一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置及方法，装置包括射频开关（1）、宽带混频器（2）、宽带合路器（3）、宽带耦合器（4）、宽带检波器（5）、控制器（6）、宽带移相器（7）、模拟衰减器（8）和宽带本振耦合器（9）。本发明专利技术使用前馈技术，从本振入手，在混频器输出端有意引入幅度相同相位相反的本振信号与原泄露信号对消，实现降低本振泄露；同时适用于任何变频系统，即涵盖接收系统和发射系统，并且涉及到变频均可，应用广泛；具有工作频率宽、本振抑制高、校准自动化、调试量小和可生产性好的优点本。在原有基础上将本振抑制能提高30dB以上，极大改善了宽带混频器的隔离性能。

Self calibration device and method for improving local leakage of broadband mixer

The invention discloses a self calibration device and method for improving the broadband mixer oscillator leakage device, including RF switch (1), (2), broadband broadband mixer combiner (3), broadband coupler (4), (5), broadband detector controller (6), wideband phase shifter (7) the attenuator (8), simulation and broadband local oscillator coupler (9). The invention uses feedforward technology, starting from the vibration, to introduce the same amplitude in opposite phase mixer output of the vibration signal and the original signal leakage cancellation, reduce the local oscillator leakage; also applicable to any frequency conversion system, which covers the receiving system and the transmission system, and relates to the frequency conversion can be widely used with work; wide frequency, the vibration suppression, high automation, debugging and calibration of small amount of production of the advantages of good. On the basis of the original vibration suppression can be increased by more than 30dB, greatly improving the isolation performance of the broadband mixer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置及方法。
技术介绍
宽带监测接收/发射机多采用多次变频方案，多次变频因为本振泄露引起的杂散通常很容易落入中频滤波器带内，难以滤除，导致其杂散电平是宽带监测接收/发射机的一个重要指标，该性能的优劣将直接决定接收机能否正确捕捉有用信号。传统的方案中变频后主要依靠中频滤波器，滤除本振泄露等杂波信号，但是宽带接收/发射机使用的宽带混频器其射频频率和中频频率带宽均非常宽，传统的中频滤波器如介质滤波器在远端的抑制并不理想，导致宽带接收机中对中频滤波器指标要求非常高，且宽带混频器的隔离度均不高，好的宽带混频器中频端口对本振的抑制也只有20dBc左右，难以滤除本振信号，这增加了接收/发射机的调试工作量使得接收/发射机很难达到杂散指标要求。因此需要一种能够对本振泄露进行处理的装置。申请号为CN201510769409.4的专利技术专利公开了一种本振泄漏信号校正的装置，包括：微处理机控制器、第一数模转换器、第二数模转换器、混频器、本振信号提供器件、信号输出线路、信号分路器件和检波管，信号分路器件设置在信号输出线路中；第一数模转换器和第二数模转换器用于向混频器提供本振泄漏信号校正的正交直流分量VI和VQ；本振信号提供器件向混频器提供本振信号；混频器向信号输出线路输出本振泄漏信号；信号分路器件分离出本振泄漏信号，检波管检测本振泄漏信号；微处理机控制器在本振泄漏信号的检测值超过预先设置的目标值时，控制调整VI和VQ的输出值。该专利技术专利提供的装置可以实时调整混频器输入端正交信号I/Q的直流分量，降低了本振泄漏。然而该专利技术专利仅适用发射领域，未涉及宽带，并且该专利技术专利从基带入手，通过调整基带IQ信号匹配来改善发射系统的本振泄露，仅适用于IQ混频器，频带窄，并且应用窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化的改善宽带混频器本振泄露的自校准装置及方法，使用前馈技术，从本振入手，在混频器输出端有意引入幅度相同相位相反的本振信号与原泄露信号对消，实现降低本振泄露；同时适用于任何变频系统，即涵盖接收系统和发射系统，并且涉及到变频均可，应用广泛；具有工作频率宽、本振抑制高、校准自动化、调试量小的优点，降低宽带接收/发射机生产成本，易于批量生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置，包括射频开关、宽带混频器、宽带合路器、宽带耦合器、宽带检波器、控制器、宽带移相器、模拟衰减器和宽带本振耦合器；外部射频信号RF通过射频开关发送至宽带混频器，宽带本振耦合器的输入端接收外部本振信号L0，宽带本振耦合器的本振信号输出端与宽带混频器连接；宽带混频器的输出端与宽带合路器连接，宽带本振耦合器的耦合信号输出端依次通过宽带移相器和模拟衰减器与宽带合路器连接；宽带合路器的输出端与宽带耦合器连接；宽带耦合器的中频信号输出端输出中频信号IF，宽带耦合器的耦合信号输出端与宽带检波器连接，宽带检波器的电压输出端与控制器连接，控制器的相位信号输出端与宽带移相器连接，控制器的幅度信号输出端与模拟衰减器，控制器的开关控制输出端与射频开关连接。所述的控制器包括：射频开关控制单元：用于在校准时断开射频开关；AD转换单元：用于采集宽带检波器检波后输出得到的检波电压；参考电压保存单元：用于保存参考电压值Uref；参考电压初始化单元：用于将AD转换单元第一次检测到的输出电压记录为参考电压Uref；相位幅度调整单元：用于向宽带移相器发出相位调整信号以及向模拟衰减器发出幅度调整信号；电压比较单元：用于将经过调整后的宽带检波器检波后输出得到的检波电压U2与参考电压Uref进行比较：如果U2<Uref，则将Uref的值更新为U2，同时相位幅度调整单元再次进行调整；如果U2=Uref，则完成校准。所述的射频开关控制单元还用于在校准完成时打开射频开关。所述的控制器为单片机。所述的一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置的方法，包括以下步骤：S1：控制器发出控制信号关闭射频开关，隔离射频信号RF；S2：宽带本振耦合器耦合本振信号L0经过宽带移相器和模拟衰减器后，与宽带混频器泄露的本振信号经过宽带合路器得到输出信号；S3：所述输出信号由宽带耦合器耦合后经由宽带检波器输出；S4：控制器实时监测由宽带检波器产生的检波电压，并根据所述检波电压实时调整宽带移相器的相位和模拟衰减器的幅度，使得宽带检波器输出电压最小，达到消除中频端泄露的本振信号，完成自校准工作。步骤S4包括以下子步骤：S41：控制器监测宽带检波器产生的检波电压U1，记录为参考电压Uref；S42：调整宽带移相器的相位和模拟衰减器的幅度；S43：控制器监测获得调整后的宽带检波器产生的检波电压U2；S44：判断检波电压U2与参考电压Uref的大小：如果U2<Uref，则更新Uref的值为U2，同时返回步骤S42；如果U2=Uref，完成自校准工作。在步骤S4之后还包括一个步骤S5：控制器发出控制信号打开射频开关，接收射频信号RF。本专利技术的有益效果是：本专利技术使用前馈技术，从本振入手，在混频器输出端有意引入幅度相同相位相反的本振信号与原泄露信号对消，实现降低本振泄露；同时适用于任何变频系统，即涵盖接收系统和发射系统，并且涉及到变频均可，应用广泛；具有工作频率宽、本振抑制高、校准自动化、调试量小和可生产性好的优点本。在原有基础上将本振抑制能提高30dB以上，极大改善了宽带混频器的隔离性能。附图说明图1为本专利技术结构方框图；图2为本专利技术方法流程图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案：如图1所示，一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置，包括射频开关1、宽带混频器2、宽带合路器3、宽带耦合器4、宽带检波器5、控制器6、宽带移相器7、模拟衰减器8和宽带本振耦合器9；外部射频信号RF通过射频开关1发送至宽带混频器2，宽带本振耦合器9的输入端接收外部本振信号L0，宽带本振耦合器9的本振信号输出端与宽带混频器2连接；宽带混频器2的输出端与宽带合路器3连接，宽带本振耦合器9的耦合信号输出端依次通过宽带移相器7和模拟衰减器8与宽带合路器3连接；宽带合路器3的输出端与宽带耦合器4连接；宽带耦合器4的中频信号输出端输出中频信号IF，宽带耦合器4的耦合信号输出端与宽带检波器5连接，宽带检波器5的电压输出端与控制器6连接，控制器6的相位信号输出端与宽带移相器7连接，控制器6的幅度信号输出端与模拟衰减器8，控制器6的开关控制输出端与射频开关1连接。本专利技术采用反相相消的办法，抵消中频端口的泄露的本振信号：具体地，即额外引入本振信号经过移相器7移相矫正、模拟衰减器8幅度修正后，与中频端口中经由宽带混频器2内部泄露的的本振信号相抵消，从而改善了宽带混频器的本振泄露特性。同时，由控制器6在射频开关1的辅助下，实现了软件闭环自动校准工作。可选择的，在本实施例中，所述的控制器9包括：射频开关控制单元：用于在校准时断开射频开关；AD转换单元：用于采集宽带检波器5检波后输出得到的检波电压；参考电压保存单元：用于保存参考电压值Uref；参考电压初始化单元：用于将AD转换单元第一次检测到的输出电压记录为参考电压Uref本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置，其特征在于：包括射频开关（1）、宽带混频器（2）、宽带合路器（3）、宽带耦合器（4）、宽带检波器（5）、控制器（6）、宽带移相器（7）、模拟衰减器（8）和宽带本振耦合器（9）；外部射频信号RF通过射频开关（1）发送至宽带混频器（2），宽带本振耦合器（9）的输入端接收外部本振信号L0，宽带本振耦合器（9）的本振信号输出端与宽带混频器（2）连接；宽带混频器（2）的输出端与宽带合路器（3）连接，宽带本振耦合器（9）的耦合信号输出端依次通过宽带移相器（7）和模拟衰减器（8）与宽带合路器（3）连接；宽带合路器（3）的输出端与宽带耦合器（4）连接；宽带耦合器（4）的中频信号输出端输出中频信号IF，宽带耦合器（4）的耦合信号输出端与宽带检波器（5）连接，宽带检波器（5）的电压输出端与控制器（6）连接，控制器（6）的相位信号输出端与宽带移相器（7）连接，控制器（6）的幅度信号输出端与模拟衰减器（8），控制器（6）的开关控制输出端与射频开关（1）连接。

【技术特征摘要】
1.一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置，其特征在于：包括射频开关（1）、宽带混频器（2）、宽带合路器（3）、宽带耦合器（4）、宽带检波器（5）、控制器（6）、宽带移相器（7）、模拟衰减器（8）和宽带本振耦合器（9）；外部射频信号RF通过射频开关（1）发送至宽带混频器（2），宽带本振耦合器（9）的输入端接收外部本振信号L0，宽带本振耦合器（9）的本振信号输出端与宽带混频器（2）连接；宽带混频器（2）的输出端与宽带合路器（3）连接，宽带本振耦合器（9）的耦合信号输出端依次通过宽带移相器（7）和模拟衰减器（8）与宽带合路器（3）连接；宽带合路器（3）的输出端与宽带耦合器（4）连接；宽带耦合器（4）的中频信号输出端输出中频信号IF，宽带耦合器（4）的耦合信号输出端与宽带检波器（5）连接，宽带检波器（5）的电压输出端与控制器（6）连接，控制器（6）的相位信号输出端与宽带移相器（7）连接，控制器（6）的幅度信号输出端与模拟衰减器（8），控制器（6）的开关控制输出端与射频开关（1）连接。2.根据权利要求1所述的一种改善宽带混频器本振泄露的自校准装置，其特征在于：所述的控制器（9）包括：射频开关控制单元：用于在校准时断开射频开关；AD转换单元：用于采集宽带检波器（5）检波后输出得到的检波电压；参考电压保存单元：用于保存参考电压值Uref；参考电压初始化单元：用于将AD转换单元第一次检测到的输出电压记录为参考电压Uref；相位幅度调整单元：用于向宽带移相器（7）发出相位调整信号以及向模拟衰减器（8）发出幅度调整信号；电压比较单元：用于将经过调整后的宽带检波器（5）检波后输出得到的检波电压U2与参考电压Uref进行比较：如果U2<Uref，则将Uref的值更新为U2，同时相位幅度调整单元再次进行调整；如果U...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁国林，赵小松，陈波，冯先霞，
申请(专利权)人：成都九洲迪飞科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51