一种高性能LTE信道模拟器射频发射机制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，包括中频调制模块、中频自动电平调整(ALC)模块、分段变频滤波模块、射频功率调整输出/检波模块和本振模块。本发明专利技术提供的一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，能够有效降低LTE信道模拟器复杂度、减小功耗和体积，实现发射机的大动态、宽频带、低复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能LTE信道模拟器射频发射机
本专利技术涉及一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，属于微波/毫米波器件技术。
技术介绍
“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项是我国政府为了推动我国通信行业整体发展，提升我国无线移动通信行业在全球的地位，培养我国移动通信行业可持续发展能力，拉动我国民族工业创新发展的重要措施。TD-LTE及其演进技术TD-LTE-Advanced,作为具有我国独立自主知识产权的TD-SCDMA后续演进技术，将更加体现我国在国际通信领域的话语权及竞争力。无线信道是非常复杂和多变的信号物理通道，无线信道存在着多径衰落、平衰落、噪声等影响通信性能的不利因素，而这些都是通信系统研究必须要重点考虑的问题，信道的模拟是保证同一通信协议与体制系下，不同厂家开发的终端与多厂家提供的系统设备之间顺畅通信必不可少的测试流程。通过开发支持LTE无线信道模拟器，节省移动通信设备的研制费用，增加了研发时的灵活性，同时缩短研制周期，减少基站和终端设备的总体开发过程及互联互通测试时间，减少外场测试的时间，对提高和保证不同系统、终端厂商的互连互通有着非常积极的作用。LTE信道模拟器中宽带射频发射机是整个设备中关键部分，该射频发射机能够将基带所需发射的模拟1、Q信号，按照需求发射出去，发射的频率范围为400MHz?6GHz，发射机发射功率范围为-120?-1OdBm,发射机的处理带宽可达IOOMHz，通过调整调制器中本振的相位对发射机通道相位进行调整，同时还需具备低复杂度、低功耗、大动态的特点。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，能够有效降低LTE信道模拟器复杂度、减小功耗和体积，实现发射机的大动态、宽频带、低复杂度。技术方案:为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为:宽带射频发射机是射频与微波系统的核心部件，在通信、雷达与电子对抗中具有关键作用，其主要技术指标为发射带宽、发射电平动态范围、处理带宽等。本专利技术设计的高性能LTE信道模拟器射频发射机，具有输出宽频带，功率动态大、处理带宽宽，体积小，功耗低等特点。具体包括中频调制模块、中频自动电平调整(ALC)模块、分段变频滤波模块、射频功率调整输出/检波模块和本振模块；所述中频调制模块:对输入的模拟信号I和模拟信号Q进行正交矢量调制，产生中频调制信号，然后将得到的中频调制信号发送给中频自动电平调整模块；在中频调制模块中插入一个相位可调的中频频率合成器，使输入的本振信号相位可调，实现射频发射相位可调的功能；所述中频自动电平调整模块:对输入信号的电平幅度进行调整，调整到阈值范围内后发送给分段变频滤波模块；所述分段变频滤波模块:对输入信号进行分频段处理，针对不同的频段，分别进行各自的变频滤波单元处理后，变化到相应的频率范围并发送给射频功率调整输出/检波模块；所述射频功率调整输出/检波模块:对输入信号的功率进行检测，若输入信号功率大于阈值，则对输入信号进行衰减处理后作为宽带射频输出信号输出；若输入信号小于等于阈值，则直接作为宽带射频输出信号输出；所述本振模块:给LTE信道模拟器提供射频本振信号。射频电路中为了实现对相位的精确控制，通常会在收发信机中插入移相器以实现相位调整。采用不同的移相器方案，移相效果也不一样。模拟移相器工作带宽比较窄；数字控制移相器工作频率带宽可以稍微宽点，但是移相精度不够高，一般典型的移相精度是6.25度。本专利技术采用的方案是在解调环节中插入一个中频相位可调的频率合成器，该频率合成器的相位调整精度能达到2度，精度高，且实现方法简单，不需要在收信机和发信机中都插入复杂的移相电路，进一步降低LTE信道模拟器中频率合成器的复杂度。由于射频发射机的频率范围宽，传统的发射机方案无法兼顾如此宽的频段范围；本专利技术通过采用分段处理的方法来实现宽频带。发射机输出的功率的动态范围要求也很大，在如此宽的频段实现大动态，也非常困难，本专利技术提出功率的动态范围在中频上实现，射频上只需加相关的数控衰减器，对频响特性进行校准。具体的，所述中频调制模块对输入的模拟信号I和模拟信号Q进行正交矢量调制，产生频率为1.2GHz的中频调制信号，然后将得到的中频调制信号发送给中频自动电平调整模块。具体的，所述中频调制模块包括中频调制器。具体的，所述中频自动电平调整模块包括依次连接的A中频放大器、A中频滤波器、B中频放大器、A中频数控衰减器、B中频数控衰减器、C中频放大器、C中频数控衰减器和B中频滤波器，A中频放大器的输入端接中频调制模块的输出端，B中频滤波器的输出端接定向I禹合器的输入端，定向I禹合器的I禹合端依次接D中频放大器和中频检波器,定向率禹合器的输出端接分段变频滤波模块的输入端。具体的，所述分段变频滤波模块对输入的400MHz?6GHz的射频信号进行分频段处理，针对不同的频段，分别进行各自的变频滤波单元处理后，将1.2GHz的中频信号变化到相应的频率范围并发送给射频功率调整输出/检波模块；具体的，所述分段变频滤波模块包括A射频单刀双掷开关、A射频放大器、A射频混频器、B射频放大器、射频分频器、B射频混频器、C射频放大器、D射频放大器、B射频单刀双掷开关、A射频单刀四掷开关、D射频可调滤波器、C射频可调滤波器、B射频可调滤波器、A射频可调滤波器和B射频单刀四掷开关，A射频单刀双掷开关的输入端接中频自动电平调整模块的输出端，B射频单刀四掷开关的输出端接射频功率调整输出/检波模块的输入端；所述A射频单刀双掷开关的一路输出依次连接A射频放大器、A射频混频器和C射频放大器，然后接入B射频单刀双掷开关的一路输入；所述A射频单刀双掷开关的另一路输出依次连接B射频放大器、B射频混频器和D射频放大器，然后接入B射频单刀双掷开关的另一路输入；A射频混频器和B射频混频器之间通过射频分频器连接；所述B射频单刀双掷开关的输出与A射频单刀四掷开关的输入连接，A射频单刀四掷开关的四路输出分别连接D射频可调滤波器、C射频可调滤波器、B射频可调滤波器和A射频可调滤波器的输入，D射频可调滤波器、C射频可调滤波器、B射频可调滤波器和A射频可调滤波器的输出分别连接B射频单刀四掷开关的四路输入；所述D射频可调滤波器处理400MHz?IGHz信号，C射频可调滤波器处理IGHz?2GHz信号，B射频可调滤波器处理2GHz?4GHz信号，A射频可调滤波器处理4GHz?6GHz信号。具体的，所述射频功率调整输出/检波模块包括射频宽带放大器、射频数控衰减器、宽带定向耦合器、E射频放大器和射频检波器，分段变频滤波模块的输出端接射频宽带放大器的输入端接，射频宽带放大器的输出端接射频数控衰减器的输入端，射频数控衰减器的输出端接宽带定向耦合器的输入端，宽带定向耦合器的耦合端依次接E射频放大器和射频检波器，宽带定向耦合器的输出端输出宽带射频输出信号。具体的，所述本振模块包括中频频率合成器和射频频率合成器，中频频率合成器给中频调制器提供中频本振信号，射频频率合成器给A射频混频器提供A射频本振信号，射频频率合成器经过射频分频器给B射频混频器提供B射频本振信号。具体的，还包括单片机控制模块和电源模块，所述单片机模块对B射频单刀四掷开关、A射频可调滤波器、B射频可调滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于：包括中频调制模块、中频自动电平调整模块、分段变频滤波模块、射频功率调整输出/检波模块和本振模块； 所述中频调制模块：对输入的模拟信号I和模拟信号Q进行正交矢量调制，产生中频调制信号，然后将得到的中频调制信号发送给中频自动电平调整模块；在中频调制模块中插入一个相位可调的中频频率合成器，使输入的本振信号相位可调，实现射频发射相位可调的功能； 所述中频自动电平调整模块：对输入信号的电平幅度进行调整，调整到阈值范围内后发送给分段变频滤波模块； 所述分段变频滤波模块：对输入信号进行分频段处理，针对不同的频段，分别进行各自的变频滤波单元处理后，变化到相应的频率范围并发送给射频功率调整输出/检波模块； 所述射频功率调整输出/检波模块：对输入信号的功率进行检测，若输入信号功率大于阈值，则对输入信号进行衰减处理后作为宽带射频输出信号输出；若输入信号小于等于阈值，则直接作为宽带射频输出信号输出； 所述本振模块：给LTE信道模拟器提供射频本振信号。

【技术特征摘要】
1.一种高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:包括中频调制模块、中频自动电平调整模块、分段变频滤波模块、射频功率调整输出/检波模块和本振模块； 所述中频调制模块:对输入的模拟信号I和模拟信号Q进行正交矢量调制，产生中频调制信号，然后将得到的中频调制信号发送给中频自动电平调整模块；在中频调制模块中插入一个相位可调的中频频率合成器，使输入的本振信号相位可调，实现射频发射相位可调的功能； 所述中频自动电平调整模块:对输入信号的电平幅度进行调整，调整到阈值范围内后发送给分段变频滤波模块； 所述分段变频滤波模块:对输入信号进行分频段处理，针对不同的频段，分别进行各自的变频滤波单元处理后，变化到相应的频率范围并发送给射频功率调整输出/检波模块； 所述射频功率调整输出/检波模块:对输入信号的功率进行检测，若输入信号功率大于阈值，则对输入信号进行衰减处理后作为宽带射频输出信号输出；若输入信号小于等于阈值，则直接作为宽带射频输出信号输出； 所述本振模块:给LTE信道模拟器提供射频本振信号。2.根据权利要求1所述的高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:所述中频调制模块对输入的模拟信号I和模拟信号Q进行正交矢量调制，产生频率为1.2GHz的中频调制信号，然后将得到的中频调制信号发送给中频自动电平调整模块。3.根据权利要求2所述的高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:所述中频调制模块包括中频调制器(32)。4.根据权利要求3所述的高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:所述中频自动电平调整模块包括依次连接的A中频放大器(31)、A中频滤波器(30)、B中频放大器(29)、A中频数控衰减器(28)、B中频数控衰减器(27)、C中频放大器(26)、C中频数控衰减器(25)和B中频滤波器(22)，A中频放大器(31)的输入端接中频调制模块的输出端，B中频滤波器(22)的输出端接定向耦合器(21)的输入端，定向耦合器(21)的耦合端依次接D中频放大器(23)和中频检波器(24)，定向耦合器(21)的输出端接分段变频滤波模块的输入端。5.根据权利要求4所述的高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:所述分段变频滤波模块对输入的400MHz~6GHz的射频信号进行分频段处理，针对不同的频段，分别进行各自的变频滤波单元处理后，将1.2GHz的中频信号变化到相应的频率范围并发送给射频功率调整输出/检波模块。6.根据权利要求5所述的高性能LTE信道模拟器射频发射机，其特征在于:所述分段变频滤波模块包括A射频单刀双掷开关(18)、A射频放大器(17)、A射频混频器(16)、B射频放大器(15)、射频分频器(14)、B射频混频器(13)、C射频放大器(12)、D射频放大器(11)、B射频单刀双掷开关(10)、A射频单刀四掷开关(9)、D射频可调滤波器(8)、C射频可调滤波器(7)、B射频可调滤波器^)、A射频可调滤波器(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玲，向渝，刘成帅，刘泊，张念祖，张雷，陈鹏，余旭涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32