RU2011144274A -
METHOD OF AMPLITUDE-PHASE MODULATION OF A HIGH-FREQUENCY SIGNAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
- Google Patents
METHOD OF AMPLITUDE-PHASE MODULATION OF A HIGH-FREQUENCY SIGNAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Download PDF
Info
Publication number
RU2011144274A
RU2011144274ARU2011144274/08ARU2011144274ARU2011144274ARU 2011144274 ARU2011144274 ARU 2011144274ARU 2011144274/08 ARU2011144274/08 ARU 2011144274/08ARU 2011144274 ARU2011144274 ARU 2011144274ARU 2011144274 ARU2011144274 ARU 2011144274A
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской ФедерацииfiledCriticalФедеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2011144274/08ApriorityCriticalpatent/RU2496225C2/en
Priority claimed from RU2011144274/08Aexternal-prioritypatent/RU2496225C2/en
Publication of RU2011144274ApublicationCriticalpatent/RU2011144274A/en
Application grantedgrantedCritical
Publication of RU2496225C2publicationCriticalpatent/RU2496225C2/en
1. Способ амплитудно-фазовой модуляции высокочастотного сигнала, состоящий в том, что высокочастотный сигнал подают на модулятор, выполненный из четырехполюсника, управляемого двухэлектродного нелинейного элемента, источника управляющего низкочастотного сигнала и нагрузки, амплитуду и фазу высокочастотного сигнала изменяют путем изменения амплитуды управляющего низкочастотного сигнала на нелинейном элементе, отличающийся тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, нелинейный элемент включают в продольную цепь между выходом источника высокочастотного сигнала и входом четырехполюсника, к выходу четырехполюсника подключают нагрузку, заданные зависимости отношения модулей и разности фаз передаточной функции модулятора в двух состояниях, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала, от частоты и заданные зависимости модуля и фазы передаточной функции модулятора от амплитуды управляющего низкочастотного сигнала, непрерывно изменяемой в пределах от одного уровня управляющего низкочастотного сигнала до другого, в заданной полосе частот обеспечивают за счет выбора частотных характеристик мнимых составляющих сопротивлений нагрузки хн и источника высокочастотного сигнала x0 с помощью следующих математических выражений:1. The method of amplitude-phase modulation of a high-frequency signal, consisting in the fact that the high-frequency signal is fed to a modulator made of a four-terminal device, a controlled two-electrode nonlinear element, a source of a control low-frequency signal and load, the amplitude and phase of the high-frequency signal is changed by changing the amplitude of the control low-frequency signal to non-linear element, characterized in that the four-terminal are resistive, the non-linear element is included in the longitudinal circuit between the output and the high-frequency signal point and the four-terminal input, the load is connected to the four-terminal output, the given dependences of the ratio of the modules and the phase difference of the transfer function of the modulator in two states, determined by the two levels of the control low-frequency signal, on the frequency and the given dependences of the module and phase of the transfer function of the modulator on the amplitude of the control low-frequency signal continuously varying from one level of the control low-frequency signal to another, in a given frequency band bespechivaet by selecting the frequency characteristics of the imaginary components of the load resistances of n x and the source of high frequency signal x 0 by the following mathematical expressions:
;
,
;
,где A0=a1(1-mcosφ); B0=-m{a1x1cosφ+[(r1+r0)a1+rн+β]sinφ}+a1x2; C0=-γmsinφ;where A 0 = a1 (1-mcosφ); B 0 = −m { a1 x 1 cosφ + [(r 1 + r 0 ) a1 + r n + β] sinφ} + a1 x 2 ; C 0 = -γmsinφ;D0=m{[(r1+r0)γ+1]cosφ-γx1sinφ}-(r2+r0)γ-1; X=C0a1msinφ+γA0(mcosφ-1);D 0 = m {[(r 1 + r 0 ) γ + 1] cosφ-γx 1 sinφ} - (r 2 + r 0 ) γ-1; X = C 0a1 msinφ + γA 0 (mcosφ-1);Y=C0[a1(r0+r2)+rн+β]-γ(B0+x2A0)+{[(r1+r0)γ+1]A0+a1(D0+x1C0)}sinφ+Bccosφ];Y = C 0 [ a1 (r 0 + r 2 ) + r n + β] -γ (B 0 + x 2 A 0 ) + {[(r 1 + r 0 ) γ + 1] A 0 + a1 (D 0 + x 1 C 0 )} sinφ + B c cosφ];Bc=γ(B0+x1A0)-C0a1(r1+r0)-C0(rн+β); Cc=D0a1(r0+r1)+D0(rн+β)-γx1B0B c = γ (B 0 + x 1 A 0 ) -C 0a1 (r 1 + r 0 ) -C 0 (r n + β); C c = D 0a1 (r 0 + r 1 ) + D 0 (r n + β) -γx 1 B 0Z=D0a1(r0+r2)+D0(rн+β)-γx2B0-Cccosφ+[x1a1D0+B0+γB0(r1+r0)]sinφ; a1=α+γrн;Z = D 0a1 (r 0 + r 2 ) + D 0 (r n + β) -γx 2 B 0 -C c cosφ + [x 1a1 D 0 + B 0 + γB 0 (r 1 + r 0 )] sinφ; a1 = α + γr n ;
;
;
- заданные отношения элементов классической матрицы передачи а, b, с, d резистивного четырехполюсника; m, φ - заданные зависимости отношения модулей и разности фаз передаточной функции от частоты в двух состояниях управляемого нелинейного элемента, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала, от частоты в заданной полосе частот; r1,2, х1,2 - заданные зависимости действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента в двух состояниях, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала, от частоты; r0, rn - заданные зависимости действительных составляющих сопротивлений источника высокочастотного сигнала и нагрузки от частоты.
;
;
- the given relations of the elements of the classical transmission matrix a , b, c, d of the resistive four-terminal network; m, φ are the given dependences of the ratio of the modules and the phase difference of the transfer function on the frequency in two states of the controlled nonlinear element, determined by two levels of the control low-frequency signal, on the frequency in a given frequency band; r 1,2 , x 1,2 are the given dependences of the real and imaginary components of the resistance of a bipolar nonlinear element in two states, determined by two levels of a control low-frequency signal, on frequency; r 0 , r n are the given dependences of the actual components of the resistances of the source of the high-frequency signal and the load from the frequency.2. Устройство амплитудно-фазовой модуляции высокочастотного сигнала, состоящее из линейного четырехполюсника, двухэлектродного нелинейного элемента, источника управляющего низкочастотного сигнала и нагрузки, дополнительно четырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, нелинейный элемент включен в продольную цепь между выходом источника высокочастотного сигнала и входом четырехполюсника, к выходу четырехполюсника подключена нагрузка, причем мнимые составляющие сопротивлений нагрузки xn и источника высокочастотного сигнала x0 реализованы реактивными двухполюсниками в виде параллельно соединенных двух последовательных колебательных контуров, значения параметров которых L1k, C1k и L2k, C2k выбраны с помощью следующих математических выражений:2. The device for amplitude-phase modulation of a high-frequency signal, consisting of a linear four-terminal, two-electrode non-linear element, a source of a control low-frequency signal and load, an additional four-terminal made in the form of a T-shaped connection of three resistive two-terminal, a non-linear element is included in the longitudinal circuit between the output of the high-frequency signal source and the input of the quadrupole, the quadrupole is connected to the output load, wherein the load resistances imaginary components x n and Source RF signal x 0 are implemented in the form of reactive two-terminal two parallel-connected series resonant circuit, the values of parameters which L 1k, C 1k and L 2k, C 2k are selected using the following mathematical expression:
;
;
;
,
;
;
;
,где
;
;Where
;
;x=a1c2ω4-a2c1ω3; y=(a1d2+b1c2)ω4-(a2d1+b2c1)ω3; z=b1d2ω4-b2d1ω3;x = a1 c 2 ω 4 - a2 c 1 ω 3 ; y = ( a1 d 2 + b 1 c 2 ) ω 4 - ( a2 d 1 + b 2 c 1 ) ω 3 ; z = b 1 d 2 ω 4 -b 2 d 1 ω 3 ;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
,
;
,где A0=a1(1-mncosφn); B0=-mn{a1x1ncosφn+[(r1n+r0n)a1+rнn+β]sinφn}+a1x2n; C0=-γmnsinφn;where A 0 = a1 (1-m n cosφ n ); B 0 = -m n { a1 x 1n cosφ n + [(r 1n + r 0n ) a1 + r нn + β] sinφ n } + a1 x 2n ; C 0 = -γm n sinφ n ;D0=mn{[(r1n+r0n)γ+1]cosφn-γx1nsinφn}-(r2n+r0n)γ-1; X=C0a1mnsinφn+γA0(mncosφn-1);D 0 = m n {[(r 1n + r 0n ) γ + 1] cosφ n -γx 1n sinφ n } - (r 2n + r 0n ) γ-1; X = C 0a1 m n sinφ n + γA 0 (m n cosφ n -1);Y=C0[a1(r0+r2)+rн+β]-γ(B0+x2A0)+{[(r1+r0)γ+1]A0+a1(D0+x1C0)}sinφ+Bccosφ];Y = C 0 [ a1 (r 0 + r 2 ) + r n + β] -γ (B 0 + x 2 A 0 ) + {[(r 1 + r 0 ) γ + 1] A 0 + a1 (D 0 + x 1 C 0 )} sinφ + B c cosφ];Z=D0a1(r0n+r2n)+D0(rнn+β)-γx2nB0-Cccosφn+[x1na1D0+B0+γB0(r1n+r0n)]sinφn; a1=α+γrнn;Z = D 0a1 (r 0n + r 2n ) + D 0 (r nn + β) -γx 2n B 0 -C c cosφ n + [x 1na1 D 0 + B 0 + γB 0 (r 1n + r 0n )] sinφ n ; a1 = α + γr nn ;Bc=γ(B0+x1nA0)-C0a1(r1n+r0n)-C0(rнn+β); Cc=D0a1(r0n+r1n)+D0(rнn+β)-γx1nB0;B c = γ (B 0 + x 1n A 0 ) -C 0a1 (r 1n + r 0n ) -C 0 (r nn + β); C c = D 0a1 (r 0n + r 1n ) + D 0 (r nn + β) -γx 1n B 0 ;
;
;
- заданные отношения элементов классической матрицы передачи
;
;
;
резистивного четырехполюсника, равные на четырех заданных частотах ωn=2πfn; n=1, 2, 3, 4 - номер частоты; r1, r2, r3 - заданные значения сопротивлений резистивных двухполюсников Т-образного соединения; mn, φn - заданные значения отношений модулей и разностей фаз передаточной функции на четырех заданных частотах в заданной полосе частот; r1n,2n, x1n,2n - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента в двух состояниях, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала, на четырех заданных частотах; r0n, rнn - заданные значения действительных составляющих сопротивлений источника высокочастотного сигнала и нагрузки на четырех заданных частотах; k=0, н - индекс, характеризующий действительные и мнимые составляющие сопротивлений источника высокочастотного сигнала и нагрузки; xkn - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений источника высокочастотного сигнала и нагрузки на четырех заданных частотах.
;
;
- given relations of elements of the classical transmission matrix
;
;
;
resistive four-terminal, equal at four given frequencies ω n = 2πf n ; n = 1, 2, 3, 4 - frequency number; r 1 , r 2 , r 3 - set resistance values of resistive two-terminal T-shaped connections; m n , φ n are the specified values of the ratios of the modules and the phase differences of the transfer function at four given frequencies in a given frequency band; r 1n, 2n , x 1n, 2n - set values of the real and imaginary components of the resistance of a bipolar nonlinear element in two states, determined by two levels of the control low-frequency signal, at four given frequencies; r 0n , r nn - set values of the actual components of the resistance of the source of the high-frequency signal and load at four specified frequencies; k = 0, n is the index characterizing the real and imaginary components of the resistances of the source of the high-frequency signal and load; x kn are the optimal values of the imaginary components of the resistances of the source of the high-frequency signal and the load at four given frequencies.
RU2011144274/08A2011-11-012011-11-01Method for amplitude-phase modulation of high-frequency signal and apparatus for realising said method
RU2496225C2
(en)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" Министерства обороны Российской Федерации
Radio frequency signal amplitude and phase modulation method and associated device
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" Министерства обороны Российской Федерации
Method for modulation of amplitude and phase of radio frequency signals and device for its realisation