Фазовый модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03C7/02 

(54) ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к технике связи.и может использоваться для форj HpoBaHHH фазомодулированных сигналов при построении устройств ввода цифровой информации систем радиорелейной, тропосферной и космической связи, работающих в широкой полосе частот. Известен фазовый модулятор, содержащий диркулятор, к входному плечу которого подключен источник модулируемого сигнала, к выходному - нагрузка, а к первому промежуточному коммутируемый отрезок передающей линии; начало которого через последовательно соединенные конденсатор и первый управляемый ключ, а конец которого через второй управляемый ключ соединены с общей шиной, при этом уп р4.вляющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами источника управляющих сигналов . Однако известный модулятор не обе обеспечивает достаточно широкого диа .пазона частот. При его работе номинальные дискретные уровни фазового сдвига обеспечиваются только на центральной частоте, а при работе в пол се частот имеет место нарушение заданного закона дискретного изменения фазы. Цель изобретения - расширение диапазона частот. Для этого в фазовом модуляторе, содержащем циркулятор, к входному плечу которого подключен источник модулируемого сигнала, к выходному нагрузка, а к первому промежуточно-му - коммутируемый отрезок передающей линии, начало которого через последовательно соединенные конденсатор и первый управляемый ключ, а конец которого через-второй управляемый ключ соединены с общей шиной, при этом управляющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами источника управляющих сигналов, длина коммутируемого отр-езка передающей линии выбрана равной одной восьмой части- длины волны модулируемого сигнала, циркулятор выполнен четырехплечим, при этом второе промежуточное плечо циркулятора соединено собщей шиной через введенные последовательно соединенные компенсирующее звено и третий управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к соответствующему выходу источника управляющих сигналов. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного модулятора; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие работу модулятора. Модулятор содержит циркулятор 1 с входным плечом 2, выходным плечом 3, первым промежуточным плечом 4 и вторым промежуточным .плечом 5, а также коммутируемый отрезок передающей лини 6, конденсатор 7, первый управляемый ключ 8, второй управляемый ключ 9/ ис точник Управляющих сигналов 10, компенсирующее звено 11, третий управляемый ключ 12, нагрузку 13, источник моделируемого сигнала 14. Модулятор работает следующим образом. Сверхчастотный (СВЧ) сигнал от ис точника 14 через переход 2-4 циркулятора 1 поступает на коммутируемый отрезок передающей линии б длинЪй , равной одной восьмой части длины волны модулируемого сигнала ( г ). В исходном положении управляемые ключи 8, 9 и 12 разомкнуты. Нормированная входная проводимость коммутируемо го отрезка передающей линии 6, разом кнутого на конце, в точке А .определя ется длиной и равна 1, что соответствубт точке Б на диаграмме Вольперта (фиг, 2), Отраженный от коммутиру емого отрезка передающей линий б сиг нал, пройдя переходы 4-5-3 циркулято ра 1, попадает на нагрузку 13 с начальным отсчетом фазы, который можно принять за нулевой уровень. При включении ключей 8 и 12 СВЧ сигнал получает дополнительный сдвиг фазы Д Ср &(р +Лф2 Сдвиг фазыйф 11/4 определяется изменением реактивной составляющей, в точке А за, счет парал лельного включения конденсатора 7 ключом 8 на вход отрезка линии б, чт соответствует точке 2 на диаграмме Вольперта (фиг. 2), а фазо-частотна характеристика (ФЧХ) показана на фиг. 3 сплошной линией. Сдвиг фазы определяется изменением вход реактивной составляющей компенси рующего звена 11 (ключ 12 замкнут); а ФЧХ показана на фиг. 3 штриховой линией. Таким образом, суммарный сдвиЕ фазы на нагрузке 13 относитель но отсчетного нулевого уровня Д.ф li/2. Фазовый сдвиг Л(р изменяется с частотой и производная , ,..1.. О . Компенсировать изменение дискретного фазы при изменении частоты можнопутем включения компенсирующего звена 11/ имеющего ФЧХ, у котоponi.O. от При выполнении условия 161Д{Р2) л1 суммарное дискретное эггачение фазы не зависит от частоты (на фиг. 3 соответствует фазовому сдвигу A(i) It/2 ) Для получения дискрета йСр а относительно отсчетного нулевого уровня ключи 8 и 12 выключаются, а ключ 9 замыкается. При этом нормированная входная проводимость в точке А равна - 1, что соответствует точке Г на диаграмме Вольперта (фиг, 2) В этом случае, ФЧХ скачка фазы АС 1с является оптимизированной и постоянна в широкой прhoce частот. Ход ФЧХ представлен на фиг. 3 в точке д (р к. При замыкании ключей 8 и 12 и замкнутом ключе 9 суммарный фазовый сдЪиг. itp ur-t-iq., -I- )11/2. Значения описаны выше ипоказаны на фиг. 2 и 3.. Таким образом, предложенный фазовый модулятор обеспечивает номинальные дискретные уровня фазового сдвига в широкой полосе частот. Формула изобретения Фазовый модулятор, содержащий циркулятор, к входному плечу которого подключен источник модулируемого сигнала, к выходному - нагрузка, а к первому промежуточному - коммутируемый отрезок передающей линии, начало которого через последовательно соединенные конденсатор и первый управляемый ключ, а конец которого через второй управляемый ключ соединены с общей шиной, при этом управляющие входы перпервого и второго ключей соединены с соответствующими выходами источника управляющих сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, длина коммутируемого отрезка передающей линии выбрана равной одной восьмой части длины волны модулируемого сигнала, циркулятор выполнен четырехплечим, При этом второе промежуточное плечо циркулятора соединено с общей шинрй через введенные последовательно соединенные компенсирукжцее звено и третий управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к соответствующему выходу источника управляющих сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3656069, кл. Н 03 С 3/00, (332-16R) , опублик. 1972 (прототип).

Л

в

-nil

71/1

f