毫米波发射端中频调制的实现

　　0 引言

　　随着通信事业的发展，信息传输量日益增加，无论公用通信网还是专用通信网，通信的业务量都在迅猛增长，红外和光系统已出现局限性，微波频谱也已经非常拥挤，面临这样的局面，毫米波通信以其得天独厚的优点得到各个领域的广泛应用。

　　毫米波波长短，其设备体积小、重量轻、耗电小、机动性好，在同样口径天线下，短波长的毫米波能实现窄波束、低副瓣，因而在目标跟踪和识别上能提供极高的精度和良好的分辨率，同时窄波束还可提高系统的隐蔽性和抗干扰能力。可通过构建基于软件无线电原理的毫米波通用硬件平台将其系统化，而基于软件无线电原理的毫米波硬件平台，要求系统的各个组成部分具有可编程、灵活以及小型化的特点。

　　在最大程度上实现该硬件平台的开放性、数字化、标准化和可编程化。数字上变频和下变频技术是构建毫米波通用硬件平台的关键技术。基于此，本文给出一种两次变频法的毫米波发射端上变频方案，并利用Altera公司的Cyclone系列EP1Cl2F324完成基带数字信号处理，实现对AD9-857的控制，在数字域完成基带数字信号的内插滤波、正交调制、D/A变换等功能，实现70 MHz中频载波上的QDPSK调制。

　　1 毫米波发射机

　　发射机是毫米波通信设备中的重要组成部分，其作用是将已调波经过变频、放大、滤波等处理后，输送给天馈系统，发向通信对方或转发中继站。发射机的变频方案可分为两种：直接变频法和两步变换法。直接变频法是将调制和上变频合二为一，在一个电路里完成;两步变换法是将调制和上变频分开，先在较低的中频上进行调制，然后将已调信号上变频到较高的载频上(毫米波频率)。

　　直接变频法虽然简单，但由于其承受功率限制，电路不能有效地提供足够的输出功率和较大的动态范围，并且其他谐波的电平会远高于所需的信号，对滤波器和放大器的要求也非常高。两步变换法可减弱直接变频法的缺点，并且对载波适应性强，频率灵活性好，合理的频率配置可有效地抑制各种杂散和变频过程中产生的谐波、交调分量，提高系统的抗干扰性能。本方案采用两步变换法，又由于系统工作在毫米波频段，其工作频率比较高，采用二次或多次的变频方案。

　　本设计要将70 MHz的信号上变频到31 GHz输出，考虑到经过功率放大后的强发射信号泄漏对发射机性能指标将造成影响，并且此时采用滤波器来提取输出信号非常困难，代价昂贵，因此采用两次变频的方法，将中频信号调制后上变频到毫米波频段。设计方案如图1所示。