正交混频装置

摘要

本发明实施例提供一种正交混频装置，该正交混频装置包括：本地振荡信号输出装置、第一乘法器和第二乘法器，本发明实施例提供的正交混频装置，受制造工艺、电器件特性等的影响较小，可得到高频的本地振荡电信号，从而可满足高速微波通信系统的变频处理的需求。

权利要求

1.一种正交混频装置，其特征在于，包括：本地振荡信号输出装置、第一乘法器和第二乘法器；

所述本地振荡信号输出装置包括：

光信号输出装置，用于输出包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号，并将包含所述第一波长的第一光信号输入至第一光学耦合器和第二光学耦合器，将包含所述第二波长的第二光信号输入至所述第一光学耦合器和相位移相器，所述固定频率差与微波信号的中心频率相同；

所述相位移相器，用于将所述第二光信号进行90度相位移动得到第三光信号，并将所述第三光信号输入至第二光学耦合器；

所述第一光学耦合器，用于将所述第一光信号和第二光信号耦合得到第四光信号，并将所述第四光信号输入至第一光电转换二极管；

所述第二光学耦合器，用于将所述第一光信号和所述第三光信号耦合得到第五光信号，并将所述第五光信号输入至第二光电转换二极管；

所述第一光电转换二极管，用于将所述第四光信号进行光电转换得到第一本地振荡电信号，并输出所述第一本地振荡电信号；

所述第二光电转换二极管，用于将所述第五光信号进行光电转换得到第二本地振荡电信号，并输出所述第二本地振荡电信号；

所述第一乘法器，用于将所述第一本地振荡电信号与所述微波信号相乘，得到第一中频信号；

所述第二乘法器，用于将所述第二本地振荡电信号与所述微波信号相乘，得到第二中频信号。

2.根据权利要求1所述的正交混频装置，其特征在于，所述光信号输出装置包括：激光器，用于输出第六光信号；

调制器，用于接收所述第六光信号并对所述第六光信号进行调制，得到第七光信号，所述第七光信号里的谱线的数量由所述调制器的时钟频率与半波电压决定；

光波长选择开关，用于接收所述第七光信号，并根据所述第七光信号选择输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号。

3.根据权利要求1所述的正交混频装置，其特征在于，所述光信号输出装置包括：相互独立的第一激光器和第二激光器；

所述第一激光器和第二激光器用于输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号。

4.根据权利要求1～3任一项所述的正交混频装置，其特征在于，所述本地振荡信号输出装置中的相位移相器还用于接收控制信号，并根据所述控制信号将所述第二光信号进行

90度相位移动得到所述第三光信号，所述控制信号是由微波接收系统中的数字信号处理单元发送的。

说明书

正交混频装置

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种正交混频装置。

背景技术

[0002] 在通信系统中，为了提高频谱利用率常采用正交调制，正交调制是指对具有90°相差的两个载波分量以两个独立的信号分别进行调制，需要在接收端进行对应的正交解调，一般情况下发射端的载波频率与接收端的本振信号需要保持一致来进行零差解调，也有两个频率不一致的情况下的系统，即外差解调。

[0003] 图1为现有技术中的正交混频装置结构示意图，如图1所示，其利用本振电信号经过一个正交网络（Quadrature Network，可实现把输入的电信号等分成具有正交性的两路电信号，即两路电信号的相位差为90度）进行信号分路并对其中一路信号进行移相90度，得到的两路信号分别与乘法器里的两路微波信号进行相乘，相乘后分别得到Q路中频信号和I路中频信号。

[0004] 但是上述的正交混频装置只适用于低频的本振电信号，而在高速微波通信系统里，当需要使用高频载波的情况下，需要使用高频率范围的本振电信号在接收端进行变频处理，现有的正交混频装置无法实现。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种正交混频装置，可得到高频的正交本地振荡信号，以满足高速微波通信系统的变频处理的需求。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供一种正交混频装置，包括：

[0007] 本地振荡信号输出装置、第一乘法器和第二乘法器；

[0008] 所述本地振荡信号输出装置包括：

[0009] 光信号输出装置，用于输出包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号，并将包含所述第一波长的第一光信号输入至第一光学耦合器和第二光学耦合器，将包含所述第二波长的第二光信号输入至所述第一光学耦合器和相位移相器，所述固定频率差与微波信号的中心频率相同；

[0010] 所述相位移相器，用于将所述第二光信号进行90度相位移动得到第三光信号，并将所述第三光信号输入至第二光学耦合器；

[0011] 所述第一光学耦合器，用于将所述第一光信号和第二光信号耦合得到第四光信号，并将所述第四光信号输入至第一光电转换二极管；

[0012] 所述第二光学耦合器，用于将所述第一光信号和所述第三光信号耦合得到第五光信号，并将所述第五光信号输入至第二光电转换二极管；

[0013] 所述第一光电转换二极管，用于将所述第四光信号进行光电转换得到第一本地振荡电信号，并输出所述第一本地振荡电信号；

[0014] 所述第二光电转换二极管，用于将所述第五光信号进行光电转换得到第二本地振荡电信号，并输出所述第二本地振荡电信号；

[0015] 所述第一乘法器，用于将所述第一本地振荡电信号与所述微波信号相乘，得到第一中频信号；

[0016] 所述第二乘法器，用于将所述第二本地振荡电信号与所述微波信号相乘，得到第二中频信号。

[0017] 在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述光信号输出装置包括：

[0018] 激光器，用于输出第六光信号；

[0019] 调制器，用于接收所述第六光信号并对所述第六光信号进行调制，得到第七光信号，所述第七光信号里的谱线的数量由所述调制器的时钟频率与半波电压决定；

[0020] 光波长选择开关，用于接收所述第七光信号，并根据所述第七光信号选择输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号，所述固定频率差与发射系统的载波频率相同。

[0021] 结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述光信号输出装置包括：相互独立的第一激光器和第二激光器；

[0022] 所述第一激光器和第二激光器用于输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号。

[0023] 结合第一方面至第一方面的第二种可能的实施方式中任一项所述的正交混频装置，所述本地振荡信号输出装置中的相位移相器还用于接收控制信号，并根据所述控制信号将所述第二光信号进行90度相位移动得到所述第三光信号，所述控制信号是由微波接收系统中的数字信号处理单元发送的。

[0024] 本发明实施例提供的正交混频装置，通过本地振荡信号输出装置中的光信号输出装置输出包含具有固定频率差的两个波长的光信号，通过相位移相器对包含其中一波长的光信号进行90度相位移动后输出，经光学耦合器将分别包含两个波长的两个光信号耦合得到一光信号，将移相后的光信号与另一未移相的光信号耦合得到另一光信号。新得到的两路光信号再经光电转换二极管分别进行光电转换后得到两路正交的本地振荡电信号。由于本发明实施例中的本地振荡信号输出装置受制造工艺、电器件特性等的影响较小，能得到高频的两路正交的本地振荡电信号，该两路本地振荡电信号分别经乘法器与微波信号相乘，最终得到正交的解调信号。因此，本发明实施例提供的正交混频装置，可满足高速微波通信系统的变频处理的需求。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为现有技术中的正交混频装置结构示意图；

[0027] 图2为本发明正交混频装置实施例一的结构示意图；

[0028] 图3为本发明正交混频装置中的光信号输出装置实施例一的结构示意图；

[0029] 图4为本发明正交混频装置中的光信号输出装置实施例二的结构示意图；

[0030] 图5为本发明实施例微波接收系统的结构示意图。

具体实施方式

[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0032] 图2为本发明正交混频装置实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例的正交混频装置可以包括：本地振荡信号输出装置20、第一乘法器21和第二乘法器22。其中，本地振荡信号输出装置20包括：

[0033] 光信号输出装置11、相位移相器12、第一光学耦合器13、第二光学耦合器14、第一光电转换二极管15和第二光电转换二极管16，其中，光信号输出装置11用于输出包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号，并将包含第一波长的第一光信号输入至第一光学耦合器13和第二光学耦合器14，将包含第二波长的第二光信号输入至第一光学耦合器13和相位移相器12，固定频率差与微波信号的中心频率相同。相位移相器12用于将第二光信号进行90度相位移动得到第三光信号，并将第三光信号输入至第二光学耦合器14，第一光学耦合器13用于将第一光信号和第二光信号耦合得到第四光信号，并将第四光信号输入至第一光电转换二极管15，第二光学耦合器14用于将第一光信号和第三光信号耦合得到第五光信号，并将第五光信号输入至第二光电转换二极管16，第一光电转换二极管15用于将第四光信号进行光电转换得到第一本地振荡电信号，并输出第一本地振荡电信号。第二光电转换二极管16用于将第五光信号进行光电转换得到第二本地振荡电信号，并输出第二本地振荡电信号。

[0034] 第一乘法器21用于将所述第一本地振荡电信号与微波信号相乘，得到第一中频信号，第二乘法器22用于将所述第二本地振荡电信号与微波信号相乘，得到第二中频信号。

[0035] 其中，在本发明实施例中，光信号输出装置11有两种可实施的方式，在第一种可实施的方式中，图3为本发明正交混频装置中的光信号输出装置实施例一的结构示意图，如图3所示，光信号输出装置11包括：激光器110、调制器111和光波长选择开关112，具体地，激光器110用于输出第六光信号，调制器111用于接收所述第六光信号并对所述第六光信号进行调制，得到第七光信号，所述第七光信号里的谱线的数量由所述调制器的时钟频率与半波电压决定。例如调制器可以是马赫曾德尔调制器（Mach-Zehnder modulator，简称：MZM），第七光信号里的谱线多少是根据MZM的输入时钟信号幅度大小与MZM的半波电压大小共同决定，即选定了MZM后，可以调节输入时钟的信号幅度来调节谱线的多少，谱线的间距与时钟的频率一致。光波长选择开关112用于接收所述第七光信号，并根据所述第七光信号选择输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号。

[0036] 在第二种可实施的方式中，图4为本发明正交混频装置中的光信号输出装置实施例二的结构示意图，如图4所示，光信号输出装置11包括：相互独立的第一激光器113和第二激光器114，第一激光器113和第二激光器114用于输出所述包含具有固定频率差的第一波长和第二波长的光信号。

[0037] 进一步地，在上述实施例中，本地振荡信号输出装置20中的相位移相器12还用于接收控制信号，并根据所述控制信号将第二光信号进行90度相位移动得到第三光信号，所述控制信号是由微波接收系统中的数字信号处理（digital signal processor，简称：DSP）单元发送的。具体地，DSP单元可以通过计算载波恢复后的星座图坐标轴的锐角角度值与90度的差值来得到一个相位误差信号且输出这个误差信号来控制混频装置的相位移相器12，从而得到精确的90度相位移相，这样保证了第一本地振荡信号和第二本地振荡信号的相位差也为90度。

[0038] 本发明实施例描述的正交混频装置可用于微波通信系统中，可作为微波接收系统的混频单元部分，图5为本发明实施例微波接收系统的结构示意图，如图5所示，主要包括混频单元51、采集单元52和解调单元53，微波信号从天线接收下来后，经过低噪声放大器（low noise amplifier，简称：LNA）后功率等分成两路信号分别进入混频单元51，经混频单元51输出两路中频信号，即第一中频信号和第二中频信号，第一中频信号和第二中频信号输入到采集单元后，经采集单元中的滤波器滤波、自动增益控制器（automatic  gain controller，简称：AGC）放大、模数转换器进行数模转换，得到采集的数据，接着采集单元把数据传递到解调单元53（DSP单元）进行数据解调，最后得到正确的接收信号。其中，DSP单元向混频单元中的相位移向器12发送控制信号，使相位移向器12根据控制信号将第二光信号进行90度相位移动得到第三光信号。具体地，DSP单元可以通过计算载波恢复后的星座图坐标轴的锐角角度值与90度的差值来得到一个相位误差信号且输出这个误差信号来控制混频单元51的相位移相器12，从而得到精确的90度相位移相，这样保证了第一本地振荡信号和第二本地振荡信号的相位差也为90度。

[0039] 本发明实施例提供的正交混频装置，通过本地振荡信号输出装置中的光信号输出装置输出包含具有固定频率差的两个波长的光信号，通过相位移相器对包含其中一波长的光信号进行90度相位移动后输出，经光学耦合器将分别包含两个波长的两个光信号耦合得到一光信号，将移相后的光信号与另一未移相的光信号耦合得到另一光信号。新得到的两路光信号再经光电转换二极管分别进行光电转换后得到两路正交的本地振荡电信号。由于本发明实施例中的本地振荡信号输出装置受制造工艺、电器件特性等的影响较小，能得到高频的两路正交的本地振荡电信号，该两路本地振荡电信号分别经乘法器与微波信号相乘，最终得到正交的解调信号。因此，本发明实施例提供的正交混频装置，可满足高速微波通信系统的变频处理的需求。

[0040] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0041] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。