ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 161
Скачиваний: 0
быть исходным сигналом для его последующей модуля ции сообщением, но может иметь и самостоятельное зна чение. Анализ поляризационно-спектральной структуры такого сигнала позволит легче представить структуру бо лее сложных сигналов с дискретной поляризационной
модуляцией. Определим полный (т. е. частотный, ампли тудный, фазовый и поляризационный) спектр такого сиг нала.
Пусть модулирующая функция представляет собой периодическую с периодом Т последовательность импуль сов длительностью х (рис. 5.1). Модулированный этой
функцией по параметрам поляризации сигнал запишем в виде
Э0(?1>0i)e;V |
при |
2 ’ |
е(9 = |
|
(5.1.1) |
Эо (<Р2, е2)е'“0< |
при -А -< t - k T < T ----- ^-> |
|
где k — Q, 1,2 ,...; Э0(<р„ 0,), Э0(92,02)—эллиптические орты,
определяющие состояние поляризации волны в соответ ствующий интервал времени. Эти орты на двойной ком плексной плоскости запишутся соответственно в виде
e- ‘M e‘b и
но
Амплитуду электромагнитной волны полагаем равной единице.
Модуляцию электромагнитной волны по закону (5.1.1) можно осуществить обычными модуляторами,
предназначенными |
для |
|
|
||
непрерывной |
модуляции |
|
|
||
параметров |
поляризации, |
х к в |
|
||
либо импульсными |
моду |
7 |
К |
||
ляторами |
|
поляризации, |
х/С, |
|
|
предназначенными только |
|
||||
для дискретного измене |
|
|
|||
ния поляризации на опре |
|
|
|||
деленную |
величину. |
- е Т е |
- |
||
Для |
первого |
случая |
|
|
|
структурная |
схема |
пере |
Рис. 5.2. |
|
|
дающего |
устройства при |
|
|
||
менительно к СВЧ диапазону изображена на рис. 5.2. СВЧ генератор работает в непрерывном режиме и вместе с модуляторами и антенно-волноводной систе мой формирует электромагнитную волну с парамет рами поляризации ф2, 02. Модулирующая последователь ность импульсов S(t) через блоки нормирования с коэф фициентами передачи k и k6 подается одновременно на
модуляторы двух параметров поляризации. В результате
параметры поляризации поля скачком изменяются |
до |
|
значений cpi, 0i |
и остаются постоянными на время дли |
|
тельности импульса. |
|
|
Упрощенная |
функциональная схема передатчика |
|
с импульсной модуляцией поляризации дискретным |
мо- |
|
дулятором с бинарным изменением параметров поляри зации представлена на рис. 5.3. Основу дискретного мо дулятора поляризации составляет переключатель СВЧ
111
энергии ИЗ верхнего канала I в ниЖиин 2 и формирова
тель/5 параметров поляризации электромагнитной волны.
Работой переключателя управляет модулирующая после довательность импульсов S (t) . Формирователь поляриза
ции устроен так, что если электромагнитная энергия поступает на него по каналу 1, то излучаемая волна будет иметь параметры поляризации <рь 0ь в противном случае — параметры фг, 02- Преимуществом такого моду
лятора по сравнению с обычным линейным поляризаци онным модулятором является то, что значения парамет ров поляризаций электромагнитной волны в каждом из двух положений переключателя определяются только параметрами формирователя поляризации и не зависят от незначительных изменений управляющего сигнала
S(t).
Для нахождения спектра сигнала (5.1.1) достаточно разложить функцию
■ь __|е—1/ч>1е101 |
при — т /2 < Г — kT < т /2 , |
~ (е~ ,/<р* е1'9, |
при -с/2 < t - kT < Т - zj2 |
в спектр Фурье по функциям е/п2<при Q =2n/7\ т. е. пред ставить ее в виде
7 ( 0 = е . + f С„е/Я" |
(5.1.2) |
« = —оо
П^О
и результат разложения умножить на е/ш°;. В резуль
тате спектральное разложение сигнала (5.1.1) в ком плексной форме запишется в виде
00
"е(О = С 0 ек< + Ц Сп е1(ш»+пй) г. |
(5.1.3) |
п~ —со
Пу^О
Для представления спектра сигнала (5.1.1) в действи тельной форме необходимо найти Re^ от (5.1.3).
Коэффициенты ряда Фурье получаются из следую щих соотношений:
т |
UVstJBiJnat\dt |
j [е-">>еи,е/л“'Л] + |
|
т |
~2 |
■Т |
112
— * |
sin П т /Т |
г — i/cf, gifii__e~ |
i/ifs giSji |
(5.1.4) |
|
7’ |
n n x / T |
1 |
1 |
||
|
|||||
C0= |
‘/<Pl ei9l-J-^l _ |
e- i79V 93. |
(5.1.5a) |
||
Из (5.1.4) следует, что все спектральные составляющие |
|||||
сигнала (5.1.1), за исключением составляющей с несу щей частотой ©о, поляризованы одинаково и синфазны (в пределах постоянного знака функции (sin хп)/хп) .
Огибающая спектра совпадает с огибающей спектра пе-1 риодической последовательности радиоимпульсов. Поля* ризация гармоник зависит только от состояния поляриза-| ции волны во время первой и второй части периода импульсной последовательности. I
Поляризация компоненты несущей частоты зависит не только от дискретных значений параметров поляри зации волны, но и от соотношения между длительностью импульса т и паузы Т—т модулирующей функции.
Амплитуда несущей также зависит от соотношения меж ду т и Т. Но как и амплитуды остальных гармоник, она также определяется значениями параметров фь 0i и фг, 02, точнее, величиной относительного изменения парамет
ров поляризации.
Рассмотрим некоторые частные случаи.
1. М анипуляции направлением вращения кругополяри зованной волны.
В этом случае в выражении (5.1.1) следует поло жить
<P'i= тс/4; ф2= —ф1= —я/4; 0i = 02=0o.
Положим, кроме того, 0о=О. Тогда выражения (5.1.4) и (5.1.5а) преобразуются к виду
п |
t |
$in (nm/T) Гл_ г / л/4 J j it/4 ! ___ |
|
||
L' n |
T |
rmx/T |
e |
1 — |
|
|
- .. |
j i i ^ D |
_ e^/2e- M2t |
(5Л.5б) |
|
|
C. = |
- f e- iW4+ ( l - |
- f ) e"*/4= |
|
|
|
= |
h/T’+ (4‘) (1 — х/Г)] e - i/TC/4. |
(5.1.6) |
||
8— 667 |
113 |
Обозначим в (5.1.6) |
|
|
|
А0= У (t/Г )2-j- (1 — т/Т)* — амплитуда |
несущей |
спек4ра |
|
радиосигнала; |
|
|
|
ifTA 0= cos а; (1— х/Т)/А0= |
sin а.. |
(5.1.7) |
|
С учетом этих обозначений |
(5.1.6) преобразуется |
к виду |
|
С „— А0е—И (^/4—сх) |
|
(5.1.8) |
|
где |
Т- t |
|
|
, |
|
|
|
a = arctg— . |
|
|
|
Таким образом, в случае манипуляции направлением вращения кругополяризованной волны спектр резуль
тирующего сигнала содержит эллиптически-поляризован- ную с углом эллиптичности л/4— а и амплитудой Ао ком
поненту несущей частоты соо и вертикально поляризо ванные и задержанные по фазе на —п/2 относительно исходной волны компоненты с частотами ыо±nQ, ампли
туды которых равны
Сп =У~2 Ап — У 2 -f- •si,^ /r) -. |
(5.1.9) |
На рис. 5.4 показан графический способ нахождения а и А0 по заданному значению отношения х/Т. Соответст вующие графики зависимостей А 0(х1Т) и ,а(т/Т) изобра
жены на рис. 5.5.
Как видно из рис. 5.5, компонента несущей частоты при любом соотношении х/Т несет больше половины всей
энергии сигнала. Остальная часть энергии приходится на спектр боковых гармоник сигнала. Только при манипу-
114