Устройство для формирования поляризационно-манипулированных сигналов с непрерывным изменением угла ориентации

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи данных по радиоканалам посредством манипуляции угла ориентации электромагнитной волны. Достигаемый технический результат - непрерывное изменение угла ориентации электромагнитной волны в соответствии с информационной последовательностью символов. Устройство содержит генератор линейно-изменяющегося напряжения, коммутаторы, синхронизатор, три сумматора, три инвертора, два счетчика, схему сравнения, три фазовращателя на 90°, фазовращатель на 180°, две линии задержки, два управляемых фазовращателя, управляемые ключи. 2 ил.

 

1. Область техники

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи данных

2. Уровень техники

Изобретение предназначено для формирования сигналов нового вида - поляризационно-манипулированных сигналов с непрерывным изменением параметров поляризации. Изобретений относящихся к данному виду сигналов ранее не встречалось.

В качестве аналога изобретения можно выделить устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой (Г.В.Куликов, А.А.Копцев, О.В.Воскресенцев а.с. №1113897), которое предназначено для формирования сигнала, закон изменения информационного параметра которого близок к закону изменения информационного параметра сигнала, рассматриваемом в данном изобретении. Отличие от аналога заключается в формировании поляризационно-манипулированного сигнала с непрерывным изменением угла ориентации, используемом в изобретении.

3. Раскрытие изобретения

Изобретение предназначено для формирования поляризационно-манипулированных сигналов с непрерывным изменением угла ориентации, которые являются частным случаем нового семейства сигналов - сигналов с непрерывным изменением параметров поляризации электромагнитного поля (ПМН).

Информационными параметрами ПМН сигналов являются параметры поляризации волны - углы ориентации (θ) и эллиптичности (ϕ). При линейном законе изменения информационные параметры записываются в следующем виде:

t=[(k-1)T...kT].

где C_k=[С₁,С₂,...,C_N] - вектор информационных символов;

h_θ, h_ϕ - индексы поляризационной манипуляции углов ориентации и эллиптичности соответственно;

k - номер тактового интервала;

Т - длительность тактового интервала.

В данном изобретении рассматривается двухпозиционный ПМН сигнал с непрерывным изменением угла ориентации (ПМН_θ) по линейному закону и индексе поляризационной манипуляции угла ориентации h=0,5. Угол эллиптичности ϕ=0, информационные символы могут принимать значения C_k=±1.

Закон изменения информационного параметра для рассматриваемого случая запишется в следующем виде:

t=[(k-1)T...kT].

Угол ориентации изменяется непрерывно в течение тактового интервала и не имеет разрывов на границе тактовых интервалов. Последнее слагаемое в выражении (2) определяет набег угла ориентации к началу тактового интервала и зависит от всех предшествующих информационных символов.

Отличительной особенностью ПМН сигналов является наличие двух ортогональных по поляризации составляющих, которые необходимо сформировать в передающем устройстве. В данном изобретении используются две кругополяризованные составляющие правого и левого направления вращения. С учетом того, что угол эллиптичности равен нулю, указанные составляющие записываются в следующем виде:

где A₀ - амплитуда сигналов.

Устройство для формирования ПМН_θ сигналов должно содержать два канала в которых формируются сигналы (3) с законом изменения информационного параметра (2).

4. Краткое описание чертежей.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для формирования поляризационно-манипулированных сигналов с непрерывным изменением угла ориентации, на фиг.2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

5. Осуществление изобретения

Устройство для формирования ПМН_θ сигналов представлено на фиг.1.

Предлагаемое устройство содержит генератор напряжения, изменяющегося по линейному закону (1), инверторы (2, 5, 9), генератор тактовых импульсов (3), тактовый синхронизатор (4), ключи (6, 7, 18...25), сумматоры (8, 26, 29), счетчики (11, 12), схему сравнения (13), коммутатор (14), фазовращатели на 90 градусов (15, 16, 17), линии задержки (27, 30), управляемые фазовращатели (28, 31), фазовращатель на 180 градусов (32).

На входы устройства поступает последовательность информационных символов C_k и сигнал высокой частоты s(t)=cos(ωt), на выходах формируются сигналы (3) с изменением угла ориентации по закону (2).

Для формирования изменения информационного параметра в течение тактового интервала по линейному закону генератор 1 формируют линейно изменяющееся напряжение (фиг.2а), длительность которого определяется периодом следования тактовых импульсов генератора 3 (фиг.2в), который соответствует одному тактовому интервалу. С выхода генератора 1 сигнал поступает на вход ключа 6, а также через инвертор 2 (фиг.2б) на вход ключа 7. Таким образом, на выходах ключей 6, 7 формируются напряжения, соответствующие двум различным информационным символам. На вторые входы данных ключей поступают прямой и инверсные сигналы с выхода синхронизатора 4 (фиг.2г, д), соответствующие входной последовательности данных С_k. Выходы ключей 6, 7 соединены с сумматором 8 на выходе которого формируется линейно изменяющееся напряжение, соответствующее входной последовательности С_k, с разрывом на границе тактовых интервалов (фиг.2е).

Для исключения скачкообразного изменения угла ориентации в начале каждого тактового интервала осуществляется смещение значения угла ориентации на величину, определяемую последним слагаемым (3). Для этого прямой и инверсный сигналы, соответствующие входной последовательности данных С_k, с выходов устройств 4, 5 (фиг.2г, д) поступают на входы счетчиков 11, 12, которые подсчитывают количество переданных «единиц» и «нулей» в последовательности C_k. Выходы счетчиков соединены со схемой сравнения 13, где определяется разность переданных символов, которая управляет выходными сигналами коммутатора 14. Формирование ПМН_θ сигнала осуществляется с помощью фазовращателей. Сигнал высокой частоты поступает на вход цепочки из трех последовательно соединенных фазовращателей на 90 градусов 15, 16, 17. Сигналы на входе фазовращателя 15, а также на выходах фазовращателей 15, 16, 17 соответствуют возможным значениям угла ориентации в начале тактового интервала (0, π/2, - π/2, π) и соединены со входом ключей первого канала (18...21) и второго (22...25). На вторые входы ключей поступает сигнал коммутатора 14, который открывает один из ключей в каждом канале, пропуская на выход сумматоров первого 26 и второго каналов 29 сигнал высокой частоты со сдвигом 0, 90, 180 или 270 градусов, в зависимости от разницы переданных символов, причем изменение фазы сигнала во втором канале (фиг.2 и) инверсно по отношению к изменению фазы сигнала в первом канале (фиг.2з) в соответствии с (3). Сигналы с выходов сумматоров 26 и 29 поступают на входы линий задержек на один тактовый интервал 27 и 30 соответственно (фиг.2к, л), таким образом, учитывается набег угла ориентации к началу каждого тактового интервала. Сигнал с выходов линий задержек 27, 30 поступают на входы управляемых фазовращателей 28, 31. На второй вход фазовращателя 28 поступает управляемое напряжения с выхода сумматора 8 (фиг.2е), который определяет закон изменения фазы сигнала в фазовращателе. На второй вход управляемого фазовращателя 31 поступает напряжение с выхода инвертора 9 (фиг.2 ж). В результате на выходах фазовращателей 28, 31 формируются сигналы, законы изменения фазы которых представлены на фиг.2 м, н соответственно. Выход фазовращателя (31) соединен с инвертором, который представляет собой фазовращатель на 180 градусов. На выходах 28, 32 (фиг.2 о, п) формируются сигналы (3), при этом закон изменения угла ориентации (2) определяется законом изменения фазы сигнала с выхода фазовращателя 19 (фиг.2 м).

Устройство для формирования поляризационно-манипулированных сигналов с непрерывным изменением угла ориентации, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, прямой и инверсный выходы которого через коммутаторы, на вторые входы которых подаются прямой и инверсный сигналы с выхода синхронизатора, вход которого является входом устройства, подключены к сумматору, на выходе которого формируется линейное напряжение, соответствующее передаваемой последовательности символов, что достигается управлением коммутаторами по сигналам входной последовательности, отличающееся тем, что устройство имеет два канала для формирования, кругополяризованных составляющих сигнала правого и левого направлений вращения и с целью исключения скачкообразного изменения угла ориентации на границе тактовых интервалов в устройство введены два счетчика, на вход каждого из которых поступает прямой или инверсный сигналы с выхода синхронизатора, выходы счетчиков соединены со схемой сравнения, выход которой соединен со входом коммутатора, который управляет сигналами четырех ключей каждого канала, на вторые входы которых подан соответствующий сигнал высокой частоты со сдвигом по фазе 0 или 90, 180 или 270 градусов, снятый с выходов трех последовательно соединенных фазовращателей на 90 градусов, выходы ключей каждого канала соединены со входом сумматора данного канала, выход которого через линию задержки на один тактовый интервал соединен с управляемым фазовращателем, на второй вход которого подается прямое или инверсное линейное напряжение с выхода сумматора в зависимости от канала, причем выходы управляемых фазовращателей являются выходами устройства.