本發(fā)明涉及模擬信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路。

背景技術(shù)：

chirp是通信領(lǐng)域中的一種編碼脈沖技術(shù)，是一種信號頻率隨時(shí)間改變而改變的調(diào)制技術(shù)。chirp信號就是一種頻率隨時(shí)間改變而改變的信號。傳統(tǒng)的chirp調(diào)制過程中，需要通過兩個(gè)電路來產(chǎn)生兩個(gè)響應(yīng)以輸出兩種不同的調(diào)制信號分別對碼元0和1進(jìn)行調(diào)制。這種調(diào)制方法的集成性較低，且功耗較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種具有良好集成性且低功耗的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路。

一種基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路，用于輸出兩種不同的調(diào)制信號，包括：相位調(diào)整器，所述相位調(diào)整器具有群時(shí)延特性，所述相位調(diào)整器的輸入端用于接收輸入信號，并將輸入信號中的各頻率分量按頻率關(guān)系在時(shí)域上展開；以及開關(guān)，一端與所述相位調(diào)制器的輸出端連接；所述開關(guān)用于控制所述相位調(diào)整器產(chǎn)生對應(yīng)于奇模和偶模響應(yīng)下的兩種不同的群時(shí)延響應(yīng)；所述相位調(diào)整器根據(jù)產(chǎn)生的兩種群時(shí)延響應(yīng)對輸入信號進(jìn)行處理，并通過開關(guān)的另一端輸出兩種不同的調(diào)制信號。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述相位調(diào)整器包括相互串聯(lián)的幅度控制單元和相位控制單元；所述幅度控制單元用于對所述相位調(diào)整器的幅度調(diào)節(jié)能力進(jìn)行控制、所述相位控制單元用于對所述相位調(diào)整器的相位調(diào)節(jié)能力進(jìn)行控制，以得到所述相位調(diào)整器需要的群時(shí)延。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述相位控制單元包括c型節(jié)；所述c型節(jié)上位于開口側(cè)的兩端分別作為輸入端和輸出端，所述c型節(jié)上靠近輸入端和輸出端的 兩端的寬度大于所述c型節(jié)的中間位置的寬度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述相位控制單元包括多個(gè)相互串聯(lián)的c型節(jié)；多個(gè)c型節(jié)的尺寸各不相同。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述c型節(jié)為全通結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述幅度控制單元包括阻抗倒相器；所述阻抗倒相器包括相互耦合連接且平行設(shè)置的傳輸線。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述阻抗倒相器的輸入端和輸出端的寬度大于傳輸線其他位置的寬度，所述傳輸線為四分之一波長的長度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述幅度控制單元和所述相位控制單元均由銅質(zhì)材料制成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括調(diào)制器；所述調(diào)制器的輸出端與所述相位調(diào)整器的輸入端連接；所述調(diào)制器用于對輸入信號進(jìn)行調(diào)制。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號用于進(jìn)行chirp調(diào)制。

上述基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路中，通過開關(guān)的控制可以使得相位調(diào)整器產(chǎn)生對應(yīng)于奇模和偶模響應(yīng)下的兩種群時(shí)延響應(yīng)，從而使得相位調(diào)整器可以輸出兩種調(diào)制信號以對目標(biāo)信號進(jìn)行調(diào)制。相對于傳統(tǒng)的兩個(gè)電路產(chǎn)生兩種響應(yīng)，本調(diào)制信號生成電路具有良好的集成性和低功耗。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例中的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為另一實(shí)施例中的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中信號經(jīng)過基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路后進(jìn)行chirp調(diào)制示意圖；

圖4為一實(shí)施例中的相位調(diào)整器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一實(shí)施例中的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路，用于輸出兩種不同的調(diào)制信號以對目標(biāo)信號進(jìn)行調(diào)制。圖1為一實(shí)施例中的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路的結(jié)構(gòu)框圖。參見圖1，該基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路包括相位調(diào)整器110和開關(guān)120。開關(guān)120的一端與相位調(diào)整器110的輸出端連接。

相位調(diào)整器(phaser)110的輸入端用于接收輸入信號。相位調(diào)整器110具有色散群時(shí)延特性，從而可以將將輸入信號中各頻率分量按照頻率關(guān)系在時(shí)域上展開，即通過改變信號的相位來對信號進(jìn)行調(diào)整和處理。群時(shí)延是用來描述相位變化隨頻率變化的快慢程度的量。相位調(diào)整器110的群時(shí)延與頻率之間的關(guān)系(也成群時(shí)延響應(yīng))可以為線性關(guān)系，也可以為非線性關(guān)系。在本實(shí)施例中，相位調(diào)整器110的群時(shí)延與頻率之間為線性關(guān)系，從而可以將輸入信號中的各頻率分量按照頻率大小關(guān)系在時(shí)域上展開。

開關(guān)120具有閉合和斷開兩種狀態(tài)。開關(guān)120閉合時(shí)，整個(gè)電路相當(dāng)于短路，對應(yīng)于奇模響應(yīng)；開關(guān)120斷開時(shí)，整個(gè)電路相當(dāng)于開路，對應(yīng)于偶模響應(yīng)。相位調(diào)整器110在開關(guān)120的開合控制下產(chǎn)生兩種不同的群時(shí)延響應(yīng)。不同的群時(shí)延響應(yīng)使得輸入信號中的同一頻率分量具有不同的群時(shí)延，從而對輸入信號進(jìn)行不同的處理，得到兩種不同的調(diào)制信號，并通過開關(guān)120的另一端輸出。得到的調(diào)制信號可以用于chirp調(diào)制中，以對碼元0和1進(jìn)行調(diào)制，從而得到想要的chirp信號。得到的調(diào)制信號也可以用于其他的頻率調(diào)制過程中，而不限于chirp調(diào)制。

上述基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路中，通過開關(guān)120的控制可以使得相位調(diào)整器110產(chǎn)生對應(yīng)于奇模和偶模響應(yīng)下的兩種群時(shí)延響應(yīng)，從而使得相位調(diào)整器110可以輸出兩種調(diào)制信號以對目標(biāo)信號進(jìn)行調(diào)制。相對于傳統(tǒng)的兩個(gè)電路產(chǎn)生兩種響應(yīng)，本調(diào)制信號生成電路具有良好的集成性和低功耗。

圖2為另一實(shí)施例中的基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路的結(jié)構(gòu)框圖。參見圖2，該調(diào)制信號發(fā)生電路包括調(diào)制器210、相位調(diào)整器(phaser)220以及開關(guān)230。其中，調(diào)制器210、相位調(diào)整器220以及開關(guān)230依次連接。

調(diào)制器210用于對輸入信號進(jìn)行調(diào)制。具體的，調(diào)制器210分別接收載波信號x2(t)和調(diào)制信號x1(t)，并利用調(diào)制信號x1(t)對載波信號x2(t)進(jìn)行調(diào)制，以得 到包含有載波信號x2(t)的包絡(luò)信息的輸入信號x1(t)x2(t)。調(diào)制器210生成的輸入信號x1(t)x2(t)如圖3所示。

相位調(diào)整器220用于對輸入信號x1(t)x2(t)進(jìn)行處理以得到兩種不同的調(diào)制信號。相位調(diào)整器220包括相互串聯(lián)的幅度控制單元和相位控制單元。幅度控制單元用于對相位調(diào)整器220的幅度調(diào)節(jié)能力進(jìn)行控制，而相位控制單元?jiǎng)t用于對相位調(diào)整器220的相位調(diào)節(jié)能力進(jìn)行控制，以得到相位調(diào)整器220需要的群時(shí)延。圖4為一具體實(shí)施中的相位調(diào)整器220的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該相位調(diào)整器220包括c型節(jié)410和阻抗倒相器420。c型節(jié)410和阻抗倒相器420相互串聯(lián)。其中，阻抗倒相器420用于控制相位調(diào)整器220這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的幅度，c型節(jié)410用于控制這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的相位。在本實(shí)施例中，c型節(jié)410中包括多個(gè)串聯(lián)設(shè)置的c型節(jié)，且各c型節(jié)尺寸各異。c型節(jié)410的開口側(cè)的兩端分別為輸入端和輸出端。c型節(jié)410上靠近輸入端和輸出端的寬度大于c型節(jié)410的中間位置的寬度。c型節(jié)410為全通結(jié)構(gòu)。阻抗倒相器420包括相互耦合連接且平行設(shè)置的傳輸線。阻抗倒相器420的輸入端和輸出端的寬度大于傳輸線其他位置的寬度，從而確保接觸良好。因此，通過設(shè)計(jì)阻抗倒相器420和c型節(jié)410的具體尺寸(如長、寬以及間距)來產(chǎn)生相位調(diào)整器220所需要的群時(shí)延(群時(shí)延為相位的導(dǎo)數(shù)的負(fù)數(shù))。在本實(shí)施例中，c型節(jié)410和阻抗倒相器420的材質(zhì)均為銅，是一般pcb板常用的材料。

c型節(jié)410和阻抗倒相器420的具體尺寸的確定方法如下：

首先，根據(jù)想要的群時(shí)延能夠得到相位(群時(shí)延是相位的負(fù)導(dǎo)數(shù))。然后通過相位，根據(jù)奇偶模理論就能夠得到這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的s參數(shù)s11(輸入反射系數(shù)，用于表征回波損耗)和s21(正向傳輸系數(shù)，用于表征插入損耗)。因此可以通過阻抗倒相器420實(shí)現(xiàn)s11和s21的幅值，c型節(jié)420實(shí)現(xiàn)s11和s21的相位。具體可以通過matlab把想要得到的s11和s12的幅度導(dǎo)入到ads里面，以幅度為優(yōu)化目標(biāo)，以阻抗倒相器420的長、寬和間隔尺寸為優(yōu)化變量進(jìn)行優(yōu)化。按照理論，阻抗倒相器420的長度為四分之一波長，寬度和間隔可以通過優(yōu)化或調(diào)諧得到，只要s11和s21的幅度為想求得的幅度即可。同理，把阻抗倒相器420與c型節(jié)410串聯(lián)，把想要得到的群時(shí)延為目標(biāo)，對c型節(jié)410的尺寸進(jìn)行優(yōu)化，就可以得到相關(guān)的尺寸。對應(yīng)于想要得到的幅度相位，c型節(jié)410和阻抗倒相器420的具體尺 寸不唯一。c型節(jié)410為全通結(jié)構(gòu)，幅度為1，相位可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。下面以一具體實(shí)施例為例進(jìn)行說明。設(shè)計(jì)的群時(shí)延如下所示：

τ1(ω)＝2ω²+τ0-1

τ-1(ω)＝-2ω²+τ0+1

根據(jù)群時(shí)延與相位的關(guān)系能夠得到相應(yīng)的相位：

根據(jù)相關(guān)理論得到二端口網(wǎng)絡(luò)的s參數(shù)：

因此，根據(jù)求得到的s參數(shù)即可確定出c型節(jié)410和阻抗倒相器420的尺寸；也即，相位調(diào)整器220的響應(yīng)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。

開關(guān)230具有閉合和斷開兩種狀態(tài)。對應(yīng)于開關(guān)230的這兩種狀態(tài)，相位調(diào)整器220能夠產(chǎn)生兩種不同的群時(shí)延響應(yīng)。在本實(shí)施例中，開關(guān)230閉合時(shí)，相位調(diào)整器220產(chǎn)生的群時(shí)延響應(yīng)為正斜率，而開關(guān)230斷開時(shí)，相位調(diào)整器220產(chǎn)生的群時(shí)延響應(yīng)為負(fù)斜率，如圖3所示。圖3中，相位調(diào)整器(phaser)220在開關(guān)230的控制下產(chǎn)生的群時(shí)延響應(yīng)為一次線性函數(shù)，橫坐標(biāo)代表頻率，縱坐標(biāo)代表群時(shí)延。對于正斜率的群時(shí)延響應(yīng)，頻率低群時(shí)延小，頻率高時(shí)群時(shí)延大；對于負(fù)斜率的群時(shí)延響應(yīng)，頻率低時(shí)群時(shí)延大，頻率高時(shí)群時(shí)延小。因此，對于一個(gè)擁有不同頻率分量的輸入信號經(jīng)過相位調(diào)整器220后，當(dāng)相位調(diào)整器220的群時(shí)延響應(yīng)是正斜率時(shí)，輸入信號中的低頻分量的時(shí)延較小，在輸出信號中將出現(xiàn)較早，輸入信號中的高頻分量時(shí)延大，在輸出信號中將出現(xiàn)的晚；當(dāng)相位調(diào)整器220的群時(shí)延響應(yīng)是負(fù)斜率時(shí)，輸入信號中的高頻分量時(shí)延小，在輸出信號中將出現(xiàn)的早，輸入信號中的低頻分量時(shí)延大，在輸出信號 中出現(xiàn)的晚。輸出信號作為調(diào)制信號用于進(jìn)行信號調(diào)制。本實(shí)施例中以chirp的頻率調(diào)制為例進(jìn)行說明。輸出的兩個(gè)調(diào)制信號分別對chirp調(diào)制的碼元0和1進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號如圖3所示。

上述基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路，運(yùn)用微波奇偶模電路理論，通過開關(guān)230對相位調(diào)整器220進(jìn)行控制，產(chǎn)生兩種響應(yīng)，用來產(chǎn)生chirp調(diào)制信號。相對于傳統(tǒng)的兩個(gè)電路產(chǎn)生兩個(gè)響應(yīng)而言，上述基于相位調(diào)整器的調(diào)制信號生成電路具有良好的集成性和低功耗。并且，相位調(diào)整器220的群時(shí)延響應(yīng)可以根據(jù)需要進(jìn)行任意設(shè)計(jì)，從而滿足不同需求。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。