CN103208978B - 基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，包括第一功分器(1)、第一可调延迟线(2)、主信号消除模块(3)、镜像生成模块(4)和第一合路器(5)，所述的第一功分器(1)的输出端分别与第一可调延迟线(2)的输入端、主信号消除模块(3)的输入端连接，所述的主信号消除模块(3)的输出端与镜像生成模块(4)的输入端连接，所述的第一合路器(5)的输入端分别与第一可调延迟线(2)的输出端、镜像生成模块(4)的输出端连接。与现有技术相比，本发明具有自适应调整、移植性好、成本和设计难度低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种谐波消除装置，尤其是涉及一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置。
背景技术
随着无线通信的飞速发展，宽频带的发射机和宽频带的接收机应用到越来越多的场合。对于发射机和接收机来说，谐波都是一个重要的指标，发射机和接收机的设计中，也都努力提高***自身的谐波消除能力，以提升自身的性能指标。
现如今一般通过两种方式消除谐波，第一种是通过电调滤波器或者开关滤波器矩阵根据主信号的频率来调整滤波器以消除谐波；第二种是通过选择较好的谐波特性的器件或部件，依靠器件或部件自身的性能来提高谐波的消除能力。这两种方式在实际使用中产生如下一些问题：
1)对于接近中频的信号采用滤波的方法消除谐波，但是因为主信号频率和谐波较近，对于滤波器来说设计难度大，几乎不可能实现。
2)对于高频信号，可通过电调滤波器或开关滤波矩阵消除谐波，但随着主信号频率的增加，设计的复杂度和成本都会显著提高。
3)对于采用谐波特性好的非线性器件或部件，因为受到现今的制造工艺和技术的限制，对于宽频带信号在全波段内达到较好的指标几乎不可能实现。
4)这两种方式都会随着使用时间的增加，外界环境改变等因素，使得滤波器、放大器等器件或部件的特性变化，此时会引起谐波特性变差，只能更换器件或者部件指标才能恢复正常。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自适应调整、移植性好、成本和设计难度低的基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，其特征在于，包括第一功分器、第一可调延迟线、主信号消除模块、镜像生成模块和第一合路器，所述的第一功分器的输出端分别与第一可调延迟线的输入端、主信号消除模块的输入端连接，所述的主信号消除模块的输出端与镜像生成模块的输入端连接，所述的第一合路器的输入端分别与第一可调延迟线的输出端、镜像生成模块的输出端连接；
所述的第一功分器将带有谐波的主信号分成等幅同相的两路信号，一路信号通过主信号消除模块后消除主信号，并进入镜像生成模块生成谐波的镜像信号，另一路进入第一可调延迟线后与镜像信号在第一合路器合路消除谐波，生成纯净的主信号。
所述的主信号消除模块包括第二功分器、放大器、可调衰减器、第二可调延迟线、矢量调制器和第二合路器，所述的第二功分器的输出端分别与放大器的输入端、第二可调延迟线的输入端连接，所述的放大器的输出端与可调衰减器的输入端连接，所述的第二可调延迟线的输出端与矢量调制器的输入端连接，所述的第二合路器的输入端分别与可调衰减器的输出端、矢量调制器的输出端连接；
所述的第二功分器将由第一功分器分离的其中一路信号分成等幅同相的AB和CD两路信号，所述的AB路信号经放大器放大后通过可调衰减器调整幅值，所述的第二可调延迟线和矢量调制器将CD路信号调整为与处理后的AB路信号幅值相等，相位相差180度的信号，经过调整后的两路信号在第二合路器合路生成消除了主信号的谐波信号。
所述的镜像生成模块包括第三功分器、90度移相器、正交调制器、第三合路器和增益补偿放大器，所述的第三功分器的输出端分别与90度移相器的输入端、正交调制器的输入端连接，所述的90度移相器的输出端与正交调制器的输入端连接，所述的正交调制器的输出端与第三合路器的输入端连接，所述的第三合路器的输出端与增益补偿放大器的输入端连接；
所述的第三功分器将主信号消除模块生成的谐波信号分成等幅同相的两路信号，一路信号为I路信号，另一路信号经90度移相器形成与I路信号正交的Q路信号，I路和Q路两路信号通过正交调制器调整幅值并在第三合路器合成镜像信号，所述的增益补偿放大器对镜像信号进行增益补偿。
所述的正交调制器通过调整I路和Q路的直流输入电流，实时调整I路和Q路两路信号的幅值，进而调整镜像信号的幅值和相位，镜像信号与经过第一可调延迟线后的谐波信号幅值相等，相位相差180度。
所述的第一可调延迟线和第二可调延迟线分别用于调整第一功分器和第二功分器的输出，补偿传输延迟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)对于宽带信号，不需要专门的滤波电路，就可把主信号的谐波消除；
2)成本低，可移植性好，适用范围广；
3)随着发射机或接收机的使用和外界环境的变化引起的谐波的变化，本发明可实时软件调整，不需要更换器件或部件；
4)对于发射机或接收机中的非线性器件或部件谐波指标要求降低，不会受到器件特性的限制，降低了设计成本，同时降低了设计难度。
附图说明
图1为本发明的自适应谐波消除装置的结构示意图；
图2为本发明的主信号消除模块的结构示意图；
图3为本发明的镜像生成模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
由图1所示，该装置包括第一功分器1、第一可调延迟线2、主信号消除模块3、镜像生成模块4和第一合路器5，第一功分器1的输出端分别与第一可调延迟线2的输入端、主信号消除模块3的输入端连接，主信号消除模块3的输出端与镜像生成模块4的输入端连接，所述的第一合路器5的输入端分别与第一可调延迟线2的输出端、镜像生成模块4的输出端连接；
该装置的工作原理如下：第一功分器1将带有谐波的主信号分成等幅同相的两路信号，一路信号通过主信号消除模块3后消除主信号，并进入镜像生成模块4生成谐波的镜像信号，另一路进入第一可调延迟线2后与镜像信号在第一合路器5合路消除谐波，生成纯净的主信号。其中第一可调延迟线2用于调整第一功分器1的输出，补偿传输延迟。
由图2所示，主信号消除模块3包括第二功分器31、放大器32、可调衰减器33、第二可调延迟线34、矢量调制器35和第二合路器36，其中，第二功分器31的输出端分别与放大器32的输入端、第二可调延迟线34的输入端连接，放大器32的输出端与可调衰减器(33)的输入端连接，第二可调延迟线34的输出端与矢量调制器35的输入端连接，第二合路器36的输入端分别与可调衰减器33的输出端、矢量调制器(35)的输出端连接；
该模块的工作原理如下：第二功分器31将由第一功分器1分离的其中一路信号分成等幅同相的AB和CD两路信号，其中，AB路信号经放大器32放大后通过可调衰减器33调整幅值，CD路信号依次通过第二可调延迟线34和矢量调制器35调整幅值和相位，调整后的CD路信号与处理后的AB路信号幅值相等，相位相差180度，经过调整后的两路信号在第二合路器36合路生成消除了主信号的谐波信号。其中第二可调延迟线34用于调整第二功分器31的输出，补偿传输延迟。
由图3所示，镜像生成模块4包括第三功分器41、90度移相器42、正交调制器43、第三合路器44和增益补偿放大器45，其中，第三功分器41的输出端分别与90度移相器42的输入端、正交调制器43的输入端连接，90度移相器42的输出端与正交调制器43的输入端连接，正交调制器43的输出端与第三合路器44的输入端连接，第三合路器44的输出端与增益补偿放大器45的输入端连接；
该模块的工作原理如下：第三功分器41将主信号消除模块生成的谐波信号分成等幅同相的两路信号，一路信号为I路信号，另一路信号经90度移相器42形成与I路信号正交的Q路信号，I路和Q路两路信号通过正交调制器43调整幅值并在第三合路器44合成镜像信号，最后通过增益补偿放大器44对镜像信号进行增益补偿，其中，镜像信号与经过第一可调延迟线2后的谐波信号幅值相等，相位相差180度。
Claims (4)
1.一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，其特征在于，包括第一功分器(1)、第一可调延迟线(2)、主信号消除模块(3)、镜像生成模块(4)和第一合路器(5)，所述的第一功分器(1)的输出端分别与第一可调延迟线(2)的输入端、主信号消除模块(3)的输入端连接，所述的主信号消除模块(3)的输出端与镜像生成模块(4)的输入端连接，所述的第一合路器(5)的输入端分别与第一可调延迟线(2)的输出端、镜像生成模块(4)的输出端连接；
所述的第一功分器(1)将带有谐波的主信号分成等幅同相的两路信号，一路信号通过主信号消除模块(3)后消除主信号，并进入镜像生成模块(4)生成谐波的镜像信号，另一路进入第一可调延迟线(2)后与镜像信号在第一合路器(5)合路消除谐波，生成纯净的主信号；
所述的主信号消除模块(3)包括第二功分器(31)、放大器(32)、可调衰减器(33)、第二可调延迟线(34)、矢量调制器(35)和第二合路器(36)，所述的第二功分器(31)的输出端分别与放大器(32)的输入端、第二可调延迟线(34)的输入端连接，所述的放大器(32)的输出端与可调衰减器(33)的输入端连接，所述的第二可调延迟线(34)的输出端与矢量调制器(35)的输入端连接，所述的第二合路器(36)的输入端分别与可调衰减器(33)的输出端、矢量调制器(35)的输出端连接；
所述的第二功分器(31)将由第一功分器(1)分离的其中一路信号分成等幅同相的AB和CD两路信号，所述的AB路信号经放大器(32)放大后通过可调衰减器(33)调整幅值，所述的第二可调延迟线(34)和矢量调制器(35)将CD路信号调整为与处理后的AB路信号幅值相等，相位相差180度的信号，经过调整后的两路信号在第二合路器(36)合路生成消除了主信号的谐波信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，其特征在于，所述的镜像生成模块(4)包括第三功分器(41)、90度移相器(42)、正交调制器(43)、第三合路器(44)和增益补偿放大器(45)，所述的第三功分器(41)的输出端分别与90度移相器(42)的输入端、正交调制器(43)的输入端连接，所述的90度移相器(42)的输出端与正交调制器(43)的输入端连接，所述的正交调制器(43)的输出端与第三合路器(44)的输入端连接，所述的第三合路器(44)的输出端与增益补偿放大器(45)的输入端连接；
所述的第三功分器(41)将主信号消除模块生成的谐波信号分成等幅同相的两路信号，一路信号为I路信号，另一路信号经90度移相器(42)形成与I路信号正交的Q路信号，I路和Q路两路信号通过正交调制器(43)调整幅值并在第三合路器(44)合成镜像信号，所述的增益补偿放大器(44)对镜像信号进行增益补偿。
3.根据权利要求2所述的一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，其特征在于，所述的正交调制器(43)通过调整I路和Q路的直流输入电流，实时调整I路和Q路两路信号的幅值，进而调整镜像信号的幅值和相位，镜像信号与经过第一可调延迟线(2)后的谐波信号幅值相等，相位相差180度。
4.根据权利要求1所述的一种基于镜像法的宽频带自适应谐波消除装置，其特征在于，所述的第一可调延迟线(2)和第二可调延迟线(34)分别用于调整第一功分器(1)和第二功分器(31)的输出，补偿传输延迟。
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