Фазовый манипулятор Советский патент 1983 года по МПК H04L27/20 

№1

Jg I

1И

9 Ю ЭО ЭО 0)

фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиотехнических системах связи радионавигации, радиолокации и системах автоматического регулирования.

Известно устройство для формирования фазоманипулированного сигнала, содержаь- ее генератор манипулирующей последовательности, два. блока сравнения, последовательно соединенные элемент И, счетчик, первый делитель частоты и триггер управления, а также последовательно соединенные генератор высокой частоты, формирователь импульсов, блок добавления и вычитания импульсов, второй делитель частоты и полосовой фильтр, выход которого является выходом всего устройства, причем выход формирователя импульсов соединен ,с первыми входами блоков совпадения, вторые входы которых соединены с генератором манипулирую1дей последовательности один прямо, другой через инвертор а третьи входы блоков совпадения соединены с соответствующими выходами триггера управления, выход генератора манипулирующей последовательности т, соединен с вторым входом блока добавления и вычитания импульсов, третий вход которого соединен с выходом счетчика 1 .

Однако данное устройство обладает низким быстродействием, сложностью перестройки несущей частоты и относительной фазы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фазовый манипулятор, содержащий генератор высокой частоты, генератор манипулирующей последовательности и последовательно соединенные первый смеситель, первый полосовой фильтр, второй смеситель и второй полосовой фильтр 2 .

Однако известный фазовый манипулятор имеет низкую точность макипулируемого сигнала.

Цель изобретения - повыьюние точности манипулируемого сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый 1У1анипулятор ,содер г ащий генератор высокой частоты, генератор манипулирующей последовагельности и последовательно соединенные первый смеситель, первый полосовой фильтр, введены два управляемых делителя частоты, блок перестройки несущей частоты и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты к; с первым .входом первого смесителя, к второму входу которого подключен выход второго управляемого делителя частоты, первый вход которого -соединен с ВЕЛХОДОМ генератора высоко частоты и с первым входом первого управляемого делителя частоты, к вто--

potviy входу которого подключен выход генератора манипулирующей последова тельности, при этом выход элемента задержки соединен с BTopbUvi входом второго смесителя, а выход блока перестройки несущей частоты подключен к второму входу второго управляемого делителя частоты.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого манипулятора, на фиг.эпюры напряжений, поя-сняющие его работу.

Фазовый манипулятор содержит генратор 1 высокой частоты, первый смеситель 2, первый полосовой фильтр 3 второй смеситель 4, второй полосово фильтр 5, первый и второй управляемые делители 6 и 7 частоты соответственно, генератор 8 манипулирующей последовательности, блок 9 перестройки несущей частоты, элемент 10 .задержки.

Фазовый манипулятор работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 высокой частоты

5,(1)и,со5(соЛ- ЧО

где Llf , 00, , q), - аг.шлитуда, частота и фаза сигнала подается на входы управляемых делителей 6 и 7 частоты. Ка выходе первого управляемого

делителя 6 частоты имеем

Sjlfi O cos (u,t/n + Ц1, ,и),,

где Uij - амплитуда поделенного сигна И - коэффициент деления. Изменяя коэффициент деления п, можно осуществить частотную манипулцию, используя генератор 8 манипулирующей последовательности. Отметим, что закон перестройки может быть произвольнШ, На выходе второго управляемого делителя 7 частоты имеем

5,(-thU,co5(cOit/ni-tq -2 In-i ,

где (J-i, - амплитуда поделенного сигнала f (Jfl - фаза;

П - коэффициент деления.. После первого смесителя 2 и первого полосового фильтра 3 имеем

S(tl U|COs(oo,f-ni-W,|M7H-i-4jHi- fn-iJ,

где U4 - амплитуда сигнала на выходе

первого полосового фильтра На выходе второго смесител:я 4 после фильтрации вторым полосовым фильтром 5 имеем

S5l.tl U4COs(,,-W,n4)t-t4i/nr4t/rii к U,,il /hnqij i

UjU4COS u)it|n.,-034l A.3/n. + tft/M;

где tn,-7, - длительность задержки эле мента 10 задержки. Несущая частота зависит только лишь от коэффициента деления второ управляемого делителя 7 частоты, котсрЕяй изменяется с помощью сигна с блока 9, а фаза колебания зависит от параметров элемента 10 задержки и от коэффициентов деления первого и второго управляемых дели -телей б и 7 частоты. Так как несущая частота фазоманипулированного колебания устанавливается один раз перед его формированием -и в процес формирования постоянна как и параметры элемента 10 задержки, то в процессе формирования фазоманипули ванного сигнала фаза зависит тольк ет коэффициента деления первого уп равляемого делителя б частоты. Величина относительной фазы &tp определяется из соотношения л „ f J ii -tsU4 --U,y,- гдейСО - полоса сигнала} п, - коэффициент деления, соответствующий Нажать ; 1п° - коэффициент деления, соответствукмий Отжать. Наличие частотной манипуляции позволяет создать универсальное ус ройство для формирования как фаз ом нипулированных, так и частотно-ман пулированных сигналов с широким ди пазоном перестройки основных параметров несущей частоты, разноса частот, относительной фазы), что позволяет использовать фазовый манипулятор и в аппаратуре с жестко заданными параметрами, и при ..научных исследованиях. Первый полосовой фильтр 3 предна начен лишь для выделения разностной частоты и при использовании в качес ве первого смесителей D -триггеров надобность в нем отпадает. Отсутствие первого полосового фильтра 3 позволяет реализовать фазовый манипулятор с применением надежных элементов цифровой техники. В момент(смены фазы возникают импульсы, длительность которых равна групповому времени запаздывания в элементе 10 задержки. При смене фазы с положительной производной (фиг.2а-2д)несущая часто - М та импульсов равна п MI .а при смене фазы с отрицательной - / 1 1 производной paBHaW.coJ-Ц4-----g- , Эти импульсы отстоят от основных на частоту л СО , равную Ввиду того, что амплитуда высоко7 частотного заполнения импульсов одинакова, то соотношение энергий прямопропорционально отношению длительностей импульсов. Возьмем типовые .данные 4Ср 180°, I,, 20 мс,тогда, - (l p« « 4 -;j5-V - °c тогда Г« , 5--10 с,а -A ;:r-- Q.S.IO, . , ьц 10 . Однако значительная часть энергии дополнительных импульсов останется за полосой пропускания второго смесителя 4 и второго полосового фильтра 5. И чем больше выбран разнос частот, тем меньше длительность дополнительных импульсов, и тем меньшая часть энергии этих импульсов попадает в полосу пропускания второго полосо- . вого фильтра 5) . Отсюда следуй, что дополнительными импульсами мохнб пренебречь. Таким образом, введение новых элементов таких, как управляемые де-jлители частоты и элемент задержки, и установление новых связей выгодно отличает предлагаемый фазовый манипулятор от известного значительным noBHnje ниемточности манипулирующего сигнала,.