RU2341006C2 - Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof - Google Patents
Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341006C2 RU2341006C2 RU2007103436/09A RU2007103436A RU2341006C2 RU 2341006 C2 RU2341006 C2 RU 2341006C2 RU 2007103436/09 A RU2007103436/09 A RU 2007103436/09A RU 2007103436 A RU2007103436 A RU 2007103436A RU 2341006 C2 RU2341006 C2 RU 2341006C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- resistive
- phase
- amplitude
- controlled element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для формирования требуемых АЧХ и ФЧХ фазоманипулированных, амплитудно-манипулированных, а также амплитудно-фазоманипулированных сигналов в заданной полосе частот и преобразовании частоты (переноса спектра входного сигнала по оси частот).The invention relates to radio communications and can be used to generate the required frequency response and phase response of phase-manipulated, amplitude-manipulated, as well as amplitude-phase-shifted signals in a given frequency band and frequency conversion (transfer of the spectrum of the input signal along the frequency axis).
Известен способ манипуляции (модуляции) параметров отраженного сигнала, состоящий в том, что входное сопротивление устройства манипуляции изменяют таким образом, что коэффициент отражения этого устройства изменяет фазу на π, π/2, π/4, причем для разделения входного и отраженного сигнала используют циркулятор [Радиопередающие устройства. /Под редакцией О.А.Челнокова - М.: Радио и связь, 1982, стр.152-156]. Известно устройство реализации этого способа [там же], состоящее из циркулятора, первый вход которого подключен к источнику сигнала, третий вход подключен к нагрузке, а второй подключен к отрезку разомкнутой линии передачи длиной λ/4, в начале которой включен p-i-n диод.A known method of manipulation (modulation) of the parameters of the reflected signal, consisting in the fact that the input resistance of the manipulation device is changed so that the reflection coefficient of this device changes the phase by π, π / 2, π / 4, and a circulator is used to separate the input and reflected signals [Radio transmitting devices. / Edited by OA Chelnokov - M .: Radio and communications, 1982, p. 152-156]. A device for implementing this method is known [ibid.], Consisting of a circulator, the first input of which is connected to a signal source, the third input is connected to a load, and the second is connected to a piece of an open transmission line of length λ / 4, at the beginning of which a p-i-n diode is turned on.
Если диод закрыт, то от сечения, в котором он включен, происходит отражение, отраженная волна попадает в нагрузку с сопротивлением 50 Ом. Если диод открыт, то отражение происходит от конца линии. Фаза отраженного сигнала в одном состоянии диода отличается от фазы отраженного сигнала в другом состоянии диода на π. При необходимости изменения разности фаз длина отрезка линии передачи изменяется соответствующим образом.If the diode is closed, then reflection occurs from the cross section in which it is turned on, the reflected wave enters the load with a resistance of 50 Ohms. If the diode is open, then reflection occurs from the end of the line. The phase of the reflected signal in one state of the diode differs from the phase of the reflected signal in the other state of the diode by π. If necessary, change the phase difference, the length of the length of the transmission line is changed accordingly.
Недостатком этого способа и устройства его реализации является то, что в двух состояниях диода изменяется только фаза отраженного сигнала, причем заданные значения разности фаз отраженного сигнала в двух состояниях диода обеспечивается только на одной фиксированной частоте. Другим недостатком является постоянство амплитуды отраженного сигнала в двух состояниях диода, то есть отсутствие манипуляции амплитуды, что сужает функциональные возможности. Например, это не позволяет обеспечить два канала радиосвязи на одной несущей частоте (один канал можно образовать с помощью манипуляции амплитуды, а другой с помощью манипуляции фазы или не позволяет обеспечить кодировку передаваемой информации). Третьим недостатком следует считать большие массы и габариты, связанные с необходимостью использования отрезков линии передачи. Четвертым недостатком является то, что устройство манипуляции, состоящее из управляемой и неуправляемой частей, включается между источником сигнала и нагрузкой, которые имеют определенные значения сопротивлений. Источник сигнала имеет чисто действительное сопротивление (второй вход). Нагрузка для отраженного сигнала (третий вход) имеет также действительное сопротивление. Манипулятор подключен к разомкнутой (бесконечное сопротивление) или к замкнутой (нулевое сопротивление) линии передачи. Следующим важным недостатком является то, что данный способ и данное устройство не обеспечивают манипуляцию амплитуды и фазы проходного сигнала. Основным недостатком является отсутствие возможности усиления сигнала с заданными коэффициентами усиления в двух состояниях.The disadvantage of this method and device for its implementation is that in the two states of the diode only the phase of the reflected signal changes, and the specified values of the phase difference of the reflected signal in the two states of the diode is provided only at one fixed frequency. Another disadvantage is the constancy of the amplitude of the reflected signal in two states of the diode, that is, the absence of amplitude manipulation, which narrows the functionality. For example, this does not allow providing two radio communication channels on the same carrier frequency (one channel can be formed by amplitude manipulation, and the other by phase manipulation or it is not possible to encode the transmitted information). The third disadvantage should be considered large masses and dimensions associated with the need to use segments of the transmission line. The fourth disadvantage is that the manipulation device, consisting of controlled and uncontrolled parts, is connected between the signal source and the load, which have certain resistance values. The signal source has a purely real resistance (second input). The load for the reflected signal (third input) also has a real resistance. The manipulator is connected to an open (infinite resistance) or to a closed (zero resistance) transmission line. Another important disadvantage is that this method and this device do not provide manipulation of the amplitude and phase of the transmitted signal. The main disadvantage is the lack of the possibility of amplifying a signal with a given gain in two states.
Известен способ манипуляции фазы отраженного сигнала, основанный на использовании двухимпедансных устройств СВЧ [В.Г.Соколинский, В.Г.Шейнкман. Частотные и фазовые модуляторы и манипуляторы. - М.: Радио и связь, 1983, стр.146-158]. Известно устройство реализации этого способа [там же], состоящее из определенного количества реактивных элементов типа L,C, параметры которых выбраны из условия обеспечения требуемой произвольной разности фаз коэффициента отражения.A known method of manipulating the phase of the reflected signal, based on the use of dual-impedance microwave devices [V.G. Sokolinsky, V.G. Sheinkman. Frequency and phase modulators and manipulators. - M.: Radio and Communications, 1983, p. 146-158]. A device for implementing this method is known [ibid.], Consisting of a certain number of reactive elements of type L, C, the parameters of which are selected from the condition for providing the desired arbitrary phase difference of the reflection coefficient.
По сравнению с предыдущим способом и устройством данный способ и устройство его реализации не требуют использования полупроводниковых диодов только в открытом и только закрытом состояниях. При любых состояниях диодов, определяемых двумя уровнями низкочастотного управляющего воздействия, при определенных значениях параметров типа L, С может быть обеспечено заданное значение разности фаз отраженного сигнала на фиксированной частоте. Если амплитуда управляющего низкочастотного сигнала между указанными двумя уровнями изменяется непрерывно, то обеспечивается модуляция.Compared with the previous method and device, this method and device for its implementation do not require the use of semiconductor diodes only in open and only closed states. For any diode states determined by two levels of low-frequency control action, for certain values of parameters of type L, C, a predetermined value of the phase difference of the reflected signal at a fixed frequency can be provided. If the amplitude of the control low-frequency signal between these two levels changes continuously, then modulation is ensured.
Недостатком является то, что как и первый способ и устройство манипулятор может быть включен только между определенными сопротивлениями. Следующим важным недостатком является то, что данный способ и данное устройство не обеспечивают манипуляцию амплитуды и фазы и не усиливают амплитуду проходного сигнала с заданными коэффициентами усиления в двух состояниях.The disadvantage is that, like the first method and device, the manipulator can only be switched on between certain resistances. Another important disadvantage is that this method and this device do not provide manipulation of the amplitude and phase and do not enhance the amplitude of the transmitted signal with the given amplification factors in two states.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ [Головков А.А. Устройство для модуляции отраженного сигнала. Авт. св-во №1800579 от 09.10 1992 года], состоящий в том, что неуправляемую часть (согласующе-фильтрующее устройство) формирует из определенным образом соединенных между собой двухполюсников, сопротивление каждого двухполюсника выбирают из условия обеспечения одинакового заданного двухуровневого закона изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала при изменении управляемого элемента из одного состояния в другое под действием управляющего низкочастотного напряжения или тока.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is the method [A. Golovkov A device for modulating the reflected signal. Auth. certificate No. 1800579 dated October 9, 1992], consisting in the fact that the uncontrolled part (matching filtering device) forms from two-terminal devices connected in a certain way, the resistance of each two-terminal device is selected from the condition of ensuring the same given two-level law of change in the amplitude and phase of the reflected signal when a controlled element changes from one state to another under the influence of a control low-frequency voltage or current.
Известно устройство (прототип) реализации способа [там же], содержащее циркулятор, первое и третье плечи которого являются СВЧ-входом и выходом, а во второе плечо включены реактивный четырехполюсник и полупроводниковый диод, подключенный к источнику низкочастотного управляющего воздействия, при этом четерехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения двухполюсников со значениями реактивных сопротивлений, которые выбраны из условия обеспечения требуемых законов двухуровневого изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала на двух заданных частотах. Также как и в предыдущем способе и устройстве реализации возможна модуляция фазы и амплитуды, если управляющий сигнал изменяется непрерывно.A device (prototype) is known for implementing the method [ibid.], Comprising a circulator, the first and third shoulders of which are a microwave input and output, and a reactive four-terminal and a semiconductor diode connected to a source of low-frequency control action are included in the second shoulder, while the four-terminal is made in in the form of a T-shaped connection of two-terminal devices with reactance values selected from the conditions for ensuring the required laws of two-level changes in the amplitude and phase of the reflected signal in two given frequencies. As in the previous method and implementation device, phase and amplitude modulation is possible if the control signal changes continuously.
Недостатком является то, что как и в первых двух способах и устройствах манипулятор может быть включен только между определенными сопротивлениями. Следующим важным недостатком является то, что данный способ и данное устройство не обеспечивают манипуляцию амплитуды и фазы проходного сигнала в двух состояниях. Третьим важным недостатком всех перечисленных способов и устройств является то, что все элементы согласующе-фильтрующих устройств (четырехполюсников) выполнены реактивными, что связано со стремлением разработчиков не вносить дополнительных потерь путем использования резистивных элементов. Однако резистивные элементы, обладая независимостью своих параметров от частоты в довольно широкой полосе частот (от самых низких частот (единицы кГц) до частот порядка 500...800 МГц), могут обеспечить достаточно широкую полосу частот амплитудно-фазовых манипуляторов при незначительном увеличении потерь, которые могут быть учтены при соответствующем параметрическом синтезе четырехполюсников. Согласование и фильтрация с помощью резистивных четырехполюсников возможно при условии, если сопротивления источника сигнала и нагрузки являются комплексными [Головков А.А. Синтез амплитудных и фазовых манипуляторов отраженного сигнала на резистивных элементах с сосредоточенными параметрами. Радиотехника и электроника, 1992 г, №9, с.1616-1622].The disadvantage is that, as in the first two methods and devices, the manipulator can only be included between certain resistances. Another important disadvantage is that this method and this device do not provide manipulation of the amplitude and phase of the transmitted signal in two states. The third important drawback of all the above methods and devices is that all elements of matching filtering devices (four-terminal devices) are made reactive, which is associated with the desire of developers not to introduce additional losses through the use of resistive elements. However, resistive elements, possessing the independence of their parameters from a frequency in a rather wide frequency band (from the lowest frequencies (units of kHz) to frequencies of the order of 500 ... 800 MHz), can provide a fairly wide frequency band of amplitude-phase manipulators with a slight increase in losses, which can be taken into account with the corresponding parametric synthesis of four-terminal devices. Matching and filtering using resistive four-port networks is possible provided that the resistance of the signal source and load are complex [A. Golovkov Synthesis of amplitude and phase manipulators of the reflected signal on resistive elements with lumped parameters. Radio engineering and electronics, 1992, No. 9, p.1616-1622].
Техническим результатом изобретения является обеспечение манипуляции амплитуды и фазы проходного сигнала в двух состояниях управляемого элемента в широкой полосе частот при незначительном увеличении потерь путем использования резистивных элементов в согласующих четырехполюсниках при включении манипулятора между источником и нагрузкой с комплексными сопротивлениями.The technical result of the invention is to provide manipulation of the amplitude and phase of the transmitted signal in two states of the controlled element in a wide frequency band with a slight increase in losses by using resistive elements in matching four-terminal devices when the manipulator is turned on between the source and the load with complex resistances.
1. Указанный результат достигается тем, что в способе модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов, состоящем в том, что радиочастотный сигнал от источника радиочастотного сигнала подают на вход модулятора, выполненного из четырехполюсника, управляемого элемента, соединенного с источником низкочастотного управляющего сигнала, четырехполюсник выполняют из числа двухполюсников не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемых амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик в двух состояниях двухполюсного управляемого элемента, определяемых двумя уровнями низкочастотного управляющего сигнала в заданной полосе частот, благодаря взаимодействию радиочастотного сигнала, низкочастотного управляющего сигнала и перечисленных узлов модулятора изменяют амплитуду и фазу радиочастотного сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнал, дополнительно двухполюсный управляемый элемент включают между источником сигнала и входом четырехполюсника в поперечную цепь, к выходу четырехполюсника подключают нагрузку с комплексным сопротивлением для проходных модулированных радиочастотных сигналов, сопротивление источника сигнала выбирают комплексным, все двухполюсники четырехполюсника выполняют резистивными, значения параметров резистивных элементов, формирующих двухполюсники четырехполюсника, выбирают из условия обеспечения заданных законов изменения амплитуды и фазы проходного сигнала в заданной полосе частот в двух состояниях двухполюсного управляемого элемента, благодаря взаимодействию радиочастотного сигнала, низкочастотного управляющего сигнала и перечисленных узлов модулятора изменяют амплитуду и фазу радиочастотного сигнала таким образом, что обеспечивают заданные отношения амплитуд и разности фаз выходного радиочастотного сигнала в двух состояниях управляемого элемента, определяемых двумя уровнями амплитуды низкочастотного управляющего сигнала.1. This result is achieved by the fact that in the method of modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals, consisting in the fact that the radio frequency signal from the source of the radio frequency signal is fed to the input of a modulator made of a four-terminal device, a controlled element connected to a source of a low-frequency control signal, the four-terminal device is made of the number of two-terminal networks of at least two, the parameter values of which are selected from the condition for ensuring the required amplitude-frequency and phase-frequency characteristics in two states The two-pole controlled element determined by two levels of the low-frequency control signal in a given frequency band, due to the interaction of the radio-frequency signal, the low-frequency control signal and the listed modulator nodes, change the amplitude and phase of the radio-frequency signal according to the law of the amplitude of the low-frequency control signal, in addition, the bipolar controlled element is switched between the signal source and the input of the four-terminal into the transverse circuit, I connect to the output of the four-terminal t the load with complex resistance for loop-through modulated RF signals, the resistance of the signal source is selected to be complex, all the two-terminal networks of the four-terminal network are resistive, the values of the parameters of the resistive elements forming the two-terminal network of the four-terminal network, are selected from the condition of ensuring the given laws of changing the amplitude and phase of the transmitted signal in a given frequency band in two states of a bipolar controlled element, due to the interaction of the radio frequency signal, low frequencies of the control signal and the listed modulator nodes change the amplitude and phase of the radio frequency signal in such a way that they provide the specified ratios of the amplitudes and phase differences of the output radio frequency signal in two states of the controlled element, determined by the two amplitude levels of the low-frequency control signal.
2. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов, состоящем из источника радиочастотных сигналов, двухполюсного управляемого элемента, четырехполюсника, выполненного из двухполюсников, состоящих из количества элементов не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемых амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик в двух состояниях управляемого элемента, подключенного к источнику низкочастотного управляющего сигнала, дополнительно четырехполюсник выполнен из резистивных двухполюсников, управляемый элемент включен между источником радиочастотных сигналов и входом резистивного четырехполюсника в поперечную цепь, к выходу четырехполюсника подключена нагрузка для проходных модулированных по амплитуде и фазе радиочастотных сигналов с комплексным сопротивлением, при этом значения параметров резистивных элементов, формирующих резистивный четырехполюсник, выбраны из условий обеспечения требуемых отношений модулей (m) и разностей фаз (φ) коэффициента передачи в двух состояниях управляемого элемента, определяемых двумя крайними значениями низкочастотного управляющего сигнала, которые в математической форме выражаются в следующем виде:2. This result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals, consisting of a source of radio frequency signals, a bipolar controlled element, a four-terminal device made of two-terminal devices consisting of a number of elements of at least two, the parameter values of which are selected from the conditions for providing the required amplitude -frequency and phase-frequency characteristics in two states of the controlled element connected to the source of the low-frequency control signal, in addition the four-terminal is made of resistive two-terminal, the controlled element is connected between the source of the radio-frequency signals and the input of the resistive four-terminal into the transverse circuit, the load is connected to the output of the four-terminal, the RF signals with complex resistance modulated in amplitude and phase, the parameter values of the resistive elements forming the resistive four-terminal, selected from the conditions for ensuring the required ratios of the modules (m) and phase differences (φ) of the transmission coefficient in x states managed element defined by two extreme values of the low-frequency control signal, which are expressed in mathematical form as follows:
α=-γ(D+rн)+E; β=-Fγ+D-rн,α = -γ (D + r n ) + E; β = -Fγ + Dr n ,
где ; ; ; а, b, с, d - элементы классической матрицы передачи четырехполюсника;Where ; ; ; a, b, c, d - elements of the classical transmission matrix of a four-terminal network;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ; ; ;
; ;
; ;
y1,2=g1,2+jb1,2 - заданные значения проводимостей управляемого двухполюсного элемента в двух состояниях (1 и 2), определяемых двумя крайними уровнями низкочастотного управляющего сигнала; zн=rн+jxн, zo=ro+jxo - заданные комплексные сопротивления нагрузки и источника сигнала; Δφ - заданная величина разностей фаз коэффициентов передачи, обеспечивающая физическую реализуемость и наибольшую полосу частот.y 1,2 = g 1,2 + jb 1,2 - set conductivity values of the controlled bipolar element in two states (1 and 2) defined by two extreme levels of the low-frequency control signal; z n = r n + jx n , z o = r o + jx o are the given complex resistances of the load and signal source; Δφ - a given value of the phase differences of the transmission coefficients, providing physical feasibility and the largest frequency band.
3. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3, r4 двухполюсников, составляющих симметричное перекрытое Т- образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей (m) и разностей фаз (φ) коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:3. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; , ; ,
где ; D, E, F, rн, xн и остальные обозначения имеют тот же смысл, что и в п.2; сопротивление r2, выбирается из условия физической реализуемости сопротивлений r1 и r4.Where ; D, E, F, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
4. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих Г-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:4. This result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
, ,
где ; D, E, F, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2.Where ; D, E, F, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
5. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде -образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих -образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений: 5. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; , ; ,
где ; D, E rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2.Where ; D, E r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
6. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное Т-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:6. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; ;
где ; D, E, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2.Where ; D, E, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
7. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:7. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; , ; ,
где ; D, E, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r2.Where ; D, E, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
8. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3, двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:8. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; , ; ,
где ; D, E, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r3.Where ; D, E, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
9. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:9. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
, ,
где ; D, E, F, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2: значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r3.Where ; D, E, F, r n , x n and the rest of the notations have the same meaning as in claim 2: the resistance value r 1 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 1 , r 3 .
10. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих мостовое соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений;10. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; ; ; ;
где ; D, E, F, rн, xн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2.Where ; D, E, F, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
11. Указанный результат достигается тем, что в устройстве модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного П-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих П-образное соединение, выбраны из условия обеспечения требуемых отношений модулей и разностей фаз коэффициентов передачи в заданной полосе частот в двух состояниях управляемого элемента с помощью следующих математических выражений:11. The specified result is achieved by the fact that in the device for modulating the amplitude and phase of the radio frequency signals according to
; , ; ,
где ; D, E, F, rн, хн и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.2.Where ; D, E, F, r n , x n and the remaining notation have the same meaning as in
На фиг.1 показана схема устройства модуляции амплитуды и фазы радиочастотных сигналов (прототип).Figure 1 shows a diagram of a device for modulating the amplitude and phase of radio frequency signals (prototype).
На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого устройства по п.2.Figure 2 shows the structural diagram of the proposed device according to
На фиг.3 приведена схема четырехполюсника по п.3, входящая в предлагаемое устройство.Figure 3 shows the diagram of the four-terminal network according to
На фиг.4 приведена схема четырехполюсника по п.4, входящая в предлагаемое устройство.Figure 4 shows the diagram of the four-terminal network according to
На фиг.5 приведена схема четырехполюсника по п.5, входящая в предлагаемое устройство.Figure 5 shows the diagram of the four-terminal network according to
На фиг.6 приведена схема четырехполюсника по п.6, входящая в предлагаемое устройство.Figure 6 shows the diagram of the four-terminal network according to
На фиг.7 приведена схема четырехполюсников по пп.7-9, входящие в предлагаемые устройства.In Fig.7 shows a diagram of the four-terminal network according to claims 7-9, included in the proposed device.
На фиг.8 приведена схема четырехполюсника по п.10, входящая в предлагаемое устройство.On Fig is a diagram of the four-port network of claim 10, which is included in the proposed device.
На фиг.9 приведена схема четырехполюсника по п.11, входящая в предлагаемое устройство.Figure 9 shows the diagram of the four-terminal network according to claim 11, which is part of the proposed device.
Устройство-прототип содержит циркулятор 1 с входным 2, нагрузочным 3 и выходным 4 плечами, три двухполюсника с реактивными сопротивлениямих х1k - 5, х2k - 6, x3k - 7, соединенных между собой по Т - схеме, а также полупроводниковый диод 8, подключенный параллельно к источнику сигнала модуляции 9. Двухполюсник 7 подключен к диоду 8, двухполюсник 5 - к нагрузочному, плечу 3 циркулятора 1.The prototype device contains a
Принцип действия устройства манипуляции параметров сигнала (прототип) состоит в следующем.The principle of operation of a device for manipulating signal parameters (prototype) is as follows.
Высокочастотный сигнал от источника (на фигуре 1 не показан) через входное плечо 2 циркулятора 1 поступает в нагрузочное плечо 3. В результате взаимодействия пришедшего сигнала с реактивными элементами и диодом и благодаря специальному выбору значений реактивных элементов двухполюсников, значения фаз и амплитуд отраженных сигналов на двух частотах оказывается такими, что в результате их интерференции на выходное плечо 4 циркулятора 1 поступают сигналы, амплитуда и фаза которых в одном состоянии диода 8, определяемом одним крайним значением сигнала модуляции источника 9, отличаются от амплитуды и фазы этих сигналов в другом состоянии диода 8 на заданные величины на соответствующих двух частотах. Максимальная девиация фазы может составлять 360°, минимальная - ноль, максимальное отношение амплитуд равно ∞. Отношения модулей и разности фаз коэффициента отражения реализуются на обеих частотах одинаковыми.The high-frequency signal from the source (not shown in FIG. 1) through the
Высокочастотная часть структурной схемы обобщенного предлагаемого устройства по п.2 (фиг.2) состоит из каскадно-соединенных источника сигнала 10, резистивного четырехполюсника 11, двухполюсного управляемого элемента 8 и нагрузки 12.The high-frequency part of the structural diagram of the generalized proposed device according to claim 2 (figure 2) consists of a cascade-connected signal source 10, a resistive four-terminal 11, a bipolar controlled
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.3 (фиг.2) содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.3), выполненный из четырех двухполюсников 5, 6, 7, 13 с резистивными сопротивлениями r1, r2, r3=r1, r4, соединенных между собой по симметричной перекрытой Т схеме, а также управляемый двухполюсный элемент 8. подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9, двухполюсник 5 подключен к управляемому элементу 8. Двухполюсник 7 подключен к нагрузке 12.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to claim 3 (figure 2) contains a source of radio frequency signals 10, a resistive four-terminal 11 (figure 3), made of four two-
Это устройство функционирует следующим образом. Благодаря специальному выбору количества резистивных элементов двухполюсников 5, 6, 7, 13 (фиг.3) схемы их соединений и значений их параметров при переключении управляющего (модулирующего) сигнала на управляемом двухполюсном элементе будет происходить манипуляция параметров проходного сигналов в заданной полосе частот в общем случае различными законами двухуровневого изменения амплитуды и фазы на различных частотах этой полосы частот. Это означает, что на этих частотах реализуются заданные значения, в общем случае различные, отношений модулей, разностей фаз коэффициентов передачи и коэффициентов усиления. При непрерывном изменении амплитуды управляющего сигнала будет реализована модуляция проходного сигналов по амплитуде и фазе в общем случае по произвольным законам. Сопротивления r1, r4 определяются аналитически по найденным математическим выражениям однозначно. При этом значения этих сопротивлений функциональным образом зависят от произвольно выбираемого значения сопротивления r2 или выбираемых исходя из каких-либо других физических соображений. В предлагаемом изобретении значения этих сопротивлений выбирается из условий обеспечения физически реализуемых значений r1, r4, а также из условий достижения заданной полосы частот.This device operates as follows. Due to the special selection of the number of resistive elements of the two-
Значения сопротивлений r1, r4, двухполюсников 5, 13 кроме того зависят от оптимальных значений элементов матрицы передачи 4-х полюсника и заданных комплексных сопротивлений источника сигнала и нагрузки.The values of the resistances r 1 , r 4 , two-
При выборе положения двух крайних значений амплитуды управляющего сигнала на краях квадратичного участка вольтамперной характеристики управляемого элемента и частоты управляющего сигнала соизмеримой с частотой источника сигнала данное устройство функционирует как преобразователь частоты.When choosing the position of the two extreme values of the amplitude of the control signal at the edges of the quadratic portion of the current-voltage characteristic of the controlled element and the frequency of the control signal commensurate with the frequency of the signal source, this device functions as a frequency converter.
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.4 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.4), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.5 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.5), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде -образного соединения двух двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.6 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.6), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.7 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.7). а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2. Значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r2 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.8 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.7), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r3. Значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r3 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.9 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.7), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r2, r3. Значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r2, r3 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.10 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.8), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r3=r1, r4=r2. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3.The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to claim 10, comprises a source of radio frequency signals 10, a resistive four-terminal 11 (Fig. 8), and a controllable two-
Предлагаемое устройство модуляции параметров радиочастотных сигнала по п.11 содержит источник радиочастотных сигналов 10, резистивный четырехполюсник 11 (фиг.9), а также управляемый двухполюсный элемент 8, подключенный к источнику низкочастотного управляющего сигнала (сигнала модуляции) 9. Резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричной схемы П-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2, r3=r1. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.3The proposed device for modulating the parameters of the radio frequency signal according to claim 11, comprises a source of radio frequency signals 10, a resistive four-terminal 11 (Fig. 9), and a controllable two-
Анализ условий физической реализуемости указанных девяти вариантов выполнения резистивного четырехполюсника (фиг.3 - фиг.9) предлагаемого устройства (фиг.2) показывает, что из этого количества вариантов при произвольных заданных сопротивлений источника сигнала и нагрузки всегда найдется такой вариант, что значения резистивных сопротивлений этого четырехполюсника, рассчитанные по вышеприведенным формулам, будут положительными, то есть физически реализуемыми. Наоборот, для каждого отдельно взятого варианта всегда найдутся такие значения сопротивлений источников сигнала и нагрузки, что значения резистивных сопротивлений четырехполюсников, рассчитанные по вышеприведенным формулам, окажутся физически реализуемыми.An analysis of the physical feasibility conditions of these nine embodiments of a resistive quadripole (Fig. 3 - Fig. 9) of the proposed device (Fig. 2) shows that of this number of options for arbitrary given resistances of the signal source and load, there is always such an option that the values of resistive resistances of this quadripole, calculated according to the above formulas, will be positive, that is, physically feasible. On the contrary, for each individual option there will always be such values of the resistances of the signal sources and the load that the values of the resistive resistance of the four-terminal devices, calculated according to the above formulas, will be physically feasible.
Докажем возможность реализации указанных свойств.Let us prove the feasibility of implementing these properties.
Пусть комплексные сопротивления нагрузки zн=rн+jxн, источника сигнала zo=ro+jxo, a также проводимости двухполюсного управляемого элемента y1,2=g1,2+jb1,2 в двух состояниях известны, то есть известны его классическая матрица передачи:Let the complex load resistances z n = r n + jx n , the signal source z o = r o + jx o , and also the conductivity of the bipolar controlled element y 1,2 = g 1,2 + jb 1,2 in two states are known, then its classic transfer matrix is known:
Резистивный четырехполюсник описывается матрицей передачи:The resistive four-terminal is described by the transfer matrix:
где ; a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи четырехполюсника [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965. 40 с].Where ; a, b, c, d - elements of the classical quadrupole transmission matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M.: Communication, 1965. 40 s].
Эквивалентная схема манипулятора представляется в виде 4-х каскадно-соединенных четырехполюсников (фиг.2).The equivalent circuit of the manipulator is presented in the form of 4 cascade-connected four-terminal devices (figure 2).
Общая нормированная классическая матрица передачи манипулятора имеет вид:The general normalized classical transfer matrix of the manipulator has the form:
Используя известную связь элементов матрицы рассеяния [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965. 40 с], получим выражение для коэффициента передачи манипулятора S21 I,II в двух состояниях диода:Using the well-known connection of the elements of the scattering matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1965. 40 s], we obtain the expression for the transfer coefficient of the manipulator S 21 I, II in two states of the diode:
где g22o I,II=1+g1,2r0-b1,2x0; b22o I,II=g1,2x0+b1,2r0.where g 22o I, II = 1 + g 1,2 r 0 -b 1,2 x 0 ; b 22o I, II = g 1.2 x 0 + b 1.2 r 0 .
Пусть требуется определить схему резистивного четырехполюсника и значения параметров резистивных элементов двухполюсников, входящих в него, при которых возможно обеспечить заданные отношения модулей и разность фаз φ=argS21 I-argS21 II в двух состояниях диода:Let it be required to determine the resistive four-terminal circuit and the values of the parameters of the resistive elements of the two-terminal circuits included in it, at which it is possible to provide the given module relations and the phase difference φ = argS 21 I -argS 21 II in two states of the diode:
Подставим (4) в (5) и после несложных, но громоздких преобразований и разделения комплексного уравнения на действительную и мнимую части, получим систему двух алгебраических уравнений:We substitute (4) into (5) and after simple but cumbersome transformations and separation of the complex equation into real and imaginary parts, we obtain a system of two algebraic equations:
Решение системы (6) имеет вид двух взаимосвязей между элементами искомой матрицы передачи, оптимальных по критерию обеспечения заданного закона изменения (5) на фиксированной частоте:The solution to system (6) has the form of two relationships between the elements of the desired transmission matrix that are optimal according to the criterion of ensuring a given law of change (5) at a fixed frequency:
; ;
где ;Where ;
;; ; ;
; ;
; ;
; ;
. .
Поскольку D2-EF=-хн 2, то границей области физической реализуемости является область изменения φ, которая удовлетворяет условию равенства нулю знаменателя в выражениях для F, Е, D.Since D 2 -EF = -x n 2 , the boundary of the region of physical realizability is the region of variation of φ, which satisfies the condition for the denominator to be equal to zero in the expressions for F, E, D.
Решение уравнения, вытекающего из этого равенства, дает выражение для граничного значения разности фаз коэффициентов передачи в двух состояниях управляемого элемента:The solution of the equation resulting from this equality gives an expression for the boundary value of the phase difference of the transmission coefficients in two states of the controlled element:
где .Where .
Как показывают расчеты, при приближении значения разности фаз коэффициентов передачи модулятора в двух состояниях управляемого элемента к значению φгр рабочая полоса частот модулятора становится наибольшей. Поэтому значения φ следует выбирать из равенства:As the calculations show, as the phase difference between the transmission coefficients of the modulator in two states of the controlled element approaches the value φ g, the working frequency band of the modulator becomes the largest. Therefore, the values of φ should be chosen from the equality:
где Δφ - некоторая небольшая добавочная разность фаз, которая обеспечивает физическую реализуемость. При этом, чем меньше Δφ, тем больше полоса частот.where Δφ is some small incremental phase difference, which provides physical feasibility. Moreover, the smaller Δφ, the larger the frequency band.
Областью физической реализуемости является область изменения разности фаз φ>φгр при условии xн>0 или φ<φгр при условии xн<0. Для обеспечения этой области физической реализуемости необходимо, чтобы подкоренное выражение в (8) было неотрицательно. Из этого условия находим ограничение на квадрат отношения модулей коэффициентов передачи в двух состояниях управляемого элемента:The field of physical realizability is the region of variation of the phase difference φ> φ g under the condition x n > 0 or φ <φ g under the condition x n <0. To ensure this area of physical realizability, it is necessary that the radical expression in (8) be non-negative. From this condition we find the limitation on the square of the ratio of the transmission coefficient modules in two states of the controlled element:
где ;Where ;
- качество управляемого двухполюсного элемента, включенного в состав манипулятора вместе с резистивным четырехполюсником, источником сигнала и нагрузкой с комплексными сопротивлениями; - мнимая составляющая проводимости источника сигнала. Понятие "качество управляемого двухполюсного элемента", включенного в состав модулятора амплитуды и фазы с резистивным четырехполюсником, введено здесь впервые по аналогии с качеством управляемого двухполюсного элемента, включенного в состав манипулятора вместе с реактивным четырехполюсником [Kawakami S. Figure of Merit Associated with a Variable Parameter One-Port for RF Switching and Modulation // IEEE Trans: 1965. CT-12. №3. С.320-328; Головков А.А., Минаков В.Г. Взаимосвязи между элементами матрицы сопротивлений и их использование для синтеза согласующе-фильтрующих устройств амплитудно-фазовых манипуляторов. Телекоммуникации, №8, 2004, с.29-32]. Качество двухполюсного управляемого элемента характеризует меру различия проводимости элемента в двух состояниях, определяемых двумя уровнями управляющего сигнала, с учетом проводимости или сопротивления источника сигнала.- the quality of the controlled bipolar element included in the manipulator along with the resistive four-terminal, signal source and load with complex resistances; - the imaginary component of the conductivity of the signal source. The concept of “quality of a controlled bipolar element” included in the amplitude and phase modulator with a resistive four-terminal is introduced here for the first time by analogy with the quality of a controlled bipolar element included in a manipulator together with a reactive four-pole [Kawakami S. Figure of Merit Associated with a Variable Parameter One-Port for RF Switching and Modulation // IEEE Trans: 1965. CT-12.
Подкоренное выражение в (10) всегда положительно.The root expression in (10) is always positive.
Полученная система двух взаимосвязей (8) между элементами матрицы передачи резистивного четырехполюсника означает, что двухуровневые манипуляторы амплитуды и (или) фазы проходного сигнала должны содержать не менее чем два независимых резистивных элемента, значения параметров которых должны удовлетворять системе двух уравнений, сформированных на основе этих взаимосвязей. Для отыскания оптимальных значений параметров резистивного четырехполюсника необходимо выбрать какую-либо схему из М≥2 элементов, найти ее матрицу передачи, элементы которой выражены через параметры схемы резистивного четырехполюсника, и подставить их в (8). Сформированная таким образом система уравнений должна быть решена относительно выбранных двух параметров. Значения остальных М-2 параметров могут быть отнесены к сопротивлению zo или заданы произвольно. После использования описанного алгоритма будет реализована двухуровневая манипуляция амплитуды и фазы проходного сигнала с заданными отношениями модулей и разностями фаз коэффициентов передачи транзисторного манипулятора.The resulting system of two relationships (8) between the elements of the transmission matrix of a resistive four-port network means that two-level manipulators of the amplitude and (or) phase of the transmitted signal must contain at least two independent resistive elements whose parameter values must satisfy the system of two equations generated on the basis of these relationships . In order to find the optimal values of the parameters of the resistive four-terminal network, it is necessary to select a circuit of M≥2 elements, find its transmission matrix, the elements of which are expressed through the parameters of the resistive four-terminal circuit, and substitute them in (8). The system of equations formed in this way should be solved with respect to the selected two parameters. The values of the remaining M-2 parameters can be attributed to the resistance z o or set arbitrarily. After using the described algorithm, two-level manipulation of the amplitude and phase of the transmitted signal with predetermined module ratios and phase differences of the transmission coefficients of the transistor manipulator will be implemented.
На основе использования описанного алгоритма для симметричной схемы резистивного четырехполюсника в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения трех двухполюсников (фиг.3) для усиливающего манипулятора получены математические выражения для определения значений сопротивлений r1, r4 двухполюсников. Здесь же приведена матрица передачи соответствующего четырехполюсника:Based on the use of the described algorithm for a symmetric circuit of a resistive four-terminal network in the form of a symmetric blocked T-shaped connection of three two-terminal devices (Fig. 3), mathematical expressions are obtained for an amplifying manipulator to determine the resistance values r 1 , r 4 of two-terminal devices. Here is the transfer matrix of the corresponding four-terminal network:
; ;
где .Where .
Для Г-образного соединения двух двухполюсников (фиг.4):For the L-shaped connection of two two-terminal devices (figure 4):
; где ; Where
Для -образного соединения двух двухполюсников (фиг.5):For -shaped connection of two bipolar (Fig. 5):
; , где ; where
Для симметричного Т-образного соединения трех двухполюсников (фиг.6):For a symmetrical T-shaped connection of three two-terminal devices (Fig.6):
; ;
где Where
Для 3-х вариантов несимметричного Т-образного соединения двухполюсников (фиг.7):For 3 variants of an asymmetric T-shaped connection of two-terminal devices (Fig.7):
где Where
где Where
где Where
Для мостовой схемы (фиг.8):For the bridge circuit (Fig. 8):
где Where
Для симметричного П-образного соединения трех двухполюсников (фиг.9):For a symmetrical U-shaped connection of three two-terminal devices (Fig.9):
где Where
Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (формирование резистивного четырехполюсника соединенными между собой двухполюсниками по симметричной перекрытой Т-схеме (Г-образной схеме, -образной схеме, симметричной Т-образной схеме, несимметричной Т-образной схеме с тремя вариантами решения задачи параметрического синтеза, симметричной П-образной схеме и мостовой схеме) с выбором значений параметров резистивных элементов двухполюсников из условия обеспечения двухуровневого изменения амплитуды и фазы проходного сигналов в наибольшей полосе частот при изменении состояния управляемого двухполюсного элемента, включенного между источником радиочастотного сигнала и входом резистивного четырехполюсника в поперечную цепь (параллельно), к выходу которого подключена нагрузка, при произвольных значениях сопротивлений источника сигнала и нагрузки, при этом разность фаз коэффициентов передачи в двух состояниях управляемого элемента выбраны из условия обеспечения физической реализуемости и наибольшей полосы частот.The proposed technical solutions have an inventive step, since it does not explicitly follow from the published scientific data and the known technical solutions that the claimed sequence of operations (the formation of a resistive four-terminal network connected by two-terminal networks according to a symmetrical overlapped T-circuit (L-shaped circuit, -shaped circuit, symmetric T-shaped circuit, asymmetric T-shaped circuit with three options for solving the parametric synthesis problem, symmetrical U-shaped circuit and bridge circuit) with a choice of parameter values of resistive elements of two-terminal networks from the condition of providing a two-level change in the amplitude and phase of the transmitted signals in the largest frequency band when the state of the controlled bipolar element changes between the source of the radio frequency signal and the input of the resistive four-terminal into the transverse frequency a circuit (in parallel), to the output of which a load is connected, for arbitrary values of the resistance of the signal source and the load, while the phase difference of the transmission coefficients in the two states of the controlled element is selected from the condition of ensuring physical realizability and the largest frequency band.
Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью полупроводниковые диоды и резисторы, сформированные в заявленную схему резистивного четырехполюсника в виде перечисленных схем соединения двухполюсников. Значения параметров резисторов однозначно могут быть определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since for their implementation semiconductor diodes and resistors commercially available from the industry can be used formed in the claimed circuit of a resistive four-terminal in the form of the listed two-terminal connection schemes. The values of the parameters of the resistors can be uniquely determined using the mathematical expressions given in the claims.
Технико-экономическая эффективность предложенного способа и устройства его реализации заключается в одновременном обеспечении манипуляции амплитуды и фазы и усиления амплитуды проходного сигнала в двух состояниях управляемого двухполюсного элемента с наибольшей рабочей полосой частот при минимальном количестве резистивных элементов четырехполюсника.The technical and economic efficiency of the proposed method and device for its implementation is to simultaneously ensure the amplitude and phase manipulation and amplification of the amplitude of the transmitted signal in two states of the controlled bipolar element with the largest working frequency band with a minimum number of resistive elements of the four-terminal device.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103436/09A RU2341006C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103436/09A RU2341006C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007103436A RU2007103436A (en) | 2008-08-10 |
RU2341006C2 true RU2341006C2 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=39745824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007103436/09A RU2341006C2 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2341006C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587434C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor |
RU2589407C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-07-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating high-frequency signals and device therefor |
RU2592401C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | High-frequency signal generation method and device for its implementation |
RU2663558C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-08-07 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of high-frequency signal amplitude and phase modulation and device for implementation thereof |
-
2007
- 2007-01-29 RU RU2007103436/09A patent/RU2341006C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАЛАКИРЕВ М.В. и др. Радиопередающие устройства. / Под ред. О.А.Челнокова. - М.: Радио и связь, 1982, с.143-148, 152-154. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587434C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor |
RU2589407C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-07-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating high-frequency signals and device therefor |
RU2592401C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | High-frequency signal generation method and device for its implementation |
RU2663558C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-08-07 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of high-frequency signal amplitude and phase modulation and device for implementation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007103436A (en) | 2008-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2342769C2 (en) | Device for modulating amplitude and phase of radio-frequency signals | |
RU2354039C1 (en) | Method for modulation of amplitude and phase of radio frequency signals and device for its realisation | |
RU2341006C2 (en) | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof | |
RU2341866C2 (en) | Device for modulation of amplitude and phase of radio frequency signals | |
RU2353049C1 (en) | Radio frequency signal amplitude and phase modulation method and associated device | |
RU2354040C1 (en) | Method for modulation of amplitude and phase of radio frequency signals and device for its realisation | |
RU2341011C2 (en) | Multiple frequency signal amplitude and phase modulator | |
RU2341867C2 (en) | Method for modulation of amplitude and phase of multiple-frequency signals and device for its realisation | |
RU2342768C2 (en) | Device for modulating amplitude and phase of radio-frequency signals | |
RU2341008C2 (en) | Radio-frequency signal amplitude and phase modulators | |
RU2341007C2 (en) | Radio-frequency signal amplitude and phase modulators | |
RU2341009C2 (en) | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof | |
RU2341865C2 (en) | Device for modulation of amplitude and phase of mf signals | |
RU2342770C2 (en) | Method of demodulating amplitude and phase of radio-frequency signals and device to this end | |
RU2341010C2 (en) | Multiple frequency signal amplitude and phase modulator | |
RU2341012C2 (en) | Method of radio-frequency signal amplitude and phase modulation and related device of implementation thereof | |
RU2496224C2 (en) | Method for amplitude-phase modulation of high-frequency signal and apparatus for realising said method | |
RU2589304C1 (en) | Method for amplitude-phase modulation of high-frequency signal and device for its implementation | |
RU2341014C2 (en) | Multiple frequency signal amplitude and phase modulator | |
RU2665903C1 (en) | Method of high-frequency signal amplitude and phase modulation and device for implementation thereof | |
RU2354038C1 (en) | Method for modulation of amplitude and phase of radio frequency signals and device for its realisation | |
RU2341868C2 (en) | Device for modulation of amplitude and phase of multiple-frequency signals | |
RU2663554C1 (en) | Method of high-frequency signal amplitude and phase modulation and device for implementation thereof | |
RU2694784C2 (en) | Method for modulation of amplitude and phase of high-frequency signals and device for its implementation | |
RU2494529C2 (en) | Method for amplitude-phase modulation of high-frequency signal and apparatus for realising said method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090130 |