Устройство для модуляции отраженного сигнала

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДУЛЯЦИРАЖЕННОГО СИГНАЛА(57) Использование: изобретение относитск радиотехнике и может быть использовандля осуществления двухчастотной модуляции амплитуды и фазы отраженного сигнал структорское бюро рающие . 127 И ОТИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для осуществления двухчастотной модуляции амплитуды и фазы отраженного сигнала по закону, соответствующему передаваемой информации.На чертеже приведена функциональная схема устройства,Устройство содержит циркулятор 1 с входным 2,нагрузочным 3 и выходным 4 плечами, тои двчхполюсника с реактивными сопротивлениями В 1-5, В 2-6, Вз, соединенные между собой по Т-схеме. а также полупроводниковый диод 8, подключенный к источнику сигнала Ъодуляции 9. Двухполюсник 7 подключен к диоду 8, двухполюсник 5 - к нагрузочному плечу 3 циркулятора 1 При необходимости между диодом 8 иточником сигнала модуляции 9 может ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) по закону, соответствующему передаваемой информации. Сущность изобретения; устройство для модуляции параметров отраженного сигнала содержит циркулятор с входным, нагрузочным и выходным плечами, три двухполюсника с реактивными элементами, соединенные между собой по Т-схеме, а также полупроводниковый диод, подключенный к источнику модуляции. Двухполюсники размещены между циркуля- тором и диодом, выполнены с разными величинами и знаками реактивностей, которые выбраны из соответствия амплитуды и фазы отраженного сигнала одному из двух значений частоты модуляции, 1 ил,быть включен развязывающии т (фильтр НЧ или вентиль).Циркулятором 1 может быть, например, ФПВН 4-2, полупроводниковый диод представляет собой р+и диод КА 507. Двухполюсники с реактивными сопротивлениями В 1-5, В 2-6, Взсформированы из последовательно соединенных индуктивности и параллельного колебательного контура ), С при В 0 или последовательно соединенных емкости С и параллельного колебательного контура (.2 С 1 при В 0. Значения В 1, В 2, Вэ выбраны из условий обеспечения заданных законов модуляции на двух частотах, а значения )., (1, С 1, С, (.2, С 2 - из условия равенства каждого двухполюсника из сопротивлений В.1, В 2, Вз на двух частотах,Устройство .работает следующим образом,Сигнал от задающего генератора (на фиг.1 не показан) через входное плечо 2 циркулятора 1 поступает в нагрузочное плечо 3. В результате взаимодействия пришедшего сигнала с реактивными элементами двухполюсников 5, 6, 7, диодом 8 возникают отраженные сигналы с определенными значениями фазы и амплитуды на двух частотах. Благодаря специальному выбору 10 значений (см, ниже) реактивных элементов двухполюсников, значения фаз и амплитуд сигналов оказываются такими, что в результате их интерференции на выходное плечо циркулятора 1 поступает сигнал, амплитуда и фаза которого в одном состоянии диода 8, определяемом одним крайним значением сигнала модуляции источника 9 отличаются от амплитуды и фазы в другом состоянии а = 01 у + Е 1; р = Р 1 у + 01 (4) где 01, Е 1, Р 1 - коэффициенты, определяемые двумя значениями активной и реактивной составляющими иммитанса полупроводникового диода, зависящими от уровня сигнала модуляции (см. статью Михайлова Г.Д., Головкова А.А. Синтез активно-пассивной плоскослоистой среды с переключаемым коэффициентом отражения/РРадиоэлектроник, - т. 30, М 2, 1987 гс. 39-45) на первой частоте,45 50 55 Очевидно, что для обеспечения требуемого закона модуляции на другой. частоте диода 8 на заданные величины на соответствующих двух частотах. Максимальная де виация фазы может, составлять 360, минимальная - ноль, максимальное отношение амплитуд равное 1Найдем значения параметров реактивных элементов, при которых реализуются указанные свойства, Воспользуемся известными результатами. Запишем входной импеданс модулятора в сечении плеча 3 в виде дробнолинейного преобразованияЕ,=(Ы.+1 ф/(1+ ЦЕ) (1) 30 где а= (Р 1+Дг) /(Вг+ фз);р =фа Вз+В 1 Вз+В 1 В 2) / (%+Вз)= -1(рг+ Вз) (2) Как показано ранее (см. там же, с, 39-45) для обеспечения двухуровневого закона из менения коэффициента отраженияР 1= в(созе+ зи р)Т 2 (3) 0у2 л 0 ,иОона одной. фиксированной частоте необходимо.и достаточно, чтобы коэффициенты 40 (2) дробнолинейного преобразования (1) удовлетворяли следующей системе уравне- ний необходимо и достаточно. чтобы на одной частоте также имели место соотношенияа = 02 у + Ег; 3 = Гг у + 02 (5) Для одновременной модуляции на двух частотах достаточно, чтобы коэффициенты а, Р, у, описываемые уравнениями (4), (5) были равны между собой,Иэ соответствующего равенства находим(Е 2 Е 1) / (01 02)=(02-01) / (Р 1 Рг) (6) Анализ (6) показывает; что обеспечение двухчастотной модуляции возможно не для любых значений иммитанса полупроводникового элемента на двух частотах, а только для таких значений, которые удовлетворяют равенству (6). Расчеты и эксперименты показывают, что при выборе в качестве управляемого элемента диода КА 507 А в метровом диапазоне длин волн при подборе соответствующих уровней сигнала модуляции это равенство выполняется. При этом коэффициент определяется одной из равнозначных дробей, входящих в (6), например,у= (Ег-Е 1) /(01-Ог) (7), Решая совместно уравнения (2) с уравнениями (4), (7) или (5), (7) получим выражения для определения оптимальных значений В 1, Вг, ВзВ 1 =(О - а)/у:, Рг = - О/у:Вз = (О - 1)угде С= / дКоэффициенты а,р, у, входящие в (8) имеют одинаковые значения на двух заданных частотах, Это означает, что каждое из реактивных сопротивлений В 1, Вг, Вз также должно иметь одинаковые значения на двух частотах.0Анализ показывает, что это возможно при условии, что каждое из сопротивлений В формируется одним из следующих вариантов:1, В 0; последовательное соединение индуктивности и параллельного колебательного контура , С.2. В 0; последовательное соединение емкости С и параллельного колебательного контура , С,3. В0; последовательное соединение последовательного и параллельного колебательных контуров и так далее,Приведенные расчеты на ЭВМ дают право утверждать, что с точки зрения широкополосности наиболее предпочтительными являются первые два варианта, Оптимальные значения параметров опреде(1Ва (1 + В в 2 С) (1 + В в 1 С) (в 2 - оМ) 7 й) оставитель А.Головковехред М.Моргентал едактор А.Купрякова Т Корректор Л.Фил Заказ 1172 ВНИИПИ Государс Тиражнного комитета по и 3035, Москва, Ж,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ляются по соотношениям, полученным изусловия равенства В на двух частотах,1. В 0Д - 032 Ц (В - в 1 Щв 1 + в 2) (9)в 1 оа В:(в 1 + вЯ. Пусть в качестве полупроводникового элемента выбран диод КА 507 А, Тогда на частотах 0,510 и Ьо метрового диапазона длин волн его иммитанс равен Ъ=1,9 Ч 0,1(напряжение 0=0,5 В) ЕЭ=О 03+ 0,15 (0=0,8 В); и ЕЭ=1,9+ 0,05 (0=0,5 В): ЕЭ=-0,01+10,25 (0=.0,8 В).Нормированные значения параметров схемы (на чертеже) в результате расчетов оказались следующие:0=1,2071166 10: С 1=1,583351210 12=1,7763250 10 9С 2=9,2198488 10 о;Сз=5,733987210 "оС 4=8,3564755 10 1С 5=7,2437412 10 Формула изобретения5 Устройство для модуляции отраженногосигнала, содержащее циркулятор, первое итретье плечо которого являются СВЧ-входом и выходом. а во второе плечо включеныреактивный четырехполюсник и полупро 10 водниковый диод, подключенный к источнику модуляции, отл и ча ю щеесятем,что,с целью обеспечения амплитудно-фазовоймодуляции на двух частотах при увеличениимаксимальных значений девиации фазы, че 15 тырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения двухполюсников с разнымивеличинами и знаками реактивностей, которые выбраны из соответствия амплитуды ифазы отраженного сигнала одному значе 20 нию частоты модуляции в 1 М и соответствияамплитуды и фазы отраженного сигналадругому значению частоты модуляции аЬпри этом двухполюсники выполнены в видепоследовательно включенных одного ин 25 дуктивного элемента и параллельного контура из другого йндуктивного элемента иконденсатора при положительном знаке егореактивности, либо в виде последовательносоединенных одного конденсатора и парал 30 лельного контура из другого конденсатора ииндуктивного элемента при отрицательномзнаке его реактивности, а величины индуктивностей индуктивных элементов и емко-,стей конденсаторов выбраны .из условия35 равенства сопротивлений каждого двухпоЛЮСНИКа На ЧаСтОтаХ В 1 М И В 2 м,Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушскай наб., 4/5