CN116865774B - 一种基于饱和功放的调幅信号产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，以4个发射单元为一组，产生4路基带信号；经过上变频等处理，在天线远场的主瓣方向，通过空间合成形成系统所需调幅信号。本发明方法实现简单，不额外增加硬件成本前提下采用探测系统常规饱和功放实现调幅信号产生功能。以4个发射单元为一组进行组合运用，与现有探测系统的组合形式匹配，实现硬件兼容，通过对多路发射信号的相位分别进行调制，实现天线远场主瓣方向空间合成后信号的幅度调制，从而产生系统所需调幅信号。

Description

一种基于饱和功放的调幅信号产生方法
技术领域
本发明涉及无线电领域，特别是一种基于饱和功放的调幅信号产生方法。
背景技术
随着现代科技的发展，射频系统多功能一体化已经成为重要发展方向。目前，一体化主要聚焦于工程实践，实现功能复用与资源共享。射频系统多功能一体化构想源于上世纪60 年代提出的一种单向通信系统，该系统利用探测脉冲信号实现通信数据编码。通常系统探测波形的主要形式有单载频、各式调频、BPSK等恒包络信号，因此，以探测为主要功能的系统的功放一般是C类饱和功放。当通信功能需产生上述恒包络波形时，可以与探测系统共用发射信道。但是，在特定情况下，通信还需要产生调幅信号，这是C类饱和功放无法实现的。
针对此问题，一般解决方案是饱和功放功率回退或者采用双模功放的方法。但是，前者会大幅降低功放效率、增加幅相不稳定因素，后者会增加系统设备量，同时饱和功放工作在线性模式时输出功率小，很难实现大的EIRP（等效各向同性辐射功率）指标。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，该方法实现简单，在不额外增加硬件成本前提下，通过探测系统常规饱和功放实现调幅信号产生功能。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，步骤包括：
步骤1）假设系统需求某调幅信号B(t)，计算A(t)，，A(t)= B(t)/4 ，；
步骤2）以4个发射单元为一组，信号产生1～信号产生4电路模块产生4路基带信号，其中ω1为基带频率；
步骤3）4路基带信号经上变频1～上变频4电路模块后产生4路射频信号，其中ω0为射频频率；
步骤4）4路射频信号经饱和功放1～饱和功放4电路模块产生4路功率射频信号，其中A0为功放饱和输出功率；
步骤5）天线单元1～天线单元4分别把4路功率射频信号辐射到空间；
步骤6）在远场的主瓣方向，通过空间合成信号，其表示为：其中A1是与距离、功率、天线方向图、损耗有关的系数。
信号产生1电路模块的输出端口接上变频1电路模块的输入端口；上变频1电路模块的输出端口接饱和功放1电路模块的输入端口，饱和功放1电路模块的输出端口接天线单元1的输入端口；天线单元1对空间辐射射频信号；
信号产生2电路模块的输出端口接上变频2电路模块的输入端口；上变频2电路模块的输出端口接饱和功放2电路模块的输入端口，饱和功放2电路模块的输出端口接天线单元2的输入端口；天线单元2对空间辐射射频信号；
信号产生3电路模块的输出端口接上变频3电路模块的输入端口；上变频3电路模块的输出端口接饱和功放3电路模块的输入端口，饱和功放3电路模块的输出端口接天线单元3的输入端口；天线单元3对空间辐射射频信号；
信号产生4电路模块的输出端口接上变频4电路模块的输入端口；上变频4电路模块的输出端口接饱和功放4电路模块的输入端口，饱和功放4电路模块的输出端口接天线单元4的输入端口；天线单元4对空间辐射射频信号。
所述信号产生1～信号产生4电路模块采用常规的DAC方式产生基带信号，电平定为-10dBm±1dB。
所述上变频1～上变频4电路模块把-10dBm±1dB基带信号上变频至射频激励信号，电平定为10dBm±1dB。
所述饱和功放1～饱和功放4电路模块把10dBm±1dB的射频信号放大为大功率射频信号，电平定为40dBm±1dB。
所述天线单元1～天线单元4把40dBm±1dB的大功率射频信号辐射到空间。
相比于现有技术，本发明的优点在于：1、通过本发明方法，在射频系统多功能一体化的系统里，可以使用常规探测系统的饱和功放产生通信功能所需调幅信号，不需额外增加设备；
2、与现有通信调幅信号产生方法相比可以实现较大的EIRP（等效各向同性辐射功率）。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
如图1所示，主要包括以下电路模块：信号产生1、信号产生2、信号产生3、信号产生4电路模块；上变频1、上变频2、上变频3、上变频4电路模块；饱和功放1、饱和功放2、饱和功放3、饱和功放4电路模块；天线单元1、天线单元2、天线单元3、天线单元4电路模块。信号产生1电路模块的输出端口接上变频1电路模块的输入端口；上变频1电路模块的输出端口接饱和功放1电路模块的输入端口，饱和功放1电路模块的输出端口接天线单元1的输入端口；天线单元1对空间辐射射频信号；
信号产生2电路模块的输出端口接上变频2电路模块的输入端口；上变频2电路模块的输出端口接饱和功放2电路模块的输入端口，饱和功放2电路模块的输出端口接天线单元2的输入端口；天线单元2对空间辐射射频信号；
信号产生3电路模块的输出端口接上变频3电路模块的输入端口；上变频3电路模块的输出端口接饱和功放3电路模块的输入端口，饱和功放3电路模块的输出端口接天线单元3的输入端口；天线单元3对空间辐射射频信号；
信号产生4电路模块的输出端口接上变频4电路模块的输入端口；上变频4电路模块的输出端口接饱和功放4电路模块的输入端口，饱和功放4电路模块的输出端口接天线单元4的输入端口；天线单元4对空间辐射射频信号。
所述信号产生1～信号产生4电路模块采用常规的DAC方式产生基带信号，电平定为-10dBm±1dB。
所述上变频1～上变频4电路模块把-10dBm±1dB基带信号上变频至射频激励信号，电平定为10dBm±1dB。
所述饱和功放1～饱和功放4电路模块把10dBm±1dB的射频信号放大为大功率射频信号，电平定为40dBm±1dB。
所述天线单元1～天线单元4把40dBm±1dB的大功率射频信号辐射到空间。
具体工作步骤为：步骤1）假设系统需求某调幅信号B(t)，计算A(t)，，A(t)= B(t)/4 ，/>；
步骤2）以4个发射单元为一组，信号产生1～信号产生4电路模块产生4路基带信号，其中ω1为基带频率；
步骤3）4路基带信号经上变频1～上变频4电路模块后产生4路射频信号，其中ω0为射频频率；
步骤4）4路射频信号经饱和功放1～饱和功放4电路模块产生4路功率射频信号，其中A0为功放饱和输出功率；
步骤5）天线单元1～天线单元4分别把4路功率射频信号辐射到空间；
步骤6）在远场的主瓣方向，通过空间合成信号，其表示为：其中A1是与距离、功率、天线方向图、损耗有关的系数。
本发明方法实现简单，不额外增加硬件成本前提下采用探测系统常规饱和功放实现调幅信号产生功能。以4个发射单元为一组进行组合运用，与现有探测系统的组合形式匹配，实现硬件兼容，通过对多路发射信号的相位分别进行调制，实现天线远场主瓣方向空间合成后信号的幅度调制，从而产生系统所需调幅信号。

Claims (6)

1.一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于步骤包括：
步骤1）假设系统需求某调幅信号B(t)，计算A(t)，，A(t)= B(t)/4 ，；
步骤2）以4个发射单元为一组，信号产生1～信号产生4电路模块产生4路基带信号，其中ω1为基带频率；
步骤3）4路基带信号经上变频1～上变频4电路模块后产生4路射频信号，其中ω0为射频频率；
步骤4）4路射频信号经饱和功放1～饱和功放4电路模块产生4路功率射频信号，其中A0为功放饱和输出功率；
步骤5）天线单元1～天线单元4分别把4路功率射频信号辐射到空间；
步骤6）在远场的主瓣方向，通过空间合成信号，其表示为：其中A1是与距离、功率、天线方向图、损耗有关的系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于信号产生1电路模块的输出端口接上变频1电路模块的输入端口；上变频1电路模块的输出端口接饱和功放1电路模块的输入端口，饱和功放1电路模块的输出端口接天线单元1的输入端口；天线单元1对空间辐射射频信号；
信号产生2电路模块的输出端口接上变频2电路模块的输入端口；上变频2电路模块的输出端口接饱和功放2电路模块的输入端口，饱和功放2电路模块的输出端口接天线单元2的输入端口；天线单元2对空间辐射射频信号；
信号产生3电路模块的输出端口接上变频3电路模块的输入端口；上变频3电路模块的输出端口接饱和功放3电路模块的输入端口，饱和功放3电路模块的输出端口接天线单元3的输入端口；天线单元3对空间辐射射频信号；
信号产生4电路模块的输出端口接上变频4电路模块的输入端口；上变频4电路模块的输出端口接饱和功放4电路模块的输入端口，饱和功放4电路模块的输出端口接天线单元4的输入端口；天线单元4对空间辐射射频信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于所述信号产生1～信号产生4电路模块采用常规的DAC方式产生基带信号，电平定为-10dBm±1dB。
4.根据权利要求2所述的一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于所述上变频1～上变频4电路模块把-10dBm±1dB基带信号上变频至射频激励信号，电平定为10dBm±1dB。
5.根据权利要求2所述的一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于所述饱和功放1～饱和功放4电路模块把10dBm±1dB的射频信号放大为大功率射频信号，电平定为40dBm±1dB。
6.根据权利要求2所述的一种基于饱和功放的调幅信号产生方法，其特征在于所述天线单元1～天线单元4把40dBm±1dB的大功率射频信号辐射到空间。
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