CN108881086A - 调制信号的电路，调制信号的方法 - Google Patents

调制信号的电路，调制信号的方法 Download PDF

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    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits

Abstract

本申请提供了一种调制信号的电路，调制信号的方法，其中，该电路包括第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；该电路还包括电调移位器，连接至该第一电路模块，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。采用上述方案，解决了相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题，提供了一种矢量调制电路的设计方案，实现较易，设备成本低。

Description

调制信号的电路，调制信号的方法
技术领域
本申请涉及通信领域，具体而言，涉及一种调制信号的电路，调制信号的方法。
背景技术
在相关技术中，单天线系统以其体积小、成本低、集成度高等优势，在雷达和射频识别等领域被广泛应用。但在实际应用中，发射电路和接收电路之间的隔离度有限，在大功率情况下，发射信号的泄漏要远远大于回波信号，这会对接收机造成严重干扰，甚至导致接收机饱和，无法正常工作。为了提高接收机的性能，通常使用载波抑制的方法来减小载波泄漏的影响。
针对相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题，目前还没有有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种调制信号的电路，调制信号的方法，以至少解决相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题。
根据本申请的一个实施例，提供了一种调制信号的电路，包括：第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，所述待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；电调移位器，连接至所述第一电路模块，用于将所述待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
根据本申请的另一个实施例，还提供了一种调制信号的方法，包括：通过第一电路模块将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，所述待调制信号处于两种状态时相位相差180°；通过电调移位器将所述待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
根据本申请的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本申请的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本申请，提供了一种调制信号的电路，该电路包括第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；该电路还包括电调移位器，连接至该第一电路模块，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。采用上述方案，解决了相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题，提供了一种矢量调制电路的设计方案，实现较易，设备成本低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请文件的矢量调制电路模块适用的一种载波抑制电路示意图；
图2是根据本申请实施例的一种调制信号的方法的流程图；
图3是根据本申请的矢量调制电路模块的结构示意图；
图4是根据本申请的反相切换电路模块示意图；
图5是根据本申请的180°电调移相器的结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请文件的技术方案可以应用于图1中的场景中，本申请文件中的调制信号的电路可以是矢量调制电路模块，输出调制后的调制信号至合波器，合波器的另一路信号可以来源于环形器，是载波泄漏信号。
实施例一
图1是根据本申请文件的矢量调制电路模块适用的一种载波抑制电路示意图，在本实施例中提供了一种运行于图1的场景中的一种调制信号的电路，该电路包括：
第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；第一电路模块可以相当于后续实施例中的反相切换电路模块。两种相位状态的相位相差180°，损耗相同；
电调移位器，连接至该第一电路模块，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
采用上述技术方案，提供了一种调制信号的电路，该电路包括第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；该电路还包括电调移位器，连接至该第一电路模块，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。采用上述方案，解决了相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题，提供了一种矢量调制电路的设计方案，实现较易，设备成本低。
可选地，该电路还可以接收图1场景中合波器的反馈，根据反馈设置第一电路模块和电调移位器的参数，以使得深度对消的结果更优。
可选地，该电路还包括：衰减器，连接至该第一电路模块和该电调移位器之间，用于在电调移位器将该待调制信号在180°的范围内进行调相之前，调整该待调制信号的幅度。该衰减器可以是可调节衰减器。
可选地，第一电路模块(或称为反相切换电路模块)、可调衰减器、180°电调移相器依次级联。
可选地，第一电路模块包括：第一巴伦，用于将该待调制信号转化为两路差分信号；双切开关，连接至该第一巴伦，用于将该两路差分信号进行直接通过处理或者交叉通过处理，输出两路差分信号至第二巴伦；第二巴伦，连接至该双切开关，用于将该两路差分信号转化为单路输出。
可选地，该双切开关还用于执行以下步骤：在该待调制信号处于第一相位状态时，该双切开关对该两路差分信号进行该直接通过处理；在该待调制信号处于第二相位状态时，该双切开关对该两路差分信号进行该交叉通过处理；其中，进行该直接通过处理后的信号，和进行该交叉通过处理后的信号的相位相差180°。
可选地，确定该待调制信号当前对应的载波泄漏信号为A1cos(ωt+θ1)，该双切开关用于执行以下步骤：
在该θ1属于(π，2π)时，确定该待调制信号处于第一相位状态，该双切开关对该两路差分信号进行该直接通过处理；
在该θ1属于(0，π)时，确定该待调制信号处于第二相位状态，该双切开关对该两路差分信号进行该交叉通过处理；
该载波泄漏信号可以图1场景中环形器输出至合波器的信号，本申请文件的目的是使用调制后的信号与载波泄漏信号进行深度对消。
可选地，该电调移位器包括：两个移相单元，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，其中，每个移相单元允许在90°的范围内进行调相。
可选地，每个移相单元以微带传输线为中心分为两部分，第一部分包括一个隔直电容，变容二极管，该第一部分连接至该微带传输线；该微带传输线分别连接至控制电压和第二部分，该第二部分包括一个隔直电容，变容二极管；其中，该第一部分和该第二部分还分别设置有一个并联电感，或者，该移相单元中设置有一个等效电感；其中，该一个等效电感的电感值为一个该并联电感的电感值的一半；该微带传输线的电长度为90°、特性阻抗为50欧姆。具体结构可以参见图5。
可选地，该两个移相单元分别由两个分控制电压进行控制，或者由一个总控制电压同时控制；其中，一个该分控制电压的相位变化区间为该总控制电压的相位变化区间为[2θ,2θ+π]，其中，该θ为一个该移相单元接收到该待调制信号时该待调制信号的相位。
根据本申请的另一个实施例，还提供一种调制信号的方法，图2是根据本申请实施例的一种调制信号的方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，通过第一电路模块将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种状态时相位相差180°；
步骤S204，通过电调移位器将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
通过上述步骤，提供了一种调制信号的电路，该电路包括第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，该待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；该电路还包括电调移位器，连接至该第一电路模块，用于将该待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。采用上述方案，解决了相关技术中适用于减小载波泄漏影响的矢量调制电路复杂度较高的问题，提供了一种矢量调制电路的设计方案，实现较易，设备成本低。
可选地，步骤S202和步骤S204的执行顺序是可以互换的，即可以先执行步骤S204，然后再执行S202。
可选地，通过电调移位器将所述待调制信号在180°的范围内进行调相之前，所述方法还包括；通过衰减器调整所述待调制信号的幅度。
可选地，该衰减器调整信号幅度的步骤可以是步骤202之前执行，可以是步骤202与步骤204之间执行，还可以是步骤204后执行。
下面结合本申请另一个实施例进行说明。
相关技术中，载波抑制的方法一般是通过矢量调制电路，产生一个与泄漏信号等大反相的调制信号，再加调制信号与泄漏信号进行合成。目前矢量调制电路主要概括为以下两种方法：
1.反射式矢量调制电路，如相关技术中公开了一种抑制载波泄漏的系统和方法，该专利中的矢量调制电路由四个支路组成，每个支路使用微带线依次保持90°相位偏移，四路支路终端都接PIN管，控制改变四路PIN管的阻抗来实现不同的反射能量，由于PIN管的阻抗是受电流控制的，这对控制电路的要求很高，另外，这种结构的矢量调制电路对平衡特性要求较高，PIN管带有的寄生参数以及90°相移的微带线的偏差都会引起电路的不平衡；
2.直通IQ合成式矢量调制电路，如相关技术中公开了一种自干扰对消系统和方法，该专利中的矢量调制电路分成IQ两路，分别用可调衰减器对IQ两路信号进行调幅，分别用开关切换0°和180°移相网络，再将IQ两路进行合成叠加。这种设计方法电路结构很复杂，电路成本高，同时IQ合成的方法对衰减器的精度和衰减范围有很高的要求，难以满足深度对消的需求。
本申请的主要目的在于提供一种矢量调制电路，能够应用于泄漏对消系统，提高单天线系统的收发隔离度，优化系统性能。
为达到以上目的，本申请的矢量调制电路包括：反相切换电路模块、可调衰减器、180°电调移相器。
所述反相切换电路模块与所述可调衰减器相连，用于将调制信号在状态一和状态二两种状态中进行切换，两种状态的损耗相同，相位相差180°；所述可调衰减器与电调移相器相连，用于调节信号的幅度；所述电调移相器与输出端相连，用于将调制信号进行180°范围内任意调相。
进一步地，所述反相切换电路模块，包括：第一巴伦、双切开关、第二巴伦，其中，所述第一巴伦与所述双切开关相连，用于将调制信号转化为两路差分信号；所述双切开关用于将两路差分信号进行直接通过或者交叉通过两种状态切换；所述第二巴伦用于将两路差分信号转化为单路输出。
双切开关的直接通过对应着反相切换电路的状态一；双切开关的交叉通过对应着反相切换电路的状态二，两种状态的损耗相同，相位相差180°。
进一步地，所述180°电调移相器，包括第一移相单元和第二移相单元，其中，第一第二移相单元完全相同，每个移相单元能够实现超过90°的相移，两级移相单元串联能够实现超过180°相移。
所述第一移相单元包括并联电感L1、隔直电容C1、变容二极管D1和并联电感L2、隔直电容C2、变容二极管D2，以及控制电压Vc1和电长度为90°、特性阻抗为50欧姆的微带传输线TL1；
所述第二移相单元包括并联电感L3、隔直电容C3、变容二极管D3和并联电感L4、隔直电容C4、变容二极管D4，以及控制电压Vc2和电长度为90°、特性阻抗为50欧姆的微带传输线TL2；所述第一移相单元、第二移相单元分别关于TL1、TL2中心线对称，如图5所示，以左侧的第一移相单元为例，除两个电容C1和C2外，第一移相单元以微带传输线呈完全对称；
可选地，所述并联电感L2、L3可替换为一个等效电感，电感值为并联电感值的二分之一；
可选地，所述控制电压Vc1、Vc2可改用一个电压Vc同时控制；
可选地，所述控制电压Vc1可在最小电压Vmin和最大电压Vmax之间变化，变化区间为[Vmin,Vmax]，相位变化区间为[θ，θ+π/2]；所述控制电压Vc2可在最小电压Vmin和最大电压Vmax之间变化，变化区间为[Vmin,Vmax]，相位变化区间为[θ，θ+π/2]。在一个电压Vc同时控制两个移相单元时，控制电压Vc可在最小电压Vmin和最大电压Vmax之间变化，变化区间为[Vmin,Vmax]，相位变化区间为[2θ，2θ+π]。
此外，本申请所提供的矢量调制电路使用了变容二极管，相对于PIN管而言，控制电路相对简单，寄生参数不会影响电路的精度，电路结构精简，成本低廉，适用于深度对消。
下面是本申请文件的两个具体实施案例。
实施案例一
图1是根据本申请文件的矢量调制电路模块适用的一种载波抑制电路示意图，如图1所示，一种载波抑制电路包括：发射电路、耦合器、环行器、天线、矢量调制电路模块、合路器、检波器、接收电路，其中，
所述耦合器，从发射信号中耦合出一部分能量形成参考信号A0cos(ωt)，发送给矢量调制模块；
所述环行器，将发射信号和接收信号无损耗进行传输，同时保证发射到接收的隔离度；
具体的，所述发射电路输出射频发射信号，经过耦合器、环行器，从天线发射出去。由于天线的失配和环行器隔离度有限，发射信号中的一部分能量从环行器的发射端泄漏到环形的接收端，泄漏信号可以表示为A1cos(ωt+θ1)；
其中，发射电路、耦合器、环行器、天线、合路器、检波器不需要特殊的限定，采用一般常用的发射电路、耦合器、环行器、天线、合路器、检波器即可；
所述矢量调制电路模块，将耦合器耦合出的参考信号A0cos(ωt)进行调整幅度和相位，使其与载波泄漏信号A1cos(ωt+θ1)的幅度相同、相位相反，生成调制信号；
所述合路器，将载波泄漏信号与调制信号进行矢量叠加，完成载波对消；
所述检波器，检测载波对消之后的合成信号，并反馈给矢量调制电路模块，用于重新调整调制信号的幅度和相位，使合成信号的功率最小。
载波抑制过程包括以下步骤：
(1)初始状态，发射信号从环行器泄漏到接收电路，检波器检测到较大的功率；
(2)从发射信号中耦合一部分能量，产生参考信号；
(3)参考信号通过矢量调制电路进行调幅移相，产生调制信号；
(4)泄漏信号和调制信号在合路器处进行矢量叠加，检波器对合成信号进行功率检测；
(5)调节调制信号的相位和幅度，直到检波器检测到最小的功率即载波对消最好的状态时，不改变双切开关、控制电压、可调衰减器的状态，电路开始接收信号。
实施案例二
图3是根据本申请的矢量调制电路模块的结构示意图，如图3所示，所述矢量调制电路模块，包括：反相切换电路模块、可调衰减器、180°电调移相器，其中，可调衰减器不需要特殊的限定，采用一般符合频段要求的数控衰减器即可。
所述反相切换电路模块用于将参考信号进行两种状态切换，两种状态的损耗相同，相位相差180°，经过反相切换电路模块后，参考信号变为A0cos(ωt)或者A0cos(ωt+π)，并将调整后的参考信号发送给可调衰减器；
所述可调衰减器用于调节参考信号的幅度，经过可调衰减器后参考信号变为μA0cos(ωt)或者μA0cos(ωt+π)，并将参考信号传送给180°电调移相器；
所述180°电调移相器用于将调制信号进行180°范围内任意调相，经过180°电调移相器后，产生调制信号μA0cos(ωt+θ0)或者μA0cos(ωt+θ0+π)(其中θ0∈(0,π))，并将调制信号发送给合路器。
图4是根据本申请的反相切换电路模块示意图，如图4所示，所述反相切换电路模块，包括：第一巴伦、双切开关、第二巴伦，其中，第一巴伦、双切开关、第二巴伦不需要特殊的限定，采用一般符合频段要求的第一巴伦、双切开关、第二巴伦即可。
所述巴伦一用于将参考信号A0cos(ωt)转化为两路差分信号和并传送给双切开关；
所述双切开关用于将两路差分信号进行直接通过或者交叉通过两种状态切换；
所述巴伦二用于将两路差分信号转化为单路输出；
具体的，双切开关直接通过时，巴伦二的差分输入端信号为和经过巴伦二后为A0cos(ωt)；当双切开关交叉通过时，巴伦二的差分输入端信号为和经过巴伦二后为A0cos(ωt+π)。因此双切开关从直接通过状态切换到交叉通过状态时，会引人180°相位移动。
当θ0∈(0,π)时，双切开关选择交叉通过，调制信号表示为μA0cos(ωt+θ0+π)，载波泄漏信号A1cos(ωt+θ1)，其中μA0＝A1，θ0＝θ1，此时调制信号与泄漏信号等幅反相；当θ0∈(π,2π)时，双切开关选择直接通过，调制信号表示为μA0cos(ωt+θ0)，载波泄漏信号A1cos(ωt+θ1)，其中μA0＝A1，θ0+π＝θ1，此时调制信号与泄漏信号等幅反相。
图5是根据本申请的180°电调移相器的结构示意图，如图5所示，所述180°电调移相器，包括第一移相单元和第二移相单元，两个移相单元完全相同，每个移相单元能够实现90°的相移，两级移相单元串联能够实现180°相移。其中第一移相单元包括6.8nH并联电感L1、100pF隔直电容C1、变容二极管D1和6.8nH并联电感L2、100pF隔直电容C2、变容二极管D2，以及控制电压Vc1和电长度为90°、特性阻抗为50欧姆的微带传输线TL1；第二移相单元包括6.8nH并联电感L3、100pF隔直电容C3、变容二极管D3和6.8nH并联电感L4、100pF隔直电容C4、变容二极管D4，以及控制电压Vc2和电长度为90°、特性阻抗为50欧姆的微带传输线TL2，其中变容二极管D1、D2、D3、D4选用skywork公司的SMV1413-001LF，电容电感不需要做特殊限定，满足频率需求即可。控制电压Vc1可在最小电压2V和最大电压18V之间变化，变化区间为[2V,18V]，相位变化区间为[θ，θ+π/2]；所述控制电压Vc2可在最小电压2V和最大电压18V之间变化，变化区间为[2V,18V]，相位变化区间为[θ，θ+π/2]；两个移相单元被控制电压Vc同时作用时，控制电压Vc可在最小电压Vmin和最大电压Vmax之间变化，变化区间为[Vmin,Vmax]，相位变化区间为[2θ，2θ+π]。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
实施例二
根据本申请的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
实施例三
根据本申请的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调制信号的电路，其特征在于，包括：
第一电路模块，用于将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，所述待调制信号处于两种相位状态时相位相差180°；
电调移位器，连接至所述第一电路模块，用于将所述待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
衰减器，连接至所述第一电路模块和所述电调移位器之间，用于在电调移位器将所述待调制信号在180°的范围内进行调相之前，调整所述待调制信号的幅度。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一电路模块包括：
第一巴伦，用于将所述待调制信号转化为两路差分信号；
双切开关，连接至所述第一巴伦，用于将所述两路差分信号进行直接通过处理或者交叉通过处理，输出两路差分信号至第二巴伦；
第二巴伦，连接至所述双切开关，用于将所述两路差分信号转化为单路输出。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述双切开关还用于执行以下步骤：
在所述待调制信号处于第一相位状态时，所述双切开关对所述两路差分信号进行所述直接通过处理；
在所述待调制信号处于第二相位状态时，所述双切开关对所述两路差分信号进行所述交叉通过处理；
其中，进行所述直接通过处理后的信号，和进行所述交叉通过处理后的信号的相位相差180°。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，确定所述待调制信号当前对应的载波泄漏信号为A1cos(ωt+θ1)，所述双切开关用于执行以下步骤：
在所述θ1属于(π，2π)时，确定所述待调制信号处于第一相位状态，所述双切开关对所述两路差分信号进行所述直接通过处理；
在所述θ1属于(0，π)时，确定所述待调制信号处于第二相位状态，所述双切开关对所述两路差分信号进行所述交叉通过处理。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电调移位器包括：
两个移相单元，用于将所述待调制信号在180°的范围内进行调相，其中，每个移相单元允许在90°的范围内进行调相。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，
每个移相单元以微带传输线为中心分为两部分，第一部分包括一个隔直电容，变容二极管，所述第一部分连接至所述微带传输线；
所述微带传输线分别连接至控制电压和第二部分，所述第二部分包括一个隔直电容，变容二极管；
其中，所述第一部分和所述第二部分还分别设置有一个并联电感，或者，所述移相单元中设置有一个等效电感；
其中，所述一个等效电感的电感值为一个所述并联电感的电感值的一半；所述微带传输线的电长度为90°、特性阻抗为50欧姆。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，
所述两个移相单元分别由两个分控制电压进行控制，或者由一个总控制电压同时控制；
其中，一个所述分控制电压的相位变化区间为所述总控制电压的相位变化区间为[2θ,2θ+π]，其中，所述θ为一个所述移相单元接收到所述待调制信号时所述待调制信号的相位。
9.一种调制信号的方法，其特征在于，包括：
通过第一电路模块将接收到的待调制信号在两种相位状态中进行切换，其中，所述待调制信号处于两种状态时相位相差180°；
通过电调移位器将所述待调制信号在180°的范围内进行调相，输出处理后的信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过电调移位器将所述待调制信号在180°的范围内进行调相之前，所述方法还包括；
通过衰减器调整所述待调制信号的幅度。
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