[发明专利]一种基于数字中频技术的两级结构发射机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于数字中频技术的两级结构发射机系统，属于无线通信领域。利用数字正交变频技术获得高的正交通道一致性，以增加系统的灵活性和可扩展性，并能够有效的保障通信的可靠性和安全性，提高通信的抗干扰能力。

背景技术

射频与微波技术不断发展，使得越来越多的通信产品可以采用数字技术来实现，如采用数字中频技术来完成载波信号的选频处理，所以随着基站的不断发展，基于数字中频技术的两级结构发射机系统的需求更加明显。同时，随着用户对通信设备体积和功耗的要求，产品同时向小型化，低功耗的方向发展。

传统的数字中频发射机一般采用一级混频处理，从而对信号的频率范围产生很大的限制，需要更多的硬件资源来实现，增加了成本，而且限制了发射机的使用场合。本发明采用数字中频技术使宽带D/A(Digital/Analog，数模)转换器尽可能靠近天线，多通道插值滤波器可选择不同的工作模式，能够提高资源的使用，且提供了更多的频率选择性。经过数字上变频子系统后，可以实现数据高速传输，同时在不改变发射机系统硬件的基础上实现灵活修改和配置。本发明有效提高了发射机的性能、具有较强的抗干扰能力，易于实现小型化、低功耗的发射机。

发明内容

本发明的目的在于克服传统射频发射机方案的缺点，提供一种基于数字中频技术的两级结构发射机系统，本发明使射频发射机向小型化、低功耗方向发展，使通信系统更加灵活。

1、一种基于数字中频技术的两级结构射频发射机系统，其实现方法如下：

1.1基带I、Q数字信号由可编程逻辑器FPGA完成编码、数字调制与星座映射后输出，经D/A转换器(3)与射频发射子系统(4)相连，第一级结构采用数字中频技术对基带信号完成数字上变频处理，完成到数字中频信号的转换；

1.2数字中频信号经D/A转换器(3)转换为模拟中频信号，第二级结构通过射频发射子系统将模拟中频信号调制为射频信号，并完成射频信号发射；

2、根据权利要求1.1所述的一种基于数字中频技术的两级结构射频发射机系统，其特征在于所述数字上变频子系统(2)包括预调制模块(13)、3个半带插值滤波器(HB1、HB2、HB3)(14)、数字正交调制器(15)、相位和失调调整模块(16)，以及反SINC滤波器(17)，数字处理包括以下步骤：

2.1半带插值滤波器(14)具有可选的通带，中心频率能以输入数据速率的一半为增量移动，预调制模块(13)对输入波形进行数字上变频，幅度为输入数据速率(f_DATA)的一半，这样就可以将基带输入数据频移到插值滤波器通带的中心；

2.2发射路径包括3个半带插值滤波器(14)，各插值滤波器都将输出数据速率提高2倍，这些半带插值滤波器(14)可以分别进行旁路或级联，以提供1倍、2倍、4倍或8倍的插值比，各半带插值滤波器级联提供不同的带宽与工作模式组合；

2.3数字正交调制器(15)包括数字控制振荡器、移相器和复数调制器，用于通过一个可编程载波信号调制输入信号，NCO产生一个正交载波信号，以将输入信号转换到新的中心频率，复载波信号是一对相同频率的正弦波形，彼此错相90°，所产生的正交载波信号分别与I路数据和Q路数据混频，然后，正交积相加并进入I路数据和Q路数据路径；

2.4数字正交调制器(15)提供的精调制与半带插值滤波器(14)和预调制模块(13)提供的粗调制相结合，将输出信号调制在输出频谱中的任何位置；

3、根据权利要求1.2所述的一种基于数字中频技术的两级结构射频发射机系统，其特征在于所述射频发射子系统(4)包括LC抗混叠滤波器(7)、射频调制器(8)、带通滤波器(9)、多级放大器(10)、天线(11)以及本振LO(12)(Local Oscillator)；所述LC抗混叠滤波器(7)依次通过射频调制器(8)、带通滤波器(9)、多级放大器(10)与天线(11)连接，所述本振LO(12)与射频调制器(8)连接；

3.1LC抗混叠滤波器(7)采用差分结构，DAC输出为2路I/Q信号，I/Q信号线分别采用差分对结构，LC抗混叠滤波器(7)滤除带外的杂波信号；

3.2射频调制器(8)：首先基带输入两路差分信号，且两路信号的幅度和相位误差很小；与此同时，外部的PLL(Phase Locked Loop，锁相环)产生一路彼此正交的载波信号，将两路差分信号分别独立地调制到两个彼此正交的载波上，最终合二为一输出单端射频信号；