[發明專利]一種多標準全雙工二次變頻式收發機

在審

• 申請號: 201710235150.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107017912A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 馬凱學;馬宗琳;孟凡易
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 田甜

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種多標準全雙工二次變頻式收發機。

背景技術

隨著全球經濟一體化進程和信息化浪潮的推進無線通信和物聯網，無線電技術及其應用對于各行各業生產的推動作用越來越明顯。以28GHz、37GHz、39GHz、45GHz和60GHz等波段為代表的毫米波技術以其帶寬等優勢受到5G未來通信關注。但在迄今為止的研究中毫米波通信系統僅適用于一種標準，無法工作于多個頻段下。商用移動通信終端為實現多標準、多頻段的融合，只能在系統中使用多個收發系統芯片，這樣將大大提高移動終端的體積，不符合低成本、小型化和低功耗的要求。

現有的移動通信系統采用的全雙工方式是頻分雙工和時分雙工。隨著技術的進步和發展，為了盡可能的提升數據傳輸速率，5G通信提出了單信道全雙工的概念。單信道全雙工的方式可以更加有效的利用頻譜資源，相比現有的頻分雙工和時分雙工技術可以加倍地提升數據傳輸速率。然而射頻通信系統中，收發鏈路之間存在信號泄露的問題，泄露的信號可能比所需接收的射頻信號要大上幾個數量級，因此信號泄露問題對同頻全雙工系統的設計帶來了巨大的挑戰。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題提供一種多標準全雙工二次變頻式收發機。

本發明通過下述技術方案實現：

一種多標準全雙工二次變頻式收發機，包括發射鏈路、接收鏈路、用于提供抵消信號的射頻抵消電路和為發射鏈路、接收鏈路提供本振信號的頻率源；

所述抵消信號與發射鏈路、接收鏈路間泄露信號的幅度相同、相位相反，且該信號與泄露信號在接收鏈路前級被抵消；

所述發射鏈路的射頻信號由基帶信號經兩次上變頻得到；所述接收鏈路的基帶信號由射頻信號經兩次下變頻得到。

收發鏈路之間存在信號泄露問題，是現在不能實現同頻全雙工的重要原因。如何解決信號泄露問題，是研發的重點。發明人經過一系統的研究工作，在發射鏈路上一部分射頻信號通過耦合方式輸入到射頻抵消電路，射頻抵消電路對耦合信號的幅度和相位進行調節，使該耦合信號與泄露信號的幅度相同且相位相反并耦合至接收鏈路中，以抵消收發鏈路間的泄露信號，解決信號泄露的問題，從而使同頻全雙工系統不受信號泄露的影響。發射鏈路和接收鏈路分別經過兩次變頻，提高了此收發機的本振抑制度，且解決了直接變頻式收發機中直流失調的問題。

為了實現多標準下收發鏈路間泄露信號的抵消，射頻抵消電路可以通過在不同模式下調整電路中衰減器的衰減量和移相器的移相量，來實現對多標準的支持；也可以在系統中添加兩個針對不同標準的抵消電路，所述的兩個抵消電路分別用于抵消不同通信標準下的泄露信號，并且通過抵消電路中選頻網絡的設計，兩個抵消電路之間具有較高的隔離度。

作為優選，所述發射鏈路包括依次連接的兩路為第一混頻器提供輸入信號的前級電路、第一混頻器、功率放大器和發射天線，所述前級電路包括依次連接的第一低通濾波器、第一數控增益放大器、第二混頻器和輸出端連接在第一混頻器上的第一放大器；I/Q兩路基帶信號經發射鏈路的第一低通濾波器進行低通濾波處理，第一數控增益放大器用于控制發射鏈路的整體增益，經過數控放大的基帶信號輸入到差分輸入的第二混頻器，上變頻到微波頻段得到第二中頻信號，第一放大器對I/Q兩路第二中頻信號放大后相加，輸出到第一混頻器，進行第二次上變頻，得到所需的射頻信號，功率放大器對射頻信號進行功率放大后一小部分耦合至射頻抵消電路，射頻信號的主要功率輸出到直通端口，通過天線發射；

所述接收鏈路包括依次連接的接收天線、低噪聲放大器、第三混頻器、第二放大器和兩路后級電路，所述后級電路包括依次連接的第四混頻器、第二低通濾波器和第二數控增益放大器，所述第二放大器的輸出端連接在第四混頻器上；接收鏈路的接收天線在前級與射頻抵消電路的抵消信號相抵消。射頻抵消電路的信號可在前級的低噪聲放大器的輸入端接入或者在低噪聲放大器的輸出端接入，經低噪聲放大器放大后的射頻信號輸入第三混頻器進行下變頻處理得到第二中頻信號，第四混頻器對第四放大器的輸出信號進行第二次下變頻，第二低通濾波器對第四混頻器的輸出信號進行低通濾波得到中頻信號，再經過第二數控增益放大器對中頻信號放大，分為I/Q兩路輸入給基帶信號處理電路；

為了使收發系統支持多標準的通信模式，所述頻率源、功率放大器、第一數控增益放大器、第二數控增益放大器、第一混頻器、第二混頻器、第三混頻器、第四混頻器、低噪聲放大器均可工作在兩個頻段。

作為優選，所述射頻抵消電路包括：

用于將發射鏈路中輸出射頻信號的一部分耦合至射頻抵消電路的前級耦合電路；