【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

为了掌握其调制与解调的基本原理，在学习过程中首先研究基带正弦函数幅度调制的知识，并进一步观察处理后的射频信号包络特性。

(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

设置波形的时间尺度（即从40纳秒依次变为100纳秒、400纳秒直至4微秒），从而呈现出一系列变化的波形特征。

(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）对IQ两条信号进行叠加运算后发现：其与IQ两条信号均存在45°的相位滞后；通过查看图形分析可知，在该区域呈现出最大幅值和最小幅值的位置位于交点位置（如右下角所示为蓝色曲线显示）。

（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)是一种二进制相移键控技术。它将模拟信号转化为数字形式的一种关键方法，在通信系统中占据重要地位。该技术通过改变基本正弦波及其反向形态来编码信息。具体而言，在BPSK系统中，一个基频正弦波被用来表示'0'状态而其反向形态则代表'1'状态。这样一来，在接收端就可以轻松识别并解码接收到的信息流中的每一位数据（即1比特信息）。

（1）二进制的相移键控(BPSK)理解

（2）在示波器上观察BPSK编码

由于最基础的键控移相技术具备较强的抗噪声能力但其传送效率较低因此通常采用基于四个相位的QPSK方法

2、QPSK

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

在M=4的情况下（即M=4），QPSK是一种基于调相的技术，在其规定了四种载波相位（分别为45度、135度、225度和315度）的基础上工作）。接收的数据为二进制数字序列，在这种情况下（在这种情况下），为了能够与四进制的载波相位配合使用，则必须将二进制数据转换为四进制形式（也就是说），需要将连续两位组成的二进制数据分组转换成四位元组（即每一位都是两位二进制定位组成的）。每一个双比特码元由两位信息比特构成（它们各自对应于四个可能的符号中的一个），从而实现每次调制可传输2个信息比特（这些信息比特通过载波的不同相位进行传递）。解码器通过分析接收信号与预设星座图之间的相位关系来恢复发送端的信息编码序列。

（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