5 10 15 20 25 30 35 УСТРОЙСТВО для ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ РАБОЧИХ ЧАСТОТ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ Предлагаемое устройство относится к радиотехнике, а именно, к приемопередатчикам СВЧ, применяемым в радиолокационной технике. Известен (см. «Радиотехнические системы, п/р Ю.М. Казаринова, М., «Высшая школа, 1990; «Теоретические основы радиолокации п/р Я.Д. Ширмана, М., «Советское радио, 1977) и широко используется в современной радиолокационной технике импульсный квазинепрерывный (КНИ) режим работы передатчика, позволяющий выделить в приемном устройстве доплеровскую составляющую частоты отраженного сигнала и реализовать за счет этого высокие значения потенциала и разрешающей способности по скорости радиолокационной станции (РЛС). Также известен (см. Свистов В.М., «Радиолокационные сигналы и их обработка, М., «Советское радио, 1977, «Теоретические основы радиолокации п/р Я.Д. Ширмана, М., «Советское радио, 1977) и широко применяется импульсный режим работы РЛС с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией зондирующего сигнала (ИЛЧМ), при котором в приемном устройстве на промежуточной частоте осуществляется «сжатие принятого импульса, то есть значительное уменьшение его длительности. Представ 1яет интерес возможность реализации обоих режимов одним радиолокатором, для чего необходимо приемопередающее устройство, способное поочередно работать в двух режимах. Обычным решением проблемы когерентного преобразования частоты в супергетеродинном приемопередатчике является формирование сигна.ла промежуточной частоты и подача его на смеситель сдвига частоты гетеродина, включеннь й последовательно с фильтром между передатчиком и смесителем (см. .Л.С. Винницкий. Автономные радиосистемы, М., Советское радио, 1986 г, стр. 181). Вариант этой схемы, распространенный на случай двойного преобразования частоты и показанный на фиг. 1, является прототипом настоящей полезной модели. Он содержит три источника гармонического сигнала ВЧ или СВЧ: генератор сигнала первого гетеродина 1 частотой /,,, генератор сигнала второго гетеродина 5 частотой /;., и генератор 7 сигнала второй про.межуточной частоты f. Входы смесителя 6 соединены с выходами генераторов 5 и МКИ7 Н 03 В 19/00 Н 03 В 19 / 05 Н 03 В 19/16 Н 03 В 19 / 20 Н 03 В 21/00 5 10 15 20 25 30 выделяющие нужную составляющую спектра выходного сигнала смесителей. Ферритовые вентили, обеспечивающие развязку функциональных узлов, и усилители, компенсирующие потери преобразования, на схеме не показаны. Смеситель 6, выделяя сигнал суммарной или разностной частоты, формирует сигнал первой промежуточной частоты /„, //-, ± /„. Взаимодействие сигналов первого гетеродина и первой промежуточной частоты на смесителе 2 формирует частоту зондирующего сигнала /(, /,., ± /,i. Сигнал возбуждения передатчика частотой f с выхода устройства поступает на вход усилителя мощности передатчика. Сигналы первого /;-, и второго гетеродина , соответствующие входы приемного устройства. Частота сигнапа на выходе первого смесителя приемника будет равна /„, l/g - /)-, , а на выходе второго смесителя fmi /пч1 //2 О ь схема обеспечивает когерентность преобразования принятого CHrHajia. Настоящее предложение направлено на рещение следующих задач: 1.Создание источника сигнала первого гетеродина, формирующего сигнал с малым уровнем фазового щума на, ориентировочно, 10-30 значений точек рабочих частот для работьЕ в режиме КНИ. 2.Создание источника сигналов второго гетеродина и первой промежуточной частоты с ма-тым уровнем фазового щума на фиксированных частотах. 3.Создание источника сигнала первого гетеродина, формирующего сигнал с произвольными количеством и значениями точек рабочих частот для работы в режиме ИЛЧМ. 4.Модификация источника сигнала первой промежуточной частоты с целью обеспечения возможности ввода внутриимпульсной частотной модуляции. 5.Синтез найденных технических рещений с целью создания конструкции устройства для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика, реа,1изующего в составе РЛС режимы КНИ и ИЛЧМ. Технический результат достигается тем, что в. устройстве для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика радиолокационной станции . содержащем смеситель, выход которого через фильтр, настроенный на центральную частот зондирующего сигнаила /о, подключен к выходу устройства, первый вход подключен к источнику сигнала первого гетеродина частотой /у.,, а второй вход через фильтр, настроенный на первую промежуточную частоту У,, соединен с выходом второго смесителя, входы которого соединены с выходами источника сигнала второго гетеродина частотой /,, и генератора, частота которого равна второй промежуточной частоте источником сигнала первого поступают на 5 10 15 20 25 30 гетеродина //, является подключенный через фильтр к первому смесителю умножитель частоты кратности .V,, вход которого подключен через фильтр к выход множителя частоты кратности Л, подключенного входом к выходу модуля опорных генераторов, содержащего сумматор мощности, выход которого соединен с выходом модуля, а входы соединены через управляемые ключевые устройства с выходами генераторов, стабилизированных резонаторами на поверхностных акустических волнах, причем входы управления ключевых устройств соединены с выходами дешифратора, вход цифрового сигнала которого соединен с входом устройства. Источником сигнала второго гетеродина частотой /)., является умножитель частоты кратности выход которого через фильтр подключен к входу второго смесителя, а вход соединен с выходом генератора, стабилизированного резонатором на поверхностных акустических волнах и настроенного на субгармонику частоты второго гетеродина, а источником сигнала второй промежчточной частоты является делитель частоты, выход которого соединен с входом второго смесителя, а вход подключен к выходу генератора, стабилизированного резонатором на поверхностных акустических волнах и настроенного на субгармонику второй промежуточной частоты. Технический результат достигается также тем , что к вход умножителя частоты кратности Л , выходом через фильтр подключен третий смеситель, первый вход которого соединен с выходом фильтра умножителя частоты кратности Л. а второй вход подключен к второму модулю опорных частот ( второй вариант устройства ). Технический результат достигается также тем , что устройство дополнительно содержит подключенный выходом к входу первого смесителя переключатель, подключенный к первому входу переключателя через фильтр умножитель частоты кратности Л , к входу которого подключен выход генератора, частота которого управляется напряжением дешифратора, аналоговый выход которого подключен к генератору, а цифровой вход - к входу команд управления устройством, причем второй вход переключателя соединен с выходом фильтра умножителя кратности Л,, а также содержит дополнительно второй переключатель, выход которого подключен к входу второго смесителя, первый вход соединен с делителем частоты, а второй вход подключен к входу устройства, на который поступает внешний сигнал второй промежуточной частоты (третий вариант устройства). Технический результат достигается также тем , что устройство дополнительно содержит выходы на приемное устройство сигналов на частоте субгармоники первого гетеродина, соединенные с входами умножителей кратности TV, и Л, а также входы, соединенные с варакторными диодами этих умножителей для выполнения импульсной модуляции зондирующего сигнала ( четвертый вариант устройства ). 5 10 15 20 25 30 Пред|1агаемая полезная модель обеспечивает возможность реааизации многофункционаичьного приемопередатчика. Применение в качестве источника высокостабильного сигнала генератора, стабилизированного резонатором на поверхностных акустических волнах / в дальнейшем ПАВ - генератор / улучшает спектральные характеристики формируемых сигналов. Несколько кварцевому генератору в стабильности частоты , ПАВ - генератор имеет ряд важных преимуществ / см. , например , Свистов В.М. « Радиолокационные сигналы и их обработка , М. Советское радио , 1977 г. /. В частности, ПАВ-генераторы при сопоставимой стоимости, уверенно работают на более высоких, чем кварцевые, частотах , что упрощает схему приемопередатчика и улучшает спектральные характеристики формируемых cигнaJ oв. К настоящему описанию приложены пять фигур чертежей. На фиг. 1 изображена укрупненная блок-схема классического варианта устройства для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика когерентной РЛС. На фиг. 2 изображена структурная схема субмодуля смесителя, выполняющего функцию преобразования частоты. На фиг. 3 показана структурная схема базового варианта предлагаемого устройства. На фиг. 4 показана структурная схема полного варианта предлагаемого устройства. На фиг. 5 показана структурная схема промышленного варианта устройства для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика РЛС. Базовый вариант устройства (фиг.З) предназначен для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика когерентной ( допплеровской) РЛС. Он содержит четьЕре канала формирования сигналов. На схемах фиг.З и фиг. 4 не показаны ферритовь е вентили, обеспечивающие развязку функциональных узлов, и усилители, компенсирующие потери преобразования, все фильтры относятся к виду полосно-пропускающих. Канат формирования сигнала /, возбуждения передатчика состоит из смесителя 2 и соединенного с его выходом фильтра 3 , выход которого подключен к выходу /д устройства. Канат формирования сигната У., первого гетеродина состоит из нескольких (7 )R,A.Bгенераторов 22, 28 и 35, настроенных на частоты /„„, (/- номер ПАВ-генератора). Выходы ПАВ-генераторов через ключевые устройства (выключатели) 21, 27 и 34 соединены с входом сумматора мощности 16. Входы управления ключевых устройств подк.тючены к выходам дешифратора 17, многоразрядный цифровой вход А которого является одним из входов управления параметрами устройства контроллером РЛС. П.А.В- генераторы 22, 28 и 5 10 15 20 25 30 подключен к входу умножительной цепочки, состоящей из последовательно включенных умножителя частоты S кратности Л ,, фильтра 9, умножителя частоты 12 кратности Л , и фильтра 13. Выход фильтра 15, соединен с входом смесителя 2 и выходом /,-, устройства. Канал формирования сигналов второго гетеродина fj--, и первой промежуточной частоты /„, содержит задающий ПАВ-генератор 32, подключенный к его выходу умножитель частоты 59 кратности jVj с фильтром N- 32 , выход которого соединен с выходом ff устройства. Этот выход соединен также с входом смесителя 6, выход которого через фильтр 4 , настроенный на частоту /„,, подключен к входу смесителя 2. Канал формирования сигнала второй промежуточной частоты /„ состоит из ПАВгенератора 7 и подключенного к его выходу делителя частоты 25 кратности выход делителя подключен к выходу , устройства, а также к входу смесителя 6. Устройство работает следующим образом. Команда выбора рабочей частоты зондирующего сигнала А, поступающая на устройство с центрального контроллера РЛС, пройдя дешифратор 17, открывает одно из ключевых устройств (21, 27 или 34) и закрывает остальные. В результате на выходе сумматора 16 в любой момент времени имеет место сигнал только одного из ПАВ-генераторов частотой . Количество рабочих частот равно числу / генераторов, а время перехода с одной частоты на другую определяется только быстродействием ключевых устройств. Цепочкой умножителей S и 72 частота выходного сигнала сумматора умножается на произведение Л, х.N,o есть частота сигнала первого гетеродина, действующего на входу смесителя 2 определяется выражением /л -V, . Сигнал второй промежуточной частоты получается делением на п, частоты ПАВ-генератора 7. Умножением на А , частоты генератора 38 и выделением нужной гармоники фильтром 32 получают сигнал второго гетеродина, имеющий фиксированную частоту /.-, . На смесителе 6 в результате взаимодействия сигнатов первой промежуточной частоты и частоты второго гетеродина образуется и фильтром 4 выделяется сигнат первой промежуточной частоты , . Сигналы /у и , взаимодействуя на смесителе 2, образуют сигнат с частотой зондирующего сигнала /Q, - 2/ап1-( - frLw/,) возбуждения передатчика. Количество возможных значений рабочей частоты зондирующего сигнааа данного конструктивного варианта равно числу/ ПАВ-генераторов канапа первого гетеродина. 5 10 15 20 25 30 Конструктивный вариант устройства для формирования сигналов рабочих частот приемопередатчика когерентной РЛС, решающий задачу увеличения числа рабочих частот , имеет дополнительно в канапе формирования сигнала первого гетеродина (фиг. 4) смеситель 10 и фильтр 11, включенные между фильтром В и умножителем частоты 12, а также подключенный к второму входу смесителя 10 второй модуль опорных частот, состоящий из ПАВ-генераторов 24, 30 и 37, ключевых устройств 23, 29 и 36, дешифратора 19, управляемого внешней командой Л,, и сумматора 18. Конструктивно оба модуля опорных частот идентичны, но число ПАВ-генераторов J в составе второго модуля может быть другим. Работа этого варианта отличается от рассмотренного выше тем, что выходная частота канала первого гетеродина получает дополнительную составляющую: произведение выходной частоты второго модуля опорных частот на коэффициент умножения А ,, Выражение для множества значений частот первого гетеродина имеет вид -(Тfonl -/оп2 выражение для значений частот зондирующего сигнала fo,, (ifonl-fon2}(3fnAB-fnAB/ d)- Поскольку каждому значению частоты /,„, первого модуля опорных частот соответствует J значений частоты выходного сигнала /д или У) I, число значений рабочих частот данного варианта равно произведению / х J . Третий конструктивный вариант (фиг. 4) устройства обеспечивает работ радиолокатора в двух режимах (КНИ и ИЛЧМ). В этом варианте между фиJ ьтpoм 13 и смесителем 2 включен управляемый (команда Р) переключатель 14, второй вход которого подключен к выходу дополнительного канала формирования сигнала //-j, Канал содержит генератор (ГУН) 26, частота которого управляется напряжением, подключенный входом управления к дешифратору 55, умножитель частоты 20, вход которого соединен с выходом генератора, а выход через фильтр 75 подключен к второму входу переключателя 14. На дешифратор от контроллера РЛС подается команда В выбора рабочей частоты зондирующего сигнала. Дополнительно в канал формирования сигнала второй про.межуточной частоты введен между делителем частоты 25 и смесителем 6 второй управляемый (команда Р) переключатель 31, второй вход которого подключен к внешнему источнику сигнааа второй про.межуточной частоты с ЛЧМ. Частота ГУН 26 перестраивается выходным напряжением дешифратора 55 в заданном диапазоне частот, причем количество К точек рабочих значений //у частоты ограничивается только параметрами дешифратора. Частота //.)/ умножается на Л умножителем 20, нужная гармоника выделяется фильтром 75, и на вход 5 10 15 2С 25 30 на вход смесителя 2 поступает сигнал с фильтра 13 и работа устройства третьего варианта не отличается от работы первого или второго варианта. В режиме сигнал первого гетеродина поступает на смеситель 2 с фильтра 75, а на смеситель 6 вместо гармонического сигнала с делителя частоты 25 подается сигнал внешнего источника с линейной частотной модуляцией. Четвертый конструктивный вариант устройства предусматривает наличие выходов каналов сигнала первого гетеродина со входов умножителя 12 и умножителя 20, а также входов подачи импульсных сигналов на варакторные диоды этих умножителей для обеспечения импульсной модуляции сигнала f. В ряде применений устройства важно исключить возможность проникновения зондирующего сигнала с выхода /Q устройства через цепи сигнала первого гетеродина. Эффективность фильтрации существенно увеличивается, если передачу сигнала первого гетеродина в блок приемного устройства проводить на частоте субгармоники (/),, /JV,) , а умножение частоты (при Л, .,) осуществлять в блоке приемника. Отвод непрерывного сигнала на приемное устройство до оконечного умножителя частоты позволяет использовать умножитель для выполнения эффективной импульсной модуляции в обоих режимах. На принципах настоящей полезной модели разработано и выпускается на промышленном уровне приемопередающее устройство для радиолокатора. Структурная схема формирователя сигнала возбуждения для передатчика и сигналов гетеродинов для приемника, в котором использованы все признаки настоящей полезной модели, показана на фиг. 5. Конструктивно устройство содержит семь модулей, выделенных на фиг. 5 штриховыми линиями: Модуль Л, объединяющий узлы канала формирования зондирующего сигнала /. Модуль УМ, объединяющий узлы умножительной цепочки канала формирования сигнала /;.. Два идентичных нифицированных модуля опорных генераторов ОГ-1 и ОГ-2, содержащие ПАВ-генераторы и схемы коммутации их сигналов. Модуль Г-2, содержащий все узлы каналов второго гетеродина и второй промежуточной частоты. Vloдyль К, осуществляющий передачу и коммутацию сигналов субгармоники частоты первого гетеродина на приемник. Модуль Г, содержащий узлы канала формирования сигнала /Р В схеме использованы стандартные смесительные субмодули 54, 66 и 70 , структура которых показана на фиг. 2. Этот субмодуль выполняет операцию перемножения сигналов 5 10 15 20 смесителем 40, выделение нужной спектральной составляющей фильтром 41 и компенсирует потери сигнала усилителем 42. Модуль В имеет два выхода сигнала /,, один из которых направляется через переключатель 55, управляемый аттенюатор 56 и ферритовый вентиль 57 на вход усилителя мощности, а второй через переключатель 55, управляемый аттенюатор 63 и ферритовый вентиль 57- в прибор встроенного контроля. Для ослабления влияния входных модулей на работу смесителя в состав модуля включен ферритовый вентиль 52, усилитель 55 служит для предварительного усиления сигнала до уровня 100-300 мВт. Модуль УМ содержит, кроме умножителей частоты 55 и 79 и смесительного субмодуля 66, ответвитель 65 и ключевое устройство для передачи четвертой субгармоники сигнала частотьЕ первого гетеродина на приемное устройство. Усилитель 80 служит для предварительного усиления входного сигнала. Коэффициенты умножения частоты N N 4. Модули ОГ-1 и ОГ-2 идентичны по схеме, конструкции и параметрам. Частоты ПАВ генераторов лежат в пределах 300-500 МГц, дополнительно к элементам схемы (фиг.З) введены ферритовый вентиль и усилитель. Модуль Г-2 имеет стандартный ПАВ-генератор 78 и умножитель частоты 82 (.Vj 4). Сигнал второго гетеродина поступает на выход /;-, с умножителя через усилитель 90 и ферритовый вентиль 91. Реализация предлагаемой полезной модели позволила создать двухрежимное приемопередающее устройство и реализовать радиолокационн ю станцию с требуемыми характеристиками.
