CN107181541B - 一种电磁频谱监测接收机自检电路及接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁频谱监测接收机自检电路及接收机，其中，该自检电路包括激励时钟产生单元，其包括串联连接的倍频器及带通滤波器，所述倍频器以接收机自身的时钟参考信号为输入信号，进行倍频处理后传送至带通滤波器，所述带通滤波器的中心频率为激励时钟产生单元输出的激励信号；及梳状波发生单元，其以激励信号为输入，产生宽带梳状的自检信号；及幅度调节单元，其用于实现对所述梳状波发生单元产生的宽带梳状自检信号的幅度进行校准。

Description

一种电磁频谱监测接收机自检电路及接收机
技术领域
本发明属于电磁频谱接收领域，尤其涉及一种电磁频谱监测接收机自检电路及接收机。
背景技术
电磁频谱监测接收机自检的基本思路是在接收机内设计校准源。接收机正常工作过程中，该校准源被旁路；自检过程中，该校准源的输出信号通过开关等形式选通，进入接收机的变频通路。以校准源输出信号为基准，通过对该信号进行测量比对，及时发现接收机的故障状态。
电磁频谱监测接收机需要长时间连续监测空间的电磁频谱状况。为保证监测过程正常进行，需要定期检测其工作状态，及时发现监测接收机的异常状况。当前电磁频谱监测接收机常用的检测方法可以分为手动检测和自动检测。前者需要技术人员借助射频信号源等测试仪器在接收机部署现场进行手动测试，存在时间和人力成本高，故障发现不及时等问题；后者通过在接收机内配置校准源，实现接收机的自测试。现有技术基于频率合成的技术方案，通过锁相环、直接频率合成技术产生所需频率的射频信号，信号经过幅度反馈控制电路，校准信号幅度。自检过程中，通过修改频率合成电路中的配置参数，改变校准信号频率，从而实现对接收机不同监测频段的测试，该技术实现复杂，成本高。
综上所述，现有的电磁频谱监测接收机自检电路存在以下缺陷：
(1)电磁频谱监测接收机通常监测频率范围宽，自检需要产生的校准源频率范围需要与之适应，所需的晶体振荡器、锁相芯片等射频器件成本较高；
(2)技术方案复杂，自检电路可靠性不能明显优于接收机本身可靠性，自检电路故障会导致接收机故障的误报，干扰正常的监测过程。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种电磁频谱监测接收机自检电路，该电磁频谱监测接收机自检电路的成本低且稳定性高。
本发明的电磁频谱监测接收机自检电路，包括：
激励时钟产生单元，其包括串联连接的倍频器及带通滤波器，所述倍频器以接收机自身的时钟参考信号为输入信号，进行倍频处理后传送至带通滤波器，所述带通滤波器的中心频率为激励时钟产生单元输出的激励信号；及
梳状波发生单元，其以激励信号为输入，产生宽带梳状的自检信号；及
幅度调节单元，其用于实现对所述梳状波发生单元产生的宽带梳状自检信号的幅度进行校准。
进一步的，所述带通滤波器为LC带通滤波器。
其中，LC带通滤波器中心频率为设计激励信号频率，为避免倍频器输出的其他频谱分量进入下一级电路单元，导致分谐波及交调产物，该滤波器对其他频谱分量抑制度应达到20dB以上。
进一步的，所述梳状波发生单元包括时钟分配集成电路，所述时钟分配集成电路包含一路输入及两路输出，用于实现输入正弦波时钟信号到ECL电平高速时钟的电平转换功能。
进一步的，所述时钟分配集成电路的一路输入与激励时钟产生单元的输出端相连，时钟分配集成电路的两路输出分别与一个异或门电路相连。
其中，异或门电路采用ECL电平标准的异或门，相对其他电平标准，ECL电平门电路具有更高速度，最大工作频率可以达到3GHz以上，上升下降时间可以达到100ps量级。
进一步的，所述时钟分配集成电路还包含延时调节电路。
其中，该延时调节电路具备100ps量级分辨率的时延调节能力，从而将两路ECL电平时钟相对时延τ调节至100ps～300ps之间。
进一步的，所述幅度调节单元由串联连接的数字衰减器及放大器组成。
本发明通过数字衰减器对ECL门电路产生的自检信号进行幅度校准，降低幅度校准的复杂度。为提高自检信号幅度，自检信号进一步通过放大器放大。
进一步的，所述数字衰减器采用5bit及以上的类型，具有31dB及以上的衰减范围，从而通过调节衰减量使不同频率的自检信号具有相同的幅度值。
进一步的，所述放大器采用中功率放大器，OIP3高于+30dBm。这样能够避免自检信号的各次谐波经过放大器后产生幅度较大的交调产物，影响最终的信号幅度。
本发明还基于上述所述的电磁频谱监测接收机自检电路，提供了一种接收机。
本发明的一种接收机，包括上述所述的电磁频谱监测接收机自检电路。
进一步的，所述接收机还内置有校准源。通过在接收机内配置校准源，实现接收机的自测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过倍频器及滤波器，对整机的时钟参考进行倍频处理，增加最终产生的自检信号中各次谐波的间距，避免间距过近的谐波信号在放大器中产生交调信号影响最终信号的幅度平坦度；
(2)本发明通过集成延时调节电路的时钟分配电路，产生两路相对时延可调的LVPECL电平信号，简化了ECL门电路输入信号的处理过程；
(3)本发明本通过数字衰减器对ECL门电路产生的自检信号进行幅度校准，降低幅度校准的复杂度；
(4)本发明以数字器件为主，不需要晶体振荡器、锁相芯片等射频器件，成本低；技术方案简单，稳定度高。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为一种电磁频谱监测接收机自检电路的结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1为电磁频谱监测接收机自检电路的结构示意图，
如图1所示，本发明的电磁频谱监测接收机自检电路，包括：
激励时钟产生单元1，其包括串联连接的倍频器及带通滤波器，所述倍频器以接收机自身的时钟参考信号为输入信号，进行倍频处理后传送至带通滤波器，所述带通滤波器的中心频率为激励时钟产生单元输出的激励信号；及
梳状波发生单元2，其以激励信号为输入，产生宽带梳状的自检信号；及
幅度调节单元3，其用于实现对所述梳状波发生单元产生的宽带梳状自检信号的幅度进行校准。
在激励时钟产生单元1中：
倍频器的倍频阶数根据接收机时钟参考频率及设计激励信号频率计算得到。
带通滤波器为LC带通滤波器。LC带通滤波器中心频率为设计激励信号频率，为避免倍频器输出的其他频谱分量进入下一级电路单元，导致分谐波及交调产物，该滤波器对其他频谱分量抑制度应达到20dB以上。
梳状波发生单元2以前级产生的激励时钟信号为输入，产生宽带梳状波信号。
梳状波发生单元2由时钟分配集成电路及高速门电路组成。时钟分配集成电路包含一路输入及两路输出，实现输入正弦波时钟信号到LVPECL电平高速时钟的电平转换功能。
同时，时钟分配集成电路内部包含延时调节电路，具备100ps量级分辨率的时延调节能力，从而将两路ECL电平时钟相对时延τ调节至100ps～300ps之间。
高速门电路采用ECL电平标准的异或门，相对其他电平标准，ECL电平门电路具有更高速度，最大工作频率可以达到3GHz以上，上升下降时间可以达到100ps量级。
时钟分配集成电路产生的两路ECL电平时钟f进入异或门，输出周期为t/2，脉冲宽度为τ的周期脉冲信号。该信号在频域中信号幅度集中在2N*f频率点处，其中，N为1、2、3…；具有丰富的谐波分量，从而产生宽带的自检信号。相对时延τ在100ps～300ps之间时，谐波分量能够在6GHz以上带宽内保持理想的信号幅度，从而满足当前常用的电磁频谱监测接收机对自检信号的频率范围要求。
幅度调节单元3由数字衰减器及放大器组成，实现对梳状波发生单元2产生的自检信号的幅度校准。
由于输入的自检信号最大与最小信号幅度差约为20dB，数字衰减器采用5bit及以上的类型，具有31dB及以上的衰减范围，从而通过调节衰减量使不同频率的自检信号具有相同的幅度值。为提高自检信号幅度，自检信号进一步通过放大器放大。
为避免自检信号的各次谐波经过放大器后产生幅度较大的交调产物，影响最终的信号幅度，放大器采用中功率放大器，OIP3高于+30dBm。
自检信号的幅度校准过程为：
首先通过外部信号源进行电磁频谱监测接收机的测量功率准确度校准，之后将自检信号输入经过校准后的接收机，依次测量各频率点的自检信号幅度。通过改变幅度调节单元中的数字衰减器，使自检信号幅度达到设计要求，并将各频率点处的衰减值保存，作为自检信号的幅度校准数据。
本发明通过倍频器及滤波器，对整机的时钟参考进行倍频处理，增加最终产生的自检信号中各次谐波的间距，避免间距过近的谐波信号在放大器中产生交调信号影响最终信号的幅度平坦度；
本发明通过集成延时调节电路的时钟分配电路，产生两路相对时延可调的LVPECL电平信号，简化了ECL门电路输入信号的处理过程；
本发明本通过数字衰减器对ECL门电路产生的自检信号进行幅度校准，降低幅度校准的复杂度；
本发明以数字器件为主，不需要晶体振荡器、锁相芯片等射频器件，成本低；技术方案简单，稳定度高。
本发明还基于如图1所示的电磁频谱监测接收机自检电路，提供了一种接收机。
本发明的一种接收机，包括如图1所示的电磁频谱监测接收机自检电路。
其中，接收机还内置有校准源。通过在接收机内配置校准源，实现接收机的自测试。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，包括：
激励时钟产生单元，其包括串联连接的倍频器及带通滤波器，所述倍频器以接收机自身的时钟参考信号为输入信号，进行倍频处理后传送至带通滤波器，所述带通滤波器的中心频率为激励时钟产生单元输出的激励信号；及
梳状波发生单元，其以激励信号为输入，产生宽带梳状的自检信号；所述梳状波发生单元包括时钟分配集成电路及高速门电路，所述时钟分配集成电路包含一路输入及两路输出，用于实现输入正弦波时钟信号到ECL电平高速时钟的电平转换功能；及
幅度调节单元，所述幅度调节单元由串联连接的数字衰减器及放大器组成，其用于实现对所述梳状波发生单元产生的宽带梳状自检信号的幅度进行校准。
2.如权利要求1所述的一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，所述带通滤波器为LC带通滤波器。
3.如权利要求1所述的一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，所述时钟分配集成电路的一路输入与激励时钟产生单元的输出端相连，时钟分配集成电路的两路输出分别与一个异或门电路相连。
4.如权利要求1所述的一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，所述时钟分配集成电路还包含延时调节电路。
5.如权利要求1所述的一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，所述数字衰减器采用5bit及以上的类型，具有31dB及以上的衰减范围，从而通过调节衰减量使不同频率的自检信号具有相同的幅度值。
6.如权利要求1所述的一种电磁频谱监测接收机自检电路，其特征在于，所述放大器采用中功率放大器，OIP3高于+30dBm。
7.一种接收机，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电磁频谱监测接收机自检电路。
8.如权利要求7所述的一种接收机，其特征在于，所述接收机还内置有校准源。
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