RU2012116011A - Способы и устройства повышения индекса угловой модуляции - Google Patents

Abstract

1. Способ повышения индекса угловой модуляции, заключающийся в том, что формируют квадратурное колебание по отношению к колебанию несущей частоты, формируют косинусную и синусную составляющие модулирующего напряжения, являющиеся результатом аппроксимаций функций косинуса и синуса ограниченным количеством членов разложений рядов Тейлора, выполняют первые синфазное и квадратурное перемножения высокочастотных и низкочастотных составляющих и первое линейное суммирование результатов первых перемножений, в результате получают первое фазомодулированное колебание с заданным значением индекса модуляции, отличающийся тем, что, дополнительно формируют квадратурное колебание по отношению к первому фазомодулированному колебанию, выполняют второе попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований с синфазной и квадратурной составляющими первого фазомодулированного колебания и второе линейное алгебраическое суммирование результатов вторых перемножений, в результате получают второе фазомодулированное колебание с удвоенным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; последовательно увеличивая количество этапов попарных перемножений косинусного и синусного преобразований с синфазными и квадратурными составляющими фазомодулированных сигналов и алгебраических линейных суммирований результатов перемножений, одновременно получают пропорциональное увеличение значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на выходе вычислителей косинусно�

Claims (6)

1. Способ повышения индекса угловой модуляции, заключающийся в том, что формируют квадратурное колебание по отношению к колебанию несущей частоты, формируют косинусную и синусную составляющие модулирующего напряжения, являющиеся результатом аппроксимаций функций косинуса и синуса ограниченным количеством членов разложений рядов Тейлора, выполняют первые синфазное и квадратурное перемножения высокочастотных и низкочастотных составляющих и первое линейное суммирование результатов первых перемножений, в результате получают первое фазомодулированное колебание с заданным значением индекса модуляции, отличающийся тем, что, дополнительно формируют квадратурное колебание по отношению к первому фазомодулированному колебанию, выполняют второе попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований с синфазной и квадратурной составляющими первого фазомодулированного колебания и второе линейное алгебраическое суммирование результатов вторых перемножений, в результате получают второе фазомодулированное колебание с удвоенным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; последовательно увеличивая количество этапов попарных перемножений косинусного и синусного преобразований с синфазными и квадратурными составляющими фазомодулированных сигналов и алгебраических линейных суммирований результатов перемножений, одновременно получают пропорциональное увеличение значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на выходе вычислителей косинусной и синусной функций модулирующего напряжения последовательно производят увеличение в четное число раз значений аргументов этих функций; выполняют второе попарное перемножение результатов первого удвоения аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями несущей частоты и второе линейное алгебраическое суммирование результатов вторых перемножений, в результате получают второе фазомодулированное колебание с удвоенным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; формируют квадратурное колебание по отношению ко второму фазомодулированному колебанию; выполняют третье попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований модулирующего напряжения с синфазной и квадратурной составляющими второго фазомодулированного колебания и третье линейное алгебраическое суммирование результатов третьих перемножений, в результате получают третье фазомодулированное колебание с утроенным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; выполняют четвертое попарное перемножение результатов второго удвоения аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями несущей частоты и четвертое линейное алгебраическое суммирование результатов четвертых перемножений, в результате получают четвертое фазомодулированное колебание с учетверенным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; последовательно увеличивая нечетное количество этапов попарных перемножений косинусного и синусного преобразований с синфазными и квадратурными составляющими четных фазомодулированных сигналов и алгебраических линейных суммирований результатов перемножений, одновременно получают пропорциональное увеличение нечетных значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты; последовательно увеличивая четное количество этапов попарных перемножений результатов удвоений аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями несущей частоты и алгебраических линейных суммирований результатов перемножений, одновременно получают пропорциональное увеличение четных значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что производят первое умножение колебания несущей частоты, в результате которого получают его вторую гармонику, и формируют квадратурное колебание второй гармоники; выполняют первое попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований с синфазным и квадратурным колебаниями второй гармоники несущей частоты и первое линейное алгебраическое суммирование результатов первых перемножений, в результате получают первое фазомодулированное колебание с заданным значением индекса модуляции на второй гармонике колебания несущей частоты; выполняют второе попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований модулирующего напряжения с синфазным и квадратурным колебаниями первой гармоники несущей частоты и второе линейное алгебраическое суммирование результатов вторых перемножений, в результате получают второе фазомодулированное колебание с заданным значением индекса модуляции на первой гармонике колебания несущей частоты; производят второе умножение второго фазомодулированного колебания, в результате получают третье фазомодулированное колебание с удвоенным значением индекса модуляции на второй гармонике колебания несущей частоты; формируют квадратурное колебание по отношению к третьему фазомодулированному колебанию; выполняют третье попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований модулирующего напряжения с синфазной и квадратурной составляющими третьего фазомодулированного колебания и третье линейное алгебраическое суммирование результатов третьих перемножений, в результате получают четвертое фазомодулированное колебание с утроенным значением индекса модуляции на второй гармонике колебания несущей частоты; выполняют четвертое попарное перемножение результатов второго удвоения аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями второй гармоники несущей частоты и четвертое линейное алгебраическое суммирование результатов четвертых перемножений, в результате получают пятое фазомодулированное колебание с учетверенным значением индекса модуляции на второй гармонике колебания несущей частоты; производят третье умножение колебания несущей частоты, в результате которого получают его третью гармонику, и формируют квадратурное колебание третьей гармоники; выполняют пятое попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований с синфазным и квадратурным колебаниями третьей гармоники несущей частоты и пятое линейное алгебраическое суммирование результатов пятых перемножений, в результате получают шестое фазомодулированное колебание с заданным значением индекса модуляции на третьей гармонике колебания несущей частоты; выполняют шестое попарное перемножение результатов первого удвоения аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями третьей гармоники несущей частоты и шестое линейное алгебраическое суммирование результатов шестых перемножений, в результате получают седьмое фазомодулированное колебание с удвоенным значением индекса модуляции на третьей гармонике колебания несущей частоты; формируют квадратурное колебание по отношению к седьмому фазомодулированному колебанию; выполняют седьмое попарное перемножение результатов косинусного и синусного преобразований модулирующего напряжения с синфазной и квадратурной составляющими седьмого фазомодулированного колебания и седьмое линейное алгебраическое суммирование результатов седьмых перемножений, в результате получают восьмое фазомодулированное колебание с утроенным значением индекса модуляции на третьей гармонике колебания несущей частоты; выполняют восьмое попарное перемножение результатов второго удвоения аргументов косинусной и синусной функций с синфазным и квадратурным колебаниями третьей гармоники несущей частоты и восьмое линейное алгебраическое суммирование результатов восьмых перемножений, в результате получают девятое фазомодулированное колебание с учетверенным значением индекса модуляции на третьей гармонике колебания несущей частоты; последовательно увеличивают количество этапов умножений колебания несущей частоты в сочетании с процедурами попарных перемножений и алгебраических линейных суммирований, в результате получают пропорциональное увеличение значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на четвертой и последующих гармониках колебания несущей частоты.

4. Устройство, реализующее способ по п.1, содержащее последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала, первый балансный модулятор и первый линейный сумматор, выход которого является первым выходом устройства, последовательно соединенные первый фазовращатель на π/2 и второй балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом первого линейного сумматора, а вход первого фазовращателя на π/2 соединен с выходом источника высокочастотного сигнала, отличающееся тем, что с целью увеличения значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты, дополнительно введены последовательно соединенные третий балансный модулятор и второй линейный сумматор, выход которого является вторым выходом устройства, последовательно соединенные второй фазовращатель на π/2 и четвертый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом второго линейного сумматора, а входы третьего балансного модулятора и второго фазовращателя на π/2 соединены с выходом первого линейного сумматора, последовательно соединенные входной буфер, вход которого соединен с выходом источника модулирующего сигнала, аналого-цифровой преобразователь и косинусный преобразователь модулирующего напряжения, состоящий из объединенных соответствующими связями первого шинного формирователя, первого процессора обработки сигналов, первого постоянного запоминающего устройства, первого мультиплексора, первого цифро-аналогового преобразователя, первого выходного буфера и первого фильтра нижних частот, выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего балансных модуляторов, последовательно соединенный с аналого-цифровым преобразователем синусный преобразователь модулирующего напряжения, состоящий из объединенных соответствующими связями второго шинного формирователя, второго процессора обработки сигналов, второго постоянного запоминающего устройства, второго мультиплексора, второго цифро-аналогового преобразователя, второго выходного буфера и второго фильтра нижних частот, выход которого соединен с управляющими входами второго и четвертого балансных модуляторов, при этом сигнал с выхода тактового генератора поступает на синхронизирующие входы первого и второго процессоров обработки сигналов, делится на четыре и выдается на синхронизирующие выходы, выключатели S1.3 и S1.4 подсоединены непосредственно к старшим, а выключатели S1.1 и S1.2 - к младшим адресным шинам первого и второго постоянных запоминающих устройств.

5. Устройство по п.4, реализующее способ по п.2, отличающееся тем, что с целью увеличения значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах на первой гармонике колебания несущей частоты дополнительно введены последовательно соединенные третий балансный модулятор и второй линейный сумматор, последовательно соединенные второй фазовращатель на π/2 и четвертый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом второго линейного сумматора, а вход второго фазовращателя на π/2 и высокочастотный вход третьего балансного модулятора соединены с выходом источника высокочастотного сигнала, последовательно соединенные пятый балансный модулятор и третий линейный сумматор, последовательно соединенные третий фазовращатель на π/2 и шестой балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом третьего линейного сумматора, а вход третьего фазовращателя на π/2 и высокочастотный вход пятого балансного модулятора соединены с выходом второго линейного сумматора, последовательно соединенные седьмой балансный модулятор и четвертый линейный сумматор, последовательно соединенные четвертый фазовращатель на π/2 и восьмой балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом четвертого линейного сумматора, а вход четвертого фазовращателя на π/2 и высокочастотный вход седьмого балансного модулятора соединены с выходом источника высокочастотного сигнала, последовательно соединенные девятый балансный модулятор и пятый линейный сумматор, последовательно соединенные пятый фазовращатель на π/2 и десятый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом пятого линейного сумматора, а вход пятого фазовращателя на π/2 и высокочастотный вход девятого балансного модулятора могут быть соединены с выходами источника высокочастотного, выходами первого, второго, третьего и четвертого линейных сумматоров, управляющий вход девятого балансного модулятора может быть соединен с выходом косинусного преобразователя модулирующего напряжения, а также с косинусными выходами первого, второго и третьего удвоителей аргументов функций, управляющий вход десятого балансного модулятора может быть соединен с выходом синусного преобразователя модулирующего напряжения, а также с синусными выходами первого, второго и третьего удвоителей аргументов функций, последовательно соединенные первый перемножитель сигналов и первый низкочастотный линейный сумматор, последовательно соединенные второй перемножитель сигналов и первый инвертор, выход которого соединен со вторым входом первого низкочастотного линейного сумматора, последовательно соединенные второй низкочастотный линейный сумматор, третий перемножитель сигналов, четвертый низкочастотный линейный сумматор, шестой перемножитель сигналов, выход которого соединен с управляющим входом восьмого балансного модулятора, объединенными первым и вторым входами восьмого перемножителя сигналов и объединенными первым и вторым входами шестого низкочастотного линейного сумматора, последовательно соединенные четвертый перемножитель сигналов, третий низкочастотный линейный сумматор, выход которого соединен с управляющим входом седьмого балансного модулятора, объединенными первым и вторым входами седьмого перемножителя сигналов и вторым входом девятого перемножителя сигналов, последовательно соединенные пятый перемножитель сигналов и второй инвертор, выход которого соединен со вторым входом третьего низкочастотного линейного сумматора, последовательно соединенные седьмой перемножитель сигналов и пятый низкочастотный линейный сумматор, выход которого может быть соединен с управляющим входом девятого балансного модулятора, последовательно соединенные восьмой перемножитель сигналов и третий инвертор, выход которого соединен со вторым входом пятого низкочастотного линейного сумматора, последовательно соединенные шестой низкочастотный линейный сумматор и девятый перемножитель сигналов, выход которого может быть соединен с управляющим входом десятого балансного модулятора, при этом выход первого низкочастотного линейного сумматора соединен с объединенными первым и вторым входами четвертого перемножителя сигналов, вторым входом шестого перемножителя сигналов и управляющим входом третьего балансного модулятора, выход третьего перемножителя сигналов соединен с объединенными первым и вторым входами четвертого низкочастотного линейного сумматора, объединенными первым и вторым входами пятого перемножителя сигналов и с управляющим входом четвертого балансного модулятора, выход косинусного преобразователя модулирующего напряжения соединен с объединенными первым и вторым входами первого перемножителя сигналов, вторым входом третьего перемножителя сигналов, управляющими входами первого и пятого балансных модуляторов, выход синусного преобразователя модулирующего напряжения соединен с объединенными первым и вторым входами второго перемножителя сигналов, объединенными первым и вторым входами второго низкочастотного линейного сумматора, управляющими входами второго и шестого балансных модуляторов. Причем первый фазовращатель на π/2, первый и второй балансные модуляторы и первый линейный сумматор составляют первый векторный модулятор, второй фазовращатель на π/2, третий и четвертый балансные модуляторы и второй линейный сумматор составляют второй векторный модулятор, третий фазовращатель на π/2, пятый и шестой балансные модуляторы и третий линейный сумматор составляют третий векторный модулятор, четвертый фазовращатель на π/2, седьмой и восьмой балансные модуляторы и четвертый линейный сумматор составляют четвертый векторный модулятор, пятый фазовращатель на π/2, девятый и десятый балансные модуляторы и пятый сумматор составляют пятый векторный модулятор, первый, второй и третий перемножители сигналов, первый и второй низкочастотные линейные сумматоры и первый инвертор составляют первый удвоитель аргументов функций, четвертый, пятый и шестой перемножители сигналов, третий и четвертый низкочастотные линейные сумматоры и второй инверторы составляют второй удвоитель аргументов функций, седьмой, восьмой и девятый перемножители сигналов, пятый и шестой низкочастотные линейные сумматоры и третий инвертор составляют третий удвоитель аргументов функций составляют третий удвоитель аргументов функций, выходы первого, третьего и пятого низкочастотных линейных сумматоров являются косинусными выходами, соответственно, первого, второго и третьего удвоителей аргументов функций, выходы третьего, шестого и девятого перемножителей сигналов являются синусными выходами, соответственно, первого, второго и третьего удвоителей аргументов функций, а выходы первого - пятого линейных сумматоров являются, соответственно, первым - пятым выходами устройства.

6. Устройство по п.5, реализующее способ по п.3, отличающееся тем, что с целью увеличения значений индексов модуляции в выходных фазомодулированных сигналах одновременно на второй, третьей и последующих гармониках колебания несущей частоты дополнительно введены последовательно соединенные девятый балансный модулятор и пятый линейный сумматор, последовательно соединенные девятый балансный модулятор и пятый фазовращатель на π/2, выход которого соединен со вторым входом пятого линейного сумматора, последовательно соединенные десятый балансный модулятор и шестой линейный сумматор, последовательно соединенные шестой фазовращатель на π/2 и одиннадцатый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом шестого линейного сумматора, последовательно соединенные двенадцатый балансный модулятор и седьмой линейный сумматор, последовательно соединенные двенадцатый балансный модулятор и седьмой фазовращатель на π/2, выход которого соединен со вторым входом седьмого линейного сумматора, последовательно соединенные тринадцатый балансный модулятор и восьмой линейный сумматор, последовательно соединенные восьмой фазовращатель на π/2 и четырнадцатый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом восьмого линейного сумматора, последовательно соединенные пятнадцатый балансный модулятор и девятый линейный сумматор, последовательно соединенные девятый фазовращатель на π/2 и шестнадцатый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом девятого линейного сумматора, последовательно соединенные семнадцатый балансный модулятор и десятый линейный сумматор, последовательно соединенные десятый фазовращатель на π/2 и первый вход восемнадцатого балансного модулятора, последовательно соединенные одиннадцатый фазовращатель на π/2 и второй вход восемнадцатого балансного модулятора, выход которого соединен со вторым входом десятого линейного сумматора, последовательно соединенные девятнадцатый балансный модулятор и одиннадцатый линейный сумматор, последовательно соединенные двенадцатый фазовращатель на π/2 и двадцатый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом одиннадцатого линейного сумматора, последовательно соединенные двадцать первый балансный модулятор и двенадцатый линейный сумматор, последовательно соединенные тринадцатый фазовращатель на π/2 и двадцать второй балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом двенадцатого линейного сумматора, последовательно соединенные двадцать третий балансный модулятор и тринадцатый линейный сумматор, последовательно соединенные четырнадцатый фазовращатель на π/2 и двадцать четвертый балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом тринадцатого линейного сумматора, последовательно соединенные двадцать пятый балансный модулятор и четырнадцатый линейный сумматор, последовательно соединенные пятнадцатый фазовращатель на π/2 и двадцать шестой балансный модулятор, выход которого соединен со вторым входом четырнадцатого линейного сумматора, при этом объединенные первый и второй входы девятого и семнадцатого балансных модуляторов, а также вход десятого фазовращателя на π/2 соединены с выходом источника высокочастотного сигнала, входы шестого, девятого и одиннадцатого фазовращателей на π/2, второй вход семнадцатого балансного модулятора, первые входы десятого и пятнадцатого балансных модуляторов соединены с выходом пятого линейного сумматора, объединенные первый и второй входы тринадцатого балансного модулятора соединены с выходом первого линейного сумматора, вход восьмого фазовращателя на π/2 и первый вход тринадцатого балансного модулятора соединены с выходом седьмого линейного сумматора, входы двенадцатого, тринадцатого и пятнадцатого фазовращателей на π/2 и первые входы девятнадцатого, двадцать первого и двадцать пятого балансных модуляторов соединены с выходом десятого линейного сумматора, вход четырнадцатого фазовращателя на π/2 и первый вход двадцать третьего балансного модулятора соединены с выходом двенадцатого линейного сумматора, вторые входы десятого и одиннадцатого, тринадцатого и четырнадцатого, девятнадцатого и двадцатого, двадцать третьего и двадцать четвертого балансных модуляторов соединены с выходами, соответственно, косинусного и синусного преобразователей модулирующего напряжения, вторые входы пятнадцатого и шестнадцатого, двадцать пятого и двадцать шестого балансных модуляторов соединены с выходами вторых, соответственно, удвоителей аргументов косинусной и синусной функций, вторые входы двадцать первого и двадцать второго балансных модуляторов соединены с выходами первых, соответственно, удвоителей аргументов косинусной и синусной функций, причем девятый балансный модулятор, пятые фазовращатель на π/2 и линейный сумматор составляют первый квадратурный умножитель радиосигналов, двенадцатый балансный модулятор, седьмые фазовращатель на π/2 и линейный сумматор составляют второй квадратурный умножитель радиосигналов, семнадцатый и восемнадцатый балансные модуляторы, десятый и одиннадцатый фазовращатели на π/2 и десятый линейный сумматор составляют третий квадратурный умножитель радиосигналов, десятый и одиннадцатый балансные модуляторы, шестые фазовращатель на π/2 и линейный сумматор составляют пятый векторный модулятор, тринадцатый и четырнадцатый балансные модуляторы, восьмые фазовращатель на π/2 и линейный сумматор составляют шестой векторный модулятор, пятнадцатый и шестнадцатый балансные модуляторы, девятые фазовращатель на π/2 и линейный сумматор составляют седьмой векторный модулятор, девятнадцатый и двадцатый балансные модуляторы, двенадцатый фазовращатель на π/2 и одиннадцатый линейный сумматор составляют восьмой векторный модулятор, двадцать первый и двадцать второй балансные модуляторы, тринадцатый фазовращатель на π/2 и двенадцатый линейный сумматор составляют девятый векторный модулятор, двадцать третий и двадцать четвертый балансные модуляторы, четырнадцатый фазовращатель на π/2 и тринадцатый линейный сумматор составляют десятый векторный модулятор, двадцать пятый и двадцать шестой балансные модуляторы, пятнадцатый фазовращатель на π/2 и четырнадцатый линейный сумматор составляют одиннадцатый векторный модулятор, а выходы пятого - четырнадцатого линейных сумматоров являются, соответственно, пятым - четырнадцатым выходами устройства.