Устройство для модуляции отраженного сигнала

 

Использование: изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для осуществления двухчастотной модуляции амплитуды и фазы отраженного сигнала по закону, соответствующему передаваемой информации. Сущность изобретения: устройство для модуляции параметров отраженного сигнала содержит циркулятор с входным, нагрузочным и выходным плечами , три двухполюсника с реактивными элементами , соединенные между собой по Т-схеме, а также полупроводниковый диод, подключенный к источнику модуляции. Двухполюсники размещены между циркулятором и диодом, выполнены с разными величинами и знаками реактивностей, которые выбраны из соответствия амплитуды и фазы отраженного сигнала одному из двух значений частоты модуляции, 1 ил. ,

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 03 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 49/» г»»- .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

ОО

C)

С) (л

О (21) 4873734/09 (22) 11,10.90 (46) 07,03.93, Бюл, N- 9 (71) Воронежское конструкторское бюро радиосвязи (72) А.А,Головков (56) П/р О.А.Челнокова, Радиопередающие устройства. M. Радио и связь, 1982, с. 127128. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДУЛЯЦИИ ОТРАЖЕННОГО СИГНАЛА (57) Использование: изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для осуществления двухчастотной модуляции амплитуды и фазы отраженного сигнала

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для осуществления двухчастотной модуляции амплитуды и фазы отраженного сигнала по закону, соответствующему передаваемой информации.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, Устройство содержит циркулятор 1 с входным 2,нагрузочным 3 и выходным 4 плечами, три двухполюсника с реактивными сопротивлениями В1-5, В2-6, Вз-7, соединенные между собой по Т-схеме. а также полупроводниковый диод 8, подключенный к источнику сигнала модуляции 9. Двухполюсник 7 подключен к диоду 8, двухполюсник 5 — к нагрузочному плечу 3 циркулятора

1.

При необходимости между диодом 8 и источником сигнала модуляции 9 может... Ж„„1800579 А1 по закону, соответствующему передаваемой информации. Сущность изобретения: устройство для модуляции параметров отраженного сигнала содержит циркулятор с входным, нагрузочным и выходным плечами, три двухполюсника с реактивными элементами, соединенные между собой по

Т-схеме, а также полупроводниковый диод, подключенный к источнику модуляции.

Двухполюсники размещены между циркулятором и диодом, выполнены с разными величинами и знаками реактивностей, которые выбраны из соответствия амплитуды и фазы отраженного сигнала одному из двух значений частоты модуляции, 1 ил. быть включен развязывающий элемент (фильтр НЧ или вентиль).

Циркулятором 1 может быть, например, ФПВН 4-2, полупроводниковый диод представляет собой р-1-и диод КА507. Двухполюсники с реактивными сопротивлениями

Bi-5, В2-6, Вз-7 сформированы из последовательно соединенных индуктивности и параллельного колебательного контура L, С при В>0 или последовательно соединенных емкости С и параллельного колебательного контура 12С1 при В<0. Значения B, Bg, Вз выбраны из условий обеспечения заданных законов модуляции на двух частотах, а значения L, 11, С1, С, Lz, Cz — из условия равенства каждого двухполюсника из сопротивлений В.1, Bz, Вз на двух частотах.

Устройство .работает следующим образом, 1800579

Сигнал от задающего генератора (на фиг.1 не показан) через входное плечо 2 циркулятора 1 поступает в нагрузочное плечо 3. В результате взаимодействия пришедшего сигнала с реактивными элементами двухполюсников 5, 6, 7, диодом 8 возникают отраженные сигналы с определенными значениями фазы и амплитуды на двух частотах. Благодаря специальному выбору

10 значений (см, ниже) реактивных элементов двухполюсников, значения фаз и амплитуд сигналов оказываются такими, что в результате их интерференции на выходное плечо циркулятора 1 поступает сигнал, амплитуда и фаза которого в одном состоянии диода 8, определяемом одним крайним значением сигнала модуляции источника 9 отличаются от амплитуды и фазы в другом состоянии а=D>y+Е1; p=F>y+D< (4) где 01, Е1, F> — коэффициенты, определяемые двумя значениями активной и реактивной составляющими иммитанса полупроводникового диода, зависящими от уровня сигнала модуляции (см. статью Михайлова Г.Д., Головкова А.А. Синтез активно-пассивной плоскослоистой среды с переключаемым коэффициентом отражения//Радиоэлектроника. — т. 30, М 2, 1987

r. с. 39-45) на первой частоте.

Очевидно, что для обеспечения требуемого закона модуляции на другой. частоте диода 8 на заданные величины на соответствующих двух частотах. Максимальная де- 20 виация фазы может, составлять 360, минимальная — ноль, максимальное отношение амплитуд равно

Найдем значения параметров реактивных элементов, при которых реализуются 25 указанные свойства, Воспользуемся известными результатами. Запишем входной импеданс модулятора в сечении плеча 3 в виде дробнолинейного преобразования

Евх=(Ы .+ I Pj/(1+ Ц2) (1) 30 где а= (Pi+Pa) /(Вг+ /Зз);

P =ф г Вз+В1 Вз+В1Вг) / (%+Вз) !

= -1фг+ Вз) (2)

Как показано ранее (см. там же, с, 39-45) для обеспечения двухуровневого закона из- 35 менения коэффициента отражения

F<= m(cosp+ sin р)Тг (3)

0 < p < 2 д 0 <,и «< оо на одной. фиксированной частоте необходимо.и достаточно, чтобы коэффициенты 40 (2) дробнолинейного преобразования (1) удовлетворяли следующей системе уравнений необходимо и достаточно. чтобы на одной частоте также имели место соотношения а = Ог у + Ег; /3 = Рг y + Ог (5)

Для одновременной модуляции на двух частотах достаточно, чтобы коэффициенты

a,P, y, описываемые уравнениями (4), (5) были равны между собой, Иэ соответствующего равенства находим (Ег-F1) / (01-D2)=(D2-01) / (F1-F2) (6)

Анализ (6) показывает; что обеспечение двухчастотной модуляции возможно не для любых значений иммитанса полупроводникового элемента на двух частотах, а только для таких значений, которые удовлетворяют равенству (6). Расчеты и эксперименты показывают, что при выборе в качестве управляемого элемента диода КА507А в метровом диапазоне длин волн при подборе соответствующих уровней сигнала модуляции это равенство выполняется. При этом коэффициент определяется одной из равнозначных дробей, входящих в (6), например, у= (Ег-E<) /(D -Ог) (7), Решая совместно уравнения (2) с уравнениями (4), (7) или (5), (7) получим выражения для определения оптимальных значений В1, Вг, Вз

В1 —— (0 — а)/у;,% = — О у;

Вз = (Π— 1)Фу где Q= Vg yp

Коэффициенты а, j3, у, входящие в (8) имеют одинаковые значения на двух заданных частотах, Это означает, что каждое из реактивных сопротивлений В>, Вг, Вз также должно иметь одинаковые значения на двух частотах.

О

Анализ показывает, что это возможно при условии, что каждое из сопротивлений

В формируется одним из следующих вариантов:

1, В>0; последовательное соединение индуктивности и параллельного колебательного контура L, С.

2. В<0; последовательное соединение емкости С и параллельного колебательного контура L, С, 3. В с 0; последовательное соединение последовательного и параллельного колебательных контуров и так далее, Приведенные расчеты на ЭВМ дают право утверждать, что с точки зрения широкополосности наиболее предпочтительными являются первые два варианта, Оптимальные значения параметров опреде1800579

Ь.—.9.194409 10 ;

L4= 2,6776325 10 ляются по соотношениям, полученным из условия равенства В на двух частотах, 1. В>0

g — в2 Ц ( — м1 Ц (гл1 + гл2) (9)

И1 04 ( — (0)1 + (0 2Ц

С1= -B/(B >- (о)Ц(В- o)2L) ((и+ е2 )) где В/жр < L; < В lм; (в1 < и 2) 2. В<0 (lp 03 С р (1 -Вщ (1+ Benz С) (1+ Вв С) (o3 — иЯ) 7 (й) 5 (Ы

Составитель А.Головков

Редактор А. Куп ря кова Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Заказ 1172 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

-1/(В и )< С < -1/(o»/Я . Пусть в качестве полупроводникового элемента выбран диод КА507А, Тогда на частотах 0,5fo и 4 метрового диапазона длин волн его иммитанс равен 2,=1,9-! 0,1 (напряжение U=0,5 В), Z =0,03+i 0,15 (U=0,8 В); и

Еэ=1,9+I 0,05 (U=0,5 В): Еэ=-0,01+i 0,25 (U=-0,8

В).

Нормированные значения параметров схемы (на чертеже) в результате расчетов оказались следующие:

1 1=1,2071166 10 : С1=1,5833512 10

Е2=1,7763250 10 9

С2=9,2198488 10 о;

Сз=5,7339872 10 "о

С4=8,3564755 10

С5=7,2437412 10

Формула изобретения

5 Устройство для модуляции отражен ног0 сигнала, содержащее циркулятор, первое и третье плечо которого являются СВЧ-входом и выходом. а во второе плечо включены реактивный четырехполюсник и полупро10 водниковый диод, подключенный к источнику модуляции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения амплитудно-фазовой модуляции на двух частотах при увеличении максимальных значений девиации фазы, че15 тырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения двухполюсников с разными величинами и знаками реактивностей, кото- . рые выбраны из соответствия амплитуды и фазы отраженного сигнала одному значе20 нию частоты модуляции Kl)1M и соответствия амплитуды и фазы отраженного сигнала другому значению частоты модуляции аЬ, при этом двухполюсники выполнены в виде последовательно включенных одного ин25 дуктивного элемента и параллельного контура из другого йндуктивного элемента и конденсатора при положительном знаке его реактивности, либо в виде последовательно соединенных одного конденсатора и парал30 лельного контура из другого конденсатора и индуктивного элемента при отрицательном знаке его реактивности, а величины индуктивностей индуктивных элементов и емко-, стей конденсаторов выбраны из условия

35 равенства сопротивлений каждого двухполюсника на частотах в1м и аем.