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同频直放站软肋及解决原理

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:直放站的工作原理是将接收到的信号以同一频率放大后转发出去,由于直放站既有发射天线又有接收天线,收发天线间的物理间隔较小,加上地面和建筑物等对电波的反射和折射,所以在转发过程中会有一部分信号经过耦合信道反馈回接收端,从而对接收信号产生同频回波干扰,这种同频回波干扰会对信号造成失真和震荡,导致系统不稳定,严重时会引起直放站的自激,因此必须采取有效措施使这种闭环干扰减弱到一个可容忍的水平之下。

同频直放站软肋及解决原理

直放站的工作原理是将接收到的信号以同一频率放大后转发出去,由于直放站既有发射天线又有接收天线,收发天线间的物理间隔较小,加上地面和建筑物等对电波的反射和折射,所以在转发过程中会有一部分信号经过耦合信道反馈回接收端,从而对接收信号产生同频回波干扰,这种同频回波干扰会对信号造成失真和震荡,导致系统不稳定,严重时会引起直放站的自激,因此必须采取有效措施使这种闭环干扰减弱到一个可容忍的水平之下。

自激问题一直是同频直放站工程应用的软肋,由于同频直放站收发天线之间的耦合,部分重发信号返回接收端与电视信号一起被接收,如图8-3-2所示。目前,用于解决回波干扰的主要手段有三种:(1)利用有利地形因素减少耦合;(2)通过改善天线的方向性以减少耦合;(3)采用专门电路对接收信号进行回波消除处理;第一种方法对地形的要求较高,且要求接收天线和发送天线之间保持较远的距离,从而使直放站需占用较大的面积,另外,在实际情况下天线的方向性不可能达到理想水平,发射端和接收端之间的耦合干扰是不可避免的,因此第二种方法不足以使耦合程度降到足够低的水平;而基于电路的回波消除方法则可以对接收信号起到高效稳定的净化作用。

图8-3-2 同频直放站回波干扰示意(www.xing528.com)

通过信道估计反映耦合信道的特征,自适应滤波器估计出回波信号,与真实回波信号对消,对滤波器的系数进行实时地更新确保输出信号达到最优。采用这种方法的直放站叫做ICS(回波抑制)数字无线直放站。

ICS直放站内部构造出与耦合回波干扰一样的镜像信号,从输入信号减去镜像信号,从而达到回波信号对消的目的。该方法能更好地适用多频点、多制式、宽带等要求,能极大地降低工程安装费用,提高设备的稳定性,从而成为本文的主要研究对象。

实际运用中,单靠一种措施不能普遍地解决自激问题,这些措施通常需要结合使用,用以提高收发之间的隔离度。常规状态下无线直放站要正常工作,一般要求收发天线之间的隔离度比设备实际增益大15dB左右,而引入ICS功能之后,理论状态下设备能在收发天线隔离度比设备实际增益低10~15dB情况下正常工作而不产生自激,收发天线甚至可以安装在一起,非常方便,这样就扩展了应用环境。

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