[发明专利]一种用于消除干扰的模拟对消装置的对消方法

权利要求书

1.一种用于消除干扰的模拟对消装置的对消方法，其特征在于，所述消除干扰的模拟对消装置包括取样模块、矢量调制模块、合成反馈模块、控制模块、模拟延时模块、本振发生电路；

取样模块，用于从干扰信号源的发送端直接提取干扰信号并形成第一参考信号和第二参考信号，之后将第二参考信号处理为第一同相路信号和第一正交路信号；

矢量调制模块，用于合成对消信号，并将对消信号输送至合成反馈模块；其一输入端与所述取样模块的一输出端电连接，接收第一同相路信号和第一正交路信号；

合成反馈模块，用于接收从接收天线输入的干扰信号，完成对消信号与干扰信号的合成，形成误差信号；所述合成反馈模块包括合成器和反馈耦合器，合成器的输入端与矢量调制模块的输出端电连接，接收对消信号；合成器的另一输入端与接收天线相连，接收发射天线辐射的干扰信号；合成器完成对消信号与干扰信号的合成，形成误差信号；合成器的输出端与反馈耦合器的输入端相连；所述反馈耦合器的耦合端设置有第二下变频模块，所述反馈耦合器将误差信号输送至第二下变频模块，反馈耦合器的直通端与接收端相连；反馈耦合器将形成的误差信号分为两路，一路通过耦合端输送至第二下变频模块，另一路通过直通端输送至接收端；

控制模块，用于对第一参考信号和误差信号进行运算生成两路权值并将权值输送至矢量调制模块；

模拟延时模块，用于对第一参考信号进行延时处理，以使第一参考信号与误差信号在时序上处于匹配状态；所述模拟延时模块的输出端设置有第一下变频模块，所述模拟延时模块将经过延时处理的第一参考信号输送至第一下变频模块；

所述本振发生电路用于产生本振信号；所述本振发生电路的输出端设置有功分器；所述本振信号输送至所述功分器；所述功分器将所述本振信号分成两路信号并分别输送至第一下变频模块和第二下变频模块；

所述第一下变频模块包含混频器和低通滤波器，第一下变频模块在本振信号的作用下将第一参考信号下变频至固定中频，并将变为固定中频的第一参考信号输送至控制模块；所述第二下变频模块包含混频器和低通滤波器，第二下变频模块在本振信号的作用下将误差信号下变频至固定中频，并将固定中频的误差信号输送至控制模块；

所述控制模块包括第二正交功分器、吉尔伯特乘法器及一阶低通控制电路；其中所述一阶低通控制电路为乘积输入方式；所述第二正交功分器将输入至控制模块的第一参考信号正交功分后生成第二同相路信号和第二正交路信号，两路信号分别通过两路吉尔伯特乘法器与误差信号相乘，通过一阶低通控制电路生成两路权值；

所述控制模块的正交输出端与矢量调制模块的正交输入端相连；所述控制模块生成的两路权值分别通过正交输出端及同相输出端输送至矢量调制模块；

矢量调制模块将第二参考信号正交功分后形成的第一同相路信号和第一正交路信号与两路权值进行加权，合成与干扰信号等幅反相的对消信号；

所述取样模块内设置有第一正交功分器；所述第一正交功分器将第二参考信号处理为第一同相路信号和第一正交路信号；

所述对消方法，包括以下步骤：

步骤S1：使用矢量网络分析仪测量参考路和误差反馈路的延时差，并使用模拟延时模块进行延时补偿，以使第一参考信号与误差信号在时序上处于匹配状态；

步骤S2：第一下变频模块在本振信号的作用下将第一参考信号X_S1(t)下变频至固定中频；第二下变频模块在本振信号的作用下将误差信号下变频至固定中频，后级使用低通滤波器滤除中频信号；

步骤S3：控制模块对处于中频段的第一参考信号X_S1(t)和误差信号进行运算，并采用一阶低通控制电路生成权值；

步骤S4：矢量调制模块利用控制模块输出的两路权值分别与正交功分后的第一正交路信号和第一同相路信号进行相乘，然后合成得到对消信号；

步骤S5：合成反馈模块首先将对消信号与干扰信号进行合成，得到误差信号，然后将误差信号反馈至第二下变频模块，另一路送至接收端；

其中，步骤S3包括以下子步骤：

子步骤S31：控制模块通过第二正交功分器将处于中频的第一参考信号X_S1(t)正交功分为第二同相路信号和第二正交路信号：

式中，k_{RF_S}为射频段增益，k_{RF_LO}为本振增益，k_conv为变频增益，E_S为参考信号幅度，E_LO为本振信号幅度，ω_IF为中频角频率；

子步骤S32：第二同相路信号和第二正交路信号分别通过两路吉尔伯特乘法器与误差信号进行运算：

ξ1(t)、ξ2(t)分别为中频参考信号同相路和正交路于误差信号以乘积表示的相关性，E_I为干扰信号的幅度，W_I(t)、W_Q(t)分别为同相路和正交路的权值；

子步骤S33：将ξ1(t)、ξ2(t)送入一阶低通控制电路，得到第二同相路信号和第二正交路信号的权值表达式：

式中，k_IF为中频增益；

子步骤S34：结合步骤S2和S31，得到误差信号为：

系统对消比为：

式中，ω为参考信号的频率，为初始相位；根据此公式可以定量得到系统的对消比。

2.根据权利要求1所述的用于消除干扰的模拟对消装置的对消方法，其特征在于，步骤S2中，设本振信号为X_LO(t)，同相路和正交路的权值分别为W_I(t)和W_Q(t)，误差信号为X_err(t)；

所述第二参考信号X_S2(t)经第一正交功分器后分为第一同相路信号X_S21(t)和第一正交路信号X_S22(t)；

同相路信号X_S21(t)和正交路信号X_S22(t)输送至矢量调制模块；

矢量调制模块将控制模块输入的权值加权，得到对消信号Y(t)＝W_I(t)X_S21(t)+W_Q(t)X_S22(t)；

矢量调制模块将对消信号送至合成反馈模块，与干扰信号合成后得到误差信号X_err(t)＝X_I(t)-Y(t)；

误差信号反馈至第二下变频模块及控制模块，系统采用LMS算法，寻得最优的权值，形成闭环的信号处理过程。