RU178031U1

RU178031U1 - MULTI-CHANNEL FREQUENCY CONVERTER

Info

Publication number: RU178031U1
Application number: RU2017127574U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Вернигора; Геннадий Николаевич Печерей; Сергей Борисович Петухов; Виктор Васильевич Поелуев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-03-21

Abstract

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в станциях помех радиоэлектронным средствам. Техническим результатом является создание малогабаритного многоканального преобразователя для наземных станций помех с высокими техническими характеристиками. Многоканальное частотно-преобразующее устройство (МЧПУ) содержит частотно-избирательный разветвитель (ЧИР), устройство связи и управления (УСУ) и N каналов преобразования частоты, каждый из которых выполнен с возможностью преобразования сигналов из рабочих частот (РЧ) в диапазон промежуточных частот (ПЧ) и обратно и включает пять переключателей, четыре усилителя, два управляемых аттенюатора, гетеродин и смеситель, при этом вход ЧИР одновременно является и входом и выходом МЧПУ, каждый из N выходов ЧИР является входом и выходом для соответствующего канала преобразования частоты, управляющие выходы УСУ связаны со входами всех переключателей, аттенюаторов, гетеродинов, выполненных в виде синтезаторов частоты, а входы обеспечивают связь с внешними потребителями для передачи сигналов контроля установки сигналов гетеродинов, каждый выход ЧИР последовательно соединен с первым входом первого переключателя, первым усилителем, первым входом второго переключателя, входом первого аттенюатора, первым входом третьего переключателя, сигнальным входом-выходом смесителя, через полосовой фильтр с первым входом четвертого переключателя, через третий усилитель и первый вход пятого переключателя с выходом ПЧ - входом ПЧ канала преобразования частоты, при этом выход гетеродина связан с гетеродинным входом смесителя, второй выход первого переключателя связан со вторым входом второго переключателя, выход третьего переключателя подключен ко второму усилителю, выходом связанному со вторым аттенюатором, выход которого подключен ко второму входу первого переключателя и через вход-выход соответствующего канала ЧИР соединен с входом-выходом МЧПУ, второй выход пятого переключателя через четвертый усилитель соединен со вторым входом четвертого переключателя. Новые конструктивные решения значительно улучшили технические характеристики устройства, а обеспечение раздельной по времени работы приемного и передающего трактов преобразования частоты, позволило использовать каждый канал для прямого и обратного преобразования частоты, уменьшить количество элементов в устройстве, что значительно уменьшило его массу и габариты. Это позволило создать малогабаритное МЧПУ с высокими техническими характеристиками, с возможностью использования в наземных станциях помех, в которых имеет место раздельная во времени работа приемной и передающей систем.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used in jamming stations with electronic equipment. The technical result is the creation of a small multi-channel converter for ground interference stations with high technical characteristics. A multi-channel frequency converting device (MCU) contains a frequency selective splitter (CHIR), a communication and control device (USU), and N frequency conversion channels, each of which is capable of converting signals from operating frequencies (RF) to a range of intermediate frequencies (IF) ) and vice versa and includes five switches, four amplifiers, two controlled attenuators, a local oscillator and a mixer, while the input CHIR is simultaneously the input and output of the MCU, each of the N outputs CHIR is an input and output for of the frequency conversion channel, control outputs of the control system are connected to the inputs of all switches, attenuators, local oscillators made in the form of frequency synthesizers, and the inputs provide communication with external consumers for transmitting control signals for setting the local oscillator signals, each output of the PIR is connected in series with the first input of the first switch, the first amplifier, the first input of the second switch, the input of the first attenuator, the first input of the third switch, the signal input-output of the mixer, through the bands a new filter with the first input of the fourth switch, through the third amplifier and the first input of the fifth switch with an IF output - an input of the IF of the frequency conversion channel, the output of the local oscillator connected to the heterodyne input of the mixer, the second output of the first switch connected to the second input of the second switch, the output of the third switch connected to the second amplifier, the output connected to the second attenuator, the output of which is connected to the second input of the first switch and through the input-output of the corresponding channel PIR connection with the input-output MCHPU, the second output of the fifth switch is coupled via a fourth amplifier to a second input of the fourth switch. New design solutions significantly improved the technical characteristics of the device, and the provision of a separate time operation of the receiving and transmitting frequency conversion paths made it possible to use each channel for direct and reverse frequency conversion, to reduce the number of elements in the device, which significantly reduced its weight and dimensions. This made it possible to create a small-sized MCU with high technical characteristics, with the possibility of using interference at ground stations, in which the receiving and transmitting systems work separately in time.

Description

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в станциях помех радиоэлектронным средствам.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used in jamming stations with electronic equipment.

В станциях помех (СП) диапазон рабочих частот (ДРЧ) в устройстве определения и воспроизведения частоты (УОВЧ) разбивается на ряд сравнительно небольших частотных участков (каналов), которые преобразуются с помощью многоканального частотно-преобразующего устройства (МЧПУ) в единый диапазон промежуточных частот (ДПЧ), а при воспроизведении ответных радиосигналов, осуществляется обратное преобразование из ДПЧ в ДРЧ. Связано это с тем, что требуемые достаточно высокие точностные характеристики при определении частотно-временных параметров (ЧВП) принимаемых радиосигналов и формировании ответных помех не могут быть обеспечены непосредственно на рабочих частотах (РЧ), а реализуются на сравнительно низких промежуточных частотах (ПЧ) и в сравнительно узком частотном диапазоне.In interference stations (SP), the operating frequency range (DFR) in the frequency determination and reproducing device (UHF) is divided into a series of relatively small frequency sections (channels), which are converted using a multi-channel frequency converting device (MCHP) into a single range of intermediate frequencies ( DFCH), and when playing back radio signals, the inverse transform from DFR to DFR is carried out. This is due to the fact that the required sufficiently high accuracy characteristics when determining the frequency-time parameters (FWM) of the received radio signals and generating interference can not be provided directly at the operating frequencies (RF), but are realized at relatively low intermediate frequencies (IF) in relatively narrow frequency range.

Известен, выбранный в качестве прототипа, матричный приемопередатчик, входящий в состав УОВЧ (патент Российской Федерации на полезную модель №30214 МПК7 Н01К 3/00, G01S 7|38). Матричный приемопередатчик, будем называть его в дальнейшем МЧПУ, предназначен для приема и определения частот входных сигналов и воспроизведения помех и включает входной и выходной частотно-избирательные разветвители (ЧИР) сигналов, первый и второй преобразователи частоты (два комплекта из N смесителей) и блок гетеродинов (комплект из N гетеродинов). Кроме того в УОВЧ входит устройство управления. При этом приемное матричное устройство, состоящее из входного ЧИР и первого преобразователя частоты из N каналов, предназначено для непрерывного приема и преобразования частоты сигналов. А передающее матричное устройство, состоящее из выходного ЧИР и второго преобразователя (также из N каналов), необходимо для непрерывного обратного преобразования частоты воспроизведенных сигналов помех. Общий на оба матричных устройства блок гетеродинов обеспечивает одновременную подачу гетеродинных сигналов на одноименные смесители в обоих устройствах для точного воспроизведения частоты ответного помехового радиосигнала.Known, selected as a prototype, a matrix transceiver that is part of the UHF (patent of the Russian Federation for utility model No. 30214 MPK7 N01K 3/00, G01S 7 | 38). The matrix transceiver, hereinafter referred to as the MCU, is designed to receive and determine the frequencies of input signals and reproduce interference and includes input and output frequency-selective splitters (CHIR) of signals, the first and second frequency converters (two sets of N mixers) and a local oscillator unit (set of N local oscillators). In addition, a control device is included in the UHF. In this case, the receiving matrix device, consisting of the input CHIR and the first frequency converter from N channels, is designed for continuous reception and conversion of signal frequencies. A transmitting matrix device, consisting of an output CHIR and a second converter (also of N channels), is necessary for continuous inverse conversion of the frequency of reproduced interference signals. The common local oscillator unit for both matrix devices provides the simultaneous supply of local oscillator signals to the mixers of the same name in both devices to accurately reproduce the frequency of the response jamming radio signal.

Известный матричный приемо-передатчик используется в станциях помех, где необходим непрерывный одновременный прием и определение ЧВП входных сигналов и воспроизведение помех, например в бортовых (авиационного и морского базирования) СП. Поэтому в конструкции УОВЧ используют два матричных устройства, одно для прямого, а другое для обратного преобразования частоты, из-за чего МЧПУ имеет значительные массу и габариты. Кроме того, известный МЧПУ имеет сравнительно невысокие технические характеристики. Например, отсутствие управляемых аттенюаторов в каналах преобразования не позволяет компенсировать изменения коэффициентов передачи в рабочем интервале температур окружающей среды и устранить не идентичность коэффициентов передачи каналов. Это приводит к снижению чувствительности и выходной мощности УОВЧ, а, соответственно, и станции помех.The well-known matrix transceiver is used in jamming stations, where continuous simultaneous reception and determination of FWM of input signals and reproduction of jamming, for example, in airborne (aviation and sea-based) joint ventures, are required. Therefore, in the design of the UHF, two matrix devices are used, one for the direct and the other for the inverse frequency conversion, which is why the MCPU has considerable weight and dimensions. In addition, the well-known MCU has a relatively low technical characteristics. For example, the absence of controlled attenuators in the conversion channels does not compensate for changes in the transmission coefficients in the operating range of ambient temperatures and eliminate the non-identical transmission coefficients of the channels. This leads to a decrease in the sensitivity and output power of the UHF, and, accordingly, the interference station.

В перспективных наземных СП предполагается устанавливать УОВЧ в приемные каналы многоканального амплитудного пеленгатора, в связи с чем от УОВЧ требуются малые масса и габариты и высокие технические характеристики, в частности частотная неравномерность коэффициента передачи должна быть как можно меньше для обеспечения малой амплитудной не идентичности каналов пеленгации и, соответственно, высокой точности пеленгования объекта подавления.In prospective ground-based JVs, it is planned to install UHF in the receiving channels of a multi-channel amplitude direction finder, in connection with which UHF is required to have small mass and dimensions and high technical characteristics, in particular, the frequency unevenness of the transmission coefficient should be as small as possible to ensure small amplitude non-identity of direction finding channels and , accordingly, high accuracy of direction finding of the suppression object.

Целью создания полезной модели является улучшение технических характеристик МЧПУ, таких как частотная неравномерность коэффициента передачи, стабильность характеристик в рабочем интервале температур и уменьшение массы и габаритов для возможности использования УОВЧ в каналах пеленгации наземных станций помех.The purpose of creating a utility model is to improve the technical characteristics of the control system, such as the frequency unevenness of the transmission coefficient, the stability of the characteristics in the operating temperature range, and the reduction of mass and dimensions for the possibility of using UHF in direction finding channels of ground-based interference stations.

Техническим результатом является создание малогабаритного МЧПУ для наземных станций помех с высокими техническими характеристиками.The technical result is the creation of a small-sized MCU for ground interference stations with high technical characteristics.

Решение указанной технической задачи достигается тем, что в многоканальное частотно-преобразующее устройство (МЧПУ), содержащее частотно-избирательный разветвитель (ЧИР), устройство связи и управления (УСУ) и N каналов преобразования частоты, каждый из которых включает гетеродин и смеситель, согласно полезной модели, каждый канал выполнен с возможностью преобразования сигналов из диапазона рабочих частот (РЧ) в диапазон промежуточных частот (ПЧ) и обратно и дополнительно включает пять переключателей, четыре усилителя, два управляемых аттенюатора, полосовой фильтр, при этом вход ЧИР одновременно является и входом РЧ и выходом РЧ МЧПУ, каждый из N выходов ЧИР является входом и выходом для соответствующего канала преобразования частоты, управляющие выходы УСУ связаны с входами всех переключателей, аттенюаторов и гетеродинов, выполненных в виде синтезаторов частоты, а входы обеспечивают связь с внешними потребителями для передачи сигналов контроля установки сигналов гетеродинов, каждый выход ЧИР последовательно соединен с первым входом первого переключателя, первым усилителем, первым входом второго переключателя, входом первого аттенюатора, первым входом третьего переключателя, сигнальным входом-выходом смесителя, через полосовой фильтр с первым входом-выходом четвертого переключателя, через третий усилитель и первый вход пятого переключателя с выходом ПЧ-входом ПЧ канала преобразования частоты, при этом выход гетеродина связан с гетеродинным входом смесителя, второй выход первого переключателя связан со вторым входом второго переключателя, выход третьего переключателя подключен ко второму усилителю, выходом связанному со вторым аттенюатором, выход которого подключен ко второму входу первого переключателя и через вход-выход соответствующего канала ЧИР соединен с входом РЧ-выходом РЧ МЧПУ, второй выход пятого переключателя через четвертый усилитель соединен со вторым входом четвертого переключателя.The solution of this technical problem is achieved by the fact that in a multi-channel frequency converting device (MCU) containing a frequency selective splitter (CHIR), a communication and control device (USU) and N frequency conversion channels, each of which includes a local oscillator and a mixer, according to a useful models, each channel is capable of converting signals from the range of operating frequencies (RF) to the range of intermediate frequencies (IF) and vice versa and additionally includes five switches, four amplifiers, two controlled at an alternator, a band-pass filter, while the input of the PIR is simultaneously the input of the RF and the output of the RF MCU, each of the N outputs of the PIR is the input and output for the corresponding frequency conversion channel, the control outputs of the control are connected to the inputs of all switches, attenuators and local oscillators, made in the form frequency synthesizers, and the inputs provide communication with external consumers for transmitting control signals of the installation of local oscillator signals, each output of the PIR is connected in series with the first input of the first switch, the first the body, the first input of the second switch, the input of the first attenuator, the first input of the third switch, the signal input-output of the mixer, through a bandpass filter with the first input-output of the fourth switch, through the third amplifier and the first input of the fifth switch with the output of the IF input of the frequency conversion channel wherein the output of the local oscillator is connected to the heterodyne input of the mixer, the second output of the first switch is connected to the second input of the second switch, the output of the third switch is connected to the second gain w, output is connected to the second attenuator, the output of which is connected to the second input of the first switch and via the input-output channel corresponding CHIR connected to the input RF MCHPU RF output, the second output of the fifth switch is coupled via a fourth amplifier to a second input of the fourth switch.

Введение первого, третьего, четвертого и пятого переключателей, управляемых УСУ, обеспечило раздельное во времени прямое и обратное преобразование частоты. Это позволило, по сравнению с прототипом, канал прямого и канал обратного преобразования частоты объединить в один канал, который выполняет обе функции, а в трактах прямого и обратного преобразования использовать одни элементы, что соответственно снизило массу и габариты МЧПУ. В предлагаемом МЧПУ на N каналов содержится один ЧИР, который одновременно выполняет функцию частотно-избирательного сумматора. Вход ЧИР, являясь входом МЧПУ, одновременно является и его выходом. В трактах прямого и обратного преобразования частоты каждого канала содержится один смеситель и один фильтр промежуточных частот, используемые для прямого и обратного преобразования. Уменьшение количества элементов в МЧПУ решает задачу уменьшения массы и габаритов. Это позволяет использовать предлагаемое устройство в наземных станциях помех, в которых имеет место раздельная во времени работа приемной и передающей систем.The introduction of the first, third, fourth, and fifth switches controlled by the control system, provided separate forward and reverse frequency conversion. This made it possible, in comparison with the prototype, to combine the forward and reverse frequency conversion channels into one channel, which performs both functions, and use the same elements in the forward and reverse conversion paths, which accordingly reduced the weight and dimensions of the control system. The proposed MCPU on N channels contains one CHIR, which simultaneously performs the function of a frequency-selective adder. The input CHIR, being the input of the control, is at the same time its output. The channels of the forward and reverse frequency conversion of each channel contain one mixer and one intermediate frequency filter used for direct and reverse conversion. Reducing the number of elements in the MCU solves the problem of reducing weight and dimensions. This allows you to use the proposed device in ground-based jamming stations, in which there is a separate time operation of the receiving and transmitting systems.

Введение в каналы МЧПУ первого аттенюатора позволяет уменьшить межканальную неравномерность коэффициента передачи тракта прямого преобразования частоты, а также компенсировать температурные изменения, что приводит к увеличению чувствительности УОВЧ, поскольку величина собственного шума на его выходе (вероятность ложных тревог) определяется средней в ДРЧ величиной коэффициента передачи, а наихудшее значение чувствительности (при требуемой вероятности правильного обнаружения) - наименьшим в ДРЧ его значением.The introduction of the first attenuator into the channels of the MCPU allows reducing the inter-channel unevenness of the transfer coefficient of the direct frequency conversion path, as well as compensating for temperature changes, which leads to an increase in the sensitivity of the UHF, since the amount of intrinsic noise at its output (the probability of false alarms) is determined by the average transmission coefficient and the worst value of sensitivity (with the required probability of correct detection) is the lowest value in the HDR.

Введение второго аттенюатора позволяет за счет устранения межканальной неравномерности коэффициента передачи тракта обратного преобразования частоты увеличить мощность воспроизводимого помехового сигнала, а также компенсировать ее температурные изменения. Объясняется это тем, что максимальная выходная мощность в передатчике СП, как правило, поддерживается в районе верхней границы линейного участка амплитудной характеристики (АХ) усилительного тракта, а наличие частотной неравномерности коэффициента передачи тракта воспроизведения УОВЧ приводит к снижению мощности там, где коэффициент передачи в ДРЧ минимален. Увеличение же выходной мощности за счет перехода на нелинейный участок АХ невозможно из-за появления паразитных составляющих в спектре выходного сигнала, особенно в многочастотном режиме работы УОВЧ, что ухудшает электромагнитную совместимость СП с другими радиоэлектронными средствами.The introduction of the second attenuator allows, by eliminating the inter-channel unevenness of the transmission coefficient of the inverse frequency conversion path, increasing the power of the reproduced interfering signal, as well as compensating for its temperature changes. This is explained by the fact that the maximum output power in the transmitter of the joint venture, as a rule, is maintained in the region of the upper boundary of the linear portion of the amplitude characteristic (AX) of the amplification path, and the presence of frequency non-uniformity of the transmission coefficient of the UHF reproduction path leads to a decrease in power where the transmission coefficient in the RF minimal. An increase in the output power due to the transition to the nonlinear part of the AX is impossible due to the appearance of spurious components in the spectrum of the output signal, especially in the multi-frequency mode of operation of the UHF, which impairs the electromagnetic compatibility of the joint venture with other electronic means.

Введение полосового фильтра на выходе смесителя обеспечивает выделение полезных продуктов преобразования и удаление из спектра преобразованного сигнала паразитных составляющих. Полосовой фильтр фактически определяет полосу пропускания канала преобразования МЧПУ и его частотную избирательность.The introduction of a bandpass filter at the output of the mixer provides the selection of useful conversion products and the removal of spurious components from the spectrum of the converted signal. The band-pass filter actually determines the bandwidth of the MCHP conversion channel and its frequency selectivity.

Исключение блока гетеродинов из МЧПУ и включение гетеродинов в состав каждого канала преобразования позволило уменьшить количество высокочастотных соединений и выполнить более компактным МЧПУ на многослойной печатной плате.The exclusion of the local oscillator block from the MCPU and the inclusion of the local oscillators in each conversion channel made it possible to reduce the number of high-frequency connections and make the MCPU more compact on a multilayer printed circuit board.

Выполнение гетеродинов в виде синтезаторов частоты, управляемых УСУ и по схеме генератора управляемого напряжением с цепью фазовой автоматической подстройки частоты позволило обеспечить более высокую точность определения ЧВП принимаемых сигналов и низкого уровня фазовых шумов, что важно при дальнейшей цифровой обработке сигналов.The implementation of local oscillators in the form of frequency synthesizers controlled by the control system and according to the voltage-controlled oscillator circuit with a phase-locked-loop frequency adjustment made it possible to provide higher accuracy in determining the FWM of the received signals and low level of phase noise, which is important for further digital signal processing.

Наличие первого, второго переключателей позволяет дискретно производить регулировку усиления за счет включения или исключения первого усилителя из тракта прямого преобразования частоты, что позволяет увеличить входной динамический диапазон УОВЧ.The presence of the first, second switches allows you to discretely adjust the gain due to the inclusion or exclusion of the first amplifier from the direct frequency conversion path, which allows you to increase the input dynamic range of UHF.

За счет многоканальности предложенная полезная модель обеспечивает широкую мгновенную полосу рабочих частот УОВЧ, в котором он используется.Due to the multi-channel nature, the proposed utility model provides a wide instantaneous operating frequency band for the UHF in which it is used.

Вышеуказанные схемные решения значительно улучшили технические характеристики устройства, а обеспечение раздельной по времени работы приемного и передающего трактов преобразования частоты, позволило уменьшить количество элементов в устройстве, что значительно уменьшило его массу и габариты. Это позволило создать малогабаритное МЧПУ с высокими техническими характеристиками и возможностью использования в наземных станциях помех, в которых имеет место раздельная во времени работа приемной и передающей систем.The above-mentioned circuit solutions significantly improved the technical characteristics of the device, and the provision of a separate time operation of the receiving and transmitting frequency conversion paths made it possible to reduce the number of elements in the device, which significantly reduced its weight and dimensions. This made it possible to create a small-sized MCU with high technical characteristics and the possibility of using interference at ground stations, in which the receiving and transmitting systems work separately in time.

Сочетание отличительных признаков и свойств предлагаемого устройства из литературы неизвестны, поэтому оно соответствует критериям новизны.The combination of distinctive features and properties of the proposed device from the literature is unknown, therefore, it meets the criteria of novelty.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device.

Функционально многоканальное частотно-преобразующее устройство (МЧПУ) состоит из:Functionally multi-channel frequency-converting device (MCU) consists of:

- частотно-избирательного разветвителя (ЧИР) 1;- frequency selective splitter (CHIR) 1;

- устройства связи и управления (УСУ) 2;- communication and control devices (USU) 2;

- устройства частотного преобразования (УЧП) 3.- frequency conversion devices (UChP) 3.

ЧИР 1 (например, восьмиканальный) выполнен на основе делителя мощности 1:4, к выходам которого подключены частотные диплексеры в виде двух полосовых фильтров с полосой 500 МГц каждый;CHIR 1 (for example, eight-channel) is based on a 1: 4 power divider, to the outputs of which frequency diplexers are connected in the form of two band-pass filters with a bandwidth of 500 MHz each;

УСУ 2 выполняет следующие функции:USU 2 performs the following functions:

- формирует сигналы управления элементами схемы - переключателями и аттенюаторами;- generates control signals for circuit elements - switches and attenuators;

- проводит загрузку управляющих кодов и контроль работы гетеродинов;- carries out the loading of control codes and control the operation of local oscillators;

- обеспечивает хранение исходных загрузочных данных и результатов калибровки каналов преобразования в составе УОВЧ;- provides storage of the initial boot data and calibration results of the conversion channels as part of the UHF;

- проводит контроль температурного режима работы МЧПУ в составе УОВЧ и компенсацию температурных уходов коэффициентов передачи с помощью аттенюаторов.- carries out control of the temperature regime of operation of the control system as part of the UHF and compensation of temperature deviations of transmission coefficients using attenuators.

УЧП 3 преобразует рабочий диапазон входных рабочих частот в диапазон промежуточных частот и обратно и функционально состоит из N (например, восьми) каналов преобразования частоты.CNC 3 converts the operating range of the input operating frequencies into the range of intermediate frequencies and vice versa and functionally consists of N (for example, eight) frequency conversion channels.

Каждый канал включает первый переключатель 4, первый усилитель 5, второй аттенюатор 6, второй переключатель 7, первый аттенюатор 8, второй усилитель 9, третий переключатель 10, смеситель 11, гетеродин 12, полосовой фильтр 13, четвертый переключатель 14, третий усилитель 15, четвертый усилитель 16, пятый переключатель 17. Вход ЧИР 1 одновременно является и входом РЧ и выходом РЧ МЧПУ. Каждый из N выходов ЧИР 1 является входом и выходом для соответствующего канала. Управляющие выходы УСУ 2 связаны с входами всех переключателей 4, 7, 10, 14, 17, аттенюаторов 6, 8, гетеродина 12 каждого канала, а входы обеспечивают связь с внешними потребителями для передачи сигналов контроля установки сигнала гетеродина 12. Каждый выход ЧИР 1 последовательно соединен с первым входом первого переключателя 4, первым усилителем 5, первым входом второго переключателя 7, входом первого аттенюатора 8, первым входом третьего переключателя 10, первым входом-выходом смесителя 11, через полосовой фильтр 13 с первым входом-выходом четвертого переключателя 14, через третий усилитель 15 и первый вход пятого переключателя 17 с выходом ПЧ-входом ПЧ канала преобразования частоты. При этом выход гетеродина 12 связан с гетеродинным входом смесителя 11. Второй выход первого переключателя 4 связан со вторым входом второго переключателя 7. Выход третьего переключателя 10 подключен ко второму усилителю 9, выходом связанному со вторым аттенюатора 6, выход которого подключен ко второму входу первого переключателя 4 и через вход-выход соответствующего канала ЧИР 1 соединен с входом РЧ-выходом РЧ МЧПУ. Второй выход пятого переключателя 17 через четвертый усилитель 16 соединен со вторым входом четвертого переключателя 14.Each channel includes a first switch 4, a first amplifier 5, a second attenuator 6, a second switch 7, a first attenuator 8, a second amplifier 9, a third switch 10, a mixer 11, a local oscillator 12, a bandpass filter 13, a fourth switch 14, a third amplifier 15, and a fourth amplifier 16, fifth switch 17. The input CHIR 1 is at the same time both the input of the RF and the output of the RF MCU. Each of the N outputs CHIR 1 is an input and output for the corresponding channel. The control outputs of the control unit 2 are connected to the inputs of all switches 4, 7, 10, 14, 17, attenuators 6, 8, local oscillator 12 of each channel, and the inputs provide communication with external consumers for transmitting control signals for setting the signal of the local oscillator 12. Each output of TIR 1 is sequential connected to the first input of the first switch 4, the first amplifier 5, the first input of the second switch 7, the input of the first attenuator 8, the first input of the third switch 10, the first input-output of the mixer 11, through a band-pass filter 13 with the first input-output of the fourth switch 14, through the third amplifier 15 and the first input of the fifth switch 17 with the output of the IF input of the IF channel of the frequency conversion. The output of the local oscillator 12 is connected to the heterodyne input of the mixer 11. The second output of the first switch 4 is connected to the second input of the second switch 7. The output of the third switch 10 is connected to the second amplifier 9, the output connected to the second attenuator 6, the output of which is connected to the second input of the first switch 4 and through the input-output of the corresponding channel CHIR 1 is connected to the input of the RF output of the RF MCU. The second output of the fifth switch 17 through the fourth amplifier 16 is connected to the second input of the fourth switch 14.

Гетеродины 12, установленные в каналах преобразования частоты, выполнены в виде синтезаторов частоты, управляемых УСУ 2 и по схеме генератора управляемого напряжением с цепью фазовой автоматической подстройки частоты. Это объясняется необходимостью обеспечения высокой точности определения ЧВП принимаемых сигналов и низкого уровня фазовых шумов, что важно при дальнейшей цифровой обработке сигналов.The local oscillators 12 installed in the frequency conversion channels are made in the form of frequency synthesizers controlled by USU 2 and according to a voltage-controlled generator circuit with a phase-locked loop. This is explained by the need to ensure high accuracy in determining the FWM of the received signals and low phase noise, which is important for further digital signal processing.

Каждый канал преобразования работает следующим образом. Рассмотрим работу канала в режиме «Определение частоты».Each conversion channel works as follows. Consider the operation of the channel in the "Frequency Determination" mode.

Входной радиосигнал поступает на соединитель «Вход РЧ/Выход РЧ» и через соответствующий канал ЧИР 1, попадает на вход первого переключателя 4 канала преобразования частоты. С выхода первого переключателя 4 сигнал усиливается первым усилителем 5, компенсирующим потери в ЧИР, и поступает на первый вход второго переключателя 7. В случае наличия входного сигнала большого уровня по команде от УСУ 2 второй выход первого переключателя 4 соединяется со вторым входом второго переключателя 7, исключая из тракта первый усилитель 5. Таким образом, в составе УОВЧ реализуется дискретная автоматическая регулировка усиления с уменьшением коэффициента передачи тракта на величину коэффициента усиления усилителя 5. С выхода второго переключателя 7 сигнал поступает через первый аттенюатор 8 на третий переключатель 10, который совместно с первым переключателем 4 обеспечивает поочередно режимы работы «Определение частоты» - «Воспроизведение частоты». Аттенюатор 8 служит для компенсации в составе УОВЧ уходов коэффициента передачи тракта определения частоты при изменениях температуры окружающей среды и выравнивания коэффициентов передачи каналов между собой для уменьшения частотной неравномерности.The input radio signal is fed to the connector "RF Input / RF Output" and through the corresponding channel CHIR 1, gets to the input of the first switch 4 of the frequency conversion channel. From the output of the first switch 4, the signal is amplified by the first amplifier 5, which compensates for losses in the PIR, and is fed to the first input of the second switch 7. In the case of the presence of a high level input signal from a command from USU 2, the second output of the first switch 4 is connected to the second input of the second switch 7, excluding the first amplifier 5 from the path. Thus, as part of the UHF, a discrete automatic gain control is implemented with a decrease in the transmission coefficient of the path by the value of the gain of amplifier 5. From the WTO output of the first switch 7, the signal enters through the first attenuator 8 to the third switch 10, which, together with the first switch 4, provides alternately the “Frequency determination” - “Frequency playback” operation modes. The attenuator 8 is used to compensate for the UHF frequency coefficient transmission gain coefficient paths when the ambient temperature changes and the transmission coefficients of the channels are aligned to reduce frequency unevenness.

Далее с выхода входа третьего переключателя 10 принятый сигнал поступает на сигнальный вход-выход смесителя 11. На другой (гетеродинный) вход смесителя 11 подается сигнал гетеродина 12. Полученный на выходе входе смесителя 11 сигнал ПЧ через полосовой фильтр 13 поступает на четвертый переключатель 14, который совместно с пятым переключателем 17 по командам от УСУ 2 обеспечивает режимы работы «Определение частоты» - «Воспроизведение частоты», причем это происходит синхронно с переключателями 4 и 10. С выхода четвертого переключателя 14 сигнал ПЧ поступает на третий усилитель 15, усиливается и через пятый переключатель 17 поступает на выходной соединитель «Выход ПЧ/Вход ПЧ» канала преобразования.Next, from the output of the input of the third switch 10, the received signal is supplied to the signal input-output of the mixer 11. At the other (heterodyne) input of the mixer 11, the signal of the local oscillator 12 is received. The IF signal received at the output of the input of the mixer 11 passes to the fourth switch 14 through the band-pass filter 13, which together with the fifth switch 17, on commands from the control unit 2, it provides the “Frequency Determination” - “Frequency Playback” operating modes, and this happens synchronously with switches 4 and 10. From the output of the fourth switch 14, the IF signal stupid to the third amplifier 15, amplified and through the fifth switch 17 is fed to the output connector "IF output / IF input" of the conversion channel.

В режиме работы «Воспроизведение частоты» сигнал помехи в диапазоне ПЧ поступает на соединитель «Выход ПЧ/Вход ПЧ» канала преобразования. Далее, через пятый переключатель 17 сигнал поступает на четвертый усилитель 16, усиливается, и через четвертый переключатель 14, полосовой фильтр 13 поступает на смеситель 11. С выхода смесителя И преобразованный в ДРЧ сигнал помехи через третий переключатель 10, второй усилитель 9, второй аттенюатор 6, первый переключатель 4 и соответствующий канал ЧИР1 поступает на соединитель «Вход РЧ/Выход РЧ» МЧПУ. Аттенюатор 6 служит для компенсации в составе УОВЧ уходов коэффициента передачи тракта воспроизведения при изменениях температуры окружающей среды и выравнивания коэффициентов передачи каналов между собой в режиме «Воспроизведение частоты».In the “Frequency Playback” operating mode, an interference signal in the IF range is supplied to the “IF Output / IF Input” connector of the conversion channel. Further, through the fifth switch 17, the signal is supplied to the fourth amplifier 16, amplified, and through the fourth switch 14, the band-pass filter 13 is supplied to the mixer 11. From the output of the mixer And the interference signal converted to the DRC through the third switch 10, the second amplifier 9, the second attenuator 6 , the first switch 4 and the corresponding channel CHIR1 is supplied to the connector “RF Input / RF Output” of the MCU. The attenuator 6 serves to compensate for the transmission coefficient of the reproduction path in the UHF unit for changes in ambient temperature and for equalizing the transmission coefficients of the channels with each other in the “Frequency Playback” mode.

В случае необходимости полного отключения канала по внешней команде переключатель 4 коммутируется на свой четвертый выход, к которому подключена согласованная нагрузка (не показано на схеме).If it is necessary to completely disconnect the channel by an external command, switch 4 is switched to its fourth output, to which a matched load is connected (not shown in the diagram).

Многоканальный (восьмиканальный) МЧПУ имеет следующие технические характеристики:The multi-channel (eight-channel) MCU has the following technical specifications:

- неравномерность амплитудно-частотной характеристики:- uneven amplitude-frequency characteristics:

- при определении ЧВП не более 1,5 дБ;- when determining FWP no more than 1.5 dB;

- при воспроизведении помехи не более 1,5 дБ;- when reproducing interference no more than 1.5 dB;

- в каждом канале преобразования имеется возможность осуществлять автоматическая регулировка усиления по сигналу - дискретно и плавно с шагом 1 дБ;- in each conversion channel, it is possible to automatically adjust the gain according to the signal - discretely and smoothly with a step of 1 dB;

- обеспечивается в составе УОВЧ возможность изменения коэффициента передачи в диапазоне рабочих температур;- the possibility of changing the transmission coefficient in the range of operating temperatures is provided as part of the UHF;

- выполняется регулировка уровня сигнала воспроизведения в пределах 15 дБ с шагом 0,5 дБ;- adjusts the level of the playback signal within 15 dB in increments of 0.5 dB;

- габаритные размеры 261,75×175,79×25,06 мм (стандарт VPX);- overall dimensions 261.75 × 175.79 × 25.06 mm (VPX standard);

- масса 1600 г.- weight 1600 g.

Следует отметить, что при выполнении преобразователя частоты по схеме прототипа можно было бы на плате с указанными размерами разместить, например, вместо восьми каналов всего четыре.It should be noted that when performing the frequency converter according to the prototype scheme, it would be possible to place on the board with the indicated dimensions, for example, instead of eight channels, only four.

Предложенная полезная модель обеспечивает широкую мгновенную полосу рабочих частот УОВЧ, в котором он используется, а также необходимые технические характеристики в большом интервале температур окружающей среды. Возможность отключения каналов позволяет осуществлять поисковый по частоте режим работы в сложной радиоэлектронной обстановке.The proposed utility model provides a wide instantaneous operating frequency band for UHF in which it is used, as well as the necessary technical characteristics in a wide range of ambient temperatures. The ability to disable channels allows you to search by frequency mode of operation in a complex electronic environment.

Функциональность преобразователя можно дополнительно повысить за счет наращивания количества каналов преобразования до требуемого, исходя из условий конкретной задачи.The functionality of the converter can be further enhanced by increasing the number of conversion channels to the required, based on the conditions of a specific task.

Claims

A multichannel frequency converting device (MCU) containing a frequency selective splitter (CHIR), a communication and control device (USU), and N frequency conversion channels, each of which includes a local oscillator and a mixer, characterized in that each channel is configured to convert signals from the range of operating frequencies (RF) to the range of intermediate frequencies (IF) and vice versa and additionally includes five switches, four amplifiers, two controlled attenuators, a bandpass filter, while the input of the PIR simultaneously is It is controlled by both the RF input and the RF output of the MCU, each of the N outputs of the PIR is the input and output for the corresponding frequency conversion channel, the control outputs of the control device are connected to the inputs of all switches, attenuators, and local oscillators made in the form of frequency synthesizers, and the inputs provide communication with external consumers for transmitting control signals of the installation of local oscillator signals, each CHIR output is connected in series with the first input of the first switch, the first amplifier, the first input of the second switch, the input of the first att nuator, the first input of the third switch, the signal input-output of the mixer, through a bandpass filter with the first input-output of the fourth switch, through the third amplifier and the first input of the fifth switch with the IF output - the input of the IF channel of the frequency conversion, while the local oscillator output is connected to the local oscillator input mixer, the second output of the first switch is connected to the second input of the second switch, the output of the third switch is connected to the second amplifier, the output connected to the second attenuator, the output of which It is connected to the second input of the first switch and, through the input-output of the corresponding CHIR channel, is connected to the RF input - the RF output of the MCU, the second output of the fifth switch through the fourth amplifier is connected to the second input of the fourth switch.