【毫米波雷达】理解IQ信号调制与解调

 

IQ信号的基础（包括IQ信号的调制与解调）

基本内容：1. 正弦波的分量

                  2. 简单的幅度调制(sine函数)

                  3. 正交信号(IQ)的理解

                  4. IQ信号的和信号(sum信号)

                  5. IQ信号的调制与解调

1、 正弦波的分量

        为了理解IQ信号的调制与解调，我们先理解一个基带的sine函数的幅度调制，观察一下调制后的射频信号包络

(1)下图是一个基本的sine函数，A表示幅度，sin(2πt+φ)表示射频信号的包络

(2)如果将sine函数进行幅度调制后得到的射频信号包络如下图所示

2、简单的幅度调制(sine函数)

(1)在示波器上面观察一个基本的正弦信号

(2) 在基本的sine函数上添加幅度调制

(3) 调整上面波形给的scale(即将观察时长变大，观察下面40ns-->100ns-->400ns-->4微秒)，得到如下系列波形

(4) 将各个通道的波形调整至同步，得到sine函数射频信号包络

3、 正交信号的理解

（1）正交信号cosine函数和sine函数有一个90°的相移差

（2）同相支路为I路(幅度为I)，正交支路为Q路(幅度为Q)

4、IQ信号的和信号

（1）如果将IQ两路信号相加，和信号与IQ两信号都分别存在45°的相移，观察下图可以看到，和信号幅度的最大值和最小值出现在IQ两路的交点处(如右下蓝色曲线图)

（2）在示波器上观察IQ两路信号(蓝色和紫色)及其和信号(深红色)

（3）改变I或者Q信号中其中一个信号的幅度，观察和信号的幅度变化

（4）理解IQ两路信号产生原理及其和信号

5、 调制解调和IQ信号

1、BPSK

        BPSK (Binary Phase Shift Keying)-------二进制相移键控。是把模拟信号转换成数据值的转换方式之一，利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式。BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。   

（1）二进制的相移键控(BPSK)理解

（2）在示波器上观察BPSK编码

由于最单纯的键控移相方式虽抗噪音较强但传送效率差，所以常常使用利用4个相位的QPSK

2、QPSK

（1）正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK)是一种数字调制方式。

        QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。

（2）在示波器观察QPSK调制效果，理解怎么改变QPSK信号的相位

3、IQ信号的调制与解调