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CN109155611B - 抑制微波芯片中本振泄露的方法及其装置 - Google Patents

抑制微波芯片中本振泄露的方法及其装置 Download PDF

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CN109155611B
CN109155611B CN201680086118.8A CN201680086118A CN109155611B CN 109155611 B CN109155611 B CN 109155611B CN 201680086118 A CN201680086118 A CN 201680086118A CN 109155611 B CN109155611 B CN 109155611B
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Abstract

本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。

Description

抑制微波芯片中本振泄露的方法及其装置
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，更具体地，涉及一种抑制微波芯片中本振泄露的方法及其装置。
背景技术
伴随着高集成度微波芯片的发展，芯片内部的空间泄露问题已经成为微波芯片性能提升的一个瓶颈。对于常见的上变频器加可调谐衰减器架构的微波集成芯片来说，由于隔离度不够造成的本振泄露通过传统的正交调制校正(英文：Quadrature ModulationCorrection，简写：QMC)方案已经难以解决，而本振抑制滤波器在高频段实现困难，更无法集成在芯片内部。本振泄露严重影响发射功率精度、发射杂散和链路线性。
因此，如何有效的抑制微波芯片内部空间隔离不够造成的本振泄露，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种抑制微波芯片中本振泄露的方法及其装置，能够有效抑制微波芯片内部的本振泄露。
第一方面，提供一种微波芯片中抑制本振泄露的方法，所述微波芯片包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，所述振荡器用于产生本振信号，所述移相器用于将所述本振信号转化为同相本振信号分量和正交本振信号分量，所述第一混频器用于将同相I路信号与所述同相本振信号分量进行混频，所述第二混频器用于将正交Q路信号与所述正交本振信号分量进行混频，所述合路器用于将经过所述第一混频器混频后的信号和所述第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器，所述方法包括：获取所述可调衰减器的当前衰减量；根据泄露到所述可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'；根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调谐衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和所述Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，所述空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数；发送以所述dci为系数的I路信号至所述第一混频器，以及发送以所述dcq为系数的Q路信号至所述第二混频器。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，上述方法还包括：获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量；根据所述至少三种工作状态中每种工作状态下产生信号的功率值和所述每种工作状态下所述可调衰减器的衰减量，确定所述微波芯片的空间泄露因子k1和k2。
应理解，空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数，因此，通过获取微波芯片产生输出信号的功率值能够获得泄漏到可调谐衰减器之后的本振信号，通过获取微波芯片产生输出信号的功率值以及可调谐衰减器的衰减量，可以获得泄露到可调谐衰减器之前的本振信号，根据三种工作状态下的本振信号的泄露情况可以确定所述微波芯片的空间泄露因子k1和k2。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调谐衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，包括：利用下式确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，
Figure GDA0002498255150000021
Figure GDA0002498255150000022
其中，所述A为所述可调衰减器的衰减值。
也就是说，利用泄露因子k1和k2、可调谐衰减器的衰减量对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，能够得到校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述用于表征所述工作状态的参数包括下列中的至少一种：所述微波芯片的本振信号的功率、所述微波芯片的输入调制信号的功率、所述衰减器的衰减量、所述I路信号的直流分量系数dci'、所述Q路信号的直流分量系数dcq'。
也就是说，上述参数中的任意一个参数发生变化，所述微波芯片的工作状态就发生了变化，应理解，能够令微波芯片工作状态发生变化的其它参数也落入本发明的范围。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量，包括：当所述微波芯片处于频分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值；当所述微波芯片处于时分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中和/或接收时隙，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值。
第二方面，提供一种抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置，包括：获取单元、确定单元、发送单元，所述装置用于执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。
第三方面，提供一种收发机，所述收发机包括第二方面所述的抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置。
第四方面，提供了一种装置，包括：处理器、存储器、接收器和发送器，所述处理器、所述存储器和所述接收器通过总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行该存储器存储的指令，以控制所述接收器接收信号、所述发射器发送信号，使得所述装置执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。
第五方面，提供了一种计算机可读介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。
附图说明
图1是本发明实施例的微波芯片的空间泄露的示意图。
图2是本发明一个实施例的微波芯片中抑制本振信号泄露的方法的示意性流程图。
图3是本发明一个实施例的微波芯片中泄露到可调衰减器之后的本振信号矢量分解在泄露到可调谐衰减器之前的本振信号矢量上的示意图。图4是本发明实施例的微波芯片中抑制本振信号泄露的方法的架构示意图。
图5是本发明一个实施例的工作装置的示意性结构框图。
图6是本发明另一实施例的工作装置的示意性结构框图。
图7是本发明一个实施例的微波芯片的示意性结构框图。
图8是本发明另一个实施例的装置的示意性结构框图。
具体实施方式
图1是本发明实施例的微波芯片的空间泄露的示意图。
如图1所示，该微波芯片包括振荡器101、移相器102、第一混频器103、第二混频器104、合路器105、可调谐衰减器106、包络检波管107、放大器108等，其中，移相器102、第一混频器103、第二混频器104和合路器105等构成上变频器。具体地，振荡器101产生的本振(英文：Local Oscillatoer，简写LO)信号经过移相器102转化为两路正交的信号分量，其中，本振信号的同相信号分量发送至第一混频器103，本振信号的正交信号分量发送至第二混频器104；从调制器发出的同相(英文：Inphase)信号发送至第一混频器103与本振信号的同相信号进行混频，其中，同相信号简称为I路信号；从上述调制器发出的正交(英文：Quadrature)信号发送至第一混频器103与本振信号的正交信号进行混频，其中，正交信号简称为Q路信号，经过第一混频器103和第二混频器104发出的信号经由合路器105进行信号的加和，并经过后续的放大器108、耦合器、可调衰减器106等输出。
如图1所示，微波芯片产生的空间泄露主要由以下几个部分：第一部分，泄露到可调衰减器106之前的I路信号和Q路信号的直流分量；第二部分，泄露到可调衰减器106之前本振信号；第三部分，泄露到可调衰减器106之后的本振信号。其中，第一部分的信号泄露可以通过QMC模块进行校正，第二部分的信号泄露可以通过可调衰减器106之后的包络检波管107进行校正，而第三部分，也就是泄漏到可调衰减器106之后的本振信号却无法较好的校正。
具体地，对于微波芯片，在可调衰减器106全衰的时候，输出的整个微波信号可以用下式(1)表示：
Figure GDA0002498255150000041
其中，可调衰减器106全衰是指该可调谐的衰减器件标定的最大衰减量，例如可以为25dB、28dB等，本发明不作限定，r为增益不平衡参数，φ为相位不平衡参数，dci为I路信号的直流分量系数，dcq为Q路信号的直流分量系数。
进一步地，
Figure GDA0002498255150000042
表示输出信号的主信号，dcicos(wct)-dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)表示输出信号的本振泄露，而
Figure GDA0002498255150000043
则表示输出信号的镜像泄露。
具体地，由于在微波集成芯片的QMC模块根据包络检波管检测到的信号得到I路信号的直流分量系数dci和Q路信号的直流分量系数dcq，因此I路信号的直流分量系数dci和Q路信号的直流分量系数dcq能够校正泄露到可调衰减器之前的本振泄露，而该QMC产生的I路信号的直流分量系数dci和Q路信号的直流分量系数dcq并不能够用于校正泄露到可调衰减器之后的本振信号。
图2是本发明一个实施例的微波芯片中抑制本振信号泄露的方法的示意性流程图，该方法的执行主体可以为一种抑制本振信号泄露的装置，该微波芯片包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，其中，振荡器用于产生本振信号，移相器用于将所述本振信号转化为两路正交的信号分量，第一混频器用于将同相I路信号与经过移相器的同相本振信号分量进行混频，第二混频器用于将正交Q路信号与经过移相器的正交本振信号分量进行混频，合路器用于将经过第一混频器混频后的信号和第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器。如图2所示，该方法200包括：
210，获取可调衰减器的当前衰减量。
220，根据泄露到可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq′。
230，根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数。
240，发送以dci为系数的I路信号至第一混频器，以及发送以dcq为系数的Q路信号至第二混频器。
具体地，在步骤210中，可调谐衰减器的当前衰减量为该可调谐衰减器的衰减值，该可调谐衰减器为压控可调衰减器(英文：Voltage variable attenuator，简写：VVA)，例如，衰减量可以为3dB、6dB等。
具体地，在步骤220中，用于抑制微波芯片信号泄露的QMC模块能够根据包络检波管检测到的信号得到I路信号的直流分量系数dci'和Q路信号的直流分量系数dcq'，该包络检波管一般位于可调谐衰减器之前，因此能够用于抑制泄露到可调谐衰减器之前的本振泄露。应理解，该QMC模块还可以根据其它功能与包络检波管功能相似的元器件采集失真信号，本发明不做限制。
具体地，在步骤230中，泄露在可调谐衰减器之后的本振信号矢量能够正交分解在泄露到可调谐衰减器之前的本振信号矢量上。其中，定义泄露到可调谐衰减器之后的本振信号矢量在泄露到可调谐衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数为空间泄露因子k1，定义泄露到可调谐衰减器之后的本振信号矢量在泄露到可调谐衰减器之前的本振信号矢量上的垂直分量系数为空间泄露因子k2。也就是说，如果泄露到可调谐衰减器之前的本振信号矢量为可以将泄露到可调衰减器之后的本振信号矢量分解为平行于和垂直于泄露到可调衰减器之前的本振信号矢量，振幅系数分别为k1和k2，我们称该系数k1和k2为泄露因子。
如图3所示，
Figure GDA0002498255150000051
表示本振信号泄露到可调衰减器之前的量，
Figure GDA0002498255150000052
表示本振信号泄露到可调衰减器之后的量，可以得到
Figure GDA0002498255150000053
具体地，上述微波芯片在可调谐衰减器全衰状态下，QMC模块使能后，输出的本振信号泄露为dcicos(wct)-dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)。acos(wc+θ1)表示本振泄露到可调衰减器之前的量，bcos(wct+θ2)表示可调衰减器全衰时，本振泄露到可调衰减器之后的量。
因此，根据
Figure GDA0002498255150000054
也可以得到如下关系式(2)：
bcos(wct+θ2)＝k1*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1) (2)
当QMC模块使能后，为了解决泄露到可调衰减器之前的本振泄露，假设用于校正该部分本振泄露的直流分量系数分别为I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'。为了利用dci'和dcq'将acos(wc+θ1)泄露部分抵消掉，则得出了如下式(3)的关系：
Figure GDA0002498255150000055
经历1/4周期后，上面的等式可以变化为下式(4)：
Figure GDA0002498255150000061
因此，本振泄露信号dcicos(wct)-dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)经过衰减量为A的可调衰减器之后，得到下式
A×dcicos(wct)-A×dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2) (5)
将公式(2)的关系带入式(5)，可以得到如下关系：
A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+A*acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+A*acos(wc+θ1)+k1*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+(A+k1)*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+(A+k1)*dcq'sin(wct)-dci'cos(wct))+k2*(-dcq'cos(wct)-dci'sin(wct))
＝[A*dci-dci'*(A+k1)-dcq'*k2]cos(wct)+[-A*dcq+dcq'*(A+k1)-dci'*k2]*sin(wct) (6)
因此，为了最大程度的抑制本振泄露，也就需要使得上式(6)的最终取值为0。因此需要有如下关系，得到校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq：
Figure GDA0002498255150000062
Figure GDA0002498255150000063
在式(7)中，dci'、dcq'为衰减量A分别为已知参数，需要获取微波芯片的可调衰减器之后的输出信号的功率值，获得上述泄露因子k1和k2。
具体地，在步骤240中，在发送以dci为系数的I路信号至第一混频器之前，通过合路器与发送至所述微波芯片的I路调制信号进行叠加；同样地，在发送以dcq为系数的Q路信号至第二混频器之前，通过合路器与发送至所述微波芯片的Q路调制信号进行叠加，其中，I路调制信号和Q路调制信号是由调制器发送至所述微波芯片的两路正交信号。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
可选地，作为本发明一个实施例，上述方法还包括：获取微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与每种工作状态下可调衰减器的衰减量。
具体地，微波芯片的工作状态指的是该微波芯片在特定的本振信号输出功率、可调衰减器的衰减值以及相关参数确定时的工作情况。
具体地，可以通过在微波芯片末端输出信号的位置增加功率检波管、功率计、频谱仪等元件，以获取该微波芯片输出信号的功率，应理解，上述元器件的位置不限于微波芯片末端，也可以位于微波芯片外的网元，本发明不作限定。
应理解，为了提升对微波芯片的输出信号的功率的检测精度，优选地方式是在关闭主信号(也就是调制器关闭)、并将微波芯片的元器件增益全放的情况下进行输出信号的功率测量。
可选地，作为本发明一个实施例，影响微波芯片工作状态的参数包括但不限于：微波芯片的本振信号的功率、微波芯片的输入调制信号的功率、衰减器的衰减值、发送至第一混频器的I路信号的直流分量系数dci'和发送至第二混频器的Q路信号的直流分量系数dcq′。
具体地，例如，第一种工作状态：在可调谐衰减器全衰时，其余衰减器不衰，接收调制信号，最优化QMC模块的参数dci'和dcq'，关闭振荡器发出的主信号，位于可调谐衰减器之后的功率检波管记录检测到的功率为P0，根据上述关系式(2)
Figure GDA0002498255150000071
Figure GDA0002498255150000072
此时可以得到：
a2(k12+k22)＝P0 (8)
第二种工作状态：可调衰减器全衰，其余衰减器不衰，关闭振荡器发出的主信号，QMC模块的参数dci'、dcq'分别为零，记录检测到的功率为P1，根据上述关系式(2)，可以得到：
a2[(k1+1)2+k22)＝P1 (9)
第三种工作状态：可调衰减器放大6dB，其余衰减器不衰，关闭振荡器发出的主信号，QMC模块的参数dci'、dcq'分别为零，记录检测到的功率为P2，根据上述关系式(2)可以得到：
a2[(k1+2)2+k22)＝P2 (10)
其中，
Figure GDA0002498255150000073
表示本振信号泄露到可调衰减器之前的量，
Figure GDA0002498255150000074
表示本振信号泄露到可调衰减器之后的量。
应理解，上述三种工作状态仅仅是示例性的，本发明不限于此。
可选地，作为本发明一个实施例，根据至少三种工作状态中每种工作状态下产生信号的功率值和每种工作状态下可调衰减器的衰减量，确定述微波芯片的空间泄露因子k1和k2；根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2和可调衰减器的当前衰减量，确定发送至第一混频器的I路信号的校正后的直流分量系数dci和发送至第二混频器的Q路信号的校正后的直流分量系数dcq，使得微波芯片的本振泄露为0。
具体地，根据上述等式(8)至(10)，可以得到：
由(8)至(9)式可以得到下式(11)：
Figure GDA0002498255150000075
Figure GDA0002498255150000076
因此，将系数k1和k2分别带入公式(7)，即可得到dci和dcq。
本方案所述的空间泄露因子k1和k2的提取，在任何3个(或3个以上)功率等级下都可以推出，因此，都落入本发明要求的保护范围。
可选地，作为本发明一个实施例，根据空间泄露因子k1和k2，以及可调衰减器的当前衰减值，确定发送至第一混频器的I路信号的校正后的直流分量系数dci和发送至第二混频器的Q路信号的校正后的直流分量系数dcq，包括：
将根据上述实施例得到的泄露因子k1和k2，利用下式(7)获得发送至第一混频器的I路信号的校正后的直流分量系数dci和发送至第二混频器的Q路信号的校正后的直流分量系数dcq，
Figure GDA0002498255150000081
Figure GDA0002498255150000082
其中，A为可调衰减器的衰减值。
可选地，作为本发明一个实施例，获取微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在每种工作状态下的衰减量，包括：当微波芯片处于频分双工工作模式时，在微波芯片的初始化过程中，获取微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值；当微波芯片处于时分双工工作模式时，在微波芯片的初始化过程中和/或接收时隙，获取微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值。
也就是说，对于频分双工(英文：Frequency Division Duplexing，简写：FDD)系统，在对微波芯片的初始化过程，进行空间泄露因子k1和k2的提取；对于时分双工(英文：Time Division Duplexing，简写：TDD)系统，可以在对微波芯片的初始化过程或接收时隙进行空间泄露因子k1和k2的提取。
本发明可以解决空间泄露的本振信号，对于单只模块的TX_QMC方案，可以解决空间泄露无法校正的问题；对于成跳模块的RX-TXQMC方案，可以解决静态QMC系数随衰减状态变化而恶化的问题；对于非零中频系统的LO_NULLING方案，可以提升LO_NULLING随功率变化的抑制度。
具体地，在提升系统指标方面：较现有方案提升本振泄露抑制度10dB以上，解决大带宽射频通信系统中的发射模板问题；降低系统设计难度方面：降低从硬件角度解决本振抑制的一些成本，降低对于现有QMC算法能力的要求；进一步地，能够减小生产制造成本，可以省去静态QMC参数做表环节等。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
图4是本发明实施例的微波芯片中抑制本振信号泄露的方法的架构示意图。
如图4所示，该架构包括微波集成芯片、微控制单元(英文：MicrocontrollerUnit，简写：MCU)、QMC模块三部分组成。
具体地，在微波集成芯片中：振荡器401用于为混频器提供本振信号，混频器Mixer用于将本振信号的同相和正交分量上变频到射频或微波信号，调制器发出的I路信号和本振信号的同相信号分量经过第一混频器402混频，以及调制器发出的Q路信号和本振信号的正交分量经过第二混频器403混频后，输出至合路器404合频，经过合路器404的信号又经过放大器405进行放大最终输出的过程。其中，本发明实施例中的可调谐衰减器406可以为压控可调衰减器(英文：Voltage variable attenuator，简写：VVA)，该VVA通过调节衰减量能够实现对信号的可变调谐，包络检波管407用于检测调制信号的包络，采集失真的信息，并且，在VVA之后增加了检波管408，用于进行功率检测。应理解，该检波管408也可以接在该微波芯片的输出端，本发明不作限定。
具体地，QMC模块包括发射TXTXQMC单元409、第三混频器和数模转换器(英文：Digital to analog converter，简写：DAC)，该QMC模块用于通过比对发送信号和包络检测的失真信号，确定能够校正泄露在VVA之前的本振泄露的I路信号的直流分量系数dci'，以及泄露在VVA之前的本振泄露的Q路信号的直流分量系数dcq'。
具体地，MCU模块412用于进行数据处理、存储和软件流程的处理，该MCU模块412又包括第一MCU单元413和第二MCU单元414。MCU模块412分别与检波管408、QMC单元409、可调衰减器407等相连，能够获取检波管408的信号以及可调衰减器407的衰减值，该MCU模块412能够根据检波管408测得的微波芯片的输出信号的功率值和可调衰减器407的衰减值，确定泄露因子k1和k2，并通过第一MCU单元413对I路信号的直流分量系数dci'进行校正，得到I路信号的校正后的直流分量系数dci；以及通过第二MCU单元414对Q路信号的直流分量系数dcq′进行校正，得到Q路信号的校正后的直流分量系数。
具体地，输出信号的本振dcicos(wct)-dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)中，acos(wc+θ1)表示本振泄露到可调衰减器407(也即是VVA)之前的量，bcos(wct+θ2)表示VVA全衰时，本振泄露到VVA之后的量。
可以将泄露到VVA之后的本振信号矢量分解为平行于和垂直于泄露到VVA之前的本振信号矢量，振幅系数分别为k1和k2，我们称该系数k1和k2为泄露因子。
假设
Figure GDA0002498255150000091
表示本振信号泄露到VVA之前的量，
Figure GDA0002498255150000092
表示本振信号泄露到VVA之后的量，得到
Figure GDA0002498255150000093
即可以得到如下关系式(2)：
bcos(wct+θ2)＝k1*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1) (2)
当QMC模块使能后，为了解决泄露到VVA之前的本振泄露，假设用于校正该部分本振泄露的直流分量系数分别为dci'和dcq'。为了利用dci'和dcq'将acos(wc+θ1)泄露部分抵消掉，则得出了如下式(3)的关系：
Figure GDA0002498255150000094
经历1/4周期后，上面的等式可以变化为下式(4)：
Figure GDA0002498255150000101
因此，本振泄露信号dcicos(wct)-dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)经过衰减量为A的VVA之后，得到下式
A×dcicos(wct)-A×dcqsin(wct)+acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2) (5)
将公式(2)的关系带入式(5)，可以得到如下关系：
A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+A*acos(wc+θ1)+bcos(wct+θ2)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+A*acos(wc+θ1)+k1*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+(A+k1)*acos(wct+θ1)+k2*asin(wc+θ1)
＝A*dcicos(wct)-A*dcqsin(wct)+(A+k1)*dcq'sin(wct)-dci'cos(wct))+k2*(-dcq'cos(wct)-dci'sin(wct))
＝[A*dci-dci'*(A+k1)-dcq'*k2]cos(wct)+[-A*dcq+dcq'*(A+k1)-dci'*k2]*sin(wct) (6)
因此，为了最大程度的抑制本振泄露，也就需要使得上式(6)的最终取值为0。因此需要有如下关系：
Figure GDA0002498255150000102
Figure GDA0002498255150000103
在式(7)中，dci'、dcq为衰减量A分别为已知参数，MCU模块412需要通过功率检波获取位于VVA之后的电路功率值，确定泄露因子k1和k2。
具体地，在MCU模块412中计算确定k1和k2的方法如下：
在VVA全衰时，其余衰减器不衰，调制器发送调制信号，最优化QMC模块的参数dci'和dcq'，关闭主信号，位于VVA之后的功率检波管记录检测到的功率为P0，此时可以得到：
a2(k12+k22)＝P0 (8)
VVA全衰，其余衰减器不衰，关闭主信号，旁路QMC参数dci'、dcq'分别为零，记录检测到的功率为P1，此时可以得到：
a2[(k1+1)2+k22)＝P1 (9)
VVA放大6dB，其余衰减器不衰，关闭主信号，旁路QMC参数dci'、dcq'分别为零，记录检测到的功率为P2，此时可以得到：
a2[(k1+2)2+k22)＝P2 (10)
由(8)至(10)式可以得到：
Figure GDA0002498255150000111
Figure GDA0002498255150000112
因此，将等式(11)系数k1和k2分别带入公式(7)，即可得到dci和dcq。其中，根据上述微波芯片的输出信号的功率值计算泄露因子k1和k2的过程是MCU模块412完成的，利用公式(7)确定校正后的I路信号的直流分量系数dci的过程可以在第一MCU单元413中实现，利用公式(7)确定校正后的Q路信号的直流分量系数dcq的过程可以在第一MCU单元414中实现。
本方案所述的空间泄露因子k1和k2的提取，在任何3个(或3个以上)功率等级下都可以推出，因此，都落入本发明要求的保护范围。
进一步地，以dci为系数的I路直流信号和以dcq为系数的Q路直流信号分别通过合路器415和合路器416发送至微波芯片中。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
图5是本发明一个实施例的装置的示意性结构框图。如图5所示，示出了一种抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置500，该微波芯片包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，其中，振荡器用于产生本振信号，移相器用于将本振信号转化为两路正交的信号分量，第一混频器用于将同相I路信号与经过移相器的同相本振信号分量进行混频，第二混频器用于将正交Q路信号与经过移相器的正交本振信号分量进行混频，合路器用于将经过第一混频器混频后的信号和第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器，装置500包括：
获取单元510，获取单元510用于获取可调衰减器的当前衰减量；
获取单元510还用于根据泄露到所述可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'；
确定单元520，所述确定单元520用于根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调谐衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq′进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，所述空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数；
发送单元530，所述发送单元530用于发送以所述dci为系数的I路信号至所述第一混频器，以及发送以所述dcq为系数的Q路信号至所述第二混频器。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
可选地，作为本发明一个实施例，所述获取单元510还用于：获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量；所述发送单元540还用于根据所述至少三种工作状态中每种工作状态下产生信号的功率值和所述每种工作状态下所述可调衰减器的衰减量，确定所述微波芯片的空间泄露因子k1和k2。
可选地，作为本发明一个实施例，所述确定单元520具体用于：利用下式确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，
Figure GDA0002498255150000121
Figure GDA0002498255150000122
其中，所述A为所述可调衰减器的衰减值。
可选地，作为本发明一个实施例，用于表征所述工作状态的参数包括下列中的至少一种：所述微波芯片的本振信号的功率、所述微波芯片的输入调制信号的功率、所述衰减器的衰减量、所述I路信号的直流分量系数dci'、所述Q路信号的直流分量系数dcq'。
可选地，作为本发明一个实施例，所述获取单元510还用于：当所述微波芯片处于频分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率；当所述微波芯片处于时分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中和/或接收时隙，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
图6是本发明另一实施例的工作装置的示意性结构框图。如图6所示，示出了一种抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置600，该装置600包括：
微波芯片610，所述微波芯片610包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，所述振荡器用于产生本振信号，所述移相器用于将所述本振信号转化为两路正交的信号分量，所述第一混频器用于将同相I路信号与经过移相器的同相本振信号分量进行混频，所述第二混频器用于将正交Q路信号与经过移相器的正交本振信号分量进行混频，所述合路器用于将经过所述第一混频器混频后的信号和所述第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器；
获取单元620，所述获取单元620用于获取所述可调衰减器的当前衰减量；
所述获取单元还用于根据泄露到所述可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'；
确定单元630，所述确定单元630用于根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调谐衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq′进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，所述空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数；
发送单元640，所述发送单元640用于发送以所述dci为系数的I路信号至所述第一混频器，以及发送以所述dcq为系数的Q路信号至所述第二混频器。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
图7是本发明一个实施例的微波芯片的示意性结构框图。如图7所示，该微波芯片包括所述微波芯片包括振荡器701、移相器702、第一混频器703、第二混频器704、合路器705、可调衰减器706和功率检波元件707，
其中，所述振荡器701用于产生本振信号，所述移相器702用于将所述本振信号转化为两路正交的信号分量，所述第一混频器703用于将同相I路信号与经过移相器的同相本振信号分量进行混频，所述第二混频器704用于将正交Q路信号与经过移相器的正交本振信号分量进行混频，所述合路器705用于将经过所述第一混频器703混频后的信号和所述第二混频器704混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器706，所述功率检波元件707用于检测所述微波芯片的输出信号的功率值。
具体地，该检波元件707可以为功率检波管、功率计等元件，本发明不作限制。
本发明实施例通过根据微波芯片的空间泄露因子k1、k2、可调谐衰减器的当前衰减量，对I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，并根据校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，分别确定叠加至所述微波芯片上的I路信号的直流分量和Q路信号的直流分量。因此，能够有效抑制微波芯片中本振泄露，提升微波芯片的系统性能，降低系统设计难度，减少生成制造成本。
图8是本发明另一个实施例的装置的示意性结构框图。如图8所示，本发明实施例还提供了一种网络设备800，该网络设备800包括处理器801、存储器802、总线系统803和接收器804。其中，处理器801、存储器802和接收器804通过总线系统803相连，该存储器802用于存储指令，该处理器801用于执行该存储器802存储的指令，并控制该接收器804接收信息。网络设备800能够实现前述方法实施例中的相应流程，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，在本发明实施例中，该处理器801可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，简称为“CPU”)，该处理器801还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该存储器802可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器801提供指令和数据。存储器802的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器802还可以存储设备类型的信息。
该总线系统803除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统803。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器801中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器802，处理器801读取存储器802中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种抑制微波芯片中的本振信号泄露的方法，其特征在于，所述微波芯片包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，所述振荡器用于产生本振信号，所述移相器用于将所述本振信号转化为同相本振信号分量和正交本振信号分量，所述第一混频器用于将同相I路信号与所述同相本振信号分量进行混频，所述第二混频器用于将正交Q路信号与所述正交本振信号分量进行混频，所述合路器用于将经过所述第一混频器混频后的信号和所述第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器，所述方法包括：
获取所述可调衰减器的当前衰减量；
根据泄露到所述可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci′和Q路信号直流分量系数dcq′；
根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和所述Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，所述空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数；
发送以所述dci为系数的I路信号至所述第一混频器，以及发送以所述dcq为系数的Q路信号至所述第二混频器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量；
根据所述至少三种工作状态中每种工作状态下产生信号的功率值和所述每种工作状态下所述可调衰减器的衰减量，确定所述微波芯片的空间泄露因子k1和k2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci′和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，包括：
利用下式确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，
Figure FDA0002566815120000011
Figure FDA0002566815120000012
其中，所述A为所述可调衰减器的衰减值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于表征所述工作状态的参数包括下列中的至少一种：
所述微波芯片的本振信号的功率、所述微波芯片的输入调制信号的功率、所述衰减器的衰减量、所述I路信号的直流分量系数dci'、所述Q路信号的直流分量系数dcq'。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量，包括：
当所述微波芯片处于频分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值；
当所述微波芯片处于时分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中和/或接收时隙，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值。
6.一种抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置，其特征在于，所述微波芯片包括振荡器、移相器、第一混频器、第二混频器、合路器、可调衰减器，所述振荡器用于产生本振信号，所述移相器用于将所述本振信号转化为同相本振信号分量和正交本振信号分量，所述第一混频器用于将同相I路信号与所述同相本振信号分量进行混频，所述第二混频器用于将正交Q路信号与所述正交本振信号分量进行混频，所述合路器用于将经过所述第一混频器混频后的信号和所述第二混频器混频后的信号进行合频并输出至所述可调衰减器，所述装置包括：
获取单元，所述获取单元用于获取所述可调衰减器的当前衰减量；
所述获取单元还用于根据泄露到所述可调衰减器之前的本振信号，获取I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'；
确定单元，所述确定单元用于根据所述微波芯片的空间泄露因子k1、k2、所述可调衰减器的当前衰减量，对所述I路信号直流分量系数dci'和Q路信号直流分量系数dcq'进行加权，确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，其中，所述空间泄露因子k1和k2分别为，泄露到所述可调衰减器之后的本振信号矢量在泄露到所述可调衰减器之前的本振信号矢量上的平行分量系数和垂直分量系数；
发送单元，所述发送单元用于发送以所述dci为系数的I路信号至所述第一混频器，以及发送以所述dcq为系数的Q路信号至所述第二混频器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于：
获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值与所述可调衰减器在所述每种工作状态下的衰减量；
所述发送单元还用于根据所述至少三种工作状态中每种工作状态下产生信号的功率值和所述每种工作状态下所述可调衰减器的衰减量，确定所述微波芯片的空间泄露因子k1和k2。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：
利用下式确定校正后的I路信号直流分量系数dci和校正后的Q路信号直流分量系数dcq，
Figure FDA0002566815120000021
Figure FDA0002566815120000022
其中，所述A为所述可调衰减器的衰减值。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，用于表征所述工作状态的参数包括下列中的至少一种：
所述微波芯片的本振信号的功率、所述微波芯片的输入调制信号的功率、所述衰减器的衰减量、所述I路信号的直流分量系数dci'、所述Q路信号的直流分量系数dcq'。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于：
当所述微波芯片处于频分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值；
当所述微波芯片处于时分双工工作模式时，在所述微波芯片的初始化过程中和/或接收时隙，获取所述微波芯片在至少三种工作状态中每种工作状态下产生输出信号的功率值。
11.一种收发机，其特征在于，所述收发机包括权利要求6至10任一项所述的抑制微波芯片中的本振信号泄露的装置。
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