RU2754793C1 - Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals - Google Patents
Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754793C1 RU2754793C1 RU2011148065A RU2011148065A RU2754793C1 RU 2754793 C1 RU2754793 C1 RU 2754793C1 RU 2011148065 A RU2011148065 A RU 2011148065A RU 2011148065 A RU2011148065 A RU 2011148065A RU 2754793 C1 RU2754793 C1 RU 2754793C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- modulated
- twl
- signal
- radio signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах и измерительной технике для селекции (избирательности) и преобразования частоты модулированных радиосигналов.The invention relates to radio engineering and can be used in radio receivers and measuring equipment for selection (selectivity) and frequency conversion of modulated radio signals.
Известны:Known:
1. Устройства для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов, содержащие полупроводниковые приборы и резонансные системы [Давыдов Ю.Г. и др. Радиоприемные устройства. / Под редакцией проф. А.П.Жуковского - М.: Высшая школа, 1989, с.8-10, 32, 38, 40, 81-82, 85-86, 87-92], которые выполнены в виде отдельных узлов, и для изменения частоты радиоприемного устройства одновременно должны перестраиваться резонансные системы селектора и преобразователя частоты. Характерным недостатком таких устройств является возникновение побочных каналов приема: зеркального, комбинационного, интермодуляционного.1. Devices for selection and frequency conversion of modulated radio signals, containing semiconductor devices and resonant systems [Davydov Yu.G. and other radio receivers. / Edited by prof. A.P. Zhukovsky - M .: Higher school, 1989, pp. 8-10, 32, 38, 40, 81-82, 85-86, 87-92], which are made in the form of separate nodes, and to change the frequency of the radio receiving device, the resonant systems of the selector and the frequency converter must be reconstructed simultaneously. A characteristic disadvantage of such devices is the appearance of side reception channels: mirror, combinational, intermodulation.
2. Преобразователи частоты [Патенты РФ: №2248661 H03D 7/00, №2276452 H03D 7/00, №2285330 H03D 7/14, №2311728 H03D 7/14], которые переносят радиосигнал с одной несущей частоты на другую, но не позволяют осуществлять селекцию радиосигналов.2. Frequency converters [RF patents: No. 2248661 H03D 7/00, No. 2276452 H03D 7/00, No. 2285330 H03D 7/14, No. 2311728 H03D 7/14], which transfer the radio signal from one carrier frequency to another, but do not allow to carry out the selection of radio signals.
3. Демодулятор амплитудно-модулированных (AM), частотно-модулированных (ЧМ), фазомодулированных (ФМ) сигналов [Патент РФ №2204195 H03D 5/00], который выделяет сообщение из модулированного радиосигнала, но не позволяет производить селекцию и преобразование частоты, т.е. переносить спектр радиосигнала с одной несущей частоты на другую. Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности совпадающих существенных признаков является демодулятор AM, ЧМ, ФМ сигналов [Патент РФ №2204195 H03D 5/00]. - прототип.3. Demodulator of amplitude-modulated (AM), frequency-modulated (FM), phase-modulated (FM) signals [RF Patent No. 2204195 H03D 5/00], which separates a message from a modulated radio signal, but does not allow selection and frequency conversion, i.e. .e. transfer the spectrum of the radio signal from one carrier frequency to another. The closest to the claimed device in terms of the combination of coinciding essential features is a demodulator of AM, FM, FM signals [RF Patent No. 2204195 H03D 5/00]. - prototype.
Демодулятор AM, ЧМ, ФМ сигналов содержит двухпроводную короткозамкнутую линию и проводник между ее проводами, параллельно им, той же длины, концы которого подключены к входу фильтра нижних частот.The demodulator of AM, FM, FM signals contains a two-wire short-circuited line and a conductor between its wires, parallel to them, of the same length, the ends of which are connected to the input of the low-pass filter.
Цель изобретения - селекция и преобразование частоты модулированных радиосигналов, т.е. перенос модулированного сигнала с одной несущей частоты на другую, совместив селекцию и преобразование частоты модулированных сигналов в одном устройстве, исключив при этом возникновение побочных каналов приема. Указанная цель достигается тем, что модулированный радиосигнал подведен к входу двухпроводной линии, между проводами которой, параллельно им, размещен проводник той же длины, а для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов соосно с ней введена другая двухпроводная линия той же длины и к ее входу подведен сигнал от генератора модулированных колебаний. Несущая частота генератора модулированных колебаний совпадает с несущей частотой модулированного радиосигнала, а частота модуляции выше частоты модуляции радиосигнала.The purpose of the invention is the selection and frequency conversion of modulated radio signals, i.e. transfer of a modulated signal from one carrier frequency to another, combining the selection and frequency conversion of modulated signals in one device, while eliminating the occurrence of side reception channels. This goal is achieved by the fact that the modulated radio signal is supplied to the input of a two-wire line, between the wires of which, parallel to them, a conductor of the same length is placed, and to select and convert the frequency of modulated radio signals, another two-wire line of the same length is introduced coaxially with it and is connected to its input signal from the generator of modulated oscillations. The carrier frequency of the modulated oscillator is the same as the carrier frequency of the modulated radio signal, and the modulation frequency is higher than the modulation frequency of the radio signal.
Двухпроводные линии порознь нагружены на сопротивление, равное волновому сопротивлению линии, и по направлению бегущих в них волн ориентированы встречно, а проводник, размещенный между проводами линий, параллельно им, присоединен к входу полосового фильтра, настроенного на частоту модуляции колебаний генератора. При этом длина двухпроводных линий и длина проводника, размещенного между проводами линий, параллельно им, выбраны не менее одной десятой длины волны модулированного радиосигнала. С выхода полосового фильтра сигнал с несущей частотой, равной частоте модуляции колебаний генератора, модулированный сообщением радиосигнала, подается для последующего усиления и демодуляции.The two-wire lines are separately loaded to a resistance equal to the wave impedance of the line, and in the direction of the waves traveling in them are oriented oppositely, and the conductor placed between the wires of the lines, parallel to them, is connected to the input of the band-pass filter tuned to the modulation frequency of the oscillations of the generator. In this case, the length of the two-wire lines and the length of the conductor placed between the wires of the lines, parallel to them, are chosen at least one tenth of the wavelength of the modulated radio signal. From the output of the bandpass filter, a signal with a carrier frequency equal to the modulation frequency of the oscillator oscillations, modulated by a radio signal message, is fed for subsequent amplification and demodulation.
Авторы не установили среди известных им технических решений аналогичного назначения такого, которое содержало бы совокупность существенных признаков, с заявленными отличительными признаками. Это позволяет признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию «новизна».The authors have not identified among the technical solutions known to them for a similar purpose, one that would contain a set of essential features, with the declared distinctive features. This allows the claimed technical solution to be recognized as meeting the "novelty" criterion.
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается электрической схемой устройства для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов, принципом его работы и экспериментальными результатами.The possibility of implementing the claimed invention is confirmed by the electrical circuit of the device for selecting and converting the frequency of modulated radio signals, the principle of its operation and experimental results.
Устройство для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов, изображенное на чертеже, содержит:The device for selecting and converting the frequency of modulated radio signals, shown in the drawing, contains:
1. Двухпроводную линию 1, на вход которой подведен модулированный радиосигнал Uc(ωc>Ωс), например, от антенны или широкополосного антенного усилителя.1. Two-
2. Двухпроводную линию 2, на вход которой подведен сигнал Uг(ωг>Ωг) от генератора модулированных колебаний, несущая частота которого совпадает с несущей частотой модулированного радиосигнала (ωг=ωс), а частота модуляции Ωг больше частоты модуляции Ωс радиосигнала.2. Two-
3. Двухпроводные линии 1, 2 порознь нагружены на сопротивление R, равное волновому сопротивлению линии, и по направлению бегущих в них волн ориентированы встречно.3. Two-
4. Проводник 3, который размещен между проводами двухпроводных линий 1, 2, параллельно им.4.
5. Полосовой фильтр 4, к входу которого присоединен проводник 3. Длина двухпроводных линий 1, 2 и длина проводника 3 выбраны не менее одной десятой длины волны модулированного радиосигнала.5.
Полосовой фильтр 4 настроен на частоту модуляции Ωг колебаний генератора. С выхода полосового фильтра 4 сигнал с несущей частотой, равной частоте модуляции колебаний генератора, и модулированный сообщением радиосигнала, подается для последующего усиления и демодуляции.
Для описания принципа работы заявляемого устройства для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов исходными соотношениям являются:To describe the principle of operation of the claimed device for selection and frequency conversion of modulated radio signals, the initial relations are:
1. Сила высокочастотного давления
где е - заряд электрона;where e is the electron charge;
mе - масса электрона;m e is the mass of an electron;
ω - круговая частота электромагнитного поля;ω is the circular frequency of the electromagnetic field;
∇ - математическая операция градиента;∇ - mathematical operation of the gradient;
|E| - амплитуда электрического поля.| E | - the amplitude of the electric field.
2. Квадрат амплитуды результирующего электрического поля бегущих встречно электромагнитных волн одинаковой частоты [Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. Справочник по физике. - М.: Наука, 1985, с.291]:2. The square of the amplitude of the resulting electric field of traveling opposite electromagnetic waves of the same frequency [BM Yavorsky, AA Detlaf. Physics Handbook. - M .: Nauka, 1985, p. 291]:
где |Еc| - амплитуда электрического поля в двухпроводной линии 1:where | Е c | - the amplitude of the electric field in a two-wire line 1:
где Umc - амплитуда напряжения несущего колебания радиосигнала;where U mc is the voltage amplitude of the carrier oscillation of the radio signal;
dэ - эквивалентное расстояние между проводами линии;d e - the equivalent distance between the wires of the line;
|Ег| - амплитуда электрического поля в двухпроводной линии 2:| E g | - the amplitude of the electric field in the two-wire line 2:
где Umг - амплитуда напряжения несущего колебания генератора;where U mg is the voltage amplitude of the carrier oscillation of the generator;
ΔΨ - разность фаз бегущих навстречу электромагнитных волн в двухпроводных линиях 1, 2:ΔΨ is the phase difference of electromagnetic waves traveling towards the opposite direction in two-
ΔΨ=2mz - при AM радиосигнала и AM сигнала генератора;ΔΨ = 2mz - for AM radio signal and AM generator signal;
ΔΨ=2mz+(МгcosΩгt-МсcosΩct) - при ЧМ, ФМ радиосигнала и ЧМ, ФМ сигнала генератора;ΔΨ = 2mz + (M g cosΩ g t-M with cosΩ c t) - for FM, FM radio signal and FM, FM signal generator;
ΔΨ=2mz-МсcosΩct - при ЧМ, ФМ радиосигнала и AM сигнала генератора;ΔΨ = 2mz-M with cosΩ c t - at FM, FM radio signal and AM generator signal;
m - волновое число высокочастотных колебаний радиосигнала и сигнала генератора при совпадении их частот.m is the wave number of high-frequency oscillations of the radio signal and the generator signal when their frequencies coincide.
Ωс, Ωг - круговая частота модуляции радиосигнала и сигнала генератора, при этом Ωг>Ωс;Ω s , Ω g is the circular frequency of modulation of the radio signal and the generator signal, while Ω g > Ω s ;
Мс, Мг - глубина модуляции радиосигнала и сигнала генератора при AM или индекс модуляции при ЧМ, ФМ;M s , M g is the modulation depth of the radio signal and the generator signal at AM or the modulation index at FM, FM;
z - текущая координата, отсчитываемая от входа двухпроводной линии 1.z is the current coordinate measured from the input of two-
На основании вышеприведенных соотношений принцип работы заявляемого устройства для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов заключается в следующем. При пропускании по двухпроводным линиям 1, 2, ориентированных встречно, высокочастотных модулированных токов бегущей волны радиосигнала и сигнала от генератора в области двухпроводных линий 1, 2 в результате интерференции электромагнитных полей одинаковой частоты образуется пространственно неоднородное по амплитуде электрическое поле, градиент квадрата амплитуды которого для различных видов модуляции радиосигнала и колебаний генератора при совпадении их несущих частот равен:Based on the above relationships, the principle of operation of the inventive device for selecting and converting the frequency of modulated radio signals is as follows. When high-frequency modulated currents of a traveling wave of a radio signal and a signal from a generator pass through two-
1. При AM радиосигнала и AM сигнала генератора1. With AM radio signal and AM generator signal
2. При узкополосной ЧМ, ФМ радиосигнала и узкополосной ЧМ, ФМ сигнала генератора2. With narrowband FM, FM radio signal and narrowband FM, FM signal generator
3. При узкополосой ЧМ, ФМ радиосигнала и AM сигнала генератора3.When narrowband FM, FM radio signal and AM signal generator
В проводнике 3, размещенном между проводами двухпроводных линий 1,2, параллельно им, под воздействием силы высокочастотного давления (1) с учетом (3, 4, 5) возникает ток, пропорциональный ∇|E|2, в спектральном составе которого содержится составляющая с частотой модуляции генератора Ωг и две боковые составляющие с частотой (Ωг-Ωс) и (Ωг+Ωс):In
1. При AM радиосигнала и AM сигнала генератора:1. With AM radio signal and AM generator signal:
2. При узкополосой ЧМ, ФМ радиосигнала и узкополосной ЧМ, ФМ сигнала генератора:2. With narrowband FM, FM radio signal and narrowband FM, FM generator signal:
3. При узкополосной ЧМ, ФМ радиосигнала и AM сигнала генератора:3. For narrowband FM, FM radio signal and AM generator signal:
Под воздействием тока (6, 7, 8) на концах проводника 3 возникает напряжение, изменяющееся во времени с частотой модуляции колебаний генератора Ωг, модулированное сообщением Ωс радиосигнала. Это напряжение подается на вход полосового фильтра 4, который настроен на частоту модуляции колебаний генератора Ωг и не пропускает на выход фильтра 4 составляющую спектра с частотой сообщения Ωс, а также частично просачивающееся в проводнике 3 высокочастотное напряжение радиосигнала и генератора.Under the influence of the current (6, 7, 8) at the ends of the
Селекция модулированных радиосигналов в заявленном устройстве осуществляется путем изменения частоты генератора без изменения частоты модуляции Ωг. При совпадении частоты колебаний генератора с частотой модулированного радиосигнала, поступающего из антенны, в области двухпроводных линий 1, 2 формируется неоднородное по амплитуде электрическое поле, под воздействием которого в проводнике 3 возникает напряжение с частотой модуляции Ωг колебаний генератора, модулированное сообщением Ωс радиосигнала. При этом в спектре преобразованного радиосигнала не возникает комбинационных составляющих и, следовательно, при использовании заявляемого устройства для селекции и преобразования частоты модулированных радиосигналов не образуются побочные каналы приема, свойственные известным устройствам аналогичного назначения.The selection of modulated radio signals in the claimed device is carried out by changing the frequency of the generator without changing the modulation frequency Ω g . When the frequency of the oscillator with the frequency of the modulated RF signal supplied from the antenna in the two-
Таким образом, селекция и преобразование частоты модулированных радиосигналов на линиях с распределенными параметрами осуществляется благодаря тому, что сила высокочастотного давления на электроны проводимости и обусловленный ею ток в проводнике 3 с частотой модуляции колебаний генератора, модулированный сообщением радиосигнала, пропорциональны градиенту квадрата амплитуды высокочастотного модулированного пространственно неоднородного электрического поля в области линий с распределенными параметрами.Thus, the selection and frequency conversion of modulated radio signals on lines with distributed parameters is carried out due to the fact that the force of high-frequency pressure on the conduction electrons and the resulting current in
Прием сигналов радиовещательных станций с использованием заявляемого устройства подтверждает его работоспособность.Reception of signals from broadcasting stations using the proposed device confirms its performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148065A RU2754793C1 (en) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148065A RU2754793C1 (en) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2473167C1 RU2473167C1 (en) | 2013-01-20 |
RU2754793C1 true RU2754793C1 (en) | 2021-09-07 |
Family
ID=77670302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011148065A RU2754793C1 (en) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754793C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0599414B1 (en) * | 1992-11-26 | 2000-08-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A direct conversion receiver |
US6381449B1 (en) * | 1998-06-30 | 2002-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Frequency converter |
RU2204195C2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-05-10 | Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники | Demodulator of amplitude-modulated, frequencymodulated, and phase-modulated signals |
EP1560326B1 (en) * | 2004-01-30 | 2008-09-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mixer circuit for direct conversion transceiver with improved second intermodulation product |
-
2011
- 2011-11-22 RU RU2011148065A patent/RU2754793C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0599414B1 (en) * | 1992-11-26 | 2000-08-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A direct conversion receiver |
US6381449B1 (en) * | 1998-06-30 | 2002-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Frequency converter |
RU2204195C2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-05-10 | Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники | Demodulator of amplitude-modulated, frequencymodulated, and phase-modulated signals |
EP1560326B1 (en) * | 2004-01-30 | 2008-09-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mixer circuit for direct conversion transceiver with improved second intermodulation product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101809371B1 (en) | RadCom System and Method using a Fast Chirp Signal for Vehicle | |
JP2017536068A5 (en) | ||
CN206431285U (en) | A kind of Ku wave bands continuous wave radar radio circuit | |
CN105007121B (en) | Millimeter wave orbital angular momentum communication device and method based on light-carried wireless technology | |
CN104155637A (en) | Radar and communication integrated method based on stepping variable-frequency waves | |
Kim et al. | Giant magnetoimpedance receiver with a double-superheterodyne topology for magnetic communication | |
US2420892A (en) | Frequency modulation detector | |
CN109038861A (en) | A kind of wireless power transfer method and system of wireless common source | |
CN108092932B (en) | Frequency-adjustable multi-frequency output microwave source based on nonlinear effects of double-sideband modulator and frequency multiplier | |
RU2754793C1 (en) | Device for selection and frequency conversion of modulated radio signals | |
Onori et al. | A 0–40 GHz RF tunable receiver based on photonic direct conversion and digital feed-forward lasers noise cancellation | |
US8059968B2 (en) | Modulation device for generating optical signal with quadruple frequency and method thereof | |
CN107656153A (en) | A kind of apparatus and method that Multipactor detection is realized using vector analysis | |
RU2473167C1 (en) | Device for selection and conversion of frequency of modulated radio signals | |
CN109361469B (en) | Millimeter wave generation system and method based on quantum dot laser | |
WO2019176573A1 (en) | Radar device and object detection method of radar device | |
RU2632802C1 (en) | Low-channel radio relay station | |
CN111901045A (en) | Optical generation method of tunable phase coding signal | |
CN107024618B (en) | A kind of wide-band microwave signal based on signal autocorrelation compares phase system | |
Zhu et al. | Frequency shift keying for direct antenna modulation (DAM) with electrically small antenna | |
CN103856432B (en) | Micro-strip resonance coherent demodulator for AMPSK modulating signals | |
US9042486B2 (en) | Sideband suppression in angle modulated signals | |
CN112305477B (en) | Device, system and method for data transmission by means of a wideband signal of a local coil | |
CN114062781A (en) | Multichannel Doppler reflectometer system and implementation method | |
US2081577A (en) | Phase modulation |