[發明專利]對無線電通信系統中信道濾波的改善

無效

• 申請號: 200680008943.2
• 申請日: 2006-02-06
• 公開（公告）號: CN101147328A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 加里·雷蒙德·科布
• 申請（專利權）人: EADS航空有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李穎

技術領域

本發明涉及在無線電通信系統中用電濾波網絡限定信道帶寬的方法。具體地說，本發明涉及在這種系統內提供就可變的帶寬和中心頻率來說功能捷變的電路配置。

背景技術

在無線電通信系統內，使用外差混頻或信號相乘的變頻技術是眾所周知的。在接收機的情況下，這些技術允許將所選輸入頻帶變換到可能進行諸如多路分離、放大、限幅及其他必要的操作之類的信號處理的更為方便的另一個頻帶。類似，在發射機的情況下，經常需要將進行了信號產生和處理(放大、限幅、多路復用等)的頻帶變換到所選頻帶以進行傳輸。在這兩種變頻中，混頻過程涉及產生確定和促進所希望的變頻的本地基準頻率振蕩信號。

上變頻和下變頻是與混頻方式相關使用的總稱，取決于在信號相乘后所選的是和頻還是差頻。這些術語與在接收機和/或發射機內使用的情況無關，確實，在有著接收、信號處理、發射各級的中繼或轉發設備內可能需要進行多種變頻(既有上變頻也有下變頻)。

下面將結合圖1說明典型的外差下變頻接收機。接收天線1截獲輸入信號f_S并通過輸入帶通濾波器2饋給低噪聲信號放大器3，低噪聲信號放大器3的輸出加到外差混頻器4的輸入端上。本地基準頻率振蕩信號f_LO也饋給外差混頻器4，以便在混頻器輸出端產生所希望的和頻或差頻f_IF。這信號接著通過帶通濾波器5和放大器6，從而產生振輻足夠大的輸出信號供傳統的模似或數字信號處理裝置進一步處理。輸入帶通濾波器2通常稱為鏡像響應抑制濾波器，而輸出帶通濾波器5經常稱為信道限定濾波器。這個簡易的電路結構也適用于上變頻，因為也產生和頻，但是在此不進行說明。

選擇輸出帶通濾波器5的特性，使得限定操作的差頻模式。由于本地基準頻率振蕩器與進來的輸入信號不是同步的，因此這種結構的已知問題之一是輸出信號頻率由關系

f_IF＝±(f_LO-f_S)

確定。

該表示式表示在外差混頻過程中正、負頻率之間沒有差別，而系統將響應按式

f_s＝f_LO±f_IF

給出的所希望的輸入頻率和鏡像頻率這兩個信號頻率。

這個問題可以很容易通過確定濾波器2的尺寸來克服，使得所希望的輸入頻帶通過而阻止鏡像頻帶通過。在下變頻器的環境中，輸入頻帶通常含有多個信號，其中有一些是要接收的而其他一些則被認為是干擾。在極限情況下，可以用一簇信號將整個輸入頻帶完全信道化，每個信號的頻率間距剛剛超過在通信系統內產生整體可接受的誤碼率所需的信息帶寬。在這些條件下，濾波器5應具有信道限定屬性，以便防止由于鄰信道干攏而增大誤碼率。這意味著輸出濾波器5應該具有良好的鄰信道抑制(形狀因子)，同時具有平坦、低波紋的通帶，以便保護所選信號的逼真性。

這種簡易的下變頻技術具有一定的自由度。例如，如果以準確的信道間距步長改變本地基準頻率振蕩器，就可以按所希望的選擇不同的信號信道，予以下變頻和處理。類似，如果配置預定數量的下變頻器，同時各饋以不同的本地基準頻率振蕩信號，就可以進行同時信號處理。

最近，對具有良好的形狀因子的信道濾波器的需求已導致采用表面聲波(SAW)濾波器技術。雖然這些看起來提供了一種理想的解決方案，特別是在大量的信道以接近相鄰接的方式擠在一起時，但所需的成本可能過高。此外，雖然SAW濾波器由于它們物理尺寸小而在理論上被認為是體積利用效率高的，但它們通常呈現為高的插入損耗(20-30dB)和差的終端阻抗特性。因此，通常需要有大量的附加體積來容納恢復受到濾波器的高通帶損耗影響的信號所需的放大器件和使通帶保持平坦所需的附加阻抗匹配器件。

此外，SAW濾波器的高損耗特性顯著地降低了可能的信噪比，從而減小了濾波前的動態范圍。這提高了對下變頻器的低噪聲輸入放大和天線增益的要求，而這兩者又增加了對功耗和物理質量的要求。這在功耗和容積儲備(mass?resverve)非常珍貴的通信衛星內是特別成問題的。