专利名称：一种无线通信接收机射频前端抗干扰电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种无线通信系统接收机射频前端的抗干扰电路。
背景技术：
在无线通信系统中，接收机射频前端的输入信号通常包含传输信号和至少一个干扰信号。通常干扰信号的强度都比有用信号强，以至于在接收机的前端处理过程中，干扰信号有可能使低噪声放大器发生饱和，从而破坏传输信号，导致接收机的后续处理过程出现差错。因此，非常有必要对接收机前端的干扰进行提前处理，降低对接收机的干扰程度，防止前端的低噪声放大器出现饱和失真。目前已有的无线通信系统接收机中射频模块和其他部分间的关系如图1所示，它显示了一个典型的无线通信系统接收机的结构。它至少包括一个射频处理模块101，一个混频器102，一个本地振荡器103，一个中频处理模块104，一个数字下变频模块105和一个基带处理模块106。其中，混频器102，本地振荡器103，中频处理模块104，数字下变频模块 105和基带处理模块106是众所周知的，本发明未做改动，本发明主要对接收机前端的射频处理模块101进行改进。通常接收机的射频模块的输入信号包括传输信号和一些可能的干扰信号，并且通常情况下输入信号中干扰信号的功率比传输信号强。所以射频模块主要负责对输入信号进行预处理以减小干扰信号对后续处理的影响。射频模块现有的一种实现方式如图2所示。在低噪声放大器之前加入一个声表面波滤波器去消除可能的干扰信号。它说明了一种用来消除输入信号中的干扰信号的技术。 它由一个表面波滤波器201，一个低噪声放大器202组成。声表面波滤波器201用于滤除干扰信号，同时它也能防止低噪声放大器出现饱和失真。但是它将额外增加电路板的空间和增加更多的原件成本。此外还会因引入表面波滤波器的插入损耗而导致噪声系数的降低。射频模块现有的另一种实现方式如图3所示。它是用一个陷波滤波器实现第二路径，使通过它的输入信号仅有干扰信号，然后用低噪声放大器的输出减去陷波滤波器路径的输出。这是一种前馈技术，它由低噪声放大器301，射频陷波滤波器302，低噪声放大器 303和减法器304组成。射频陷波滤波器302用于滤除传输信号并保留干扰信号，目的是为了与另一路径的信号通过减法器304相减，从而消除干扰。然而，因为两条路径的非对称结构，所以它们的相位偏移不同，这导致了干扰的消除是有限的。除此之外，高质量的射频滤波器在芯片上比较难实现，且插入损耗较大，并且还会降低接收机的灵敏度。当前，迫切需要开发出一种高性能的抗干扰无线系统接收机，能使接收机的射频模块对干扰信号进行更好的抑制，以便接收机更好的进行后续处理过程。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端抗干扰电路，使得接收机具有更好的抗干扰性能。本发明提供的无线通信接收机射频前端抗干扰电路，它是射频模块的一种实现， 能有效的消除输入信号中的干扰信号，连接电路如图5所示，包括依次连接的
第一混频模块501，用于对天线接收的射频信号的频率进行变换，用于下变频，使得输入信号变换到低频段，便于后续连接的干扰消除模块中的滤波器对其输出信号进行处理。干扰消除模块502，用于对第一混频模块混频后的信号进行抗干扰处理，消除干扰，包括原接收信号的干扰以及混频产生的镜像干扰。第二混频模块503，用于上变频被滤波的信号，将下变频抗干扰处理后的信号变换到原载频处。低噪声放大模块504，实现对消除干扰后的信号进行放大，便于接收机中其他后续模块对接收信号的处理。
所述的第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成，其中本地振荡器产生的频率与输入信号的载波频率相同。本地振荡器输出的本振信号可以耦合到混频器进行上变频和下变频转换。通过混频器的下变频后，在低频段高质量的滤波器可以很容易的实现。同时本振信号的频率与载波频率相同，保证传输信号经混频下变频后，到零频位置，经干扰消除以及混频上变频后，可避免镜像干扰的产生。所述干扰消除模块为一个低通滤波器。该滤波器可以很容易的实现，如普通的巴特渥兹低通滤波器就能实现这一要求。或者，所述干扰消除模块由一个延时模块、一个高通滤波器和一个合并器构成。即第一混频模块的输出同时连接延时模块和高通滤波器的输入端，延时模块和高通滤波器的输出端同时连接合并器，合并器的输出连接第二混频模块中的混频器。该高通滤波器可以很容易的实现，如普通的巴特渥兹高通滤波器就能实现这一要求。所述低噪声放大模块为低噪声放大器。
本发明的优点和有益效果
本发明提供的具有抗干扰性能的无线通信接收机，是在接收机的射频前端消除伴随传输信号的干扰，并且减少了接收机射频前端的镜像干扰，与已有的技术相比，结构简单且易于实现，具有广阔的应用前景和重大的生产实践意义。
图1是一个典型的无线通信系统接收机的原理图2是现有的射频处理模块的一种实现方式的具体组成结构示意图； 图3是现有的射频处理模块的另一种实现方式的具体组成结构示意图； 图4是混频处理过程的频率变换原理示意4图5是本发明提供的具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端电路的原理图； 图6是本发明提供的一种具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端实施例的结构示意图7是本发明提供的一种具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端实施例的结构示意图。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式为了更好的对本发明进行描述，先介绍一下无线通信系统接收机中混频器处理过程的工作原理，如图4所示。在无线通信系统中，混频的过程是通过混频器将频率为 ‘信号与频率为力的载波进行相乘，可以通过下面的公式来进行说明。
1 r,
Χ 003(2^.1) = — {005(2 " + fs ) ) + εο3(2ττ{/^ - Js )￡)j如上式所示频率为Λ的信号经过混频，变为频率为/ 的信号，同时也含有镜像频率为厶+I1的信号。现在假设输入信号有频率为Λ的传输信号和频率为/^的干扰信号组成。通过一个本振频本力的混频器进行混频，得到频率为U +/5
，Λ+At的信号，如图4所示。正如前面所描述的一样，已有的技术存在下面的问题。在芯片上不易实现高质量的射频滤波器，通过混频器后会产生镜像频率，导致干扰的消除是十分有限的。因此，迫切需要一种技术来解决以上的问题。
为了解决以上存在的问题，本发明采用先对接收机的射频接收信号进行混频处理，然后在低频段进行滤波处理过程，消除原干扰信号，以及产生的混频镜像干扰信号，接着再进行混频，实现上变频，得到与原传输信号成比例的输出信号，最后进行低噪声放大过程，此时强干扰信号已被滤除，从而有效地避免了低噪声放大器出现饱和失真，便于接收机的后续处理，其实现原理如图5所示，包括依次连接的
第一混频模块501，用于对天线接收的射频信号的频率进行变换，用于下变频，使得输入信号变换到低频段，便于后续连接的干扰消除模块中的滤波器对其输出信号进行处理。干扰消除模块502，用于对第一混频模块混频后的信号进行抗干扰处理，消除干扰，包括原接收信号的干扰以及混频产生的镜像干扰。第二混频模块503，用于上变频被滤波的信号，将下变频抗干扰处理后的信号变换到原载频处。低噪声放大模块504，实现对消除干扰后的信号进行放大，便于接收机中其他后续模块对接收信号的处理。
5
为了更好的对本发明进行描述，下面结合附图用具体的实施例进行说明。实施例1
图6是本发明提供的一种具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端实施例的结构示意图。参见图6，本发明提供的具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端电路，包括有混频器601、本地振荡器602、低通滤波器603、混频器604、本地振荡器605和低噪声放大器 606。第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成，干扰消除模块为一个低通滤波器， 信号放大模块为低噪声放大器。其中
混频器601对输入信号和本地振荡信号进行混频，输入信号包括传输信号和至少一种干扰信号。混频处理过程实现了传输信号的下变频。本地振荡器602提供混频器处理过程中所需的本振信号，本振信号的频率与传输信号的载频相等。低通滤波器603是一个二阶的巴特沃兹低通滤波器，用于处理混频器的输出信号。滤波器的通带根据干扰信号频率的位置进行相应的调整，使得滤波后的信号仅包含原有的传输信号成分。例如输入信号由频率为1800MHz的传输信号和一个频率为2000MHz的干扰信号组成。此时，本地振荡器的本振频率为1800MHz。通过混频器602处理后的信号包含四个成分，分别为零频、200MHz、3600MHz和3800MHz。在这种情况下，低通滤波器603通带被设计成保留零频成分。混频器604对低通滤波器603处理后的滤波信号和本地振荡信号进行混频，低通滤波后的信号仅含有与原传输信号成比例的成分。混频处理过程实现了传输信号的上变频。这里的混频实现的上变频过程并不会产生镜像干扰，因为低通滤波器处理后的信号仅含有零频的传输信号。本地振荡器606提供混频器604处理过程中所需的本振信号，本振信号的频率与传输信号的载频相等。低噪声放大器606对混频器604处理后的信号进行放大，便于接收机对信号的后续处理。由于之前的处理过程，已将强干扰信号消除了，从而有效的避免了低噪声放大器出现饱和失真。
实施例2
图7是本发明提供的另一种具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端实施例的结构示意图。参见图7，本发明提供的具有抗干扰性能的无线通信接收机射频前端电路，包括有混频器701、本地振荡器702、延时模块703、高通滤波器704、合并器705、混频器706、本地振荡器707和低噪声放大器708，第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成，干扰消除模块由一个延时模块、一个高通滤波器和一个合并器构成，信号放大模块为低噪声放大器。其中
6混频器701对输入信号和本地振荡信号进行混频，输入信号包括传输信号和至少一种干扰信号。混频处理过程实现了传输信号的下变频。本地振荡器702提供混频器处理过程中所需的本振信号，本振信号的频率与传输信号的载频相等。延时模块703对混频器701的一路输出信号进行延时处理。高通滤波器704是一个二阶的巴特沃兹高通滤波器，用于处理混频器的输出信号。滤波器的通带根据干扰信号频率的位置进行相应的调整，仅滤除原有传输信号成分，使得滤波后的信号包含原干扰信号成分以及混频过程产生的镜像干扰信号。例如输入信号由频率为1800MHz的传输信号和一个频率为2000MHz的干扰信号组成。此时，本地振荡器的本振频率为1800MHz。通过混频器602处理后的信号包含四个成分，分别为零频、200MHz、 3600MHz和3800MHz。在这种情况下，高通滤波器704通带被设计成滤除零频成分，保留原干扰信号，以及镜像干扰成分。合并器705对延时模块703和高通滤波器模块704的输出进行减法运算。此时合并处理后的信号仅包含与原传输信号成比例的输出信号。混频器706对合并器705处理后的信号和本地振荡信号进行混频，合并器处理后的信号仅含有与原传输信号成比例的成分。混频处理过程实现了传输信号的上变频。这里的混频实现的上变频过程并不会产生镜像干扰，因为合并器处理后的信号仅含有零频的传输信号。本地振荡器707提供混频器706处理过程中所需的本振信号，本振信号的频率与传输信号的载频相等。低噪声放大器708对混频器706处理后的信号进行放大，便于接收机对信号的后续处理。由于之前的处理过程，已将强干扰信号消除了，从而有效的避免了低噪声放大器出现饱和失真。综上所述，与现有技术相比较，本发明提供一种具有抗干扰性能的无线通信接收机，它在接收机的前端消除伴随传输信号的干扰，并且减少了接收机前端的镜像干扰，它结构简单且易于实现，具有广阔的应用前景，具有重大的生产实践意义。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无线通信接收机射频前端抗干扰电路，其特征在于该电路包括依次连接的 第一混频模块，对射频接收信号的频率进行变换，用于下变频，使得输入信号变换到低频段，便于滤波器进行处理；干扰消除模块，用于对第一混频模块混频后的信号进行抗干扰处理，消除干扰，包括原接收信号的干扰以及混频产生的镜像干扰；第二混频模块，用于上变频被滤波的信号，将下变频抗干扰处理后的信号变换到原载频处；低噪声放大模块，实现对消除干扰后的信号进行放大，便于接收机中其他后续模块对接收信号的处理。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述的第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成；干扰消除模块为一个低通滤波器；低噪声放大模块为低噪声放大器。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成；干扰消除模块由一个延时模块、一个高通滤波器和一个合并器构成，即第一混频模块的输出同时连接延时模块和高通滤波器的输入端，延时模块和高通滤波器的输出端同时连接合并器，合并器的输出连接第二混频模块中的混频器；低噪声放大模块为低噪声放大器。
全文摘要
一种无线通信接收机射频前端抗干扰电路，它可用来消除接收机射频前端的干扰信号，同时也可以防止接收机射频前端的低噪声放大器出现饱和失真。包括依次连接的第一混频模块，干扰消除模块，第二混频模块，低噪声放大模块。第一、第二混频模块均由混频器和本地振荡器构成。干扰消除模块为一个低通滤波器，或由一个延时模块、一个高通滤波器和一个合并器构成。低噪声放大模块为低噪声放大器。与现有技术相比较，本发明公开的电路在抗干扰性能方面更加优越，具有广阔的应用前景和重大的生产实践意义。
文档编号H04B1/10GK102437859SQ20111034995
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者何宏, 李丽, 董宏 申请人:天津理工大学