一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器。包括一個(gè)自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸入端連接的環(huán)形器、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸出端連接的耦合器、雙工器分別與環(huán)形器、天線以及延遲器連接，所述延遲器與耦合器連接。本實(shí)用新型可解決收發(fā)共用天線雙工器寬帶大功率泄漏信號(hào)的抑制問(wèn)題，可保證收發(fā)系統(tǒng)正常工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器。
【背景技術(shù)】
[0002]雙工器是特殊的雙向三端濾波器，主要用于無(wú)線收發(fā)共用天線的收發(fā)隔離。在頻分雙工共用天線通信系統(tǒng)中，發(fā)射通道對(duì)接收通道會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的泄漏干擾，通常采用高隔離度雙工器消除這種自耦合干擾。而且這種雙工器必須具有高功率容量和低插入損耗，導(dǎo)致雙工器的體積和重量顯著增大，設(shè)計(jì)難度較大，致使傳統(tǒng)雙工器很難滿足上述要求。在收發(fā)共用天線的頻分雙工通信系統(tǒng)中，發(fā)射通道的功率可高達(dá)數(shù)百W，而接收通道的靈敏度可達(dá)-lOOdBm，收發(fā)電平相差可達(dá)10dB以上，而傳統(tǒng)的雙工器隔離度有限，致使接收機(jī)前端產(chǎn)生很強(qiáng)的泄漏干擾，該干擾電壓一般會(huì)超過(guò)接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，造成接收機(jī)阻塞甚至損壞[3] ο目前解決該泄漏干擾的方法主要有數(shù)字補(bǔ)償方法和射頻抵消方法。數(shù)字補(bǔ)償方法是在接收通道底噪放大、下變頻及AD變換后利用數(shù)字算法抑制干擾。該方法實(shí)際上是在泄漏干擾經(jīng)過(guò)射頻前端后再進(jìn)行干擾處理，在泄漏干擾較強(qiáng)時(shí)，很容易導(dǎo)致接收機(jī)前端飽和甚至損壞，因此該方法無(wú)法解決強(qiáng)泄漏干擾的問(wèn)題。射頻抵消法是在接收通道射頻前端進(jìn)行干擾抑制，但其幅值、相位和時(shí)延調(diào)節(jié)常采用手動(dòng)方式，雖然可實(shí)現(xiàn)寬帶大功率泄漏干擾的抑制，但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，缺乏靈活性和自適應(yīng)性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題;提供了一種提高雙工器隔離度的輔助系統(tǒng)，從而形成對(duì)寬帶大功率發(fā)射信號(hào)具有高隔離度的高隔離度收發(fā)共用天線雙工器。
[0004]本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:
[0005]—種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，其特征在于，包括一個(gè)自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸入端連接的環(huán)形器、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸出端連接的耦合器;雙工器分別與環(huán)形器、天線以及延遲器連接，所述延遲器與耦合器連接。
[0006]本實(shí)用新型采用環(huán)形器實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)的提取;移相器實(shí)現(xiàn)發(fā)射提取信號(hào)的90度移相;可調(diào)衰減器實(shí)現(xiàn)發(fā)射提取信號(hào)的四象限幅值調(diào)整;乘法器、低通濾波器構(gòu)成相關(guān)器，用于獲得發(fā)射提取信號(hào)和抵消剩余信號(hào)的相關(guān)值;可控延遲器用于精確匹配泄漏通道和抑制通道間的時(shí)延;控制器用于實(shí)時(shí)計(jì)算泄漏通道和抑制通道間的時(shí)延，用于控制可控延遲器的時(shí)延。
[0007]在上述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，所述自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)包括:
[0008]自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié):包括可控延遲器、與可控延遲器連接的控制器;所述控制器兩個(gè)輸入分別與環(huán)形器輸出和耦合器接收通道入端相聯(lián)，控制器輸出與可控延遲器控制端相聯(lián)，環(huán)形器的輸出端還與可控延遲器連接；
[0009]自適應(yīng)泄漏功率抑制環(huán)節(jié):包括移相器、與移相器連接的可調(diào)衰減器、與移相器連接的相關(guān)器、與可調(diào)衰減器連接的合成器，所述可調(diào)衰減器還與相關(guān)器連接;所述合成器連接耦合器的輸入端;相關(guān)器與耦合器的輸出端連接；
[0010]在上述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)的可調(diào)衰減器分為I路調(diào)衰減器、Q路可調(diào)衰減器;相關(guān)器分為I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器；
[0011 ]所述雙工器為三端雙工器，分別與發(fā)射通道、接收通道和天線通道相聯(lián);所述可控延遲器輸入端與雙工器接收通道輸出相聯(lián)，輸出與耦合器接收通道入端相聯(lián)；
[0012]在上述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，所述環(huán)形器三個(gè)端口分別于發(fā)射通道、雙工器發(fā)射通道入端和可控延遲器輸入相聯(lián)，可控延遲器輸出與移相器相聯(lián)，移相器的正交兩路輸出，一路分別送入I路可調(diào)衰減器和I路相關(guān)器，另一路輸出分別送入Q路可調(diào)衰減器和Q路相關(guān)器;I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器的輸入分別與耦合器輸出相聯(lián)，I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器輸出分別與I路可調(diào)衰減器、Q路可調(diào)衰減器相聯(lián)；I路可調(diào)衰減器、Q O路可調(diào)衰減器輸出與合成器輸入相聯(lián)，合成器輸出與親合器抵消輸入端相聯(lián)。
[0013]因此，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):1、可解決收發(fā)共用天線雙工器寬帶大功率泄漏信號(hào)的抑制問(wèn)題，可保證收發(fā)系統(tǒng)正常工作；2、可用以解決頻分復(fù)用收發(fā)共用天線雙工通信系統(tǒng)的自泄漏寬帶干擾問(wèn)題，可推動(dòng)收發(fā)共用天線通信系統(tǒng)進(jìn)一步提高發(fā)射功率和實(shí)現(xiàn)更寬帶寬通信，并可減小雙工器的設(shè)計(jì)難度和成本，在發(fā)射功率不很大的場(chǎng)合甚至可以取代雙工器。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)例原理示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)例不意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型圖2的簡(jiǎn)化實(shí)例示意圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型圖2的等效實(shí)例示意圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型圖4的簡(jiǎn)化實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例:
[0021]如圖1所示，頻分復(fù)用共用天線通信系統(tǒng)信號(hào)的收發(fā)采用一根天線，由于發(fā)射信號(hào)功率遠(yuǎn)大于接收信號(hào)，需要解決兩者之間的相互干擾問(wèn)題才能保證收發(fā)系統(tǒng)正常工作。傳統(tǒng)的雙工器根據(jù)收發(fā)頻帶不同通過(guò)無(wú)源濾波的方法抑制發(fā)射信號(hào)對(duì)接收通道的干擾。但由于濾波器的插入損耗有限，對(duì)大功率和寬帶發(fā)射信號(hào)對(duì)接收通道泄漏干擾的抑制效果不佳，難以解決接收通道前端飽和及有用信號(hào)受擾嚴(yán)重?zé)o法正常接收的問(wèn)題?？梢詮陌l(fā)射通道提取逆流發(fā)射信號(hào)，通過(guò)自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整和自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)，產(chǎn)生接收通道中泄漏發(fā)射信號(hào)等幅反相的抵消信號(hào)注入接收通道，以消除泄漏發(fā)射信號(hào)對(duì)接收通道的干擾問(wèn)題。本實(shí)用新型包括自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié)和自適應(yīng)泄漏功率抑制環(huán)節(jié)兩部分。自適應(yīng)泄漏功率抑制環(huán)節(jié)用于產(chǎn)生泄漏至接收通道中發(fā)射信號(hào)等幅反相的信號(hào)。自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié)用于匹配泄漏通道和抑制通道間的時(shí)延，從而提高寬帶泄漏發(fā)射信號(hào)的抑制能力。
[0022]如圖2所示，提高雙工器隔離度的系統(tǒng)，包括環(huán)形器、可控延遲器、控制器和自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)。
[0023]環(huán)形器與發(fā)射通道相聯(lián)，輸出端與可控延遲器相聯(lián)。環(huán)形器從發(fā)射通道提取逆流發(fā)射信號(hào)，通過(guò)可控延遲器送入自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)，用以產(chǎn)生與接收通道耦合的發(fā)射泄漏信號(hào)等幅反相的抵消信號(hào)，并通過(guò)耦合器注入接收通道，實(shí)現(xiàn)發(fā)射泄漏干擾消除。
[0024]可控延遲器輸入與環(huán)形器相聯(lián)，輸出與自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)相聯(lián)?？煽匮舆t器對(duì)環(huán)形器提取的逆流發(fā)射信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)時(shí)延，使泄漏通道與抑制通道間的時(shí)延一致?？煽匮舆t器根據(jù)發(fā)射信號(hào)的頻段和延遲精度要求，可選用可控電纜延遲線和可控光纖延遲線。在VFH頻段可選擇延遲精度為ns級(jí)的可控電纜延遲線，在UHF以上頻段可選用延遲精度可達(dá)ps級(jí)以內(nèi)的可控光釬延遲線。
[0025]控制器輸入分別于環(huán)形器輸出和耦合器入端相聯(lián)，輸出與可控延遲器控制端相聯(lián)?？刂破魈崛∧媪靼l(fā)射信號(hào)及接收通道耦合的泄漏發(fā)射信號(hào)，進(jìn)行自適應(yīng)延遲量計(jì)算，并利用計(jì)算的延遲值控制可控延遲器的延遲大小，從而匹配泄漏通道與抑制通道間的時(shí)延?？刂破骺蛇x用C6000系列高速DSP，為保證足夠的采樣精度，可外置高精度AD。
[0026]自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)包括:移相器、可調(diào)衰減器、相關(guān)器、合成器和耦合器。
[0027]移相器的輸入與可控延遲器相聯(lián)，對(duì)延遲后的提取發(fā)射信號(hào)進(jìn)行90度移相，形成兩路正交輸出信號(hào)，該兩路正交輸出信號(hào)分別與I路可調(diào)衰減器和I路相關(guān)器以及Q路可調(diào)衰減器和Q路相關(guān)器相聯(lián)。
[0028]1、Q可調(diào)衰減器輸入與移相器輸出相聯(lián)，輸出與合成器相聯(lián)?？烧{(diào)衰減器實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入發(fā)射信號(hào)的幅值調(diào)整，調(diào)整量由相關(guān)器輸出控制?？烧{(diào)衰減器一般采用雙極性電可調(diào)衰減器，對(duì)大功率應(yīng)用有較高線性度要求時(shí)也可以選擇步進(jìn)衰減器。
[0029 ] 1、Q相關(guān)器的兩個(gè)輸入分別與移相器輸出和親合器輸出相聯(lián)，其輸出與可調(diào)衰減器相聯(lián)。相關(guān)器實(shí)現(xiàn)移相器輸出的發(fā)射提取信號(hào)和泄漏干擾抑制剩余信號(hào)之間的相關(guān)運(yùn)算，并輸出運(yùn)算的相關(guān)值控制可調(diào)衰減器的衰減量。相關(guān)器由模擬乘法器、積分器組成。
[0030]模擬乘法器的兩個(gè)輸入分別與移相器輸出和親合器輸出相聯(lián)，輸出與積分器輸入相聯(lián)。模擬乘法器實(shí)現(xiàn)發(fā)射提取信號(hào)與泄漏干擾抵消剩余信號(hào)的相乘運(yùn)算。由于發(fā)射提取信號(hào)與發(fā)射泄漏信號(hào)具有相同的頻率成分，相乘運(yùn)算后將產(chǎn)生直流量和交流量，其中直流量即為相關(guān)器需要設(shè)法獲取的相關(guān)值。模擬乘法器根據(jù)發(fā)射信號(hào)的頻帶可采用MC1954L、AD834、AD835 等芯片。
[0031]積分器輸入與模擬乘法器輸出相聯(lián)，輸出與可調(diào)衰減器相聯(lián)。積分器用于濾除模擬乘法器輸出的交流量，保留直流量，即保留相關(guān)值。積分器可采用0P77等芯片。
[0032]合成器輸入與1、Q可調(diào)衰減器輸出相聯(lián)，輸出與耦合器相聯(lián)。合成器實(shí)現(xiàn)可調(diào)衰減器輸出信號(hào)的合成，用于抑制接收通道泄漏干擾信號(hào)。
[0033]耦合器輸入端與合成器相聯(lián)，輸出與接收通道相聯(lián)。耦合器實(shí)現(xiàn)合成信號(hào)與接收通道泄漏干擾信號(hào)的抵消。耦合器的接收通道入端信號(hào)送入可控延遲器的控制器，用于計(jì)算可控延遲器的延遲量，其接收通道出端信號(hào)送入1、Q相關(guān)器，用于計(jì)算相關(guān)值。
[0034]圖3是圖2的簡(jiǎn)化實(shí)施方式，在選擇的可控延遲器精度較高，控制器計(jì)算速度和精度較高時(shí)，自適應(yīng)泄漏抑制環(huán)節(jié)只需要一路相關(guān)器和可調(diào)衰減器對(duì)發(fā)射提取信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)幅值調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)寬帶泄漏干擾信號(hào)的有效抑制。
[0035]圖4是圖2的等效實(shí)施方式，圖2中的自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié)計(jì)算時(shí)延的算法中要計(jì)入自適應(yīng)泄漏功率抑制環(huán)節(jié)中功率通道的時(shí)延，圖4自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié)算法中不計(jì)入該時(shí)延。圖5是圖4的簡(jiǎn)化實(shí)施方式，其原理與圖2簡(jiǎn)化為圖3的原理一樣。
[0036]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，其特征在于，包括一個(gè)自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸入端連接的環(huán)形器、與自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)輸出端連接的耦合器;雙工器分別與環(huán)形器、天線以及延遲器連接，所述延遲器與耦合器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，其特征在于，所述自適應(yīng)寬帶大功率泄漏干擾抑制系統(tǒng)包括: 自適應(yīng)時(shí)延調(diào)整環(huán)節(jié):包括可控延遲器、與可控延遲器連接的控制器;所述控制器兩個(gè)輸入分別與環(huán)形器輸出和耦合器接收通道入端相聯(lián)，控制器輸出與可控延遲器控制端相聯(lián)，環(huán)形器的輸出端還與可控延遲器連接； 自適應(yīng)泄漏功率抑制環(huán)節(jié):包括移相器、與移相器連接的可調(diào)衰減器、與移相器連接的相關(guān)器、與可調(diào)衰減器連接的合成器，所述可調(diào)衰減器還與相關(guān)器連接;所述合成器連接耦合器的輸入端;相關(guān)器與親合器的輸出端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，其特征在于，自適應(yīng)泄漏功率抑制系統(tǒng)的可調(diào)衰減器分為I路調(diào)衰減器、Q路可調(diào)衰減器;相關(guān)器分為I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器； 所述雙工器為三端雙工器，分別與發(fā)射通道、接收通道和天線通道相聯(lián);所述可控延遲器輸入端與雙工器接收通道輸出相聯(lián)，輸出與耦合器接收通道入端相聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高隔離度收發(fā)共用天線雙工器，其特征在于，所述環(huán)形器三個(gè)端口分別于發(fā)射通道、雙工器發(fā)射通道入端和可控延遲器輸入相聯(lián)，可控延遲器輸出與移相器相聯(lián)，移相器的正交兩路輸出，一路分別送入I路可調(diào)衰減器和I路相關(guān)器，另一路輸出分別送入Q路可調(diào)衰減器和Q路相關(guān)器；I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器的輸入分別與耦合器輸出相聯(lián)，I路相關(guān)器、Q路相關(guān)器輸出分別與I路可調(diào)衰減器、Q路可調(diào)衰減器相聯(lián)；I路可調(diào)衰減器、Q路可調(diào)衰減器輸出與合成器輸入相聯(lián)，合成器輸出與耦合器抵消輸入端相聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H04B1/525GK205584197SQ201620380406
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】蔣云昊, 丁穩(wěn)房, 席自強(qiáng), 宮力, 張 杰, 趙楠, 劉聰, 熊蘭, 陳輝
【申請(qǐng)人】湖北工業(yè)大學(xué)