技术摘要：
本发明公开了一种消除干扰的模拟对消装置及方法，其装置包括取样模块、矢量调制模块、合成反馈模块及控制模块；取样模块从干扰信号源的发送端直接提取干扰信号；矢量调制模块合成对消信号；合成反馈模块完成对消信号与干扰信号的合成并形成误差信号；控制模块对第一参  全部
背景技术：
在空间有限的共址环境下，比如舰船、战车和飞机等，大功率发射机对高灵敏度接 收机的共址辐射干扰问题突出；自适应干扰对消技术是解决电磁干扰主动干扰对消方法， 其原理是在大功率发送端提取参考信号，通过调整幅度和相位获得与接收端干扰信号等幅 反相的对消信号，然后与接收信号进行合成，从而完成干扰信号的消除；根据工作频率的不 同，当前的自适应干扰对消技术可以分为短波、超短波及微波自适应干扰对消技术。 短波和超短波自适应干扰对消技术目前已经比较成熟，由于其工作频率较低，因 此可以直接利用相关控制电路进行运算，获取权值；而对于微波频段，特别是在1GHz～ 18GHz的频段范围内，自适应干扰对消技术工作频率较高，直接在射频域进行相关运算对滤 波器和电路结构设计的要求较高，因此需采用混频器将微波频段下变频至中频，然后进行 相关运算；但是，受模拟器件的限制，微波自适应干扰对消存在以下几个问题：(1)混频器的 直流偏置：混频器工作时，由于自身的非线性的特性，会发生自混频，从而产生零中频的直 流信号，而且后级滤波器无法区分该直流信号与所需的权值信号，也不能滤除这种信号； (2)覆盖频段窄：一般的对消系统只能覆盖单独某个频段，比如L频段，S频段，C频段等，在此 频段内对消效果较好，而超出频段范围后，对消效果变差；(3)延时匹配：微波干扰对消系统 工作频率高，对消性能对延时失配敏感，即使较小的延时匹配误差也会对系统造成较大的 影响，因此微波干扰对消系统对延时匹配的精度要求较高。 中国专利超短波电磁干扰对消装置(申请号CN201010198092.0)、一种自适应干扰 对消装置及其调试方法(申请号CN201110223502 .7)、自适应宽带干扰对消装置(申请号 CN201320001505.0)及共址耦合干扰跟踪对消装置(申请号CN201010538860.2)均是自适应 对消技术在短波、超短波频段的成熟应用，但还没有涉及微波频段干扰对消技术。 另有中国专利微波通信同频干扰防护装置(申请号CN201811155746.4)、双频段多 通道射频干扰对消装置(申请号CN201811155041.2)及射频自适应干扰对消装置及其调试 方法(申请号CN201811155735 .6)为微波频段的干扰防护手段，但覆盖频段窄(2GHz～ 4GHz)，而且存在混频器直流偏置的问题，影响干扰对消性能。 因此，亟需一种消除干扰的模拟对消装置及方法来解决现有的技术问题。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种消除干扰的模拟对消装置及 方法，采用固定本振的技术，并利用“混频器 吉尔伯特乘法器”的结构技术，以解决1GHz～ 18GHz宽频段干扰对消及混频器的固有直流偏置问题，从而提高干扰对消性能。 本发明是通过以下技术方案予以实现的。 一种消除干扰的模拟对消装置，包括取样模块、矢量调制模块、合成反馈模块及控 5 CN 111600620 A 说　明　书 2/9 页 制模块； 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； 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。 进一步的，本装置还包括模拟延时模块，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。 进一步的，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。 进一步的，本装置还包括本振发生电路；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。 进一步的，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。 进一步的，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。 进一步的，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。 一种消除干扰的模拟对消装置的对消方法，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； 6 CN 111600620 A 说　明　书 3/9 页 步骤S2：所述第一下变频模块在本振信号的作用下将第一参考信号XS1(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XS1(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。 进一步的，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XS1(t)正交 功分为第二同相路信号和第二正交路信号： 式中，kRF_S为射频段增益，kRF_LO为本振增益，kconv为变频增益，ES为参考信号幅度， ELO为本振信号幅度，ωIF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： 式中，kRF_S为射频段增益，kRF_LO为本振增益，kconv为变频增益，ES为参考信号幅度， ELO为本振信号幅度，ωIF为中频角频率。 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。 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： 7 CN 111600620 A 说　明　书 4/9 页 式中，kRF_S为射频段增益，kRF_LO为本振增益，kconv为变频增益，kIF为中频增益，ES为 参考信号幅度，ELO为本振信号幅度，ωIF为中频角频率； 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，ES、EI分别为参考信号和干扰信号的幅度，ω为参考信号的频率，φ为初始相 位，WI(t)、WQ(t)分别为同相路和正交路的权值，kRF_S为第二正交功分器的系数，ELO为本振信 号的幅度，ωIF为中频频率，kRF_LO为功分器的功分系数，kconv为下变频模块的变频增益；根据 此公式可以定量得到系统的对消比。 进一步的，步骤S2中，设本振信号为XLO(t)，同相路和正交路的权值分别为WI(t)和 WQ(t)，误差信号为Xerr(t)； 所述第二参考信号XS2(t)经第一正交功分器后分为第一同相路信号XS21(t)和第一 正交路信号XS22(t)； 同相路信号XS21(t)和正交路信号XS22(t)输送至矢量调制模块； 矢量调制模块将控制模块输送的权值加权，得到对消信号Y(t)＝WI(t)XS21(t) WQ (t)XS22(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 Xerr(t)＝XI(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(最小均方)算法，寻得 最优的权值，形成闭环的信号处理过程。 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 1)本发明采用“混频器 吉尔伯特乘法器”的结构，将第一下变频模块的输出与控 制模块中正交功分器相连，得到同相路和正交路的信号，再通过两路吉尔伯特乘法器与误 差反馈信号相乘，然后经一阶低通控制电路，获取权值，此过程有效避免了直接采用混频器 获取权值时存在的直流偏置问题； 2)本发明采用固定本振技术，将参考信号及误差信号固定至中频再进行处理，并 将对消装置设计为闭环处理系统，形成对干扰信号的闭环处理，并不断修正处理结果，解决 了1GHz～18GHz宽频段干扰对消问题，能有效应对宽带干扰问题，保证了对消性能； 3)本发明中取样模块生成取样信号后，利用功分器将参考信号分为同相路和正交 路信号，然后输入至矢量调制模块，而传统电路结构则采用先功分后取样的结构，本发明中 取样模块的结构减少了耦合器的数量，降低了模拟电路复杂度； 4)本发明采用模拟延时模块分段对参考路和误差反馈路的延时差进行匹配，可提 高延时匹配的精度，以增大系统的干扰对消比。 8 CN 111600620 A 说　明　书 5/9 页 附图说明 图1为本发明的系统结构图； 图2为本发明各模块的延时示意图； 图3为本发明中一阶低通控制电路的原理框图； 图4为本发明在单频干扰下的对消效果图； 图5为本发明在宽带干扰下的对消效果图。