一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置及方法，其将无线收发系统产生的无源互调信号中落入到接收频段的分量抵消，包括多组耦合器，抵消器电路，发射信号鉴频电路，抵消检测电路，数字处理控制单元；其串接在无线收发设备和天线之间，经多组耦合器耦合分出三路信号：第一路信号经抵消器电路产生抵消无源互调的信号，并通过信号叠加实现抵消；第二路信号经发射信号鉴频电路和数字处理控制单元计算无源互调信号频率；第三路信号经抵消检测电路和数字处理控制单元对无源互调信号抵消结果检测，实时调控上述抵消器电路幅度和相位，使无源互调信号抵消结果满足预设值；本发明专利技术可安装在无线收发设备外或无线收发设备内。

A device and method for adaptive cancellation of passive intermodulation signal in wireless transceiver system

The invention relates to a device and method for adaptive cancellation of passive intermodulation signal in wireless transceiver system, which cancels component of passive intermodulation signal generated by wireless transceiver system into receiving frequency band, including multiple couplers, canceller circuit, frequency discrimination circuit of transmitting signal, cancellation detection circuit, digital processing control. The first signal is generated by the canceller circuit to cancel the passive intermodulation signal, and is cancelled by the signal superposition. The second signal is calculated by the frequency discrimination circuit of the transmitting signal and the digital processing control unit to calculate the passive intermodulation signal. The third signal is detected by the cancellation detection circuit and the digital processing control unit for the cancellation result of the passive intermodulation signal, and the amplitude and phase of the above-mentioned canceller circuit are adjusted in real time so that the cancellation result of the passive intermodulation signal meets the preset value; the invention can be installed outside the wireless transceiver or inside the wireless transceiver.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置及方法
本专利技术涉及无线通信领域。具体地说，本专利技术涉及一种用于无线收发系统无源互调信号的数控抵消装置。
技术介绍
在通信天馈系统中，大量应用无线收发设备。无线收发设备本身包含有产生无源互调信号的器件，比如射频无源器件、滤波器、合路器等；从无线收发设备天线口到天线的链路上也包含很多产生无源互调信号的器件，比如耦合器、射频电缆、塔放等。对于无线收发系统而言，如何抑制由无线收发系统中发射信号引起的对无线收发设备的接收机产生的互调干扰，一直是该类系统的关键问题。因此，要求无线收发设备在工作时，发射通道产生的无源互调信号电平尽可能低，以免无源互调信号落入接收通道，对接收通道造成互调干扰。当前无源互调抵消技术一般有两种方式：对比文献CN100490307C公开了一种名称为：“信号处理电路、基站和消除互调产物的方法”专利技术专利，该专利将输入非线性单元的原载波分为两路，分别输入两只支路，第一路原载波经过非线性单元产生包含有第一组互调产物的处理信号，第二路原载波经过分路器、倍频器、混合器以及调节电路。产生含有第二组高次互调产物的控制信号，最后将两路信号叠加。它利用第二组高次互调与第一组互调产物的频率相同，幅度接近相同，相位相反，抵消互调信号。该技术方案在以下不足：1、该技术方案不适用无源器件，它没有考虑非线性单元内部不同位置的互调值差异，对于无源器件这种差异是很明显的，在无源电路中，传输信号的幅度衰减和相位变化程度非常大。在多个位置产生互调的情况下，电路前端产生的互调信号会在信号传输过程中大幅度衰减，电路输出的互调信号只含有电路末端产生的互调信号，因此，对于无源器件来说，若从非线性单元的前端取信号，所产生的互调抵消信号无法与天线端口的互调信号相抵消；2、该技术方案产生的互调抵消信号即第二组高次互调产物，被限定为固定阶次得互调产物，只能消除对应频段内的非线性单元的互调信号，存在局限性。对比文献201310048951.1公开了一种名称为：“一种用于无源器件的互调抵消装置”专利技术专利，该专利从无源器件输出端直接耦合包含有高次互调产物的发射信号，通过无源调节器的调整传输至带有互调信号发生器的射频链路末端反射后，再次通过无源调节器的调整，获得与前述无源器件发射信号的互调信号相同频率、电平和相反相位的抵消信号，该信号通过耦合器与无源非线性单元输出端发射信号叠加，实现互调抵消。该技术方案在以下不足：1、该技术方案采用无源调节器，幅度调节、相位调节均是无源器件，如果要实现幅度调节、相位调节需要借助外力驱动无源调节器，比如使用电机驱动，或者直接靠人工驱动，这些方式会使得实际应用成本高，且不便于产品化；2、由于没有无源互调抵消结果的反馈检测电路，抵消结果不能实时监控和调整。除此之外，现有其它的降低无源互调信号电平的方法主要集中在结构和工艺上，这些方法往往需要增加额外的成本，而且加厚金属镀层的电镀工艺往往会增加污染。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种数字自适应的，用于无线收发系统中无源器件的互调抵消装置。使其能将无线收发设备中产生的以及无线收发设备天线口至天线这一段链路上其他设备或组件产生的无源互调信号落入到接收频段的分量抵消。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术公开了一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，它包括多组耦合器、抵消器电路、发射信号鉴频电路、无源互调抵消检测电路和数字处理控制单元；所述多组耦合器的一个端口与无线收发设备的天线口连接、另一个端口与天线连接；所述多组耦合器从无线收发设备的天线口至天线这一段链路上耦合出射频信号，所述射频信号分三路分别输出给抵消器电路、发射信号鉴频电路、无源互调抵消检测电路；所述射频信号包括发射信号、无源互调信号和接收信号；输出至所述抵消器电路的射频信号经调幅调相器和互调信号发生器处理后产生出与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度不同和相位不同的第一互调抵消信号；该第一互调抵消信号在所述抵消器电路末端反射后，再次通过调幅调相器的处理，并耦合输出至多组耦合器，形成与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的第二互调抵消信号，该第二互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消，抵消后的无源互调信号小于等于无源互调预设值；所述调幅调相器的调整通过数字处理控制单元运算输出的幅度、相位控制参数实现；所述无线收发设备中无源器件产生无源互调随时间逐渐变化，将在本装置中设置该无源互调随时间变化的预设值曲线；所述发射信号鉴频电路用于将耦合来的射频信号转换成数字信号，并将该数字信号输入到数字处理控制单元进行分析和计算，得出已知发射信号工作频段的具体发射信号频点，进而得出无线收发设备的无源互调落入到接收频段分量的频点值，该频点值将被转换为用于处理无源互调采样信号的数字滤波参数；所述无源互调抵消检测电路用于对耦合来的无线收发设备的无源互调信号落入到接收频段分量转换成数字信号并输入到数字处理控制单元，进行数字滤波处理和计算，实现对无源互调信号落入到接收频段的分量的幅值检测；所述数字处理控制单元首先通过人机接口获取无源互调预设值，然后将所述无源互调信号的检测幅值与无源互调预设值进行对比；当所述检测幅值小于等于所述预设值时，所述抵消器电路不产生互调抵消信号，不对无线收发设备的无源互调指标产生影响；当所述检测幅值大于所述预设值时，所述抵消器电路通过幅度和相位的调整产生出与无线收发设备无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述多组耦合器由带状线电缆、抵消耦合器、鉴频耦合器、检测耦合器和馈电电路构成；所述多组耦合器的第一端口与无线收发设备中无源器件的天线口用长度在0到1米范围的电缆连接；所述抵消耦合器从无线收发设备天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到抵消器电路，抵消耦合器的耦合度范围为25dB到45dB；所述鉴频耦合器从无线收发设备天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到发射信号鉴频电路，鉴频耦合器的耦合度范围为30dB到50dB；所述检测耦合器从无线收发设备天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到无源互调抵消检测电路，检测耦合器的耦合度范围为25dB到35dB；三个耦合输出口之间的隔离度范围是70dB以上；所述多组耦合器自身产生的无源互调值小于预定值；所述多组耦合器自身产生的无源互调值随时间变化的特性曲线通过实验获得；所述多组耦合器中的带状线电缆包括但不限于同轴电缆、微带线、带状线、同轴杆。在本专利技术的一种优选实施方案中，抵消耦合器从无线收发设备天线口之后的链路上耦合出的射频信号中只有发射信号能够在所述互调信号发生器上产生用于无源互调抵消的互调抵消信号，所述射频信号中的接收信号和无源互调信号不会在所述互调信号发生器上产生该作用；所述射频信号中发射信号在互调信号发生器上产生的互调信号的频率与所述射频信号中的无源互调信号频率相同，但该互调信号的幅度值大于等于所述射频信号中的无源互调信号幅度值与抵消耦合器耦合度的和值；所述互调信号发生器产生互调信号随时间变化的特性曲线通过实验获得。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述抵消器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，它包括多组耦合器(A)、抵消器电路(B)、发射信号鉴频电路(C)、无源互调抵消检测电路(D)和数字处理控制单元(E)；其特征在于：所述多组耦合器(A)的一个端口与无线收发设备(A1)的天线口连接、另一个端口与天线(A3)连接；所述多组耦合器(A)从无线收发设备(A1)的天线口至天线(A3)这一段链路上耦合出射频信号，所述射频信号分三路分别输出给抵消器电路(B)、发射信号鉴频电路(C)、无源互调抵消检测电路(D)；所述射频信号中包含发射信号、无源互调信号和接收信号；输出至所述抵消器电路(B)的射频信号经调幅调相器(B1)和互调信号发生器(B2)处理后产生出与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度不同和相位不同的第一互调抵消信号；该第一互调抵消信号在所述抵消器电路(B)末端反射后，再次通过调幅调相器(B1)的处理，并耦合输出至多组耦合器(A)，形成与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的第二互调抵消信号，该第二互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消，抵消后的无源互调信号小于等于无源互调预设值；所述调幅调相器(B1)的调整通过数字处理控制单元(E)运算输出的幅度、相位控制参数实现；所述无线收发设备(A1)中无源器件(A0)产生无源互调随时间逐渐变化，将在本装置中设置该无源互调随时间变化的预设值曲线；所述发射信号鉴频电路(C)用于将耦合来的射频信号转换成数字信号，并将该数字信号输入到数字处理控制单元(E)进行分析和计算，得出已知发射信号工作频段的具体发射信号频点，进而得出无线收发设备(A1)的无源互调落入到接收频段分量的频点值，该频点值将被转换为用于处理无源互调采样信号的数字滤波参数；所述无源互调抵消检测电路(D)用于对耦合来的无线收发设备(A1)的无源互调信号落入到接收频段分量转换成数字信号并输入到数字处理控制单元(E)，进行数字滤波处理和计算，实现对无源互调信号落入到接收频段的分量的幅值检测；所述数字处理控制单元(E)首先通过人机接口获取无源互调预设值，然后将所述无源互调信号的检测幅值与无源互调预设值进行对比；当所述检测幅值小于等于所述预设值时，所述抵消器电路(B)不产生互调抵消信号，不对无线收发设备(A1)的无源互调指标产生影响；当所述检测幅值大于所述预设值时，所述抵消器电路(B)通过幅度和相位的调整产生出与无线收发设备(A1)无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，它包括多组耦合器(A)、抵消器电路(B)、发射信号鉴频电路(C)、无源互调抵消检测电路(D)和数字处理控制单元(E)；其特征在于：所述多组耦合器(A)的一个端口与无线收发设备(A1)的天线口连接、另一个端口与天线(A3)连接；所述多组耦合器(A)从无线收发设备(A1)的天线口至天线(A3)这一段链路上耦合出射频信号，所述射频信号分三路分别输出给抵消器电路(B)、发射信号鉴频电路(C)、无源互调抵消检测电路(D)；所述射频信号中包含发射信号、无源互调信号和接收信号；输出至所述抵消器电路(B)的射频信号经调幅调相器(B1)和互调信号发生器(B2)处理后产生出与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度不同和相位不同的第一互调抵消信号；该第一互调抵消信号在所述抵消器电路(B)末端反射后，再次通过调幅调相器(B1)的处理，并耦合输出至多组耦合器(A)，形成与所述射频信号中的无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的第二互调抵消信号，该第二互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消，抵消后的无源互调信号小于等于无源互调预设值；所述调幅调相器(B1)的调整通过数字处理控制单元(E)运算输出的幅度、相位控制参数实现；所述无线收发设备(A1)中无源器件(A0)产生无源互调随时间逐渐变化，将在本装置中设置该无源互调随时间变化的预设值曲线；所述发射信号鉴频电路(C)用于将耦合来的射频信号转换成数字信号，并将该数字信号输入到数字处理控制单元(E)进行分析和计算，得出已知发射信号工作频段的具体发射信号频点，进而得出无线收发设备(A1)的无源互调落入到接收频段分量的频点值，该频点值将被转换为用于处理无源互调采样信号的数字滤波参数；所述无源互调抵消检测电路(D)用于对耦合来的无线收发设备(A1)的无源互调信号落入到接收频段分量转换成数字信号并输入到数字处理控制单元(E)，进行数字滤波处理和计算，实现对无源互调信号落入到接收频段的分量的幅值检测；所述数字处理控制单元(E)首先通过人机接口获取无源互调预设值，然后将所述无源互调信号的检测幅值与无源互调预设值进行对比；当所述检测幅值小于等于所述预设值时，所述抵消器电路(B)不产生互调抵消信号，不对无线收发设备(A1)的无源互调指标产生影响；当所述检测幅值大于所述预设值时，所述抵消器电路(B)通过幅度和相位的调整产生出与无线收发设备(A1)无源互调信号频率相同、幅度相同和相位相反的互调抵消信号与所述射频信号中的无源互调信号进行抵消。2.根据权利要求1所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于，所述多组耦合器(A)由带状线电缆(A2)、抵消耦合器(A4)、鉴频耦合器(A5)、检测耦合器(A6)和馈电电路(A7)构成；所述多组耦合器(A)的第一端口与无线收发设备(A1)中无源器件(A0)的天线口用长度在0到1米范围的电缆连接；所述抵消耦合器(A4)从无线收发设备(A1)天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到抵消器电路(B)，抵消耦合器(A4)的耦合度范围为25dB到45dB；所述鉴频耦合器(A5)从无线收发设备(A1)天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到发射信号鉴频电路(C)，鉴频耦合器(A5)的耦合度范围为30dB到50dB；所述检测耦合器(A6)从无线收发设备(A1)天线口之后的链路上耦合出射频信号并输出到无源互调抵消检测电路(D)，检测耦合器(A6)的耦合度范围为25dB到35dB；三个耦合输出口之间的隔离度范围是70dB以上；所述多组耦合器(A)自身产生的无源互调值小于预定值；所述多组耦合器(A)自身产生的无源互调值随时间变化的特性曲线通过实验获得；所述多组耦合器(A)中的带状线电缆(A2)包括但不限于同轴电缆、微带线、带状线、同轴杆。3.根据权利要求1或2所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：抵消耦合器(A4)从无线收发设备(A1)天线口之后的链路上耦合出的射频信号中只有发射信号能够在所述互调信号发生器(B2)上产生用于无源互调抵消的互调抵消信号，所述射频信号中的接收信号和无源互调信号不会在所述互调信号发生器(B2)上产生该作用；所述射频信号中发射信号在互调信号发生器(B2)上产生的互调信号的频率与所述射频信号中的无源互调信号频率相同，但该互调信号的幅度值大于等于所述射频信号中的无源互调信号幅度值与抵消耦合器(A4)耦合度的和值；所述互调信号发生器(B2)产生互调信号随时间变化的特性曲线通过实验获得。4.根据权利要求1或2所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述抵消器电路(B)直接与抵消耦合器(A4)连接，或者通过射频开关与抵消耦合器(A4)连接。5.根据权利要求1或2所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述抵消器电路(B)中的调幅调相器(B1)一端连接抵消耦合器(A4)，另一端连接互调信号发生器(B2)，所述调幅调相器(B1)包括调幅电路(1)和调相电路(2)；或者所述抵消器电路(B)中的调幅调相器(B1)一端通过第一环行器(4)与抵消耦合器(A4)连接，另一端通过第二环行器(5)与互调信号发生器(B2)连接，所述调幅调相器(B1)仅包含调幅电路(1)。6.根据权利要求1或2所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述抵消器电路(B)中互调信号发生器(B2)产生的互调信号通过反射，经过调幅调相器(B1)，抵消耦合器(A4)，耦合回带状线电缆(A2)形成无源互调抵消信号，与无线收发设备(A1)中产生的无源互调信号进行抵消；或者通过第二环行器(5)，调幅调相器(B4)，第一环行器(4)，抵消耦合器(A4)，耦合到带状线电缆(A2)与无线收发设备(A1)的无源互调信号进行抵消。7.根据权利要求1所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述发射信号鉴频电路(C)包括依次串联的衰减器、混频器电路、中频滤波器、数字可控增益放大器和模数转化器；所述中频滤波器的通带带宽等于发射带宽，所述混频器电路由混频器和本振构成。8.根据权利要求1所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述无源互调抵消检测电路(D)包括第一射频滤波器、低噪声放大器、第二射频滤波器、射频放大器电路、混频器、本振、中频滤波器、数字可控增益放大器和模数转化器；所述第一射频滤波器和所述第二射频滤波器两者的通带均是接收信号频带、阻带均是发射信号频带；所述中频滤波器的通带带宽等于接收带宽；所述无源互调抵消检测电路(D)中从无源互调抵消检测电路(D)输入口至无源互调抵消检测电路(D)中模数转换器输入口前这一段链路的增益值范围在80～120dB之间；每一级信号放大电路均用金属空腔进行隔离。9.根据权利要求1所述的一种自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，其特征在于：所述数字处理控制单元(E)包括可编程逻辑器件、中央处理器和数字信号处理器；所述数字处理控制单元(E)与抵消器电路(B)之间是存在一个接口将幅度、相位的控制量传递给抵消器电路(B)中调幅调相器(B1)；所述数字处理控制单元(E)与发射信号鉴频电路(C)之间是存在一个接口以便获取发射信号鉴频电路(C)的采样信号，进行发射信号的数字滤波和频率识别并最终计算出无源互调信号的频点；所述数字处理控制单元(E)与无源互调抵消检测电路(D)之间是存在一个接口以便获取无源互调抵消检测电路(D)的采样信号，进行无源互调信号的数字滤波和幅度计算，并依据计算出的幅度值对抵消器电路(B)中调幅调相器(B1)进行幅度、相位的控制；所述数字处理控制单元(E)人机交互接口，其作用包含但不限于程序下载，配置信息输入，远程告警和维护；其中需要输入的配置信息包括发射信号带宽和频段、接收信号带宽和频段、无源互调信号中的主要干扰分量的阶次和频段信息、无源互调信号预设值以及随时间变化的曲线、最大抵消次数；所述的人机交互接口还可以与互联网后台资源进行数据交互：上传所述设备运行过程中的无源互调值，无源互调值随时间变化的经验曲线，以及无源互调信号自适应抵消装置中各模块电路的状态信息；或者下载综合优化后的无源互调信号预设值以及随时间变化的曲线。10.一种包含有自适应抵消无源互调信号装置的无线收发系统，包括无线收发设备(A1)和安装于无线收发设备(A1)外部的天馈链路，其特征在于：天馈链路上设置有如权利要求1所述的自适应抵消无线收发系统中无源互调信号的装置，所述无线收发设备(A1)的每个天线口通过0～1米电缆连接有该装置，将无线收发设备每个天线口对应的无源器件产生的无源互调信号以及无线收发设备天线口之后链路中任何一个设备或组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆南，
申请(专利权)人：香港梵行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81