一种幅度和相位调节的方法和装置与流程

本发明涉及无线通讯信号调制领域，具体涉及一种幅度和相位调节方法和装置。

背景技术：

幅度和相位调节装置是一种包含幅度调节和相位调节功能的装置，被广泛应用于现代无线通信系统中，具体涉及波束成形、功率合成、信号对消等领域。例如，在波束成形应用中，天线阵列中每一路天线所发射信号的相位和幅度都需要进行控制，以形成波束聚集效应，这时每一路信号都需要幅度和相位调节装置进行调节；在信号对消应用中，需要将待消除信号提取出来，然后进行幅度和相位调节，使得提取出来的信号与原信号幅度相等，相位相差180°，再与原信号进行合成，达到信号对消的目的。现有技术中的幅度和相位调节装置需要引入移相器对信号进行调相，还需要引入衰减器对信号进行调幅。该幅度和相位调节装置不但电路复杂，还价格昂贵，尤其很难实现对微波尤其毫米波的精密调节。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明公开了一种幅度和相位调节方法和装置。

根据第一方面，一种实施例中提供一种幅度和相位的调节方法，包括：

将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号；

将两路所述信号分别与两路直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；其中直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置；

将混频后的两路信号合成一路信号并输出。

根据第二方面，一种实施例中提供一种幅度和相位的调节方法，包括：

将待调节的模拟信号分成两路幅度和相位都相同的信号；

将两路所述信号分别与两路直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；其中直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置；

将其中一路混频后的信号移相90°后与另一路混频后的信号合成一路信号并输出。

根据第三方面，一种实施例中提供一种幅度和相位的调节装置，包括：

分配器，用于将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号；

两个直流信号发生器，用于提供两路直流信号；其中两路直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置；

两个混频器，分别连接在所述分配器和所述直流信号发生器之间，用于将两路所述信号分别与两路所述直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；

合路器，与所述两个混频器连接，用于将混频后的两路信号合成一路信号并输出。

根据第四方面，一种实施例中提供一种幅度和相位的调节装置，包括：

功分器，用于将待调节的模拟信号分成两路幅度和相位都相同的信号；

两个直流信号发生器，用于提供两路直流信号；其中两路直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置；

两个混频器，分别连接在所述分配器和所述直流信号发生器之间，用于将两路所述信号分别与两路所述直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；

分配器，与两个所述混频器连接，用于将其中一路混频后的信号移相90°后与另一路混频后的信号合成一路信号并输出。

根据第五方面，一种实施例中提供一种幅度和相位调节装置，包括：

两个直流信号发生器，用于提供两路直流信号；其中两路直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置；

iq调制器，用于将待调节的模拟信号分为两路相互正交的信号，再将两路所述信号分别与所述两路直流信号混频后合成一路信号输出；

依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压；

依据来设置直流信号的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。

依据上述实施例的一种幅度和相位调节方法和装置，通过采用分配器、两个直流信号发生器、两个混频器和合路器来实现对待调节信号的调幅和调相。本申请公开的装置结构简单、价格低廉，由于只需通过设定两路直流信号的电压值来实现对待调节信号的调幅和调相的调节，使得不但控制方法简单，还可实现精密调节。

附图说明

图1为现有技术中的幅度和相位调节装置的结构示意图；

图2为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图；

图3为一种实施例中幅度和相位调节方法的流程图；

图4为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图；

图5为一种实施例中幅度和相位调节方法的流程图；

图6为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，为现有技术中的幅度和相位调节装置的结构示意图，包括衰减器和移相器。待调节信号先输入衰减器进行调幅，通过调节衰减控制信号调节待调节信号的幅度。待调节信号调幅后再输入移相器，通过调节移相控制信号调节待调节信号的相位。该方案中，移相器的价格非常昂贵，且对待调节信号的频率有要求。因高频信号(微波尤其毫米波)采用移相器很难实现相位调节，而衰减器和移相器的调节分辨率通常比较低，对于高频信号基本无法实现精密调节。

在本发明实施例中，采用分配器、两个直流信号发生器、两个混频器和合路器实现对待调节信号的幅度和相位的调节。先通过分配器将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号，再通过两个混频器将两路信号分别与两路直流信号发生器提供的直流信号进行混频，再由合路器将两路混频后的信号合成输出，进而实现对待调节模拟信号的调幅和调相。

实施例一：

如图2所示，为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图，包括分配器、直流信号发生器1、直流信号发生器2、混频器1、混频器2和合路器。分配器用于将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号l01和信号l02。直流信号发生器1和直流信号发生器2用于分别为混频器1和混频器2提供直流信号i和直流信号q，其中直流信号i和直流信号q的电压根据需调节的目标信号来设置。具体是，依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是直流信号i和直流信号q的电压；依据来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。混频器1与直流信号发生器1和分配器连接。混频器1用于将直流信号i和信号l01混频，输出混频后的信号rf1。混频器2与直流信号发生器2和分配器连接。混频器2用于将直流信号q和信号l02混频，输出混频后的信号rf2。合路器与混频器1和混频器2分别连接，用于将混频后的信号rf1和信号rf2合成一路信号，并输出信号rfout。通过设置直流信号i和直流信号q的电压，实现对输出信号rfout的幅度和相位的调节。一实施例中，分配器包括耦合器或功分器。一实施例中，直流信号发生器包括数模转换器。

如图3所示，为一种实施例中幅度和相位调节方法的流程图，本申请还公开了一种幅度和相位调节方法，包括：

步骤一，将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号；

步骤二，将两路所述信号分别与两路直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；

其中，直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置。具体是依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压；依据来设置直流信号的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。

步骤三，将混频后的两路信号合成一路信号并输出。

下面举例说明，例如待调节信号为一正弦波：

将调节信号分为两路幅度相等且相位相差90°的信号：

l01＝a*cos(ωl0t)

将上述两路信号分别与直流信号i和直流信号q混频，其中直流信号i和直流信号q的电压分别为b1和b2。

则混频后的信号rf1和信号rf2为：

rf1＝l01*i＝a*b1*cos(ωl0t)

将混频后的信号rf1和信号rf2合成一路信号rfout并输出：

依上可得：

其中，ψ＝tan^-1(b2/b1)，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。设定则通过调节直流信号的电压b1和b2，来调节ω和ψ值，进而实现对输出信号rfout的幅度和相位的调节。

本实施例中，通过采用分配器、两个直流信号发生器、两个混频器和合路器来实现对待调节信号的调幅和调相。一方面，本装置结构简单、价格低廉。另一方面，由于可通过设定两路直流信号的电压值来实现对待调节信号的调幅和调相的调节，所以不但控制方法简单，还可以实现精密调节。尤其该装置可以实现对高频信号的调幅和调相。

实施例二：

如图4所示，为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图，包括功分器、直流信号发生器1、直流信号发生器2、混频器1、混频器2和分配器。功分器用于将待调节的模拟信号分为两路幅度相等且相位相等的信号l01和信号l02。直流信号发生器1和直流信号发生器2用于分别为混频器1和混频器2提供直流信号i和直流信号q，其中直流信号i和直流信号q的电压根据需调节的目标信号来设置。具体是，依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是直流信号i和直流信号q的电压；依据来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。混频器1与直流信号发生器1和功分器连接。混频器1用于将直流信号i和信号l01混频，输出混频后的信号rf1。混频器2与直流信号发生器2和功分器连接。混频器2用于将直流信号q和信号l02混频，输出混频后的信号rf2。分配器与混频器1和混频器2分别连接，用于将混频后的信号rf1移相90°后与另一路混频后的信号rf2合成一路信号，并输出信号rfout。通过设置直流信号i和直流信号q的电压，实现对输出信号rfout的幅度和相位的调节。一实施例中，分配器包括耦合器或功分器。一实施例中，直流信号发生器包括数模转换器。

如图5所示，为一种实施例中幅度和相位调节方法的流程图，本申请还公开了一种幅度和相位调节方法，包括：

步骤一，将待调节的模拟信号分成两路幅度和相位都相同的信号；

步骤二，将两路信号分别与两路直流信号混频，以进行幅度和相位的调节；

其中，直流信号的电压根据需调节的目标信号来设置。具体是依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压；依据来设置直流信号的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。

步骤三，将其中一路混频后的信号移相90°后与另一路混频后的信号合成一路信号并输出。

下面举例说明，例如待调节信号为一正弦波：

将调节信号分为两路幅度相等且相位相同的信号：

l01＝a*cos(ωl0t)

l02＝a*cos(ωl0t)

将上述两路信号分别与直流信号i和直流信号q混频，其中直流信号i和直流信号q的电压分别为b1和b2。

则混频后的信号rf1和信号rf2为：

rf1＝l01*i＝a*b1*cos(ωl0t)

rf2＝l02*q＝a*b2*cos(ωl0t)

将混频后的信号rf1移相90°后与另一路混频后的信号rf2合成一路信号rfout，并输出信号rfout。

依上可得：

其中，ψ＝tan^-1(b2/b1)，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。设定则通过调节直流信号的电压b1和b2，来调节ω和ψ值，进而实现对输出信号rfout的幅度和相位的调节。

实施例三：

如图6所示，为一实施例中幅度和相位调节装置的结构示意图，包括直流信号发生器1、直流信号发生器2和1q调制器。直流信号发生器1和直流信号发生器2用于提供两路直流信号i和直流信号q，其中直流信号i和直流信号q的电压根据需调节的目标信号来设置。具体是，依据ψ＝tan^-1(b2/b1)来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ψ为目标信号的相位，b1和b2分别是直流信号i和直流信号q的电压；依据来设置直流信号i和直流信号q的电压，其中ω为目标信号的幅度，b1和b2分别是所述两路直流信号的电压。iq调制器用于将待调节的模拟信号分为两路相互正交的信号，再将两路信号分别与直流信号i和直流信号q混频后合成一路信号rfout输出。本实施例的原理可参考实施例二所述方法中的内容，由于直接采用iq调制器代替了混频器、耦合器、功分器和分配器，所以可进一步降低成本。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。