RU2291467C2 - Super regenerative transceiver - Google Patents

Super regenerative transceiver Download PDF

Info

Publication number
RU2291467C2
RU2291467C2 RU2004107699/09A RU2004107699A RU2291467C2 RU 2291467 C2 RU2291467 C2 RU 2291467C2 RU 2004107699/09 A RU2004107699/09 A RU 2004107699/09A RU 2004107699 A RU2004107699 A RU 2004107699A RU 2291467 C2 RU2291467 C2 RU 2291467C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mpl
oscillator
output
generator
srpp
Prior art date
Application number
RU2004107699/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004107699A (en
Inventor
В чеслав Элизбарович Иванов (RU)
Вячеслав Элизбарович Иванов
Original Assignee
Ооо "Нпп-Ортикс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ооо "Нпп-Ортикс" filed Critical Ооо "Нпп-Ортикс"
Priority to RU2004107699/09A priority Critical patent/RU2291467C2/en
Publication of RU2004107699A publication Critical patent/RU2004107699A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291467C2 publication Critical patent/RU2291467C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to radio technique particularly to radiolocation and may be used in upper-air radio sounds and meteorological rockets for measuring distance.
SUBSTANCE: the super regenerative transceiver has a generator of superior impulses, a master oscillator, a source of feeding and an antenna. At that there is introduced in it a diode and in series introduced a line out of a constant resistor, an alternate resister and a condenser. At that the input of the line is connected with the output of the generator of superior impulses, the output - with the input of the launching of the main oscillator, and the common point of the constant and the alternate resistors is connected with null volt of the source of feeding through directly switched diode, the generator of superior impulses and the main oscillator are connected with the plus and the null of the source of feeding, and the output of the main oscillator through antenna is the output of the super regenerative transceiver.
EFFECT: increases exploiting characteristics.
3 cl,5 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть использовано в аэрологических радиозондах и метеорологических ракетах для измерения дальности.The invention relates to radio engineering, in particular to radar, and can be used in aerological radiosondes and meteorological rockets for measuring range.

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик с отдельным генератором вспомогательных колебаний, служащий для приема запросных импульсов и передачи ответных (см. В.И.Ермаков и др. "Системы зондирования атмосферы", Гидрометеоиздат, 1977, с.247-249).A well-known super-regenerative transceiver with a separate generator of auxiliary oscillations, which serves to receive interrogation pulses and transmit response ones (see V.I. Ermakov and other "Atmospheric Sensing Systems", Gidrometeoizdat, 1977, p.247-249).

Недостатками его являются: большие массогабаритные характеристики, влияние СВЧ поля передатчика на работу остальных узлов радиозонда, наличие скоростной ошибки по дальности.Its disadvantages are: large weight and size characteristics, the influence of the microwave field of the transmitter on the operation of the remaining nodes of the radiosonde, the presence of speed error in range.

Известен также сверхрегенеративный приемопередатчик, содержащий последовательно соединенные генератор суперирующих импульсов, конденсатор, автогенератор, антенну, блок стабилизации среднего тока, источник питания с соответствующими соединениями (см. А.С. СССР №1106262).Also known is a super-regenerative transceiver containing serially connected super-pulse generator, capacitor, self-oscillator, antenna, medium current stabilization unit, power supply with corresponding connections (see AS USSR No. 1106262).

Недостатками его являются значительное и нерегулируемое смещение частоты приема относительно частоты излучения, что существенно снижает эксплуатационные параметры радиотехнической системы в целом и не позволяет полностью использовать потенциальные возможности сверхрегенеративного приемопередатчика, также низкий КПД.Its disadvantages are a significant and unregulated shift of the reception frequency relative to the radiation frequency, which significantly reduces the operational parameters of the radio engineering system as a whole and does not allow full use of the potential of the super-regenerative transceiver, as well as low efficiency.

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик, содержащий генератор суперирующих импульсов, автогенератор, антенну, источник питания, конденсатор и блок стабилизации среднего тока, выход генератора суперирующих импульсов через конденсатор подключен к первому входу автогенератора, к выходу автогенератора подключена антенна, первый выход источника питания соединен со входом генератора суперирующих импульсов, второй выход - с входом блока стабилизации среднего тока, выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами автогенератора, причем автогенератор выполнен по двухрезонаторной схеме и содержит транзистор, первый и второй резонаторы, первый и второй дроссели и индуктивность, причем первый резонатор включен между индуктивностью и коллектором транзистора, второй - между индуктивностью и эмиттером, коллектор транзистора через первый дроссель соединен со вторым входом автогенератора, эмиттер через второй дроссель и третий вход соединен с общими выводами генератора суперирующего напряжения, блока стабилизации среднего тока и источника питания, индуктивность включена между общей точкой резонаторов и базой транзистора, а общая точка резонаторов и индуктивности соединена через конденсатор с выходом генератора суперирующих импульсов, антенна приемопередатчика соединена с одним из выводов первого резонатора и является входом/выходом устройства, см. Патент РФ №2172965 - ПРОТОТИП.Known super-regenerative transceiver containing a generator of superimposing pulses, an oscillator, an antenna, a power source, a capacitor and an average current stabilization unit, an output of a generator of superimposing pulses through a capacitor is connected to the first input of the oscillator, an antenna is connected to the output of the oscillator, the first output of the power source is connected to the input of the generator pulses, the second output is with the input of the stabilization unit of the average current, the outputs of which are connected respectively to the second and third inputs an oscillator, wherein the oscillator is designed according to a two-resonator circuit and contains a transistor, first and second resonators, first and second chokes and inductance, the first resonator being connected between the inductance and the collector of the transistor, the second between the inductance and the emitter, the collector of the transistor is connected to the second input through the first inductor the oscillator, the emitter through the second inductor and the third input is connected to the common conclusions of the generator of the supercharging voltage, the stabilization unit of the average current and the power source, in the inductance is connected between the common point of the resonators and the base of the transistor, and the common point of the resonators and inductance is connected through the capacitor to the output of the generator of superimposing pulses, the antenna of the transceiver is connected to one of the terminals of the first resonator and is the input / output of the device, see RF Patent No. 2172965 - PROTOTYPE.

Недостатком прототипа (при всех его положительных достоинствах) является связанность регулировок по частоте и фазе, т.е. если регулируется частота, то регулируется и фаза и наоборот, а в практике желательно и даже необходимо иметь независимые регулировки по частоте и фазе.The disadvantage of the prototype (with all its positive advantages) is the connectedness of the adjustments in frequency and phase, i.e. if the frequency is regulated, then the phase is also regulated and vice versa, but in practice it is desirable and even necessary to have independent adjustments in frequency and phase.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационных качеств.An object of the invention is to improve performance.

С этой целью предлагается:To this end, it is proposed:

1. Сверхрегенеративный приемопередатчик (СРПП) и его конструктив, содержащий генератор суперирующих импульсов, автогенератор, источник питания и антенну, отличающийся тем, что в него введен дифференциальный стабилизатор напряжения запускающих импульсов автогенератора, состоящий из диода и последовательно включенной цепочки постоянного резистора, переменного резистора и конденсатора, причем вход цепочки соединен с выходом генератора суперирующих импульсов, выход - с входом запуска автогенератора, а общая точка постоянного и переменного резисторов через прямо включенный диод соединена с нулем вольт источника питания, генератор суперирующих импульсов и автогенератор соединены с плюсом и нулем источника питания, а выход автогенератора через антенну является выходом СРПП.1. Superregenerative transceiver (SRPP) and its construct, containing a generator of superimposing pulses, a self-oscillator, a power source and an antenna, characterized in that it introduced a differential voltage regulator of the triggering pulses of the oscillator, consisting of a diode and a series-connected constant resistor circuit, a variable resistor and capacitor, and the input of the chain is connected to the output of the generator of superimposing pulses, the output is connected to the input of the start of the oscillator, and the common point is constant and variable of resistors through a directly connected diode is connected to zero volts of the power source, the generator of superimposing pulses and the oscillator are connected to the plus and zero of the power source, and the output of the oscillator through the antenna is the output of the SRPP.

2. Сверхрегенеративный приемопередатчик и его конструктив по п.1, отличающийся тем, что автогенератор выполнен на СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общей базой, а режим автогенерации обеспечивается следующими элементами и их включением: источник питания через RC-фильтр и λ/4-МПЛ-дроссель (W3) последовательно соединен с коллектором СВЧ-транзистора, который также соединен с МПЛ-отрезком (W5), второй конец этого МПЛ-отрезка (W5) - свободный, а приблизительно средина этого МПЛ-отрезка (W5) является выходом автогенератора и соединена с антенной; вход управления автогенератора соединен: с блокировочным конденсатором и через λ/4 МПЛ - дроссель (W1) - с базой СВЧ-транзистора и с МПЛ-отрезком (W4), второй конец которого - свободный, второй конец блокировочного конденсатора соединен с нулем источника питания; эмиттер СВЧ-транзистора соединен через λ/4 МПЛ - дроссель (W2) - с блокировочной цепочкой, состоящей из параллельно соединенных резистора и конденсатора, вторые концы которых соединены с нулем вольт источника питания, одновременно эмиттер соединен с МПЛ-отрезком (W6), второй конец которого - свободный.2. The superregenerative transceiver and its construct according to claim 1, characterized in that the oscillator is made on a microwave transistor connected according to a scheme with a common base, and the oscillator mode is provided by the following elements and their inclusion: a power source through an RC filter and λ / 4 The MPL-choke (W3) is connected in series with the collector of the microwave transistor, which is also connected to the MPL-segment (W5), the second end of this MPL-segment (W5) is free, and approximately the middle of this MPL-segment (W5) is the output the oscillator and is connected to the antenna; the control input of the oscillator is connected: to the blocking capacitor and through λ / 4 MPL - the inductor (W1) - to the base of the microwave transistor and to the MPL segment (W4), the second end of which is free, the second end of the blocking capacitor is connected to the power supply zero; the emitter of the microwave transistor is connected through a λ / 4 MPL - inductor (W2) - to an interlock circuit consisting of a resistor and a capacitor connected in parallel, the second ends of which are connected to zero volts of the power source, while the emitter is connected to the MPL segment (W6), the second whose end is free.

3. Сверхрегенеративный приемопередатчик и его конструктив по п.1, отличающийся тем, что конструктив электронной схемы представляет собой общую несущую плату с двухсторонним электромагнитным экраном, на которой помещено диэлектрическое основание, выполненное из высокостабильного диэлектрического материала, на верхней стороне диэлектрического основания помещен автогенератор на микрополосковых линиях.3. The super-regenerative transceiver and its construct according to claim 1, characterized in that the electronic circuit construct is a common carrier board with a double-sided electromagnetic screen, on which a dielectric base made of highly stable dielectric material is placed, on the upper side of the dielectric base there is a self-oscillator on microstrip lines.

4. Сверхрегенеративный приемопередатчик и его конструктив по п.1, отличающийся тем, что его общий конструктив представляет собой контур СВЧ-модуля, выполненный в виде цилиндрического корпуса, внутри которого помещен конструктив по п.3, закрепленный к основанию цилиндрического экрана при помощи винта и гайки, причем винт проходит через средину несущей платы и диэлектрической втулки, а гайка помещена снаружи корпуса; сам винт выполнен полым внутри с диэлектрическими стенками с резьбой, к которой крепится антенна с регулирующими элементами.4. The super-regenerative transceiver and its construct according to claim 1, characterized in that its general construct is a microwave module circuit made in the form of a cylindrical body, inside of which is placed the construct according to claim 3, fixed to the base of the cylindrical screen with a screw and nuts, the screw passing through the middle of the carrier board and the dielectric sleeve, and the nut is placed outside the housing; the screw itself is made hollow inside with dielectric walls with a thread, to which an antenna with control elements is attached.

5. Сверхрегенеративный приемопередатчик и его конструктив по п.2, отличающийся тем, что МПЛ-отрезки длиной <λ/4, играют роль емкости, а длиной >λ/4, играют роль индуктивности, причем длина отрезков выбирается при настройке в зависимости от величин паразитных емкостей и индуктивностей СВЧ-транзистора и конкретной топологии автогенератора и ее выполнения, причем первоначально длина всех МПЛ-отрезков берется заведомо больше, чем λ/4, а в процессе настройки остается такой же или отрезается, исходя из условий получения индуктивности или емкости.5. The super-regenerative transceiver and its construct according to claim 2, characterized in that the MPL segments of length <λ / 4 play the role of capacitance, and of length> λ / 4, they play the role of inductance, and the length of the segments is selected during adjustment depending on the values parasitic capacitances and inductances of the microwave transistor and the specific topology of the oscillator and its implementation, and initially the length of all the MPL segments is taken to be obviously longer than λ / 4, and during the tuning process it remains the same or cut off based on the conditions for obtaining the inductance or capacitance.

На фиг.1 изображена электрическая схема обработки сигналов ГСИ, на фиг.2 - эквивалентная схема автогенератора предлагаемого сверхрегенеративного приемопередатчика (СРПП), на фиг.3 - электрическая схема автогенератора СРПП; на фиг.4 - топология электрической схемы на микрополосковых линиях, на фиг.5 - конструктив СРПП в сборе применительно к аэрологическому радиозонду (АРЗ), на которых изображено: 1 - генератор суперирующих импульсов (ГСИ), 2 - схема обработки сигналов ГСИ, 3 - автогенератор, R1 - ограничительный резистор по току, R2 - переменный резистор, D1 - диод, включенный в дифференциальном режиме, C1 - разделительный конденсатор, Lэ, Lk и Lб - паразитные емкости эмиттера, коллектора и базы транзистора VT1 соответственно, Сэк - паразитная емкость эмиттер-коллектора, Сэб - паразитная емкость эмиттера-базы, Сбк - паразитная емкость база-коллектор, С2-С4 - настроечные конденсаторы, W1-W3 - дроссели λ/4, W4-W6 - разомкнутые МПЛ отрезки, R3 - защитный резистор от бросков тока, С5 и С6 - блокировочные емкости, С7, С8 и R4 - фильтрующие емкости и резистор от помех, 4 - корпус АРЗ, 5 - винт, 6 - электрорадиоэлементы, 7, 8 - диэлектрические основание и втулка соответственно, 9 - гайка, 10 - регулировочная шайба, 11 - держатель антенны, 12 - антенна, 13 - МПЛ-отрезок W6 в цепи эмиттера, 14 - МПЛ-отрезок W4 в цепи базы, 15 - конденсатор С7, 16 - конденсатор С8, 17 - резистор R4, 18 - СВЧ-транзистор VT1, 19 - конденсатор С6, 20 - резистор R3, 21 - выход СВЧ, 22 - конденсатор С5, 23 - МПЛ-отрезок W5 в цепи коллектора.Figure 1 shows the electrical circuit of signal processing of GSI, figure 2 is an equivalent circuit of the oscillator of the proposed super regenerative transceiver (SRPP), figure 3 is an electrical diagram of the oscillator SRPP; figure 4 - the topology of the electrical circuit on the microstrip lines, figure 5 - constructive SRPP assembled in relation to the aerological radiosonde (ARZ), which depict: 1 - generator of superimposed pulses (GSI), 2 - signal processing circuit of the GPS, 3 - self-oscillator, R1 - current limiting resistor, R2 - variable resistor, D1 - differential diode, C1 - isolation capacitor, Le, Lk and Lb - stray capacitance of the emitter, collector and base of the transistor VT1, respectively, Sack - stray capacitance emitter collector, seb - pa nitric capacitance of the emitter base, SBC - parasitic capacitance of the base-collector, C2-C4 - tuning capacitors, W1-W3 - chokes λ / 4, W4-W6 - open MPL segments, R3 - protective resistor against inrush currents, C5 and C6 - blocking capacities, C7, C8 and R4 - filtering capacities and resistor from interference, 4 - ARZ case, 5 - screw, 6 - radio-electronic elements, 7, 8 - dielectric base and sleeve, respectively, 9 - nut, 10 - adjusting washer, 11 - antenna holder, 12 — antenna, 13 — MPL segment W6 in the emitter circuit, 14 — MPL segment W4 in the base circuit, 15 — capacitor C7, 16 — capacitor C8, 17 — resist p R4, 18 - microwave transistor VT1, 19 - capacitor C6 20 - resistor R3, 21 - the output microwave 22 - capacitor C5 23 - MPL-segment W5 in the collector circuit.

Сверхрегенеративный приемопередатчик имеет следующие соединения.The super regenerative transceiver has the following connections.

На фиг.1 выход генератора суперирующих импульсов 1 через схему обработки сигналов 2 соединен с управляющим входом АГЗ, выход которого через антенну А является выходом СРПП, а ГСИ 1 и АГЗ соединены с плюсом и нулем источника питания +Uпит.In figure 1, the output of the generator of superimposing pulses 1 through a signal processing circuit 2 is connected to the control input of the AGZ, the output of which through the antenna A is the output of the SRPP, and the GSI 1 and AGZ are connected to the plus and zero of the power supply + U pit .

На фиг.3 показан АГЗ, который выполнен на СВЧ-транзисторе VT1 со следующими соединениями: плюс источника питания Епит через последовательно соединенные λ/4 дроссель W3 и RC фильтр на резисторе R4 и конденсаторах С7,С8 соединен с коллектором VT1, который также соединен с МПЛ-отрезком W5, второй конец которого свободный, а приблизительно средина этого отрезка является выходом АГЗ и соединена с антенной А радиозонда; вход управления АГЗ соединен с блокировочным конденсатором С5 и через λ/4 дроссель W1 с базой VT1 и с МПЛ-отрезком W4, второй конец которого свободный, второй конец конденсатора С5 соединен с нулем источника питания; эмиттер VT1 соединен через λ/4 дроссель W2 с блокировочной цепочкой, состоящей из параллельно соединенных резистора R3 и конденсатора С6, вторые концы которых соединены с нулем вольт источника питания Епит, одновременно эмиттер соединен с МПЛ-отрезком, второй конец которого - свободный.Figure 3 shows the AGZ, which is made on a microwave transistor VT1 with the following connections: plus a power supply E pit through a series connected λ / 4 inductor W3 and an RC filter on a resistor R4 and capacitors C7, C8 is connected to a collector VT1, which is also connected with the MPL segment W5, the second end of which is free, and approximately the middle of this segment is the AGZ output and connected to the antenna A of the radiosonde; the AGZ control input is connected to the blocking capacitor C5 and through λ / 4 the inductor W1 with the base VT1 and with the MPL segment W4, the second end of which is free, the second end of the capacitor C5 is connected to the power supply zero; the emitter VT1 is connected through a λ / 4 inductor W2 to a blocking circuit consisting of a resistor R3 and a capacitor C6 connected in parallel, the second ends of which are connected to zero volt of the power supply E pit , while the emitter is connected to the MPL segment, the second end of which is free.

Указанные узлы принципиальной электрической схемы могут быть выполнены на следующих электрорадиоэлементах: VT1 - СВЧ-транзистор типа 2Т975А (Мощные полупроводниковые приборы, транзисторы. Справочник, под ред. А.В.Голомедова, М, Р и С, 1985, стр.503); конденсаторы С1-С8 безвыводные, типа К 10-47 "В" (Справочная книга радиолюбителя-конструктора, под ред. П.И. Чистякова, М, Р и С, 1990, стр.403); микрополосковые линии (МПЛ), (Справочник по элементам полосковой техники, под ред. А.Л.Фильдштейна, М, Связь, 1979, стр.20); резисторы типа Р1-12 (Справочная книга радиолюбителя-конструктора, под ред. П.И.Чистякова, М, Р и С, 1990, стр.381); диод типа КД116Б-1 (Справочник "Полупроводниковые приборы, диоды выпрямительные", под ред. А.В.Голомедова, М, КУБК-а, 1994, стр.89).The indicated nodes of the circuit diagram can be performed on the following electro-radio elements: VT1 - microwave transistor type 2T975A (Powerful semiconductor devices, transistors. Handbook, edited by A.V. Golomedov, M, P and S, 1985, p. 503); capacitors C1-C8 leadless, type K 10-47 "B" (The reference book of the amateur radio designer, edited by PI Chistyakov, M, P and S, 1990, p. 403); microstrip lines (MPL), (Guide to elements of strip technology, under the editorship of A.L. Fildshtein, M, Communication, 1979, p. 20); resistors of the type P1-12 (The reference book of the amateur radio designer, edited by P.I. Chistyakov, M, P and S, 1990, p. 381); diode type KD116B-1 (Reference "Semiconductor devices, rectifying diodes", edited by A.V. Golomedov, M, KUBK-a, 1994, p. 89).

Настройка СВЧ-автогенератора (СВЧ-АГЗ) осуществляется на стандартном лабораторном стенде с волновым сопротивлением 50 Ом. Необходимые измерительные приборы подключаются с помощью калиброванного направленного ответвителя (НО). Для упрощения процедуры окончательной настройки СРПП при работе на антенну СВЧ-АГЗ подключают к конкретному радиоблоку, с которым осуществляется его предварительная настройка. Напряжение питания цепи коллектора VT1, измеренное непосредственно между выводом коллектора транзистора и общим проводником (шиной), должно быть в пределах 15-16 В.The tuning of the microwave oscillator (microwave-AGZ) is carried out on a standard laboratory bench with a wave impedance of 50 ohms. The necessary measuring devices are connected using a calibrated directional coupler (BUT). To simplify the final setup of the SRPP when working on the microwave-AGZ antenna, they are connected to a specific radio unit with which it is pre-configured. The voltage supply to the collector circuit VT1, measured directly between the output of the collector of the transistor and the common conductor (bus), should be in the range of 15-16 V.

Основными выходными параметрами, контролируемыми при настройке СРПП, являются:The main output parameters that are controlled during the setup of the SRPP are:

1) частота излучения СРПП;1) radiation frequency SRPP;

2) выходная мощность;2) output power;

3) чувствительность к запросному сигналу;3) sensitivity to the interrogation signal;

4) совмещение частот приема и излучения.4) the combination of the frequencies of reception and radiation.

Принципиально для нормального функционирования СРПП необходимо подобрать длины МПЛ W4, W5, W6, при которых достигается оптимальное соотношение активной нагрузки и величины обратной связи в СВЧ-АГЗ, необходимые для осуществления сверхрегенеративного режима работы СРПП на рабочей частоте. Дополнительная регулировка постоянной времени в цепи питания базы СВЧ-транзистора VT1 обеспечивает необходимую стабильность работы СРПП в режиме высокой чувствительности.Essentially for the normal operation of the SRPP, it is necessary to select the lengths of the MPL W4, W5, W6, at which the optimum ratio of the active load and the feedback value in the microwave-AGZ is achieved, which are necessary for the superregenerative operation of the SRPP at the operating frequency. Additional adjustment of the time constant in the power supply circuit of the base of the microwave transistor VT1 provides the necessary stability of the SRPP in high sensitivity mode.

Рабочая частота СВЧ-АГЗ определяется длиной МПЛ W4, W5, W6. Увеличение длины любой МПЛ приводит к монотонному уменьшению частоты излучения. Однако изменение длины любой МПЛ приводит одновременно к изменению величины обратной связи в СВЧ-АГЗ и активной нагрузки. Поэтому процесс настройки имеет итерационный характер. Предварительно необходимо установить длину резонаторов путем прорезания регулировочных площадок согласно данным, полученным при испытаниях первых контрольных СРПП №1-5.The operating frequency of the microwave-AGZ is determined by the length of the MPL W4, W5, W6. An increase in the length of any MPL leads to a monotonic decrease in the radiation frequency. However, a change in the length of any MPL simultaneously leads to a change in the magnitude of the feedback in the microwave oven and the active load. Therefore, the configuration process has an iterative nature. It is first necessary to establish the length of the resonators by cutting the adjustment pads according to the data obtained during the tests of the first control SRPP No. 1-5.

Величина нагрузки СВЧ-АГЗ определяется местом подключения выхода СВЧ к МПЛ в цепи коллектора W6. Смещение места включения выхода СВЧ к разомкнутому концу МПЛ приводит к увеличению нагрузки СВЧ-АГЗ и, как правило, к увеличению выходной мощности, снижению чувствительности СРПП и наоборот. Наиболее существенно влияние на работу СРПП МПЛ W4, включенной в цепи базы, поскольку она в значительной степени определяет величину обратной связи в СВЧ-АГЗ. Увеличение ее длины l при условии l<λ/4 приводит к увеличению коэффициента обратной связи, повышению чувствительности. МПЛ W6 в цепи эмиттера влияет на величину обратной связи, смещение частоты приема относительно частоты излучения.The magnitude of the microwave-AGZ load is determined by the connection point of the microwave output to the MPL in the collector circuit W6. The shift of the place where the microwave output is turned on to the open end of the MPL leads to an increase in the load of the microwave-AGZ and, as a rule, to an increase in the output power, a decrease in the sensitivity of the SRPP and vice versa. The most significant effect on the operation of the SRPP MPL W4, included in the base circuit, since it largely determines the amount of feedback in the microwave-AGZ. An increase in its length l under the condition l <λ / 4 leads to an increase in the feedback coefficient and an increase in sensitivity. MPL W6 in the emitter circuit affects the feedback value, the shift in the reception frequency relative to the radiation frequency.

Частота приема СРПП определяется параметрами СВЧ-транзистора VT и эквивалентными длинами резонаторов W4, W5, W6 и слабо зависит от напряжения питания. Частота излучения кроме того зависит от амплитуды импульсного тока коллектора СВЧ-транзистора VT. Чем больше амплитуда тока, тем ниже частота излучения по отношению к частоте приема. Поэтому при увеличении сопротивления резисторов R2 в цепи базы или R3 цепи эмиттера снижается амплитуда тока коллектора и возрастает частота излучения по отношению к частоте приема.The SRPP receiving frequency is determined by the parameters of the microwave transistor VT and the equivalent lengths of the resonators W4, W5, W6 and weakly depends on the supply voltage. The radiation frequency also depends on the amplitude of the pulse current of the collector of the microwave transistor VT. The larger the current amplitude, the lower the radiation frequency with respect to the reception frequency. Therefore, with an increase in the resistance of resistors R2 in the base circuit or R3 of the emitter circuit, the amplitude of the collector current decreases and the radiation frequency increases with respect to the reception frequency.

Известно, что увеличение емкости конденсатора С5 в цепи базы приводит к повышению устойчивости работы СРПП в сверхрегенеративном режиме, но снижает уровень вторичной ответной реакции. Однако уменьшение величины сопротивления резисторов R2 в цепи базы и R3 в цепи эмиттера способствует повышению чувствительности СРПП. Эти зависимости можно использовать для регулировки совмещения частот приема и передачи. Следует подчеркнуть, что в режиме совпадения частот приема и передачи СРПП работает наиболее устойчиво в условиях эксплуатации, поскольку нет избыточности в чувствительности прибора, которая получается при значительном (более 5 МГц) смещении частоты приема относительно частоты излучения.It is known that an increase in the capacitance of the capacitor C5 in the base circuit leads to an increase in the stability of the SRPP in the super-regenerative mode, but reduces the level of the secondary response. However, a decrease in the resistance value of resistors R2 in the base circuit and R3 in the emitter circuit increases the sensitivity of the SRPP. These dependencies can be used to adjust the combination of transmit and receive frequencies. It should be emphasized that in the coincidence mode of the reception and transmission frequencies, the SRPP works most stable under operating conditions, since there is no redundancy in the sensitivity of the device, which is obtained with a significant (more than 5 MHz) shift of the reception frequency relative to the radiation frequency.

При регулировке СРПП следует помнить, что антенна радиозонда гальванически соединена с выводом базы СВЧ-транзистора VT1. Поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности от действия статического электричества.When adjusting the SRPP, it should be remembered that the antenna of the radiosonde is galvanically connected to the base terminal of the microwave transistor VT1. Therefore, precautions against static electricity must be observed.

В структурной схеме на фиг.1 приняты следующие допущения: не показана общая синхронизация от АЛУ или микроконтроллера, которые сами также не показаны, не показано управление антенным переключателем, не показана внутренняя структура приемного блока и т.д., которые не являются обязательными для рассмотрения непосредственно работы СРПП.In the structural diagram of figure 1, the following assumptions are made: the general synchronization from the ALU or the microcontroller, which are also not shown, is shown, the antenna switch control is not shown, the internal structure of the receiver unit, etc., which are not mandatory, are shown directly work SRPP.

Регулировка фазы, точнее привязка фазы ответного сигнала к фазе запросного, происходит следующим образом (фиг.1).Phase adjustment, more precisely, the binding phase of the response signal to the phase of the interrogation occurs as follows (Fig. 1).

При приходе импульсов с ГСИ 1 через схему обработки сигналов 2 запускается автогенератор 3 с некоторой задержкой tзад, обусловленной шумовыми колебаниями и паразитными емкостями. Если нет запросного импульса, то на каждый импульс ГСИ 1 импульса АГЗ имеют вид, приведенный на фиг.6.When pulses arrive from the GPS 1 through the signal processing circuit 2, the self-oscillator 3 starts up with a certain delay tset caused by noise oscillations and stray capacitances. If there is no request pulse, then for each pulse of the GSI 1 pulse AGZ have the form shown in Fig.6.

При приходе запросного импульса во время tзад импульс АГЗ будет запускаться от запросного импульса, т.е. по существу будет ответной реакцией (см. фиг.7).When the request pulse arrives during tset, the AGZ pulse will start from the request pulse, i.e. essentially will be a response (see Fig.7).

Т.о. видно, что фаза ответного импульса жестко связана с приходом запросного импульса, т.е. с его фазой. Приход запросных импульсов в любое другое время не оказывает влияние на запуск АГЗ и поэтому не вызовет ответного импульса, коррелированного с фазой запросного. Обнаружение и обработка этих сигналов (коррелированных или некоррелированных с фазой запросного сигнала) - это уже задача наземной РЛС.T.O. it can be seen that the phase of the response pulse is tightly connected with the arrival of the request pulse, i.e. with his phase. The arrival of interrogation pulses at any other time does not affect the start of the AGZ and therefore does not cause a response pulse correlated with the phase of the interrogation. The detection and processing of these signals (correlated or uncorrelated with the phase of the interrogation signal) is already the task of the ground-based radar.

Более подробно работу можно описать следующим образом.In more detail, the work can be described as follows.

Принципиальной особенностью СРПП является полная статистическая независимость излучаемых радиоимпульсов, т.е. фаза каждого радиоимпульса, определяемая шумовыми колебаниями в контуре СРПП в момент его запуска, совершенно не коррелированна с фазой предыдущего радиоимпульса. Поскольку шумовые колебания близки по характеру к "белому шуму", то начальная фаза радиоимпульсов будет распределена равномерно в диапазоне от 0 до 2π. Поэтому радиочастотный спектр излучения СРПП является сплошным, шумоподобным, широкополосным.The principal feature of the SRPP is the complete statistical independence of the emitted radio pulses, i.e. the phase of each radio pulse, determined by noise fluctuations in the SRPP circuit at the time of its start, is completely uncorrelated with the phase of the previous radio pulse. Since the noise vibrations are close in nature to the "white noise", the initial phase of the radio pulses will be distributed evenly in the range from 0 to 2π. Therefore, the radio frequency emission spectrum of the SRPP is continuous, noise-like, broadband.

Когда сигнал на входе СРПП отсутствует, то закон плотности распределения фазы случайного процесса, которому подчиняется распределение фазы радиоимпульсов СРПП, изображается прямой, проходящей на уровне

Figure 00000002
, что соответствует равномерному распределению фазы узкополосного стационарного нормального случайного процесса.When there is no signal at the input of the SRPP, the law of the density of the phase distribution of the random process, to which the phase distribution of the SRPP radio pulses obeys, is depicted as a straight line passing at the level
Figure 00000002
, which corresponds to a uniform phase distribution of a narrow-band stationary normal random process.

Появление в контуре СРПП гармонического внешнего сигнала с амплитудой, сопоставимой, а также превышающей уровень шума, приводит к тому, что в распределении фазы случайного процесса появляется регулярная составляющая. В общем случае закон распределения фазы случайного флуктуационного процесса в контуре при воздействии внешнего гармонического сигнала описывается выражением вида:The appearance of a harmonic external signal in the SRPP loop with an amplitude comparable to and also exceeding the noise level leads to the appearance of a regular component in the phase distribution of the random process. In the general case, the phase distribution law of a random fluctuation process in a circuit when exposed to an external harmonic signal is described by an expression of the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

при условии |φ|≤π,provided | φ | ≤π,

где s=Uc/σ - отношение амплитуды сигнала к среднеквадратичному значению шума в контуре;where s = U c / σ is the ratio of the signal amplitude to the rms value of the noise in the circuit;

F(scosφ) - интеграл вероятности.F (scosφ) is the probability integral.

Из представленной зависимости ясно видно, что уже при σ=3 и более фаза внешнего сигнала является доминирующей и практически полностью определяет закон распределения фаз. Таким образом, внешний сигнал, превышающий по мощности на 10-15 дБ внутренний шум в контуре СРПП, вызывает практически полную синхронизацию фазы радиоимпульсов СРП. Этим обеспечивается жесткая привязка фазы радиоимпульсов СРПП к фазе запросного сигнала. В этом случае СРПП можно рассматривать как ретранслятор фазы с очень высокой чувствительностью. Так, при реальной мощности шумов СРПП в пределах - 120-125 дБ/Вт, необходимая мощность запросного сигнала, обеспечивающая синхронизацию фазы, будет составлять - 110-115 дБ/Вт.It can be clearly seen from the presented dependence that already at σ = 3 or more, the phase of the external signal is dominant and almost completely determines the phase distribution law. Thus, an external signal that is 10-15 dB higher in power than the internal noise in the SRPP loop causes almost complete synchronization of the phase of the SRP radio pulses. This ensures that the phase of the SRPP radio pulses is tightly coupled to the phase of the interrogation signal. In this case, the SRPP can be considered as a phase relay with a very high sensitivity. So, with real SRPP noise power in the range - 120-125 dB / W, the required power of the interrogation signal, providing phase synchronization, will be - 110-115 dB / W.

Таким образом, при появлении на входе СРПП последовательности когерентных запросных радиоимпульсов, СРПП отвечает последовательностью синхронизированных когерентных радиоимпульсов, спектр которых имеет дискретный линейчатый характер.Thus, when a sequence of coherent interrogating radio pulses appears at the input of the SRPP, the SRPP corresponds to a sequence of synchronized coherent radio pulses, the spectrum of which has a discrete linear character.

Длительность запросных радиоимпульсов τзс=1,5-5 мкс, что в несколько раз превосходит длительность радиоимпульсов СРПП τи=0,25-0,35 мкс и в десятки раз больше длительности приемного интервала τпр=0,05 мкс СРПП, в течение которого происходит эффект синхронизации. Таким образом, когерентный запросный сигнал за счет синхронизации фазы из сплошного спектра формирует дискретный, линейчатый спектр СРПП. При этом одна из дискретных составляющих спектра оказывается связанной с частотой внешнего сигнала ƒзс с точностью до фазы, а другие дискретные составляющие будут находиться друг от друга на расстоянии, равном значению суперирующей частоты Fc, которая задается генератором суперирующего напряжения СРПП и от внешнего сигнала не зависит. В общем случае положение дискретных составляющих спектра ƒспп i относительно несущей частоты ƒспп произвольно и зависит только от текущего положения частоты запросного сигнала ƒзс относительно несущей частоты СРПП ƒспп.The duration of the requested radio pulses τ ss = 1.5-5 μs, which is several times greater than the duration of the radio pulses SRPP τ and = 0.25-0.35 μs and ten times longer than the duration of the receiving interval τ CR = 0.05 μs SRPP, during which the synchronization effect occurs. Thus, a coherent interrogation signal, due to phase synchronization from a continuous spectrum, forms a discrete, linear spectrum of SRPP. In this case, one of the discrete components of the spectrum is related to the frequency of the external signal ƒ ss accurate to the phase, and the other discrete components will be located at a distance equal to the value of the supercharging frequency F c , which is set by the generator of the superconducting voltage of the SRPP and from the external signal depends. In the general case, the position of the discrete components of the spectrum ƒ cnc i relative to the carrier frequency ƒ cnc is arbitrary and depends only on the current position of the frequency of the interrogation signal ƒ ss relative to the carrier frequency of the SRPP ƒ cnc .

Принципиальное отличие предложенного способа от классического аналога заключается в том, что обнаружение и обработка ответных когерентных радиоимпульсов происходит на фоне несинхронизированных радиоимпульсов, а несущая частота ƒспп вследствие нестабильности СВЧ-автогенератора СРПП может существенно отличаться от частоты запросного (зондирующего) сигнала ƒзс в сравнении с допплеровским сдвигом частоты. Поэтому для обеспечения работоспособности системы в условиях эксплуатации необходимо принимать меры для осуществления автоматической настройки частоты передатчика и приемного устройства РЛС на частоту излучения СРПП, а также реализовать сравнение фазы запросных и ответных радиоимпульсов с целью обнаружения и сопровождения ответного сигнала по дальности на фоне несинхронизированных радиоимпульсов.The fundamental difference between the proposed method and the classical analogue is that the detection and processing of response coherent radio pulses occurs against the background of unsynchronized radio pulses, and the carrier frequency ƒ SPP due to the instability of the microwave autogenerator SRPP can significantly differ from the frequency of the interrogated (probe) signal ƒ зс in comparison with Doppler frequency shift. Therefore, to ensure the operability of the system under operating conditions, it is necessary to take measures to automatically adjust the frequency of the radar transmitter and receiver to the SRPP emission frequency, as well as to compare the phase of the interrogated and response radio pulses in order to detect and track the response signal in range against the background of unsynchronized radio pulses.

Claims (3)

1. Сверхрегенеративный приемопередатчик (СРПП), содержащий генератор суперирующих импульсов, автогенератор, источник питания и антенну, отличающийся тем, что в него введен диод и последовательно включенная цепочка из постоянного резистора, переменного резистора и конденсатора, причем вход цепочки соединен с выходом генератора суперирующих импульсов, выход - с входом запуска автогенератора, а общая точка постоянного и переменного резисторов через прямо включенный диод соединена с "нулем" вольт источника питания, генератор суперирующих импульсов и автогенератор соединены с "плюсом" и "нулем" источника питания, а выход автогенератора через антенну является выходом СРПП.1. Superregenerative transceiver (SRPP), containing a generator of superimposing pulses, a self-oscillator, a power source and an antenna, characterized in that a diode and a series-connected circuit of a constant resistor, a variable resistor and a capacitor are introduced into it, and the input of the chain is connected to the output of the generator of the generating pulses , the output is with the start-up input of the oscillator, and the common point of the constant and variable resistors is connected via a directly connected diode to the “zero” volt of the power source, the generator is driven and pulses and the oscillator are connected to the "plus" and "zero" of the power source, and the output of the oscillator through the antenna is the output SRPP. 2. Сверхрегенеративный приемопередатчик по п.1, отличающийся тем, что автогенератор выполнен на СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общей базой, а режим автогенерации обеспечивается следующими элементами и их включением: источник питания через RC-фильтр и λ/4 МПЛ-дроссель (W3) последовательно соединен с коллектором СВЧ-транзистора, который также соединен с МПЛ-отрезком (W5), второй конец этого МПЛ-отрезка (W5) - свободный, а приблизительно середина этого МПЛ-отрезка (W5) является выходом автогенератора и соединена с антенной, вход управления автогенератора соединен с блокировочным конденсатором и через λ/4 МПЛ-дроссель (W1) - с базой СВЧ-транзистора и с МПЛ-отрезком (W4), второй конец которого - свободный, второй конец блокировочного конденсатора соединен с "нулем" источника питания, эмиттер СВЧ-транзистора соединен через λ/4 МПЛ-дроссель (W2) с блокировочной цепочкой, состоящей из параллельно соединенных резистора и конденсатора, вторые концы которых соединены с "нулем" вольт источника питания, одновременно эмиттер соединен с МПЛ-отрезком (W6), второй конец которого - свободный.2. The superregenerative transceiver according to claim 1, characterized in that the oscillator is made on a microwave transistor connected according to a scheme with a common base, and the oscillator mode is provided by the following elements and their inclusion: a power source through an RC filter and a λ / 4 MPL choke (W3) is connected in series with the collector of the microwave transistor, which is also connected to the MPL segment (W5), the second end of this MPL segment (W5) is free, and approximately the middle of this MPL segment (W5) is the output of the oscillator and is connected to antenna control input the generator is connected to the blocking capacitor and through the λ / 4 MPL inductor (W1) to the base of the microwave transistor and to the MPL segment (W4), the second end of which is free, the second end of the blocking capacitor is connected to the “zero” power source, emitter The microwave transistor is connected via a λ / 4 MPL choke (W2) to a blocking circuit consisting of a resistor and a capacitor connected in parallel, the second ends of which are connected to the “zero” volt of the power source, while the emitter is connected to the MPL segment (W6), the second whose end is free. 3. Сверхрегенеративный приемопередатчик по п.2, отличающийся тем, что МПЛ-отрезки длиной меньше λ/4 играют роль емкости, а длиной больше λ/4 играют роль индуктивности, причем длина отрезков выбирается при настройке в зависимости от величин паразитных емкостей и индуктивностей СВЧ-транзистора и конкретной топологии автогенератора и ее выполнения, причем первоначально длина всех МПЛ-отрезков берется заведомо больше λ/4, а в процессе настройки остается такой же или отрезается исходя из условий получения индуктивности или емкости.3. The super-regenerative transceiver according to claim 2, characterized in that the MPL segments of length less than λ / 4 play the role of capacitance, and the length of more than λ / 4 play the role of inductance, and the length of the segments is selected when tuning depending on the values of stray capacitances and microwave inductances -transistor and the specific topology of the oscillator and its implementation, and initially the length of all the MPL segments is taken to be obviously greater than λ / 4, and during the tuning process it remains the same or cut off based on the conditions for obtaining the inductance or capacitance.
RU2004107699/09A 2004-03-15 2004-03-15 Super regenerative transceiver RU2291467C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107699/09A RU2291467C2 (en) 2004-03-15 2004-03-15 Super regenerative transceiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107699/09A RU2291467C2 (en) 2004-03-15 2004-03-15 Super regenerative transceiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004107699A RU2004107699A (en) 2005-09-27
RU2291467C2 true RU2291467C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=35849602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004107699/09A RU2291467C2 (en) 2004-03-15 2004-03-15 Super regenerative transceiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291467C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470323C1 (en) * 2011-09-14 2012-12-20 Вячеслав Элизбарович Иванов Method of adjusting output parameters of superregenerative transceiver of radiosonde
RU2486671C1 (en) * 2012-02-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Generator of high-voltage pulses
RU2784448C1 (en) * 2021-03-09 2022-11-24 Вячеслав Элизбарович Иванов Aerologic radio-probe with increased operational characteristics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470323C1 (en) * 2011-09-14 2012-12-20 Вячеслав Элизбарович Иванов Method of adjusting output parameters of superregenerative transceiver of radiosonde
RU2486671C1 (en) * 2012-02-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Generator of high-voltage pulses
RU2784448C1 (en) * 2021-03-09 2022-11-24 Вячеслав Элизбарович Иванов Aerologic radio-probe with increased operational characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004107699A (en) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8095085B2 (en) Automatic antenna tuning unit for software-defined and cognitive radio
US6690247B2 (en) Nonlinear transmission line waveform generator having an input voltage matched to the C/V characteristic of the transmission line
ATE73270T1 (en) WIDE RANGE ELECTRONIC OSCILLATOR.
SE1073908T3 (en) Stroemmaetningsanordning
KR101935170B1 (en) System and method for a voltage controlled oscillator
US6640628B2 (en) Level-measuring device
UA34424C2 (en) Radio telephone and generator for forming the signal with set frequency (versions)
RU2291467C2 (en) Super regenerative transceiver
RU2345379C1 (en) Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde
RU50682U1 (en) SUPERREGERATIVE RECEIVER
US2750507A (en) Transistor oscillator circuit
RU104326U1 (en) SUPERREGERATIVE TRANSMITTER OF AEROLOGICAL RADIO PROBE
Leibetseder et al. An integrated coherent startup 79-GHz pulse oscillator for a sequential sampling pulse radar
Landsberg et al. A 234–248 GHz power efficient fundamental VCO using 32 nm CMOS SOI technology
KR970019145A (en) Radio Receiver
WO2020264279A1 (en) Thz impulse and frequency comb generation using reverse recovery of pin diode
RU49283U1 (en) SUPERREGERATIVE RECEIVER WITH COMBINATION OF RECEIVING AND TRANSMISSION FREQUENCIES
Schulz et al. Design of a switched injection-locked oscillator as an active backscatter transponder for a 2.45 GHz FMCW radar system
RU166135U1 (en) SUPERREGERATIVE AEROLOGICAL RADIO PROBE TRANSMITTER WITH A HIGH-QUALITY RESONATOR
KR960027344A (en) Capacitor Switching Voltage Controlled Oscillators
KR100425941B1 (en) VCO using collector controlled voltage adjustment circuit
JPS5720046A (en) Testing circuit of receiver
SU1210569A1 (en) Ionospheric station
RU56001U1 (en) AEROLOGICAL RADIO PROBE TRANSMITTER
RU2206956C2 (en) Quartz-crystal resonator as discriminator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060316

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20090527

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20090608

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140316