一种零中频接收机制造技术

本发明专利技术为一种零中频接收机，涉及通信技术领域，旨在解决现有零中频接收机中存在的窄带、低频、隔离度差、I/Q不平衡和低动态范围的问题。本发明专利技术的零中频接收机中，激光器连接光分路器，光分路器分别连接第1电光调制模块和第2电光调制模块，射频信号接收模块连接第1电光调制模块，本振信号发生器连接第2电光调制模块，第1电光调制模块和第2电光调制模块的连接光域处理模块，光域处理模块连接光电探测模块，光电探测模块连接模数转换及信号处理模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种零中频接收机。
技术介绍
接收机是通信系统中不可或缺的一部分。随着通信系统的发展，传统常用的超外差接收机结构由于难以集成在一块芯片上、载波频率变化性差等因素，难以满足接收机在实际运用中高集成度、宽带宽、载波灵活配置等方面的发展趋势，因此零中频接收机结构进入了工程师们的视野。零中频接收机结构作为一种把有用信号直接下变频到基带的技术，实现了中频为零，完全消除了镜像响应的问题，容易实现芯片上的高度集成。同时能够通过改变本振频率灵活配置各种频率的载波信号，成为了当今研究和应用的焦点。例如，图1所示的零中频接收机结构，天线接收射频(RF)信号后，被低噪放大器(LNA)放大功率，分成两路送入I路和Q路的混频器，其中上下两路加载于混频器的本振(LO)信号相差90度，使得变频后产生带有90度相位差值的信号。并且本振(LO)信号和射频(RF)信号的频率相同，使得信号频谱直接搬移到基带，实现中频(IF)为0Hz。之后I、Q两路变频后的基带信号通过低通滤波器(LPF)滤掉杂波，再被可变增益放大器(VGA)放大信号，送入模数转换器，得到数字信号。例如，图2所示的零中频接收机及其信号接收方法，变频器20、第一直流消除装置21、低通滤波器22、基带放大器23、第二直流消除装置24顺序连接，变频器20接收射频信号和本振信号，其利用了典型的零中频接收机结构，通过在电路中增加直流消除装置来优化性能。但是这些零中频接收机存在着许多问题例如，隔离度差，产生直流偏置。混频器存在本振和射频信号的泄露，自混频产生无用的直流分量，恶化信号，使得后续放大电路陷入饱和，无法对信号进行放大。窄带低频，现有电子混频技术无法处理足够宽带且高频的信号。动态范围差，零中频信号也在低频，不能将所有低频分量滤波，因此，零中频接收机的灵敏度和动态范围等指标相对较差。I/Q不平衡，由于混频器及放大器的增益不是完全相同，使得I/Q两路存在幅度不平衡，I/Q两路本振信号差不能达到绝对的90度，使得I/Q两路存在相位不平衡，这两种I/Q不平衡会影响信号的解调，这些问题严重影响了零中频接收机的性能参数，使得其难以应用在高指标、严要求的系统中。同时，传统的射频接收机的性能发展至今已经趋于极限，其使用的微波器件的电子特性限制了混频器能够处理的频段和带宽。并且传统微波接收机为了获得处理带宽、隔离度、交调抑制、镜像抑制等较高的性能指标，需进行几级变频、滤波设计，不仅造成整个模块的复杂度提高，也已没有多少指标提升的空间。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种零中频接收机，可以大幅提升零中频接收机的性能，降低零中频接收机本身的复杂度。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种零中频接收机，包括：激光器，光分路器，第1电光调制模块，第2电光调制模块，射频信号接收模块，本振信号发生器，光域处理模块，光电探测模块和模数转换及信号处理模块；其中，所述激光器的输出端连接所述光分路器输入端，所述光分路器的输出端分别连接所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的一个输入端，所述射频信号接收模块输出端连接所述第1电光调制模块的另一输入端，所述本振信号发生器的输出端连接所述第2电光调制模块的另一输入端，所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的输出端连接所述光域处理模块的输入端，所述光域处理模块的输出端连接所述光电探测模块的输入端，所述光电探测模块的输出端连接所述模数转换及信号处理模块的输入端。所述的一种零中频接收机，其中所述第1电光调制模块是I/Q电光调制器，所述第2电光调制模块是I/Q电光调制器。所述的一种零中频接收机中，其中所述第1电光调制模块包括MZM电光调制器和与MZM电光调制器串联的滤波器，所述第2电光调制模块包括MZM电光调制器和与MZM电光调制器串联的滤波器。所述的一种零中频接收机，其中所述光域处理模块是光900Hybrid。所述的一种零中频接收机，其中所述光电探测模块包括第1光电平衡探测器和第2光电平衡探测器。所述的一种零中频接收机，其中所述模数转换及信号处理模块包括第1模数转换器和第2模数转换器以及数字信号处理器，所述第1模数转换器的输入端连接所述第1光电平衡探测器的输出端，所述第2模数转换器的输入端连接所述第2光电平衡探测器的输出端，所述第1模数转换器和第2模数转换器输出端分别连接数字信号处理器的输入端。由上述的技术方案可见，本专利技术采用并行结构，通过电光调制器将射频信号和本振信号分别调至到激光上，在光域对信号进行一定的处理后，利用光电探测器的输出来实现射频信号和本振拍频的零中频信号，然后将I、Q(同相、正交)两路基带信号输出到模数转换器以及数字信号处理器，本专利技术可以在L-Ka频段(1-40GHz)范围内实现宽带、高隔离度、大无杂散动态范围、低噪声系数等更好、更稳定的性能和指标，并大幅降低I/Q不平衡度，并且所需的器件少，减少了系统的功耗和体积。。当然，实施本专利技术的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是现有技术中一种零中频接收机原理图；图2是现有技术中一种零中频接收机结构图；图3是本专利技术的零中频接收机结构图；图4是本专利技术的一种零中频接收机结构图；图5是本专利技术的另一种零中频接收机结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合图3描述本专利技术的具体实施方式。本专利技术的零中频接收机主要包括：激光器，光分路器，第1电光调制模块，第2电光调制模块，射频信号接收模块，本振信号发生器，光域处理模块，光电探测模块和模数转换及信号处理模块；其中，所述激光器的输出端连接所述光分路器输入端，所述光分路器的输出端分别连接所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的一个输入端，所述射频信号接收模块输出端连接所述第1电光调制模块的另一输入端，所述本振信号发生器的输出端连接所述第2电光调制模块的另一输入端，所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的输出端连接所述光域处理模块的输入端，所述光域处理模块的输出端连接所述光电探测模块的输入端，所述光电探测模块的输出端连接所述模数转换及信号处理模块的输入端。下面结合图4对本专利技术一种优选的实施方式进行说明。激光器产生的激光通过光分路器分为上下两路信号，射频信号和频率相等的本振信号分别通过电光调制模块1(第1电光调制模块)和电光调制模块2(第2电光调制模块)对上下两路光载波进行电光调制，其中电光调制模块是IQ电光调制器(正交调制器)，上下两路信号分别使用IQ电光调制器1和IQ电光调制器2进行电光调制，工作在抑制载波单边带模式下，只保留信号的一个边带，省去了对光滤波器的需求。而后，被调制后的光载波经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零中频接收机，其特征在于，包括：激光器，光分路器，第1电光调制模块，第2电光调制模块，射频信号接收模块，本振信号发生器，光域处理模块，光电探测模块和模数转换及信号处理模块；其中，所述激光器的输出端连接所述光分路器输入端，所述光分路器的输出端分别连接所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的一个输入端，所述射频信号接收模块输出端连接所述第1电光调制模块的另一输入端，所述本振信号发生器的输出端连接所述第2电光调制模块的另一输入端，所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的输出端连接所述光域处理模块的输入端，所述光域处理模块的输出端连接所述光电探测模块的输入端，所述光电探测模块的输出端连接所述模数转换及信号处理模块的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种零中频接收机，其特征在于，包括：激光器，光分路器，第1电光调制模块，第2电光调制模块，射频信号接收模块，本振信号发生器，光域处理模块，光电探测模块和模数转换及信号处理模块；其中，所述激光器的输出端连接所述光分路器输入端，所述光分路器的输出端分别连接所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的一个输入端，所述射频信号接收模块输出端连接所述第1电光调制模块的另一输入端，所述本振信号发生器的输出端连接所述第2电光调制模块的另一输入端，所述第1电光调制模块和所述第2电光调制模块的输出端连接所述光域处理模块的输入端，所述光域处理模块的输出端连接所述光电探测模块的输入端，所述光电探测模块的输出端连接所述模数转换及信号处理模块的输入端。2.如权利要求1所述的一种零中频接收机，其特征在于，所述第1电光调制模块是I/Q电光调制器，所述第2电光调制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建强，吕强，郑月，肖佳，尹飞飞，戴一堂，徐坤，
申请(专利权)人：北京邮电大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11