[發明專利]一種基于混疊濾波的可自動調節阻塞抑制率接收射頻前端

有效

• 申請號: 201610349016.2
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN106100657B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 吳建輝;華超;陳超;李紅;黃成
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B1/12
• 分類號: H04B1/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及接收機，尤其涉及適用于無片外射頻濾波器的無線接收機中的一種基于混疊濾波的可自動調節阻塞抑制率接收射頻前端。

背景技術

阻塞信號影響接收機對有用信號的接收過程，具體表現在：阻塞信號嚴重壓縮接收機對有用信號的增益；阻塞信號引起的大電壓擺幅使電路工作點發生偏移，使有用信號發生失真；阻塞信號相關的頻譜再生產物落入有用信號頻率范圍，成為無法濾除的噪聲。

現有的阻塞信號抑制方案采用的濾波電路具有較低的階數，因此無法實現很高的頻率選擇性。若為了提高頻率選擇性而提高電路的階數，則存在電路不穩定、電路復雜度上升和電路功耗明顯增加的問題。在無線通信系統中，阻塞信號的功率和頻率具有很大的隨機性，因此相應所需要的抑制率也具有不確定性。在阻塞信號的功率較小或距離有用信號較遠時，所需的阻塞抑制率較低，此時過高的阻塞抑制率將導致功耗的浪費。而傳統高階濾波電路無法靈活控制頻率特性的階數，因此無法實現阻塞抑制率的實時調節。

混疊濾波是近年來提出的一種新型濾波技術。其基本原理是構造一個周期時變的濾波器，并通過同周期采樣獲得最終的輸出采樣信號。在頻域中，通過設置合適的周期變化特性，上述結構可等效為一個線性時不變的濾波系統。在頻域上，濾波器的頻率特性在周期信號的作用下，被復制到各分量頻率處，經過疊加后呈現很高的頻率選擇性?；殳B濾波電路可以使用簡單的無源器件(電阻、電容)構造，因此具有很好的抗阻塞能力。此外，由于具有很高的頻率選擇性，因此該電路可于濾除阻塞信號。

混疊濾波電路中，對于濾波器的周期時變控制通常通過周期性切換電阻或電容來實現，由于切換的電阻或電容支路數量有限，因此形成的周期函數只能盡量逼近所設計的理想函數，其量化誤差將影響等效濾波系統的阻帶抑制率，即影響阻塞抑制率。參與切換的支路數量越多，則量化誤差將越小，阻塞抑制率越高；反之，參與切換的支路數量越少，則量化誤差將越大，阻塞抑制率越低。然而，由于開關器件在開關過程中需要充放電，因此混疊濾波電路的動態功耗與參與切換的支路數量呈現正相關性。

由級聯系統的噪聲系數計算公式可知，前級模塊的資用功率增益越大，后級模塊的噪聲系數對系統的總噪聲系數的貢獻越小。因此，為了抑制后級模塊噪聲的影響，前級模塊應當具有適當的資用功率增益。

發明內容

發明目的：為解決無片外射頻濾波器接收機面對的阻塞信號強弱具有不確定性的問題，本發明提出一種基于混疊濾波的可自動調節阻塞抑制率接收射頻前端，其具有可根據阻塞信號強弱自動調節阻塞抑制率從而盡量降低額外功耗的作用，可作為關鍵部件用于抗阻塞無片外射頻濾波器的無線接收機中。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于混疊濾波的可自動調節阻塞抑制率接收射頻前端，包括低噪聲跨導放大器、電流開關無源混頻器、基于混疊濾波的跨阻放大器、阻塞檢測和抑制率控制模塊，其中，所述低噪聲跨導放大器的輸入端為接收射頻前端結構的總輸入端，低噪聲跨導放大器的輸出端與電流開關無源混頻器的輸入端相連接，電流開關無源混頻器的輸入端同時輸入本地振蕩器信號，電流開關無源混頻器的輸出端與基于混疊濾波的跨阻放大器的輸入端相連接，基于混疊濾波的跨阻放大器的輸出端為接收射頻前端結構的總輸出端，阻塞檢測和抑制率控制模塊的輸入端與本接收射頻前端結構的總輸出端相連，阻塞檢測和抑制率控制模塊的輸出信號作為基于混疊濾波的跨阻放大器的控制信號；低噪聲跨導放大器提供前級放大作用，將輸入的射頻電壓信號轉換為射頻電流信號；電流開關無源混頻器將射頻電流信號下混頻為中頻電流信號，基于混疊濾波的跨阻放大器濾除中頻電流信號中的阻塞信號分量，并將有用信號分量轉換為電壓信號并輸出，阻塞檢測和抑制率控制模塊用于判斷阻塞是否發生，并實時調節基于混疊濾波的跨阻放大器的阻塞抑制率。

優選的，所述混疊濾波跨阻放大器為基于具有周期時變極點的一階低通特性的傳輸函數，傳輸函數極點的變化通過調節電阻或電容的大小實現，調節方法是利用開關器件在具有不同電阻或電容值的支路間進行切換，參與切換的支路的個數由阻塞檢測和抑制率控制模塊輸出的控制信號確定，混疊濾波跨阻放大器基于混疊濾波理論實現抑制阻塞信號。