为克服现有技术中的不足，本发明专利技术提出了一种具有可以灵活调整链路中滤波器工作频段和带宽的差分收发信机，来提升对不同中心频率和带宽的无线信号的高性能接收。其中该滤波器电路结构是差分带通滤波器结构，具有对带宽和频段在其最大变化范围内任意重构改变的功能，将该差分滤波器结构应用到收发信机中时，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。从而降低了带内不期望的互调杂散信号，提高了系统的动态范围和信噪比。该电路结构可以同时实现对带宽和频段在其最大变化范围内任意重构改变。差分带通滤波器结构有两个主要部分，即差分谐振反相器和一个差分并联谐振器。差分并联谐振器。差分并联谐振器。
【技术实现步骤摘要】
一种频段、带宽可调的差分收发信机
[0001]本专利技术属于无线通信领域，具体涉及一种频段、带宽可调的差分收发信机。
技术介绍
[0002]传统的无线电收发信机通常采用超外差技术完成频率由高频向零频的变换。为了完成无线信号的有效接收，无线频率变换链路中，需要采用特定滤波器进行信号的选择和干扰信号的滤除。其滤波效果直接与整个无线系统接收到的信号质量相关。无线链路中收发信机滤波器主要包括：避免由于发射端输出信号泄漏而使接收器前端饱和；除去如镜频一类的干扰信号；减小来自天线端的本机振荡器的功率泄漏；以及削弱同时存在的不同通信系统间的干扰等。
[0003]超外差接收机其结构如图1所示，主要包括3个部分，第一部分为射频前端，天线接收来自空间的信号，射频滤波器用来抑制镜频和干扰频率，射频信号经过镜像抑制滤波器进一步滤除带外信号，通过混频器搬移后，得到第二部分模拟中频信号，由中频滤波器滤除带外(主要是镜像频率和混频器的各阶互调)干扰得到频率变换为中频的有用信号；第三部分为模数转换和数字中频处理，模拟中频信号经过抗混迭滤波器后，进入模数转换器ADC进行数模转换，信道的选择在直接数字控制系统DDC(digital down
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converter数字下变频器)中的数字滤波器来实现。图1中的框内部分是变频的核心部分，在射频频段采用传统的固定频点滤波器滤除无用信号，时钟本振部分采用传统的固定频点滤波器滤除时钟的杂散和各次谐波，变频后的中频部分也采用传统固定频点滤波器滤除镜像和杂散信号得到期望的信号。
[0004]随着软件无线电技术的发展，无线电接收机或发射机的链路中需要具备工作频段和工作带宽可重构能力。其中关键的技术点为在无线链路中的滤波器实现工作频段和工作带宽的可重构。
[0005]随着无线通信系统的不断发展，移动通信空中接口的新标准不断出现，越来越多的工作在不同频段、不同带宽的通信系统被使用，这样就要求无线接收机可实现多标准模式信号的接收。当前的接收机架构的局限性在于，图1中的阴影部分滤波器均是针对特定的信号的频段和带宽进行设计，无法完成上述多模式接收的目标，不同的通信系统需要设计不同的滤波器组合的接收机，来将空口的射频信号进行选频转化为数字信号来进行处理。另外，这些高Q滤波器不利于集成，成本高。如果系统需要接收多个不同频段的无线信号通常采用多个接收机、多个滤波器并行的结构方式，如图2所示。
[0006]但是，现有技术仍然存在如下重大缺陷：
[0007]1.无法实现在一个接收机涉及设计架构下，对多模式频谱信号(不同频段和不同带宽)的有效接收。通常在复杂频谱环境下，频谱空间由于存在众多各频段各种带宽的频谱信号，为有效选择接收捕获信号，传统采用多个固定频段和带宽的滤波器进行选频的窄带无线接收机技术，不能满足需要对频段和带宽同时要求可调整的接收机要求。
[0008]2.无法满足接收机链路中内部电路互干扰的要求。采用传统接收机设计方法，内
部线路为普通微带电路，线路在传输信号过程中，会受到电路中其他电路信号的干扰辐射，线路上会寄生耦合其他杂散信号，降低有用信号的信噪比，系统性能降低。无法满足高性能接收信号的要求。
技术实现思路
[0009]为克服现有技术中的不足，本专利技术提出了一种具有可以灵活调整链路中滤波器工作频段和带宽的差分收发信机来提升对不同中心频率和带宽的无线信号的高性能接收。其中该滤波器电路结构是差分带通滤波器结构，具有对带宽和频段在其最大变化范围内任意重构改变的功能，将该差分滤波器结构应用到收发信机中时，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。从而降低了带内不期望的互调杂散信号，提高了系统的动态范围和信噪比。该电路结构可以同时实现对带宽和频段在其最大变化范围内任意重构改变。差分带通滤波器结构有两个主要部分，即差分谐振反相器和一个差分并联谐振器。
[0010]本专利技术提出的频段、带宽可调的差分收发信机，包括低噪声放大器、带宽/频段可变差分带通滤波器、差分混频器、差分中频放大器、差分IQ解调器、差分低通滤波器、模数转换器ADC和数字下变频器；其中，低噪声放大器与第一带宽/频段可变差分带通滤波器一端连接，第一带宽/频段可变差分带通滤波器另一端连接差分混频器，差分混频器另一侧连接第二带宽/频段可变差分带通滤波器一端，第二带宽/频段可变差分带通滤波器另一端连接差分中频放大器，差分中频放大器输出两路信号，每路信号再转换为并联的两路信号，并联的两路信号分别经过各自通路中的差分IQ解调器、差分低通滤波器和模数转换器ADC后合成得到I路信号和Q路信号，I路信号和Q路信号再通过数字下变频器完成信道选择，本振信号通过第三带宽/频段可变差分带通滤波器连接至差分混频器；带宽/频段可变差分带通滤波器通过调整内部的控制电压来完成对带宽和频段的调谐。
[0011]进一步地，收信链路方向为：天线接收来自空间的信号，经低噪声放大器后输入至第一带宽/频段可变差分带通滤波器，完成抑制镜频和干扰频率，随后射频信号通过差分混频器搬移后得到模拟中频信号，其中时钟本振经过第三带宽/频段可变差分带通滤波器滤除时钟的杂散和各次谐波后输出至差分混频器，模拟中频信号通过第二带宽/频段可变差分带通滤波器滤除带外干扰，再经过抗混迭滤波，进入模数转换器ADC进行数模转换，最终信道的选择在数字下变频器中的来完成；发信链路方向与收信链路方向相反。
[0012]进一步地，所述带宽/频段可变差分带通滤波器由两个差分谐振反相器和一个差分并联谐振器组成，两个差分谐振反相器串联连接，在二者之间并联差分并联谐振器。
[0013]进一步地，差分并联谐振器的差分信号为双路传输信号结构，包括电感、电容、电阻和变容二极管；其中，信号正向和反向的输入级与输出级相连接，在输入级与输出级中间并联两条支路，第一条支路在正向输入级与反向输入级之间，依次串联第一电感、第一电容、第一变容二极管、第二变容二极管、第二电容和第二电感，其中第一变容二极管和第二变容二极管均正极接地，负极分别通过第一电阻和第二电阻连接控制电压V1，第二条支路在正向输出级与反向输出级之间，依次串联第三电感、第三电容、第三变容二极管、第四变容二极管、第四电容和第四电感，其中第三变容二极管和第四变容二极管均正极接地，负极分别通过第三电阻和第四电阻连接控制电压V3。
[0014]进一步地，差分谐振反相器的差分信号为双路传输信号结构，包括电感、电容、电阻和变容二极管；其中，信号的正向输入级和正向输出级间依次串联第一电感、第一电容、第一变容二极管、第二电容和第二电感，第一电容连接第一变容二极管负极，第二电容连接第一变容二极管正极，信号的反向输入级和反向输出级间依次串联第三电感、第三电容、第二变容二极管、第四电容和第四电感，第三电容连接第一变容二极管负极，第四电容连接第一变容二极管正极；在输入级和输出级间并联四条支路，第一条支路两端分别在第一电感和第一电容、第三电感和电三电容之间，依次串联第五电容、第三变容二极管、第四变容二极管和第六电容，其中第三变容二极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种频段、带宽可调的差分收发信机，其特征在于：包括低噪声放大器、带宽/频段可变差分带通滤波器、差分混频器、差分中频放大器、差分IQ解调器、差分低通滤波器、模数转换器ADC和数字下变频器；其中，低噪声放大器与第一带宽/频段可变差分带通滤波器一端连接，第一带宽/频段可变差分带通滤波器另一端连接差分混频器，差分混频器另一侧连接第二带宽/频段可变差分带通滤波器一端，第二带宽/频段可变差分带通滤波器另一端连接差分中频放大器，差分中频放大器输出两路信号，每路信号再转换为并联的两路信号，并联的两路信号分别经过各自通路中的差分IQ解调器、差分低通滤波器和模数转换器ADC后合成得到I路信号和Q路信号，I路信号和Q路信号再通过数字下变频器完成信道选择，本振信号通过第三带宽/频段可变差分带通滤波器连接至差分混频器；带宽/频段可变差分带通滤波器通过调整内部的控制电压来完成对带宽和频段的调谐。2.根据权利要求1所述的一种频段、带宽可调的差分收发信机，其特征在于：收信链路方向为：天线接收来自空间的信号，经低噪声放大器后输入至第一带宽/频段可变差分带通滤波器，完成抑制镜频和干扰频率，随后射频信号通过差分混频器搬移后得到模拟中频信号，其中时钟本振经过第三带宽/频段可变差分带通滤波器滤除时钟的杂散和各次谐波后输出至差分混频器，模拟中频信号通过第二带宽/频段可变差分带通滤波器滤除带外干扰，再经过抗混迭滤波，进入模数转换器ADC进行数模转换，最终信道的选择在数字下变频器中的来完成；发信链路方向与收信链路方向相反。3.根据权利要求1所述的一种频段、带宽可调的差分收发信机，其特征在于：所述带宽/频段可变差分带通滤波器由两个差分谐振反相器和一个差分并联谐振器组成，两个差分谐振反相器串联连接，在二者之间并联差分并联谐振器。4.根据权利要求3所述的一种频段、带宽可调的差分收发信机，其特征在于：差分并联谐振器的差分信号为双路传输信号结构，包括电感、电容、电阻和变容二极管；其中，信号正向和反向的输入级与输出级相连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文，梁波，吴湛，
申请(专利权)人：北京中科睿谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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