一种实用的零中频前端接收机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实用的零中频前端接收机，它包括前端的宽带移相模块、后级的混频模块、差分放大模块和四路信号的叠加模块，输入的射频信号先经过一个宽带移相输出两路匹配的正交信号。每一路信号都分别进行正交混频，可以得到Ｉ、Ｑ两路正交基带信号，移相过后的两路信号进行混频后的同相信号和正交信号再进行叠加操作就可以消除零中频由于相位偏移产生的镜像干扰问题，同时降低了系统性能对相位误差的敏感度，大大提高了本实用新型专利技术接收机的系统稳定性。而且，两路正交信号进行混频后，输出的相乘信号是差分输出，后面经过差分放大，就可以进一步解决零中频接收机存在的自混频产生的直流漂移问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子设备，具体是通信设备，更具体是零中频前端接收机。技术背景接收机主要有超外差、低中频和零中频三种类型，超外差接收机采用多次混频存 在镜像干扰信号且系统的结构复杂，不易集成、功耗较大。低中频接收机是针对超外差和零 中频采用的一种折衷接收机类型，但在实际应用中，低中频还是存在镜像干扰且还存在对 相位偏移特别敏感的问题。在实际应用中需要在射频前端增加一个跟踪射频带通滤波器来 抑制镜像，实现的难度大。零中频接收机采用一次混频结构，将有用信号混频到基带，避免 了镜像信号的干扰故系统结构简单、集成度高，零中频接收机是通信系统中一种具有集成 度高、功耗低等优点的接收机形式。表面上看零中频接收机不存在镜像干扰问题，但实际上 零中频接收机还是存在自身镜像干扰问题；传统的零中频接收机存在对相位偏移敏感导致 IQ不平衡使系统误码率增大的问题；由于零中频采用一次混频结构，因此存在本振或射频 信号的自混频产生的直流分量使后级放大器饱和无法正常工作，影响系统的性能。传统的零中频接收机属于单正交形式，当本振存在一定的相位误差时，就会 导致接收机混频输出的I路和Q路输出信号不平衡，当输入的射频信号为<formula>formula see original document page 3</formula><formula>formula see original document page 3</formula>时，经过混频、低通后输出的两路信号为式(<formula>formula see original document page 3</formula>当存在相位误差时，如输入的本振相位误差为θ i时，则有<formula>formula see original document page 3</formula>经过混频、低通后输出的两路信号为而(<formula>formula see original document page 3</formula>观察正交输出信号可知由于本振信号存在相位误差导致输出的正交信号幅度存在不平衡不能匹配输出。其中上述，RF 输入的射频信号；Q (t)表示Q路的基带信号；I (t)表示I路的基带信号；Xq (t)表示经过低通过后的Q路信号；X1 (t)表示经过低通过后的I路信号；wc 表示载波角频率；θ工表示本振相位误差。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种实用的零中频前端接收机，从而解决限制零中频 接收机广泛应用的存在的自身镜像干扰问题、相位偏移导致IQ不平衡和自混频产生的直 流漂移三大问题。本技术的零中频前端接收机结构包括前端的宽带移相模块、后级的混频模 块、差分放大模块和四路信号的叠加模块，具体是在包括混频模块、滤波器和数字信号处理器(DSP)的基础上，在天线滤波器后顺序连接低噪声放大器、后选滤波器及宽带移相器，宽带移相器后分成四路第1路连接一个混频器，本振L0. I接入这个混频器，这个混频器再依次连接差分放大器和低通滤波器；宽带移相器后的第2路连接一个混频器，本振L0. Q接入这个混频器，这个混频器 再依次连接差分放大器和低通滤波器；宽带移相器3后第3路与第2路相同，也是连接一个混频器，本振L0. Q接入这个 混频器，这个混频器再依次连接差分放大器和低通滤波器；宽带移相器3后第4路与第1路相同，也是连接一个混频器，本振L0. I接入这个 混频器，这个混频器再依次连接差分放大器和低通滤波器；上述各路中，本振L0. Q可由第2路和第3路共用，本振L0. I可由第1路和第4路 共用，也可在各路中独立设置，其余各混频器、差分放大器和低通滤波器，均独立设置；宽带移相器后的第1路的低通滤波器和第3路的低通滤波器均通过一个相加器连 接数字信号处理器；宽带移相器后的第2路的低通滤波器和第4路的低通滤波器均通过另一个相加器 连接上述的同一个数字信号处理器。本技术的接收机中，射频信号先经过宽带移相，然后经过交叉混频和信号叠 力口，这样可以很好的解决相位偏移导致输出信号的不匹配问题。且混频的输出信号是差 分输出，混频过后的基带信号进行差分放大，可以很好的解决自混频产生的直流漂移问题。 同理当输入的射频信号为RF = Q(t)cosw。t-I(t)sinw。t，经过移相器过后假设产生的相 位误差为θ2则有RF1 = I (t) cos (wct+ θ 2) -Q (t) sin (wct+ θ 2)；同理输入的本振相位误 差为θ工时，Q(t) = coswct ；I(t) = sin(wct+ θ》；经过混频、低通后输出的两路信号为= + cos(e2-θ,) + sin⑷-θ2) ；Xe(0 = (cosθ2 +cos(9,) + ^(sinθ, -sinθ2)。上述各公式的关系式定义同上所述，其中θ 2 表示宽带移相器的误差；RF1 表示射频信号经过宽带移相器的输出射频信号因此，本技术的接收机可以很好的解决传统的零中频接收机存在对相位偏移 特别敏感的问题，降低了对器件的精确度的要求，促进了零中频接收机的推广。本技术很好地解决零中频接收机存在的相位偏移、直流漂移和自身镜像干扰 问题。附图说明图1本技术部件结构示意图；图2是本技术原理框图；图3是本技术相位偏移的矢量图；图4是传统零中频相位偏移的矢量图；图5是相位偏移情况下传统零中频接收机(单正交)和本技术接收机(交叉 正交)的信噪比曲线图；图6是相位偏移与镜像抑制能力之间的关系图，其中a是传统零中频接收机相位偏移与镜像抑制能力之间的关系图；b是本技术 的接收机的相位偏移与镜像抑制能力之间的关系图。具体实施方式现结合附图对本技术的接收机的相位偏移和直流漂移问题的具体实施方式作进一步的详细说明。本技术的接收机结构原理框图如图1所示。天线滤波器0后顺序连接低噪声放大器1、后选滤波器2及宽带移相器3，宽带移 相器3后，第1路连接混频器4，本振L0. I接入混频器4，混频器4再依次连接差分放大器6 和低通滤波器8 ；宽带移相器3后第2路连接混频器5，本振L0. Q接入混频器5，混频器5再依次连 接差分放大器7和低通滤波器9 ；宽带移相器3后第3路连接混频器11，本振L0. Q接入混频器11，混频器11再依 次连接差分放大器13和低通滤波器15 ；宽带移相器3后第4路连接混频器12，本振L0. I接入混频器12，混频器12再依 次连接差分放大器14和低通滤波器16 ；低通滤波器8和低通滤波器15均通过相加器10连接数字信号处理器18 ；低通滤波器9和低通滤波器16均连接相加器17连接数字信号处理器18。接入混频器4和接入混频器12的本振L0. I是同一个，接入混频器5和接入混频 器11的本振L0. Q是同一个。天线滤波器0滤波后，进入低噪声放大器1，经放大后进入后选滤波器2，然后信号 进入宽带移相器3，将信号分成正交输出信号。一路信号分别送入混频器4和混频器5混 频，混频器4与本振L0. I相乘，混频器5与本振L0. Q相乘，混频器4相乘后的输出信号经过 差分放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实用的零中频前端接收机，包括混频模块、滤波器和ＤＳＰ处理模块，其特征是：天线滤波器（０）后顺序连接低噪声放大器（１）、后选滤波器（２）及宽带移相器（３），宽带移相器（３）后，第１路连接混频器（４），本振ＬＯ．Ｉ接入混频器（４），混频器（４）再依次连接差分放大器（６）和低通滤波器（８）；宽带移相器（３）后第２路连接混频器（５），本振ＬＯ．Ｑ接入混频器（５），混频器（５）再依次连接差分放大器（７）和低通滤波器（９）；宽带移相器（３）后第３路连接混频器（１１），本振ＬＯ．Ｑ接入混频器（１１），混频器（１１）再依次连接差分放大器（１３）和低通滤波器（１５）；宽带移相器（３）后第４路连接混频器（１２），本振ＬＯ．Ｉ接入混频器（１２），混频器（１２）再依次连接差分放大器（１４）和低通滤波器（１６）；低通滤波器（８）和低通滤波器（１５）均通过相加器（１０）连接数字信号处理器（１８）；低通滤波器（９）和低通滤波器（１６）均连接相加器（１７）连接数字信号处理器（１８）。

【技术特征摘要】
一种实用的零中频前端接收机，包括混频模块、滤波器和DSP处理模块，其特征是天线滤波器(0)后顺序连接低噪声放大器(1)、后选滤波器(2)及宽带移相器(3)，宽带移相器(3)后，第1路连接混频器(4)，本振LO.I接入混频器(4)，混频器(4)再依次连接差分放大器(6)和低通滤波器(8)；宽带移相器(3)后第2路连接混频器(5)，本振LO.Q接入混频器(5)，混频器(5)再依次连接差分放大器(7)和低通滤波器(9)；宽带移相器(3)后第3路连接混频器(11)，本振LO.Q接入混频器(11)，混频器(11)再依次连接差分放大器(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：田克纯，周武中，谭峻松，首照宇，王吉平，覃远年，陈皓，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]