[发明专利]一种超宽带可重构收发前端及信号收发方法

权利要求书

1.一种超宽带可重构收发前端，其特征在于，包括可重构变频器(1)、可重构中频链路(2)、可重构零中频收发器(3)，可重构变频器(1)的第一端口(1-1)与外部射频信号连接，第二端口(1-2)用于接收第一本振输入信号，第三端口(1-3)与可重构中频链路(2)的第一端口(2-1)连接，可重构零中频收发器(3)的第一端口(3-1)与可重构中频链路(2)的第二端口(2-2)连接，可重构零中频收发器(3)的第二端口(3-2)用于接收第二本振输入信号，第三端口(3-3)用于向外部输出基带信号，第四端口(3-4)用于接收外部输入的基带信号；

信号接收时，射频信号输入可重构变频器(1)进行处理，得到中频信号，然后进入可重构中频链路(2)，可重构中频链路(2)对输入的中频信号进行放大、滤波和幅度控制后输出给可重构零中频收发器(3)，可重构零中频收发器(3)将可重构中频链路(2)传来的信号与第二本振输入信号进行正交下变频，得到基带信号并对外输出；

信号发射时，外部的基带信号进入可重构零中频收发器(3)，同第二本振输入信号进行正交上变频后得到中频信号，然后进入可重构中频链路(2)，可重构中频链路(2)将可重构零中频收发器(3)传来的中频信号进行幅度控制、滤波和放大后，输出给可重构变频器(1)，可重构变频器(1)对可重构中频链路(2)传来的信号进行处理，对外输出射频信号；

所述可重构变频器(1)包括第一切换开关(S1)、第二切换开关(S2)、第一带通滤波器(BF1)、第二带通滤波器(BF2)、第一双向放大器(A1)、第二双向放大器(A2)、混频器(M1)和第一低通滤波器(LP1)，第一切换开关(S1)的第一端口(S1-1)与外部射频信号连接，第二端口(S1-2)与第一带通滤波器(BF1)的第一端口(BF1-1)连接，第三端口(S1-3)与第二带通滤波器(BF2)的第一端口(BF2-1)连接，第一带通滤波器的第二端口(BF1-2)与第一双向放大器(A1)的第一端口(A1-1)连接，第二带通滤波器(BF2)的第二端口(BF2-2)与第二双向放大器(A2)的第一端口(A2-1)连接，第一双向放大器(A1)的第二端口(A1-2)与混频器(M1)的第一端口(M1-1)连接，第二双向放大器(A2)的第二端口(A2-2)与第一低通滤波器(LP1)的第一端口(LP1-1)连接，混频器(M1)的第二端口(M1-2)与外部的第一本振输入信号连接，第三端口(M1-3)与第二切换开关(S2)的第一端口(S2-1)连接，第一低通滤波器(LP1)的第二端口(LP1-2)与第二切换开关(S2)的第二端口(S2-2)连接，第二切换开关(S2)的第三端口(S2-3)用于与可重构中频链路(2)传输中频信号；

信号接收时，第一切换开关(S1)对信号进行通路切换，其中，第一通路中，信号依次经过第一带通滤波器(BF1)的滤波、第一双向放大器(A1)的放大后，同第一本振输入信号进行混频，得到中频信号，并通过第二切换开关(S2)输出到可重构中频链路(2)；第二通路中，信号依次经过第二带通滤波器(BF2)的滤波、第二双向放大器(A2)的放大后，再通过第一低通滤波器(LP1)进行滤波，得到中频信号，并通过第二切换开关(S2)输出到可重构中频链路(2)；

信号发射时，可重构中频链路(2)输出的中频信号通过第二切换开关(S2)进行通路选择，其中，第一通路中，信号同第一本振输入信号混频后得到射频信号，然后依次经过第一双向放大器(A1)的放大、第一带通滤波器(BF1)的滤波后，通过第一切换开关(S1)输出；第二通路中，信号依次经过第一低通滤波器(LP1)的滤波、第二双向放大器(A2)的放大、第二带通滤波器(BF2)的滤波后，得到射频信号，并通过第一切换开关(S1)输出；

所述可重构中频链路(2)包括第三双向放大器(A3)、第三带通滤波器(BF3)、第二低通滤波器(LP2)和数控衰减器(ATT1)，第三双向放大器(A3)的第一端口(A3-1)用于与所述可重构变频器(1)传输中频信号，第二端口(A3-2)与第三带通滤波器(BF3)的第一端口(BF3-1)连接，第三带通滤波器(BF3)的第二端口(BF3-2)与低通滤波器(LP2)的第一端口(LP2-1)连接，第二端口(LP2-2)与数控衰减器(ATT1)的第一端口(ATT1-1)连接，数控衰减器(ATT1)的第二端口(ATT1-2)用于与所述可重构零中频收发器(3)传输中频信号；

信号接收时，从可重构变频器(1)传来的中频信号依次经过第三双向放大器(A3)的放大、第三带通滤波器(BF3)的滤波、第二低通滤波器(LP2)的滤波后，通过数控衰减器(ATT1)进行幅度控制，得到中频信号并输出到可重构零中频收发器(3)；

信号发射时，从可重构零中频收发器(3)传来的中频信号经过数控衰减器(ATT1)进行幅度控制，然后依次经过第二低通滤波器(LP2)的滤波、第三带通滤波器(LP3)的滤波、第三双向放大器(A3)的放大后得到中频信号，并输出到可重构变频器(1)；

所述可重构零中频收发器(3)包括第三切换开关S3、第四切换开关S4、耦合器(C1)、第一IQ解调器(M2)、第二IQ解调器(M3)、功分器(T1)、第三低通滤波器(LP3)、第四低通滤波器(LP4)、第一基带放大器(A4)和第二基带放大器(A5)，第三切换开关(S3)的第一端口(S3-1)用于与所述可重构中频链路(2)传输中频信号，第二端口(S3-2)与第四切换开关(S4)的第一端口(S4-1)连接，第三端口(S3-3)与耦合器(C1)的第一端口(C1-1)连接，耦合器(C1)的第二端口(C1-2)与第四切换开关(S4)的第三端口(S4-3)端口连接，第四切换开关(S4)的第二端口(S4-2)与第一IQ解调器(M2)的第一端口(M2-1)连接，耦合器(C1)的第三端口(C1-3)与第二IQ解调器(M3)的第一端口(M3-1)连接，第一IQ解调器(M2)的第三端口(M2-3)与功分器(T1)的第一端口(T1-1)连接，功分器(T1)的第二端口(T1-2)端口与第二IQ解调器(M3)的第三端口(M3-3)连接，功分器(T1)的第三端口(T1-3)与外部的第二本振输入信号连接，第一IQ解调器(M2)的第二端口(M2-2)与第三低通滤波器(LP3)的第一端口(LP3-1)连接，第二IQ解调器(M3)的第二端口(M3-2)与第四低通滤波器(LP4)的第一端口(LP4-1)连接，第三低通滤波器(LP3)的第二端口(LP3-2)与第一基带放大器(A4)的第一端口(A4-1)连接，第四低通滤波器(LP4)的第二端口(LP4-2)与第二基带放大器(A5)的第一端口(A5-1)连接，第一基带放大器(A4)的第二端口(A4-2)用于向外部输出基带信号，第二基带放大器(A5)的第二端口(A5-2)用于接收外部输入的基带信号；

信号接收时，从可重构中频链路(2)传来的中频信号依次通过第三切换开关(S3)和第四切换开关(S4)进入接收通路，在接收通路中，信号首先同经过功分器(T1)功率分配后的第二本振输入信号在第一IQ解调器(M2)中进行正交下变频，然后通过第三低通滤波器(LP3)的滤波和第一基带放大器(A4)的放大后对外输出基带信号；

信号发射时，外部输入的基带信号依次通过第二基带放大器(A5)的放大和第四低通滤波器(LP4)的滤波后，同经过功分器(T1)功率分配后的第二本振输入信号在第二IQ调制器(M3)中进行正交上变频，得到中频信号，然后通过耦合器(C1)耦合后再经过第三切换开关(S3)，输出到可重构中频链路(2)；此外，通过耦合器(C1)耦合后的中频信号还通过第四切换开关(S4)进入第一IQ解调器(M2)，从而形成发射和接收链路自闭环。