29 Формирование и прием сигналов с квадратурной фазоразностной модуляцией.

Сигнал с квадратурной модуляцией (КАМ) представляет собой сумму двух несущих колебаний одной и той же частоты, сдвинутых по фазе друг относительно друга на 90 , каждая из которых модулирована по амплитуде своим модулирующим сигналом:

s_КАМ(t) = a(t) cos( ₀t) + b(t) sin( ₀t).

Косинусная составляющая называется синфазной, синусная — квадратурной.

Сигнал с КАМ можно представить в следующем виде:

.

Таким образом, у КАМ-сигнала зависят от времени и амплитуда, и начальная фаза.

Спектр КАМ-сигнала можно записать следующим образом:

.

Аналогично тому, что происходит при амплитудной модуляции, спектры модулирующих сигналов “раздваиваются” и “переезжают” в окрестности несущей частоты   ₀. Если спектры модулирующих сигналов a(t) и b(t) занимают одну и ту же полосу частот (как обычно и бывает), то они будут перекрываться и после сдвига в область несущей частоты. Однако при этом спектр, соответствующий синусной несущей, дополнительно умножается на  j. Именно это дает возможность разделить квадратурные составляющие при приеме сигнала.

Способ приема двоичных фазоманипулированных на 180 градусов сигналов оптимальным некогерентным приемником, осуществляемый путем перемножения входных радиосигналов в двухквадратурных (cos, sin) каналах (X, Y) со взаимно ортогональными сигналами гетеродина приемника, фильтрацией этих произведений с последующей задержкой на один бит и суммированием результатов анализа текущего и задержанного на один бит отфильтрованных низкочастотных сигналов (Xn, Yn) двух квадратурных ортогональных (cos, sin) каналов (X, Y), отличающийся тем, что в обоих квадратурных каналах (X, Y) отфильтрованные низкочастотные сигналы (Xn, Yn) квантуют бинарно { 0, 1} (Xnкв, Ynкв), квантованные бинарные сигналы в двух квадратурных (X, Y) каналах суммируют по модулю два (Xnкв ⊕ X (n - 1)кв и Ynкв ⊕ Y (n - 1)кв), формируют два квадратурных оператора (F(X) и F(Y), запрещающих прохождение сумм по модулю два текущего и задержанного на один бит квантованных бинарных сигналов в том или другом квадратурном (X, Y) канале в случаях, если значение отфильтрованного низкочастотного сигнала этого канала меньше заданного порогового значения по абсолютной величине, а сложение на выходе приемного устройства сумм по модулю два текущего и задержанного на один бит квантованных бинарных сигналов двух квадратурных ортогональных (cos, sin) каналов (X, Y) производят по алгоритму Jn = (Xnкв ⊕ X (n - 1)кв) F(X) + (Ynкв ⊕ Y (n - 1)кв) F(Y). 2. Устройство для осуществления способа, содержащее гетеродин, фазовращатель, два высокочастотных умножителя, два фильтра нижних частот, две линии задержки, сумматор, причем первые входы высокочастотных умножителей соединены с источником исходного сигнала, выход гетеродина соединен со вторым входом высокочастотного умножителя одного из каналов и со входом фазовращателя, выход фазовращателя соединен со вторым входом высокочастотного умножителя другого канала, выходы высокочастотных умножителей соединены со входами фильтров нижних частот, отличающееся тем, что в устройство введены два сумматора по модулю два, два компаратора, два ключа, две схемы сравнения, причем первые входы компараторов соединены с выходами фильтров нижних частот, вторые входы компараторов заземлены, выходы компараторов соединены со входами линий задержек и первыми входами сумматоров по модулю два, выходы линий задержек соединены со вторыми входами сумматоров по модулю два, выходы сумматоров по модулю два соединены с первыми входами ключей, вторые входы ключей соединены с выходами схем сравнения, первые входы схем сравнения соединены с выходами фильтров нижних частот, а вторые и третьи входы схем сравнения соединены с разнополярными источниками порогового напряжения, выходы ключей соединены со входами сумматора, выход которого является выходом приемного устройства.