一種基于高速通信調制器復用的智能天線波束成形前端制造技術

本發明專利技術涉及一種基于高速通信調制器復用的智能天線波束成形前端，包括射頻本振、功率放大器、基帶電路、波形生成電路、數字／模擬轉換控制電路、以及一個以上的高速矢量調制器和天線。射頻本振提供的載波振蕩信號經功率放大器放大后傳輸到高速矢量調制器。數字／模擬轉換控制電路同時接收基帶電路產生的高速通信數字基帶信號和波形生成電路產生的智能天線空間波束形成數據，并對數字基帶信號進行調制和將波束形成數據轉換為控制高速矢量調制器的模擬控制信號。每個高速矢量調制器根據收到的控制信號對載波振蕩信號進行幅度和相位的調制，由各自的天線發送，從而在空間形成不同的天線波束。本發明專利技術避免了現有系統的鏈路冗長和系統復雜等問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及智能天線波束成形
，特別是涉及一種基于高速通信調制器復 用的智能天線波束成形前端。
技術介紹
智能天線是一種充分利用空間資源進行信號品質提升、干擾抑制(或消除)及適 應性波速調整的機制。其最初的運用模式是利用天線陣列提供的天線增益用以提升信噪 比；對抗無線通道的多徑衰落現象，也可利用天線陣列進行空間分集，以獲得分集增益；另 一種運用方式是利用信號方向性的波束成形技術，能夠運用具有自我適應、調整功能的算 法驅動陣列天線，使其產生特定的波束形狀，將主要波束對準目標信號，用以強化接收品 質，同時調整零陷點，使其對準干擾信號，用以抑制(或消除)干擾，從而達到增加系統容 量、擴大涵蓋面積和提高傳輸速率等多重目的。目前高速通信體制中，如圖1所示，智能天線波束成形的方式是將信號通過數字 基帶調制至模擬中頻、再由中頻上變頻至射頻載波信號。但是，采用這種波束成形的方式會 帶來鏈路冗長，系統復雜等諸多問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于高速通信調制器復用的智能天線波 束成形前端，能夠基于同一調制電路實現信號調制與智能天線空間波束成形的目的。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種基于高速通信調制器復用 的智能天線波束成形前端，包括射頻本振、功率放大器、基帶電路、波形生成電路、數字/模 擬轉換控制電路、以及一個以上的高速矢量調制器和天線，所述的射頻本振用于提供載波 振蕩信號；所述的功率放大器用于放大所述的載波振蕩信號，并將放大后的載波振蕩信號 傳輸到所述的高速矢量調制器；所述的基帶電路用于產生高速通信數字基帶信號；所述的 波形生成電路用于產生智能天線空間波束形成數據；所述的數字/模擬轉換控制電路用于 將接收到的數字基帶信號進行調制，和將接收到的波束形成數據轉換為控制所述的高速矢 量調制器的模擬控制信號；所述的每個高速矢量調制器根據收到的模擬控制信號對所述的 載波振蕩信號進行幅度和相位的調制；所述的每根天線用于發送與其相對應的高速矢量調 制器產生的信號。所述的數字/模擬轉換控制電路采用四相相移鍵控(簡稱“QPSK”)調制方式或正 交振幅(簡稱“QAM”)調制方式對所述的數字基帶信號進行調制。所述的放大后的載波振蕩信號通過功率分配網絡進入所述的高速矢量調制器。有益效果由于采用了上述的技術方案，本專利技術與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果本專利技術的數字/模擬轉換控制電路同時接收基帶電路產生的高速通信數字基帶信號和 波形生成電路產生的智能天線空間波束形成數據，并對數字基帶信號進行調制和將波束形成數據轉換為控制高速矢量調制器的模擬控制信號。在對數字基帶信號進行高速調制的同 時，對載波的相位、幅度也進行調制，從而實現智能天線的空間波束形成。采用矢量調制方 法同時實現信號調制與載波調制，達到基于同一調制電路實現信號調制與智能天線空間波 束成形的目的，避免了現有技術帶來的鏈路冗長和系統復雜等諸多問題。附圖說明圖1是現有技術中高速通信變頻調制體制原理圖；圖2是本專利技術的結構示意圖；圖3是+30°天線波束形成實例說明圖。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術 而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。本專利技術的實施方式涉及一種基于高速通信調制器復用的智能天線波束成形前端， 包括射頻本振、功率放大器、基帶電路、波形生成電路、數字/模擬轉換控制電路、以及一個 以上的高速矢量調制器和天線。其中，射頻本振提供載波振蕩信號；功率放大器將載波振蕩 信號放大至必要的功率電平；基帶電路產生高速通信數字基帶信號；波形生成電路產生智 能天線空間波束形成數據；數字/模擬轉換控制電路產生高速矢量調制器控制信號；高速 矢量調制器控制載波振蕩信號的幅度和相位；天線發射與其對應的高速矢量調制器產生的 信號，形成輻射陣列。由射頻本振提供載波振蕩信號，經過功率放大器放大后，通過功率分配網絡進入 高速矢量調制器。基帶電路產生高速通信數字基帶信號，波形生成電路產生的智能天線空 間波束形成數據(即對各個天線的控制信號)。數字/模擬轉換控制電路同時接收數字基 帶信號和智能天線空間波束形成數據，并對數字基帶信號進行調制(采用的調制方式可以 是QPSK，也可以是QAM)，和將波束形成數據轉換為控制高速矢量調制器的模擬控制信號； 每個高速矢量調制器根據收到的模擬控制信號對載波振蕩信號進行幅度和相位的調制，從 而產生不同的幅度和相位偏移量；每根天線用于發送與其相對應的高速矢量調制器產生的 信號，即不同的天線發送具有不同幅度和相位偏移量的載波振蕩信號，可在空間形成不同 的天線波束。以1X8天線陣列為例，生成θ =+30°的波束，如圖3。波形生成電路發送θ = +30°控制字信號至數字/模擬轉換控制電路，該數字/模擬轉換控制電路根據波束控制 算法，給出φ'⑷-φ'(+1) = 90°η = 1，2，. .，7的波束控制相位。同時基帶電路也發送QPSK 調制信號至數字/模擬轉換控制電路，調制信號的相位為^…)=々〗。,^〗。』 〗。，〗^。!!=“ 2，..，8。則控制電路將兩部分相位疊加，得到最終天線單元相位φ(〃) = φ'(〃) + <(〃)η = 1， 2，..，8。然后數字/模擬轉換控制電路將相位φ(〃) η = 1，2，..，8根據算法轉換成對應的 模擬控制電壓V (η) η = 1，2，. .，8分別對8個高速矢量調制器進行調制，最終在天線陣列形 成φ(〃)η = 1，2，..，8的相位分布，進而在空間合成θ =+30°的天線波束。 不難發現，本專利技術的數字/模擬轉換控制電路同時接收基帶電路產生的高速通信 數字基帶信號和波形生成電路產生的智能天線空間波束形成數據，并對數字基帶信號進行 調制和將波束形成數據轉換為控制高速矢量調制器的模擬控制信號。在對數字基帶信號進 行高速調制的同時，對載波的相位、幅度也進行調制，從而實現智能天線的空間波束形成。 采用矢量調制方法同時實現信號調制與載波調制，達到基于同一調制電路實現信號調制與 智能天線空間波束成形的目的，避免了現有技術帶來的鏈路冗長和系統復雜等諸多問題。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于高速通信調制器復用的智能天線波束成形前端，包括射頻本振、功率放大器、基帶電路、波形生成電路、數字／模擬轉換控制電路、以及一個以上的高速矢量調制器和天線，其特征在于，所述的射頻本振用于提供載波振蕩信號；所述的功率放大器用于放大所述的載波振蕩信號，并將放大后的載波振蕩信號傳輸到所述的高速矢量調制器；所述的基帶電路用于產生高速通信數字基帶信號；所述的波形生成電路用于產生智能天線空間波束形成數據；所述的數字／模擬轉換控制電路用于將接收到的數字基帶信號進行調制，和將接收到的波束形成數據轉換為控制所述的高速矢量調制器的模擬控制信號；所述的每個高速矢量調制器根據收到的模擬控制信號對所述的載波振蕩信號進行幅度和相位的調制；所述的每根天線用于發送與其相對應的高速矢量調制器產生的信號。

【技術特征摘要】
一種基于高速通信調制器復用的智能天線波束成形前端，包括射頻本振、功率放大器、基帶電路、波形生成電路、數字/模擬轉換控制電路、以及一個以上的高速矢量調制器和天線，其特征在于，所述的射頻本振用于提供載波振蕩信號；所述的功率放大器用于放大所述的載波振蕩信號，并將放大后的載波振蕩信號傳輸到所述的高速矢量調制器；所述的基帶電路用于產生高速通信數字基帶信號；所述的波形生成電路用于產生智能天線空間波束形成數據；所述的數字/模擬轉換控制電路用于將接收到的數字基帶信號進行調制，和將接收到的波束形成數據轉換為控制所述的高速矢...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李凌云，孫曉瑋，錢蓉，侯陽，
申請(專利權)人：中國科學院上海微系統與信息技術研究所，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]