正交线极化数字调制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视距无线通信领域，具体涉及视距无线通信发射机中的数字调制器。技术背景
[0002]在无线通信领域中，数字调制技术被广泛应用。二进制基带信号为“0”和“ 1 ”构成的一个序列，通常码元符号“0”对应低电平，而码元符号“1”对应高电平。在已有的数字调制方式中，利用正弦波的幅度、相位、频率特性，可以采用幅度键控、相位键控和频率键控三种基本的调制方式。无论采用哪种调制方式，已调信号都是具有一定带宽的。而且，随着基带速率的提高，已调信号占用带宽越宽。这样，随着用户数量增加，传输信息增加，频谱资源越发紧张。同时，上述调制方式实现也相对复杂，需要混频器、滤波器等各种信号处理功能模块。在无线传输环境中，电磁波具有极化特性。极化特性正交的两个电磁波，是可以独立存在和可分辨的，比如线极化中的水平极化和垂直极化。所以，电磁波的极化特性可以作为信息载体。虽然电磁波在折射和反射时，其极化特性将可能发生变化，但在视距无线通信中，电磁波的折射和反射可以忽略，所以，极化特性在电磁波传播过程中是不会发生变化的。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:现有数字调制方式利用信号幅度、相位、频率特性携带信息，完成调制，产生的已调信号需要占用较多频谱资源，而且实现比较复杂。
[0004]解决上述问题的技术方案是正交线极化数字调制器，其特征在于:
[0005]正交线极化数字调制器包括四个模块，即正交线极化天线模块、射频开关模块、本振模块、基带信号产生模块；调制器产生的电磁波为水平极化和垂直极化，两种极化电磁波分别对应二进制基带信号的两种码元；
[0006]正交线极化天线模块具有两个输入馈电端口 A和B，两个馈电端口分别与射频开关模块的输出端口 E和F相连，当射频信号由天线的馈电端口 A输入，天线发射水平极化电磁波，当射频信号由天线的馈电端口 B输入，天线发射垂直极化电磁波；
[0007]射频开关模块是一个单刀双掷开关，具有两个输入端口 C和D，两个输出端口 E和F ;其中，一个输入端口 C是射频信号输入端口，与本振模块的输出端口相连，另一个输入端口 D是开关控制端口，与基带信号产生模块输出端口相连；射频开关模块的两个输出端口 E和F，分别与正交线极化天线模块的A和B两个馈电端口相连；
[0008]本振模块产生连续的点频信号，该信号频率为调制器的工作频率，本振的输出端口与射频开关模块的射频信号输入端口 C相连；
[0009]基带信号产生模块产生二进制基带信号，具有高、低两种电平，该基带信号作为射频开关模块的开关控制信号；基带信号产生模块的输出端口与射频开关模块的开关控制端口 D相连。
[0010]本发明的有益效果是:同已有的数字调制方式相比，正交线极化调制器产生的已调信号是点频信号，利用电磁波极化特性携带信息而不是幅度、相位和频率。正交线极化调制器不仅频率利用率高，同时实现也较为简单。本发明可以用于视距无线通信的发射机领域。
【附图说明】
[0011]图1为正交线极化调制器结构框图。
[0012]图2为正交线极化天线模块示意图。
[0013]图3为射频开关t旲块不意图。
[0014]图4为基带信号产生模块示意图。
【具体实施方式】
[0015]参阅图1。正交线极化数字调制器包括四个模块，即正交线极化天线模块、射频开关模块、本振模块、基带信号产生模块。本振模块产生一个射频信号，通过端口 C输入给射频开关模块。基带信号产生模块产生高低电平的二进制基带信号，作为射频开关模块的控制信号，从端口 D输入射频开关模块。射频开关模块根据基带信号控制开关，分别把输入射频信号从端口 E和F输出给正交线极化天线模块。
[0016]参阅图2。正交线极化天线模块具有两个输入馈电端口 A和B，两个馈电端口分别与射频开关模块的输出端口 E和F相连。当射频信号由馈电端口 A输入，天线发射水平极化电磁波，当射频信号由馈电端口 B输入，天线发射垂直极化电磁波。
[0017]参阅图3。射频开关模块是一个单刀双掷开关，具有两个输入端口 C和D，两个输出端口 E和F。其中，一个输入端口 C是射频信号输入端口，与本振模块的输出端口相连，另一个输入端口 D是开关控制端口，与基带信号产生模块输出端口相连。射频开关模块的两个输出端口 E和F，分别与正交线极化天线模块的A和B两个馈电端口相连。当控制信号是高电平，开关连接E端口，本振模块产生的信号由E端口传递给正交线极化天线的A端口，天线产生水平极化电磁波。当控制信号是低电平，开关连接F端口，本振模块产生的信号由F端口传递给正交线极化天线的B端口，天线产生垂直极化电磁波。
[0018]本振模块产生连续的点频信号，该信号频率为调制器的工作频率，本振的输出端口与射频开关模块的射频信号输入端口 C相连。由于是单一频率信号，最终使得已调信号所占用的带宽非常窄。基带信号所能够达到的最高速率，决定于射频开关的切换频率，而不是已调信号的带宽。
[0019]参阅图4。基带信号产生模块产生二进制基带信号，具有高、低两种电平，该基带信号作为射频开关模块的开关控制信号。通常高电平对应码元符号“ 1 ”，低电平对应码元符号“0”。基带信号产生模块的输出端口与射频开关模块的开关控制端口 D相连。
[0020]本发明利用电磁波的极化特性，携带基带信号的信息，而不是信号幅度、相位和频率。这样的调制方式，产生的已调信号是点频信号，所以带宽很窄，可以达到很高的频谱利用率。同时，实现方法主要依靠射频开关，而不是混频器、滤波器等，实现也较为简单。本发明适用于电磁波折射和反射可以被忽略的视距无线通信领域的发射机中。
【主权项】
1.正交线极化数字调制器，其特征在于: 正交线极化数字调制器包括四个模块，即正交线极化天线模块、射频开关模块、本振模块、基带信号产生模块；调制器产生的电磁波为水平极化和垂直极化，两种极化电磁波分别对应二进制基带信号的两种码元； 正交线极化天线模块具有两个输入馈电端口 A和B，两个馈电端口分别与射频开关模块的输出端口 E和F相连，当射频信号由天线的馈电端口 A输入，天线发射水平极化电磁波，当射频信号由天线的馈电端口 B输入，天线发射垂直极化电磁波； 射频开关模块是一个单刀双掷开关，具有两个输入端口 C和D，两个输出端口 E和F ;其中，一个输入端口 C是射频信号输入端口，与本振模块的输出端口相连，另一个输入端口D是开关控制端口，与基带信号产生模块输出端口相连；射频开关模块的两个输出端口 E和F，分别与正交线极化天线模块的A和B两个馈电端口相连； 本振模块产生连续的点频信号，该信号频率为调制器的工作频率，本振的输出端口与射频开关模块的射频信号输入端口 C相连； 基带信号产生模块产生二进制基带信号，具有高、低两种电平，该基带信号作为射频开关模块的开关控制信号；基带信号产生模块的输出端口与射频开关模块的开关控制端口 D相连。
【专利摘要】正交线极化数字调制器，包括正交线极化天线模块、射频开关模块、本振模块、基带信号产生模块。本振模块产生连续点频信号，并输出给射频开关模块，基带信号产生模块产生的二进制基带信号作为射频开关模块的控制信号，不同码元使得射频开关模块从不同的两个端口输出射频信号。射频开关模块的两个输出端口分别与正交线极化天线的两个输入端口相连，不同端口输入的射频信号分别产生水平极化和垂直极化的电磁波。正交线极化数字调制器以不同的电磁波极化特性代表不同的基带信号码元，具有频谱资源占用少、实现简单的优点。可以应用于各种视距传播的无线通信领域。
【IPC分类】H04L27/36
【公开号】CN105357165
【申请号】CN201510798932
【发明人】曾浩, 王秋实, 崔悦琪, 周建文, 刘玲
【申请人】重庆大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月19日