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现代无线通信要求发射机能够支持多频段、多模式等新技术,并具有较高的效率和线性度。极坐标发射机是一种理论上能够满足以上要求的发射机结构。现代通信中数据传输速率不断提高,相位信号带宽也在增大,这要求发射机具有更好的相位调制性能。基于锁相环结构的调相电路不仅能够用于产生GSM信号,还能用于极坐标发射机的相位调制,因此成为相位调制设计的研究热点。本文在基于锁相环结构的调相电路的基础上,从提高相位调制器能满足的最大数据传输速率的角度出发,重点研究了基于Sigma-Delta方法的相位调制技术。主要内容有：1、根据实际需求,选择锁相环与Sigma-Delta方法相结合的方案作为本文相位调制器的研究方向,并通过对Sigma-Delta调制技术及基于Sigma-Delta调制的小数分频锁相环的研究,论证了该方案的可行性。2、针对恒包络调制信号给出了基于Sigma-Delta调制的小数分频锁相环闭环调制的设计方法,详细分析了相位调制性能与环路参数之间的关系,发现其最大数据传输速率受到环路带宽的制约。3、针对环路带宽限制最大数据传输速率的问题,采用了补偿滤波器对相位信息进行预先补偿,以克服环路对带外信号的抑制作用。详细分析了该方法的改善性能,证明其能够在一定程度上提高数据传输速率,并分析得到了补偿滤波器应用的极限条件。4、针对闭环调制中不可避免的调制带宽限制,研究了基于Sigma-Delta相位旋转器的相位调制器结构,分析了该结构的调制原理及噪声特性,并在FPGA中进行了设计实现,对最后的相位调制性能进行了测试。软件仿真及硬件测试结果验证了基于Sigma-Delta相位旋转器的相位调制器能够有效实现相位调制,相对带宽达到了3.95%,相比于传统闭环型相位调制器结构,更具有实现宽带调相的潜力。