器及中频放大器。多通道抗干扰射频芯片U8的多个输入端接对应多个低噪放单元的输出，多通道抗干扰射频芯片U8的多个输出端一一对应连接一个由滤波器芯片U9构成的第一LC滤波器后对外输出多个中频信号。

如多通道抗干扰射频芯片U8可以采用一款四通道射频接收电路，即可以实现相同四路1.15GHz～2.5GHz频段射频信号的下变频和放大，采用一次下变频结构，内部集成下变频器、中频放大器、射频锁相环、低压差线性电源(LDO)等功能模块，具有高集成度、低噪声、高线性度。

详细地，抗干扰处理模块包括：

模数转换芯片，对中频信号进行模数转换采样检测，得到数字中频信号；

现场可编程逻辑门阵列芯片，与模数转换芯片连接，判断数字中频信号中干扰信号的大小并根据干扰信号一一对应输出三个控制信号到下变频通道中两个数控衰减器及可调低噪声放大器(如图4所示)，以调节下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，进而自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除干扰信号；

数模转换芯片，与现场可编程逻辑门阵列芯片连接，对数字中频信号进行数模转换，得到模拟中频信号。

详细地，如图10所示，上变频模块包括第二LC滤波器、上变频器、两个声表面滤波器(即声表面滤波器1及声表面滤波器2)及两个π型衰减器(即π型衰减器1及π型衰减器2)，第二LC滤波器的输入端接模拟中频信号(图中未示出)，第二LC滤波器的输出端接上变频器的中频端，上变频器的本振端接第二本振信号，上变频器的射频端接第一个声表面滤波器(即声表面滤波器1)的输入端，第一个声表面滤波器的输出端接第一个π型衰减器(即π型衰减器1)的输入端，第一个π型衰减器的输出端接第二个声表面滤波器(即声表面滤波器2)的输入端，第二个声表面滤波器的输出端接第二个π型衰减器(即π型衰减器2)的输入端，第二个π型衰减器的输出端输出目标射频信号(即RFout)。

更详细地，在本发明的一可选实施例中，如图11所示，模拟中频信号先经过第二LC滤波器滤波后再经过上变频器芯片U10变频至射频信号，再经过两级射频声表面滤波器芯片U11～U12的滤波作用及两个π型衰减器的衰减作用后最终输出目标射频信号。

详细地，如图4所示，抗干扰射频接收组件还包括时钟模块，时钟模块为下变频模块提供第一本振信号，时钟模块为上变频模块提供第二本振信号，时钟模块还为抗干扰处理模块提供采样时钟。

更详细地，在本发明的一可选实施例中，如图12所示，时钟模块包括晶振、射频锁相环及时钟锁相环，晶振产生参考时钟，射频锁相环基于参考时钟产生第一本振信号和第二本振信号，时钟锁相环基于参考时钟产生采样时钟。其中，晶振由晶振芯片U13及外围的电阻电容构成，射频锁相环采用前面抗干扰射频芯片内部集成的锁相环，时钟锁相环由时钟锁相环芯片U13及外围电路组成，在此不再赘述。

详细地，在本发明中，主要基于抗干扰处理模块内部的现场可编程逻辑门阵列芯片进行软件调试，以调节各个下变频通道的幅度及增益，现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

1)、基于对每个下变频通道中两个数控衰减器衰减量的初始值赋值，使得各个下变频通道均工作在线性模式下，且各个下变频通道的幅度一致；

2)、基于干扰信号的大小，调节每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，对应减小下变频通道的增益，使得下变频通道始终工作在线性模式下。

更详细地，在本发明中，现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

S1、在调节各个下变频通道的幅度时，第一个数控衰减器的初始衰减值为第一衰减值，第二个数控衰减器的初始衰减值为第二衰减值，可调低噪声放大器工作在放大模式，可调低噪声放大器由放大模式切换到直通模式下的增益变化量为第三衰减值；

S2、在调节各个下变频通道的增益时，若下变频通道的目标衰减值与第二衰减值之和小于第三衰减值，则将下变频通道的目标衰减值全部加到第一个数控衰减器，第一个数控衰减器的衰减值调节为第一衰减值与目标衰减值之和，第二个数控衰减器的衰减值保持第二衰减值不变，可调低噪声放大器仍工作在放大模式；

S3、在调节各个下变频通道的增益时，若下变频通道的目标衰减值与第二衰减值之和等于第三衰减值，则将下变频通道的目标衰减值全部加到可调低噪声放大器上，将可调低噪声放大器由放大模式切换到直通模式，第一个数控衰减器的衰减值保持第一衰减值不变，第二个数控衰减器的衰减值变为零；

S4、在调节各个下变频通道的增益时，若下变频通道的目标衰减值与第二衰减值之和大于第三衰减值，则将下变频通道的目标衰减值加到可调低噪声放大器及一个数控衰减器上，将可调低噪声放大器由放大模式切换到直通模式，一个数控衰减器的衰减值保持初始衰减值不变，并调节另一个数控衰减器的衰减值。

详细地，在本发明的一可选实施例中，低噪声放大器芯片U2为限幅低噪声放大器，最大输入功率：≥10W，限幅输出幅度：20dBm，保证各单元器件在强信号输入时不损毁；数控衰减器芯片U4和数控衰减器芯片U6的步进为1dB，衰减范围31dB，插入损耗为1dB；可调低噪声放大器芯片U5具有直通模式和放大模式这两种工作模式，通过使能端口调节切换可调低噪声放大器芯片U的工作模式，进而调节可调低噪声放大器芯片U的增益，其工作在放大模式时增益约21dB，直通模式时增益约-1dB。

在此基础上，通过SysCalc软件仿真，得到下变频通道的增益为39.7dB，噪声系数1.5dB，OIP3为31.93dBm；同时，针对各个下变频通道的初始状态增益，基于现场可编程逻辑门阵列芯片的配置，给各个下变频通道中两个数控衰减器分别赋一个初始值，使各个下变频通道的幅度为40dB±dB。

此后，基于现场可编程逻辑门阵列芯片的配置，对各个下变频通道的增益进行自动调节控制。

天线阵子接收到卫星信号，进入下变频通道，经过放大、滤波、混频后输出中频信号，再进入抗干扰处理单元进行处理，根据A/D采样检测干扰信号的功率大小，通过基于现场可编程逻辑门阵列芯片控制下变频通道中两个数控衰减器的衰减量和可调低噪声放大器的工作模式控制端口，实现下变频通道的增益自动控制，保证在强干扰信号输入时，下变频通道工作在线性模式。

详细地，在本发明的一可选实施例中，下变频通道的增益控制范围为0～25dB，步进1dB，具体方案如下：

设目标衰减值为A，第一个数控衰减的初始衰减量为00dB，第二个数控衰减的初始衰减量为B，可调低噪声放大器由放大模式切换到直通模式的增益变化量为C。

1、当目标衰减值的衰减范围为0～9dB时(A+B＜C)，衰减量全部增加到第一个数控衰减器上。

随着目标衰减值的增加，噪声系数和OIP3指标有些微恶化，当目标衰减值为9dB时，通过仿真实验，得到下变频通道的增益为30.7dB，噪声系数为2.35dB，OIP3为31.53dBm。

2、当目标衰减值为10dB时(A+B＝C)，控制可调低噪声放大器由放大模式切换为直通模式，同时第一个数控衰减器和第二个数控衰减器2的衰减值全部为0dB，此时，仿真得到下变频通道的增益为29.7dB，噪声系数为1.92dB，OIP3为33.71dBm。

3、当目标衰减值的衰减范围为10dB～20dB时(A+B＞C)，控制可调低噪声放大器由放大模式切换为直通模式，其余衰减量增加到第一个数控衰减器或者第二个数控衰减器上，两者效果几乎一样。如当目标衰减值为15dB时，基于上述操作，此时，仿真得到下变频通道的增益为24.7dB，噪声系数为2.94dB，OIP3为31.80dBm，输入信号功率为-10dBm，下变频通道仍处于线性工作状态。

由上述仿真实验可知，本发明实施例中下变频通道的增益在25dB～40dB范围内，即目标衰减值的衰减范围为0dB～15dB时，通过两个数控衰减器的衰减量和可调低噪声放大器的工作模式的调控，能有效调节下变频通道的增益，使得下变频通道始终工作在线性区，下变频通道的噪声系数小于3.0dB，OIP3指标大于31.5dBm，实现了下变频通道在不同增益的低噪声和高OIP3指标，从而提高了抗干扰性能。衰减控制过程下变频通道噪声系数及OIP3指标变化如图13所示。

详细地，由图13可知，下变频通道的性能指标如下：

1、通道隔离度：≥60dB；

2、OIP3：≥30dBm(中频信号输出0dBm频率间隔1MHz的双频信号)；

3、通道间增益差：≤1.0dB；

4、通道间相位差：≤8°；

5、抗烧毁功率：≥10W。

上述实施结果表明：本发明提出的抗干扰射频组件，通过现场可编程逻辑门阵列芯片控制下变频通道中两个数控衰减器的衰减量和可调低噪声放大器的工作模式，能有效实现下变频通道的增益自动控制，保证在强干扰信号输入时，下变频通道始终工作在线性模式，不会因为增益饱和而失真，实现了下变频通道在不同增益下的低噪声系数和高OIP3指标，从而提高了抗干扰性能；基于现场可编程逻辑门阵列芯片的控制，本方案解决下变频通道增益一致性调试问题也由硬件调试改为软件调试，提升了产品调试效率；同时，具有小型化、通用化等特点，可广泛应用于各种射频通信系统，如卫星导航系统。

综上所述，在本发明所提供的抗干扰射频接收组件中，结合天线模块、下变频模块、抗干扰处理模块及上变频模块设计抗干扰射频接收组件，对接收的初始射频信号进行下变频处理、抗干扰处理及上变频处理，得到满足要求的目标射频信号并传输给后级的接收机进行解算，在保证抗干扰射频接收的基础上，通过抗干扰处理模块调节下变频模块每个下变频通道中两个数控衰减器的衰减量及可调低噪声放大器的工作模式，能有效自动调节下变频通道的增益，使下变频通道始终工作在线性模式下，不会因为饱和而失真，保持了高线性度和低噪声特性，从而提高了抗干扰性能；基于现场可编程逻辑门阵列芯片的控制，能通过抗干扰处理模块对下变频模块每个下变频通道的幅度进行软件控制调节，无需再采用硬件调试，减小了调试工作量；同时，具有小型化、通用化等特点，可广泛应用于各种射频通信系统。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种抗干扰射频接收组件，其特征在于，包括：

天线模块，包括多个天线阵子，所述天线阵子接收初始射频信号；

下变频模块，与所述天线模块连接，包括多个下变频通道，多个所述下变频通道与多个所述天线阵子一一对应连接，所述下变频通道包括两个数控衰减器及可调低噪声放大器，所述下变频通道对所述初始射频信号进行放大、滤波及下变频处理，得到中频信号；

抗干扰处理模块，与所述下变频模块连接，对所述中频信号进行模数转换采样检测，得到数字中频信号，判断所述数字中频信号中干扰信号的大小，再根据所述干扰信号的大小调节所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，以自动调节所述下变频通道的增益，使所述下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除所述干扰信号，由所述数字中频信号数模转换得到模拟中频信号；

上变频模块，与所述抗干扰处理模块连接，对所述模拟中频信号进行滤波及上变频处理，得到目标射频信号。

2.根据权利要求1所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述下变频通道包括低噪放单元和下变频单元，所述低噪放单元包括三个滤波器、两个所述数控衰减器、所述可调低噪声放大器及一个低噪声放大器，第一个所述滤波器、所述低噪声放大器、第二个所述滤波器、第一个所述数控衰减器、所述可调低噪声放大器、第二个所述数控衰减器及第三个所述滤波器依次级联，第一个所述滤波器的输入端接所述初始射频信号。

3.根据权利要求2所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述低噪声放大器为限幅低噪声放大器，所述可调低噪声放大器具有直通模式和放大模式这两种工作模式，通过使能端口调节切换所述可调低噪声放大器的工作模式，进而调节所述可调低噪声放大器的增益。

4.根据权利要求2所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述下变频单元包括下变频器、中频放大器及第一LC滤波器，所述下变频器的射频端接第三个所述滤波器的输出端，所述下变频器的本振端接第一本振信号，所述下变频器的中频端接所述中频放大器的输入端，所述中频放大器的输出端接所述第一LC滤波器的输入端，所述第一LC滤波器的输出端输出所述中频信号。

5.根据权利要求4所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，多个所述下变频通道中的所述下变频器及所述中频放大器集成在一颗多通道抗干扰射频芯片中，所述多通道抗干扰射频芯片具有多个并行设置的下变频放大通道，所述下变频放大通道中依次设置有所述下变频器及所述中频放大器。

6.根据权利要求3所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述抗干扰处理模块包括：

模数转换芯片，对所述中频信号进行模数转换采样检测，得到所述数字中频信号；

现场可编程逻辑门阵列芯片，与所述模数转换芯片连接，判断所述数字中频信号中干扰信号的大小并根据所述干扰信号一一对应输出三个控制信号到所述下变频通道中两个所述数控衰减器及所述可调低噪声放大器，以调节所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，进而自动调节所述下变频通道的增益，使所述下变频通道始终工作在线性模式下，而后，消除所述干扰信号；

数模转换芯片，与所述现场可编程逻辑门阵列芯片连接，对所述数字中频信号进行数模转换，得到所述模拟中频信号。

7.根据权利要求4所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述上变频模块包括第二LC滤波器、上变频器、两个声表面滤波器及两个π型衰减器，所述第二LC滤波器的输入端接所述模拟中频信号，所述第二LC滤波器的输出端接所述上变频器的中频端，所述上变频器的本振端接第二本振信号，所述上变频器的射频端接第一个所述声表面滤波器的输入端，第一个所述声表面滤波器的输出端接第一个所述π型衰减器的输入端，第一个所述π型衰减器的输出端接第二个所述声表面滤波器的输入端，第二个所述声表面滤波器的输出端接第二个所述π型衰减器的输入端，第二个所述π型衰减器的输出端输出所述目标射频信号。

8.根据权利要求7所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述抗干扰射频接收组件还包括时钟模块，所述时钟模块为所述下变频模块提供所述第一本振信号，所述时钟模块为所述上变频模块提供所述第二本振信号，所述时钟模块还为所述抗干扰处理模块提供采样时钟。

9.根据权利要求8所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述时钟模块包括晶振、射频锁相环及时钟锁相环，所述晶振产生参考时钟，所述射频锁相环基于所述参考时钟产生所述第一本振信号和所述第二本振信号，所述时钟锁相环基于所述参考时钟产生所述采样时钟。

10.根据权利要求6所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

基于对每个所述下变频通道中两个所述数控衰减器衰减量的初始值赋值，使得各个所述下变频通道均工作在线性模式下，且各个所述下变频通道的幅度一致；

基于所述干扰信号的大小，调节每个所述下变频通道中两个所述数控衰减器的衰减量及所述可调低噪声放大器的工作模式，对应减小所述下变频通道的增益，使得所述下变频通道始终工作在线性模式下。

11.根据权利要求10所述的抗干扰射频接收组件，其特征在于，所述现场可编程逻辑门阵列芯片被配置为：

在调节各个所述下变频通道的幅度时，第一个所述数控衰减器的初始衰减值为第一衰减值，第二个所述数控衰减器的初始衰减值为第二衰减值，所述可调低噪声放大器工作在所述放大模式，所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式下的增益变化量为第三衰减值；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和小于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值全部加到第一个所述数控衰减器，第一个所述数控衰减器的衰减值调节为所述第一衰减值与所述目标衰减值之和，第二个所述数控衰减器的衰减值保持所述第二衰减值不变，所述可调低噪声放大器仍工作在所述放大模式；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和等于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值全部加到所述可调低噪声放大器上，将所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式，第一个所述数控衰减器的衰减值保持所述第一衰减值不变，第二个所述数控衰减器的衰减值变为零；

在调节各个所述下变频通道的增益时，若所述下变频通道的目标衰减值与所述第二衰减值之和大于所述第三衰减值，则将所述下变频通道的目标衰减值加到所述可调低噪声放大器及一个所述数控衰减器上，将所述可调低噪声放大器由所述放大模式切换到所述直通模式，一个所述数控衰减器的衰减值保持初始衰减值不变，并调节另一个所述数控衰减器的衰减值。