基于相位调整器的调制信号生成电路的制作方法

本发明涉及模拟信号处理技术领域，特别是涉及一种基于相位调整器的调制信号生成电路。

背景技术：

chirp是通信领域中的一种编码脉冲技术，是一种信号频率随时间改变而改变的调制技术。chirp信号就是一种频率随时间改变而改变的信号。传统的chirp调制过程中，需要通过两个电路来产生两个响应以输出两种不同的调制信号分别对码元0和1进行调制。这种调制方法的集成性较低，且功耗较高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种具有良好集成性且低功耗的基于相位调整器的调制信号生成电路。

一种基于相位调整器的调制信号生成电路，用于输出两种不同的调制信号，包括：相位调整器，所述相位调整器具有群时延特性，所述相位调整器的输入端用于接收输入信号，并将输入信号中的各频率分量按频率关系在时域上展开；以及开关，一端与所述相位调制器的输出端连接；所述开关用于控制所述相位调整器产生对应于奇模和偶模响应下的两种不同的群时延响应；所述相位调整器根据产生的两种群时延响应对输入信号进行处理，并通过开关的另一端输出两种不同的调制信号。

在其中一个实施例中，所述相位调整器包括相互串联的幅度控制单元和相位控制单元；所述幅度控制单元用于对所述相位调整器的幅度调节能力进行控制、所述相位控制单元用于对所述相位调整器的相位调节能力进行控制，以得到所述相位调整器需要的群时延。

在其中一个实施例中，所述相位控制单元包括c型节；所述c型节上位于开口侧的两端分别作为输入端和输出端，所述c型节上靠近输入端和输出端的 两端的宽度大于所述c型节的中间位置的宽度。

在其中一个实施例中，所述相位控制单元包括多个相互串联的c型节；多个c型节的尺寸各不相同。

在其中一个实施例中，所述c型节为全通结构。

在其中一个实施例中，所述幅度控制单元包括阻抗倒相器；所述阻抗倒相器包括相互耦合连接且平行设置的传输线。

在其中一个实施例中，所述阻抗倒相器的输入端和输出端的宽度大于传输线其他位置的宽度，所述传输线为四分之一波长的长度。

在其中一个实施例中，所述幅度控制单元和所述相位控制单元均由铜质材料制成。

在其中一个实施例中，还包括调制器；所述调制器的输出端与所述相位调整器的输入端连接；所述调制器用于对输入信号进行调制。

在其中一个实施例中，所述调制信号用于进行chirp调制。

上述基于相位调整器的调制信号生成电路中，通过开关的控制可以使得相位调整器产生对应于奇模和偶模响应下的两种群时延响应，从而使得相位调整器可以输出两种调制信号以对目标信号进行调制。相对于传统的两个电路产生两种响应，本调制信号生成电路具有良好的集成性和低功耗。

附图说明

图1为一实施例中的基于相位调整器的调制信号生成电路的结构框图；

图2为另一实施例中的基于相位调整器的调制信号生成电路的结构示意图；

图3为图2中信号经过基于相位调整器的调制信号生成电路后进行chirp调制示意图；

图4为一实施例中的相位调整器的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一实施例中的基于相位调整器的调制信号生成电路，用于输出两种不同的调制信号以对目标信号进行调制。图1为一实施例中的基于相位调整器的调制信号生成电路的结构框图。参见图1，该基于相位调整器的调制信号生成电路包括相位调整器110和开关120。开关120的一端与相位调整器110的输出端连接。

相位调整器(phaser)110的输入端用于接收输入信号。相位调整器110具有色散群时延特性，从而可以将将输入信号中各频率分量按照频率关系在时域上展开，即通过改变信号的相位来对信号进行调整和处理。群时延是用来描述相位变化随频率变化的快慢程度的量。相位调整器110的群时延与频率之间的关系(也成群时延响应)可以为线性关系，也可以为非线性关系。在本实施例中，相位调整器110的群时延与频率之间为线性关系，从而可以将输入信号中的各频率分量按照频率大小关系在时域上展开。

开关120具有闭合和断开两种状态。开关120闭合时，整个电路相当于短路，对应于奇模响应；开关120断开时，整个电路相当于开路，对应于偶模响应。相位调整器110在开关120的开合控制下产生两种不同的群时延响应。不同的群时延响应使得输入信号中的同一频率分量具有不同的群时延，从而对输入信号进行不同的处理，得到两种不同的调制信号，并通过开关120的另一端输出。得到的调制信号可以用于chirp调制中，以对码元0和1进行调制，从而得到想要的chirp信号。得到的调制信号也可以用于其他的频率调制过程中，而不限于chirp调制。

上述基于相位调整器的调制信号生成电路中，通过开关120的控制可以使得相位调整器110产生对应于奇模和偶模响应下的两种群时延响应，从而使得相位调整器110可以输出两种调制信号以对目标信号进行调制。相对于传统的两个电路产生两种响应，本调制信号生成电路具有良好的集成性和低功耗。

图2为另一实施例中的基于相位调整器的调制信号生成电路的结构框图。参见图2，该调制信号发生电路包括调制器210、相位调整器(phaser)220以及开关230。其中，调制器210、相位调整器220以及开关230依次连接。

调制器210用于对输入信号进行调制。具体的，调制器210分别接收载波信号x2(t)和调制信号x1(t)，并利用调制信号x1(t)对载波信号x2(t)进行调制，以得 到包含有载波信号x2(t)的包络信息的输入信号x1(t)x2(t)。调制器210生成的输入信号x1(t)x2(t)如图3所示。

相位调整器220用于对输入信号x1(t)x2(t)进行处理以得到两种不同的调制信号。相位调整器220包括相互串联的幅度控制单元和相位控制单元。幅度控制单元用于对相位调整器220的幅度调节能力进行控制，而相位控制单元则用于对相位调整器220的相位调节能力进行控制，以得到相位调整器220需要的群时延。图4为一具体实施中的相位调整器220的电路结构示意图。该相位调整器220包括c型节410和阻抗倒相器420。c型节410和阻抗倒相器420相互串联。其中，阻抗倒相器420用于控制相位调整器220这个二端口网络的幅度，c型节410用于控制这个二端口网络的相位。在本实施例中，c型节410中包括多个串联设置的c型节，且各c型节尺寸各异。c型节410的开口侧的两端分别为输入端和输出端。c型节410上靠近输入端和输出端的宽度大于c型节410的中间位置的宽度。c型节410为全通结构。阻抗倒相器420包括相互耦合连接且平行设置的传输线。阻抗倒相器420的输入端和输出端的宽度大于传输线其他位置的宽度，从而确保接触良好。因此，通过设计阻抗倒相器420和c型节410的具体尺寸(如长、宽以及间距)来产生相位调整器220所需要的群时延(群时延为相位的导数的负数)。在本实施例中，c型节410和阻抗倒相器420的材质均为铜，是一般pcb板常用的材料。

c型节410和阻抗倒相器420的具体尺寸的确定方法如下：

首先，根据想要的群时延能够得到相位(群时延是相位的负导数)。然后通过相位，根据奇偶模理论就能够得到这个二端口网络的s参数s11(输入反射系数，用于表征回波损耗)和s21(正向传输系数，用于表征插入损耗)。因此可以通过阻抗倒相器420实现s11和s21的幅值，c型节420实现s11和s21的相位。具体可以通过matlab把想要得到的s11和s12的幅度导入到ads里面，以幅度为优化目标，以阻抗倒相器420的长、宽和间隔尺寸为优化变量进行优化。按照理论，阻抗倒相器420的长度为四分之一波长，宽度和间隔可以通过优化或调谐得到，只要s11和s21的幅度为想求得的幅度即可。同理，把阻抗倒相器420与c型节410串联，把想要得到的群时延为目标，对c型节410的尺寸进行优化，就可以得到相关的尺寸。对应于想要得到的幅度相位，c型节410和阻抗倒相器420的具体尺 寸不唯一。c型节410为全通结构，幅度为1，相位可以根据需要进行设置。下面以一具体实施例为例进行说明。设计的群时延如下所示：

τ1(ω)＝2ω²+τ0-1

τ-1(ω)＝-2ω²+τ0+1

根据群时延与相位的关系能够得到相应的相位：

根据相关理论得到二端口网络的s参数：

因此，根据求得到的s参数即可确定出c型节410和阻抗倒相器420的尺寸；也即，相位调整器220的响应可以根据需要进行设置。

开关230具有闭合和断开两种状态。对应于开关230的这两种状态，相位调整器220能够产生两种不同的群时延响应。在本实施例中，开关230闭合时，相位调整器220产生的群时延响应为正斜率，而开关230断开时，相位调整器220产生的群时延响应为负斜率，如图3所示。图3中，相位调整器(phaser)220在开关230的控制下产生的群时延响应为一次线性函数，横坐标代表频率，纵坐标代表群时延。对于正斜率的群时延响应，频率低群时延小，频率高时群时延大；对于负斜率的群时延响应，频率低时群时延大，频率高时群时延小。因此，对于一个拥有不同频率分量的输入信号经过相位调整器220后，当相位调整器220的群时延响应是正斜率时，输入信号中的低频分量的时延较小，在输出信号中将出现较早，输入信号中的高频分量时延大，在输出信号中将出现的晚；当相位调整器220的群时延响应是负斜率时，输入信号中的高频分量时延小，在输出信号中将出现的早，输入信号中的低频分量时延大，在输出信号 中出现的晚。输出信号作为调制信号用于进行信号调制。本实施例中以chirp的频率调制为例进行说明。输出的两个调制信号分别对chirp调制的码元0和1进行调制，调制后的信号如图3所示。

上述基于相位调整器的调制信号生成电路，运用微波奇偶模电路理论，通过开关230对相位调整器220进行控制，产生两种响应，用来产生chirp调制信号。相对于传统的两个电路产生两个响应而言，上述基于相位调整器的调制信号生成电路具有良好的集成性和低功耗。并且，相位调整器220的群时延响应可以根据需要进行任意设计，从而满足不同需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。