正交線極化數字調制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及視距無線通信領域，具體涉及視距無線通信發射機中的數字調制器。技術背景
[0002]在無線通信領域中，數字調制技術被廣泛應用。二進制基帶信號為“0”和“ 1 ”構成的一個序列，通常碼元符號“0”對應低電平，而碼元符號“1”對應高電平。在已有的數字調制方式中，利用正弦波的幅度、相位、頻率特性，可以采用幅度鍵控、相位鍵控和頻率鍵控三種基本的調制方式。無論采用哪種調制方式，已調信號都是具有一定帶寬的。而且，隨著基帶速率的提高，已調信號占用帶寬越寬。這樣，隨著用戶數量增加，傳輸信息增加，頻譜資源越發緊張。同時，上述調制方式實現也相對復雜，需要混頻器、濾波器等各種信號處理功能模塊。在無線傳輸環境中，電磁波具有極化特性。極化特性正交的兩個電磁波，是可以獨立存在和可分辨的，比如線極化中的水平極化和垂直極化。所以，電磁波的極化特性可以作為信息載體。雖然電磁波在折射和反射時，其極化特性將可能發生變化，但在視距無線通信中，電磁波的折射和反射可以忽略，所以，極化特性在電磁波傳播過程中是不會發生變化的。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:現有數字調制方式利用信號幅度、相位、頻率特性攜帶信息，完成調制，產生的已調信號需要占用較多頻譜資源，而且實現比較復雜。
[0004]解決上述問題的技術方案是正交線極化數字調制器，其特征在于:
[0005]正交線極化數字調制器包括四個模塊，即正交線極化天線模塊、射頻開關模塊、本振模塊、基帶信號產生模塊；調制器產生的電磁波為水平極化和垂直極化，兩種極化電磁波分別對應二進制基帶信號的兩種碼元；
[0006]正交線極化天線模塊具有兩個輸入饋電端口 A和B，兩個饋電端口分別與射頻開關模塊的輸出端口 E和F相連，當射頻信號由天線的饋電端口 A輸入，天線發射水平極化電磁波，當射頻信號由天線的饋電端口 B輸入，天線發射垂直極化電磁波；
[0007]射頻開關模塊是一個單刀雙擲開關，具有兩個輸入端口 C和D，兩個輸出端口 E和F ;其中，一個輸入端口 C是射頻信號輸入端口，與本振模塊的輸出端口相連，另一個輸入端口 D是開關控制端口，與基帶信號產生模塊輸出端口相連；射頻開關模塊的兩個輸出端口 E和F，分別與正交線極化天線模塊的A和B兩個饋電端口相連；
[0008]本振模塊產生連續的點頻信號，該信號頻率為調制器的工作頻率，本振的輸出端口與射頻開關模塊的射頻信號輸入端口 C相連；
[0009]基帶信號產生模塊產生二進制基帶信號，具有高、低兩種電平，該基帶信號作為射頻開關模塊的開關控制信號；基帶信號產生模塊的輸出端口與射頻開關模塊的開關控制端口 D相連。
[0010]本發明的有益效果是:同已有的數字調制方式相比，正交線極化調制器產生的已調信號是點頻信號，利用電磁波極化特性攜帶信息而不是幅度、相位和頻率。正交線極化調制器不僅頻率利用率高，同時實現也較為簡單。本發明可以用于視距無線通信的發射機領域。
【附圖說明】
[0011]圖1為正交線極化調制器結構框圖。
[0012]圖2為正交線極化天線模塊示意圖。
[0013]圖3為射頻開關t旲塊不意圖。
[0014]圖4為基帶信號產生模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參閱圖1。正交線極化數字調制器包括四個模塊，即正交線極化天線模塊、射頻開關模塊、本振模塊、基帶信號產生模塊。本振模塊產生一個射頻信號，通過端口 C輸入給射頻開關模塊。基帶信號產生模塊產生高低電平的二進制基帶信號，作為射頻開關模塊的控制信號，從端口 D輸入射頻開關模塊。射頻開關模塊根據基帶信號控制開關，分別把輸入射頻信號從端口 E和F輸出給正交線極化天線模塊。
[0016]參閱圖2。正交線極化天線模塊具有兩個輸入饋電端口 A和B，兩個饋電端口分別與射頻開關模塊的輸出端口 E和F相連。當射頻信號由饋電端口 A輸入，天線發射水平極化電磁波，當射頻信號由饋電端口 B輸入，天線發射垂直極化電磁波。
[0017]參閱圖3。射頻開關模塊是一個單刀雙擲開關，具有兩個輸入端口 C和D，兩個輸出端口 E和F。其中，一個輸入端口 C是射頻信號輸入端口，與本振模塊的輸出端口相連，另一個輸入端口 D是開關控制端口，與基帶信號產生模塊輸出端口相連。射頻開關模塊的兩個輸出端口 E和F，分別與正交線極化天線模塊的A和B兩個饋電端口相連。當控制信號是高電平，開關連接E端口，本振模塊產生的信號由E端口傳遞給正交線極化天線的A端口，天線產生水平極化電磁波。當控制信號是低電平，開關連接F端口，本振模塊產生的信號由F端口傳遞給正交線極化天線的B端口，天線產生垂直極化電磁波。
[0018]本振模塊產生連續的點頻信號，該信號頻率為調制器的工作頻率，本振的輸出端口與射頻開關模塊的射頻信號輸入端口 C相連。由于是單一頻率信號，最終使得已調信號所占用的帶寬非常窄。基帶信號所能夠達到的最高速率，決定于射頻開關的切換頻率，而不是已調信號的帶寬。
[0019]參閱圖4。基帶信號產生模塊產生二進制基帶信號，具有高、低兩種電平，該基帶信號作為射頻開關模塊的開關控制信號。通常高電平對應碼元符號“ 1 ”，低電平對應碼元符號“0”。基帶信號產生模塊的輸出端口與射頻開關模塊的開關控制端口 D相連。
[0020]本發明利用電磁波的極化特性，攜帶基帶信號的信息，而不是信號幅度、相位和頻率。這樣的調制方式，產生的已調信號是點頻信號，所以帶寬很窄，可以達到很高的頻譜利用率。同時，實現方法主要依靠射頻開關，而不是混頻器、濾波器等，實現也較為簡單。本發明適用于電磁波折射和反射可以被忽略的視距無線通信領域的發射機中。
【主權項】
1.正交線極化數字調制器，其特征在于: 正交線極化數字調制器包括四個模塊，即正交線極化天線模塊、射頻開關模塊、本振模塊、基帶信號產生模塊；調制器產生的電磁波為水平極化和垂直極化，兩種極化電磁波分別對應二進制基帶信號的兩種碼元； 正交線極化天線模塊具有兩個輸入饋電端口 A和B，兩個饋電端口分別與射頻開關模塊的輸出端口 E和F相連，當射頻信號由天線的饋電端口 A輸入，天線發射水平極化電磁波，當射頻信號由天線的饋電端口 B輸入，天線發射垂直極化電磁波； 射頻開關模塊是一個單刀雙擲開關，具有兩個輸入端口 C和D，兩個輸出端口 E和F ;其中，一個輸入端口 C是射頻信號輸入端口，與本振模塊的輸出端口相連，另一個輸入端口D是開關控制端口，與基帶信號產生模塊輸出端口相連；射頻開關模塊的兩個輸出端口 E和F，分別與正交線極化天線模塊的A和B兩個饋電端口相連； 本振模塊產生連續的點頻信號，該信號頻率為調制器的工作頻率，本振的輸出端口與射頻開關模塊的射頻信號輸入端口 C相連； 基帶信號產生模塊產生二進制基帶信號，具有高、低兩種電平，該基帶信號作為射頻開關模塊的開關控制信號；基帶信號產生模塊的輸出端口與射頻開關模塊的開關控制端口 D相連。
【專利摘要】正交線極化數字調制器，包括正交線極化天線模塊、射頻開關模塊、本振模塊、基帶信號產生模塊。本振模塊產生連續點頻信號，并輸出給射頻開關模塊，基帶信號產生模塊產生的二進制基帶信號作為射頻開關模塊的控制信號，不同碼元使得射頻開關模塊從不同的兩個端口輸出射頻信號。射頻開關模塊的兩個輸出端口分別與正交線極化天線的兩個輸入端口相連，不同端口輸入的射頻信號分別產生水平極化和垂直極化的電磁波。正交線極化數字調制器以不同的電磁波極化特性代表不同的基帶信號碼元，具有頻譜資源占用少、實現簡單的優點。可以應用于各種視距傳播的無線通信領域。
【IPC分類】H04L27/36
【公開號】CN105357165
【申請號】CN201510798932
【發明人】曾浩, 王秋實, 崔悅琪, 周建文, 劉玲
【申請人】重慶大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月19日