[發(fā)明專利]一種適用于環(huán)形器單天線架構(gòu)的同頻干擾消除裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210935304.1
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115021766B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 杜昌澔;邢志方;張中山;楊杰;程可辛;張鴻儒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/525;H01Q1/52
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種適用于環(huán)形器單天線架構(gòu)的同頻干擾消除裝置，其特征在于：包括：干擾信號重構(gòu)單元（100）和干擾消除單元（200）；

干擾信號重構(gòu)單元（100）包括：功分器（101）、重構(gòu)環(huán)形器（102）和假負載（103）；

干擾消除單元（200）包括：信號調(diào)理單元（201）、合路器（202）、耦合器（203）和反饋控制單元（204）；

基于環(huán)形器的單天線收發(fā)架構(gòu)包括：發(fā)射機、收發(fā)環(huán)形器（301）、天線（302）和接收機；

收發(fā)環(huán)形器（301）的天線端口連接天線（302），收發(fā)環(huán)形器（301）的輸入端連接功分器（101）的一路輸出端，收發(fā)環(huán)形器（301）的輸出端連接合路器（202）的一路輸入端；

發(fā)射機的輸出端與干擾信號重構(gòu)單元（100）中的功分器（101）相連；

功分器（101）的兩路輸出端分別與重構(gòu)環(huán)形器（102）的輸入端和收發(fā)環(huán)形器（301）的輸入端相連，將發(fā)射機的發(fā)射信號分為兩路相同的信號，一路對外輸出到收發(fā)環(huán)形器（301）用于發(fā)射，一路送到重構(gòu)環(huán)形器（102）用于生成同頻干擾樣本信號；

重構(gòu)環(huán)形器（102）的規(guī)格參數(shù)與收發(fā)環(huán)形器（301）完全一致；

重構(gòu)環(huán)形器（102）的天線端口連接假負載（103），重構(gòu)環(huán)形器（102）的輸出端連接干擾消除單元（200）中的信號調(diào)理單元（201）；

假負載（103）只吸收能量，不會向外部空間輻射電磁波，也不接收外部電磁波；

信號調(diào)理單元（201）用于實現(xiàn)同頻干擾樣本信號的幅度和相位調(diào)節(jié)，生成與同頻干擾信號等幅、反相的抵消信號；

信號調(diào)理單元（201）的輸出端連接合路器（202）的一個輸入端；

合路器（202）包括兩個輸入端和一個輸出端，其中一個輸入端連接信號調(diào)理單元（201）的輸出端，另一個輸入端連接收發(fā)環(huán)形器（301）的輸出端，合路器（202）的輸出端連接耦合器（203）的輸入端；

合路器（202）將信號調(diào)理單元（201）輸出的抵消信號與收發(fā)環(huán)形器（301）輸出的含有同頻干擾信號和有用信號的混合信號相加，同頻干擾信號被反相抵消，從而在合路器（202）的輸出端得到消除同頻干擾信號后的接收信號；

耦合器（203）的輸出端連接反饋控制單元（204）的輸入端；

反饋控制單元（204）的輸出端連接信號調(diào)理單元（201）的控制端；

反饋控制單元（204）通過耦合器（203）檢測消除同頻干擾信號后的接收信號的功率，對信號調(diào)理單元（201）進行反饋控制，以達到最佳消除性能；

從發(fā)射機輸出的發(fā)射信號X(t)經(jīng)過功分器（101）分為兩路相同的信號x(t)和x^’(t)，，x(t)輸入收發(fā)環(huán)形器（301）用于發(fā)射，x^’(t)輸入干擾信號重構(gòu)單元（100）用于生成同頻干擾樣本信號；

收發(fā)環(huán)形器（301）的輸出信號r(t)如式（1）所示：

（1）

其中，分別為環(huán)形器泄漏分量、發(fā)射端口泄漏分量，屬于同頻干擾信號的線性分量，僅幅度、相位不同；w(t)為發(fā)射信號經(jīng)由收發(fā)環(huán)形器（301）后產(chǎn)生的無源互調(diào)成分，屬于同頻干擾信號的非線性分量；u(t)為天線（302）接收到的來自其他無線設備的有用信號；

重構(gòu)環(huán)形器（102）與收發(fā)環(huán)形器（301）參數(shù)一致，且重構(gòu)環(huán)形器（102）的天線端口連接假負載（103），無法接收外部信號，重構(gòu)環(huán)形器（102）輸出的r^’(t)僅包含同頻干擾信號成分，包括線性分量和非線性分量，如式（2）所示：

（2）

以r^’(t)作為參考信號，輸入干擾消除單元（200），經(jīng)過干擾消除單元（200）的信號調(diào)理單元（201）進行幅度相位調(diào)整，得到與同頻干擾信號等幅、反相的抵消信號c(t)，c(t)如式（3）所示：

（3）

經(jīng)過合路器（202）的相加抵消，由于x(t)與x^’(t)相等，因此：

（4）

最終得到消除同頻干擾信號后的信號y(t)，如式（5）所示：

（5）

反饋控制單元（204）通過檢測y(t)信號功率值，調(diào)整干擾消除單元（200）的信號調(diào)理單元（201），實現(xiàn)最佳消除效果。