Устройство для формирования частотно-модулированных сигналов Советский патент 1980 года по МПК H04L27/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования когерентных последовательностей частотномодулированных сигналов с большим значением произведения длительности сигнала на его ширину спектра.

Известно устройство для формирования частотно-модулированных сигналов, содержащее два ключа, первые входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, к входу которого подключен первый выход первого генератора, второй выход которого соединен с первым входом первого смесителя, при этом выход первого ключа подключен к входу второго генератора, а также фазовращатель и элемент задержки 1.

Однако известное устройство имеет недостаточную точность.

Цель изобретения - повышение точности формирования.

Для достижения этой цели в устройство для формирования частотно-модулированных сигналов, содержащее два ключа, первые входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, к входу которого подключен первый выход первого генератора, второй выход которого соединен с первым входом первого смесителя, при этом выход первого ключа подключен к входу второго генератора, а также фазовращатель и элемент задержки, введены три полосовых фильтра, второй смеситель и фазовый модулятор, выход которого через первый полосовой фильтр подключен к первому входу второго смесителя, второй вход и

10 выход которого соединены соответственно с выходом элемента задержки и входом второго полосового фильтра, выход которого подключен к второму входу первого смесителя, выход которого через третий полосовой фильтр соединен с входом элемента задержки и выходом второго ключа, к второму входу которого подключен второй выход первого генератора, третий выход которого соединен через фазовращатель с первым входом фазового модулятора, к второму входу

20 которого подключен выход второго генератора, причем второй вход второго ключа соединен с первым выходом первого генератора. Ha чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства. Устройство содержит ключ 1, элемент 2 задержки, ключ 3, первый генератор 4, второй генератор 5, фазовращатель 6, смеситель 7, фазовый модулятор 8, синхронизатор 9, полосовые фильтры 10, 11 и 12 и смеситель 13. Устройство работает следующим образом. Генератор 4 формирует когерентные монохроматические колебания с частотами Р„; fo и f о-кГц. Колебанием частоты F запускается синхронизатор 9, которыйуправляет работой устройства. Строб импульсов с синхронизатора 9, длительностью Tj, открывает ключ 1. В результате напряжение генератора 4 с частото fo поступает на вход элемента 2 задержки с временем задержки момент времени i --ТИХА, время включения генератора 5, с выхода синхронизатора 9 на управляющий вход ключа 3 подается строб импульс. На второй вход ключа 3 приходят колебания генератора 4 с частотой FV. Радиоимпульс с выхода ключа 3 подается на вход генератора 5 для его синхронизации либо запуска. В частности, генератор 5 может быть выполнен на дисперсионной линии задержки с девиацией частоты ДГ и длительностью импульсного отклика . Линейно-частотно-модулированный сигнал с выхода генератора 5 с частотой FH +Af(t) подается на второй вход фазового модулятора 8, выполненного, например, на лампе бегущей волны. На первый вход модулятора 8 с выхода генератора. 4 через фазовращатель 6 подается непрерывный гармонический сигнал с частотой fo-KF,, где ч 1, 2.... Фазовращателем 6 производится начальная установка фазового сдвига частоты fo-кРц- С выхода фазового модулятора 8 сигнала видafo - кРн + ш F + AfH), где m 1, 2, 3..., подается на полосовой фильтр 11. Полосовой фильтр 11 выделяет составляющую с т к в полосе n KAf. Сигнал с выхода полосового фильтра 11 с частотой fo + KAf(t) поступает на второй вход смесителя 13. В тот же момент времени на первый вход смесителя 13 приходит задержанный в элементе 2 задержки радиоимпульс и импульсом синхронизатора 9 закрывается ключ 1. На выходе смесителя 13 в результате смещения сигналов с частотами fo и (1) появляются сигналы с частотами fo-h + KAf(t)+fo, которые поступают на вход полосового фильтра 12. Полосовой фильтр 12 настроен на верхнюю боковую полосу сигнала. Таким образом на вход смесителя 7 поступает сигнал с частотой o-f К Af (t) На второй его вход поступает с выхода генератора 4 монохроматическое колебание частоты fo. Из выходного сигнала смесителя 7 полосовым фильтром 10 выделяется сигнал разностной частоты fo+KAf(t). Этот сигнал задерживается в элементе 2 задержки на время t и поступает на первый вход смесителя 13, замыкая кольцо рециркуляции. Так как в первом цикле, рециркуляции на смесителе 13 смешиваются сигналы с частотами fp и fo + KAf(t), то на его выходе полосовым фильтром 12 (втечение времени ), выделяется сигнал 2fo+KAf(t), то есть сигнал с девиацией KAf(t). В течение следующего интервала времени Т t 2t}, т.е. во втором цикле рециркуляции, на смесителе 13 смешиваются сигналы с частотами fo + KAf(t) и fo+KAf(t-Тз), и полосовым фильтром 12 выделяется сигнал 2fo+ + 2KAf(t), т.е. сигнал с девиацией 2к f в два раза большей, чем в предыдущем интервале времени. При третьем цикле на выходе полосового фильтра 12 формируются сигналы уже с утроенной девиацией Зк Af и так далее. При п-кратной рециркуляции .на выходе устройства формируется сигнал с девиацией Afc: At KAf,(1) Alep- где Af - девиация генератора 5 и законом изменения частоты аппроксимируемым степенным рядом. В результате суммирования девиаций частоты в каждом цикле рециркуляции устройство позволяет формировать сигналы с большим произведением ширины спектра Afc на длительность (базой сигнала). Так, например, при использовании дисперсионного фильтра с параметрами uf 0,3 мГц, Тф 2,5 мс, при времени задержкиТ З.З мкс и выделении после фазового модулятора боковой полосы к 4, база сформированного устройством сигнала составляет N лftrфrrф2Ш дf 10 (г) где п - число рециркуляции. Тело неопределенности частотно-модулированных сигналов с квадратичными законами изменения частоты и большими значениями N приближается к телу неопределенности идеального сигнала, и их использование дает ряд преимуществ по сравнению с другими типами сигналов. Когерентность сигналов от импульса к импульсу достигается пассивным методом формирования и привязкой по фазе всех опорных и формируемых колебаний к одному высокостабильному генератору 4 монохроматических колебаний. Использование в предлагаемом устройстве дополнительно введенных элементов позволяет формировать последовательности частотно-модулированных сигналов с нелинейными законами изменения частоты и баЗОЙ в раз большей, чем в известном устройстве, при одинаковых значениях девиаций Af генератора 5. Это позволяет формировать сигналы с базой более 106.

Формула изобретения

Устройство для формирования частотномодулированных сигналов, содержащее два ключа, первые входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, к входу которого подключен первый выход первого генератора, второй выход которого соединен с первым входом первого смесителя, при этом выход первого ключа подключен к входу второго генератора, а также фазовращатель и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности формирования, введены три полосовых фильтра, второй смеситель и фазовый модулятор, выход которого через первый

полосовой фильтр подключен к первому входу второго смесителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента задержки и входом второго полосового фильтра, выход которого подключей к второму входу первого смесителя, выход которого через третий полосовой фильтр соединен с входом элемента задержки и выходом второго ключа, к второму входу которого подключен второй выход первого генератора, третий выход которого соединен через фазовращатель с первым входом фазового модулятора, к второму,входу которого подключен выход второго генератора, причем второй вход второго ключа соединен с первым выходом первого генератора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 455449, кл. Н 03 С 3/08, 1973 (прототип).