RU2329598C2 - Радиоприемное устройство и его варианты - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных приемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радионаблюдения. Технический результат - расширение полосы рабочих частот радиоприемного устройства, получение возможности одновременного приема нескольких сигналов, подавление внеполосных каналов приема и упрощение конструкции. Указанный результат достигается за счет использования в двухканальном радиоприемном устройстве второго преобразования частот сигнала с помощью общего гетеродина, сформированного из гетеродинных сигналов первого и второго радиоприемных трактов и имеющего частоту, равную разности частот этих гетеродинов, деленную на два, при этом анализ входных сигналов производится на второй промежуточной частоте с помощью фазового детектора, измеряющего разность фаз сигналов, амплитудных детекторов и схемы И, определяющих наличие сигналов в каналах. Одновременное наличие сигналов в обоих каналах и равенство нулю разности фаз этих сигналов является признаком того, что принят полезный сигнал. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных приемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радионаблюдения.

Известно радиоприемное устройство, которое содержит входной фильтр, смеситель с гетеродином, фильтр промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов [1]. Принятый радиосигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Диапазон частот входных сигналов ограничивается входным фильтром, который предназначен также для подавления «зеркального» канала приема. Для расширения диапазона частот входных сигналов и увеличения быстродействия применяют многоканальные приемники [2, 3], каждый канал которых содержит входной фильтр, смеситель с гетеродином, фильтр и усилитель промежуточных частот. Суммарная полоса рабочих частот входных фильтров радиоприемного устройства обычно перекрывает требуемый рабочий диапазон частот входных сигналов.

Недостатками рассматриваемых приемных устройств являются узкая полоса входных частот каждого канала, ограничиваемая полосой пропускания входного фильтра, сложная конструкция, а также трудности при настройки многоканальной системы.

Известно также радиоприемное устройство, описанное в патенте Японии [4]. Устройство содержит входной делитель мощности на два канала, каждый из которых содержит смеситель с перестраиваемым гетеродином, фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты, а также устройство стабилизации гетеродинов, состоящее из гетеродинного смесителя, контрольного генератора, настроенного на двойную промежуточную частоту, первого фазового детектора и первого фильтра нижних частот и устройство стабилизации промежуточных частот, состоящее из второго фазового детектора и второго фильтра нижних частот и выходного устройства. Радиоканалы содержат одинаковые элементы за исключением гетеродинов, частоты которых всегда отличаются на величину, равную удвоенному значению промежуточной частоты, что поддерживается устройством стабилизации гетеродинов, для чего с помощью гетеродинного смесителя выделяется сигнал с частотой, равной разности частот гетеродинов, которая сравнивается на первом фазовом детекторе с частотой высокостабильного контрольного генератора. Фазовый детектор вырабатывает управляющий сигнал, который через первый фильтр нижних частот поступает на управляющий вход гетеродина первого радиоканала и при необходимости подстраивает его частоту, непрерывно поддерживая заданную разность частот гетеродинов, равную удвоенной промежуточной частоте.

Входной сигнал с частотой f_С с помощью входного делителя мощности на два канала поступает в первый и второй радиоканалы, в которых с помощью смесителей, фильтров промежуточной частоты и усилителей промежуточной частоты преобразуется в диапазон промежуточных частот, фильтруется и усиливается. Радиоканалы настроены таким образом, что на выходе канала с меньшей частотой гетеродина f_Н образуется сигнал с промежуточной частотой f_С-f_Н («нижняя» настройка гетеродина), а с большей частотой гетеродина f_В - сигнал с промежуточной частотой f_В-f_С («верхняя» настройка гетеродина), т.е. преобразования с «нижней» и «верхней» настроек гетеродина разнесены по разным каналам. При этом промежуточные частоты на выходах обоих каналов численно равны друг другу, что достигается выбором частот гетеродинов и узкой полосой промежуточных частот радиоканалов. Кроме того, это равенство поддерживается устройством стабилизации промежуточных частот, для чего часть преобразованных сигналов промежуточной частоты с выходов радиоканалов подводится к входам второго фазового детектора, который вырабатывает управляющий сигнал, поступающий через второй фильтр нижних частот на управляющий вход гетеродина второго радиоканала и при необходимости подстраивает его, непрерывно поддерживая равенство промежуточных частот первого и второго радиоканалов.

При непрерывной перестройке частот гетеродинов в момент одновременного появления сигналов на выходах первого и второго радиоканалов, что является признаком настройки приемного устройства на полезный входной сигнал, преобразованный сигнал выводится с помощью выходного устройства во внешние цепи. При необходимости одновременно может быть прекращена перестройка гетеродинов. Несмотря на отсутствие преселектора, рассматриваемое приемное устройство не будет принимать сигналы с «зеркальными» частотами, соответственно, (f_H-f_ПЧ) и (f_В+f_ПЧ), т.к. они не могут одновременно присутствовать в обоих каналах и поэтому не обладают признаками полезного сигнала.

Недостатками данного радиоприемного устройства являются необходимость стабилизации гетеродинных и промежуточных частот, узкополосность, большое время настройки на принимаемый сигнал, наличие внеполосных комбинационных каналов приема и сложность настройки и конструкции.

Технической задачей изобретения является расширение полосы рабочих частот радиоприемного устройства, устранение необходимости стабилизации промежуточных частот и частот гетеродинов относительно друг друга, получение возможности одновременного приема нескольких сигналов и устранение помехи, образуемой за счет взаимодействия этих сигналов друг с другом, подавление внеполосных каналов приема. Это позволит расширить функциональные возможности радиоприемного устройства, в частности, расширить диапазон рабочих частот, мгновенную полосу анализа входных сигналов, а также принимать одновременно несколько сигналов, увеличить быстродействие устройства и упростить конструкцию.

Поставленная задача решается в приемном устройстве по первому варианту, содержащем входной двухканальный делитель мощности, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр промежуточной частоты и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр промежуточной частоты и второй усилитель промежуточной частоты, а также первый и второй гетеродины и фазовый детектор, при этом входы первого и второго смесителей соединены соответственно с выходами входного двухканального делителя мощности, в которое согласно изобретению введены последовательно соединенные гетеродинный смеситель, первый гетеродинный фильтр, делитель частоты на два, второй гетеродинный фильтр, гетеродинный усилитель и первый двухканальный гетеродинный делитель мощности, второй и третий двухканальные гетеродинные делители мощности, последовательно соединенные третий смеситель, первый фильтр второй промежуточной частоты, трехканальный делитель мощности и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные четвертый смеситель, второй фильтр второй промежуточной частоты, двухканальный делитель мощности и второй амплитудный детектор, а также схема И, выключатель и блок обработки и управления, при этом выход первого гетеродина соединен с гетеродинными входами первого и гетеродинного смесителей соответственно через второй двухканальный гетеродинный делитель мощности, выход второго гетеродина соединен с гетеродинными входами второго и гетеродинного смесителей соответственно через третий двухканальный гетеродинный делитель мощности, выходы первого двухканального гетеродинного делителя мощности подсоединены соответственно к гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты, вторые выходы трехканального и двухканального делителей мощности соединены соответственно с входами фазового детектора, выход которого подключен к первому входу блока обработки и управления, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с входами схемы И, выход которой подключен к второму входу блока обработки и управления, третий выход трехканального делителя мощности подсоединен к входу выключателя, управляющий вход которого соединен с выходом блока обработки и управления, а выход является выходом устройства.

Поставленная задача решается в приемном устройстве по второму варианту, содержащем входной двухканальный делитель мощности, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр промежуточной частоты и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр промежуточной частоты и второй усилитель промежуточной частоты, а также первый и второй гетеродины и фазовый детектор, при этом входы первого и второго смесителей соединены соответственно с выходами входного двухканального делителя мощности, в которое согласно изобретению введены последовательно соединенные гетеродинный смеситель, первый гетеродинный фильтр, делитель частоты на два, второй гетеродинный фильтр, гетеродинный усилитель и первый двухканальный гетеродинный делитель мощности, второй и третий двухканальные гетеродинные делители мощности, последовательно соединенные третий смеситель и N-канальный делитель мощности, последовательно соединенные четвертый смеситель и М-канальный делитель мощности, где M=N, к выходам N-канального делителя мощности подсоединены соответственно N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого фильтра второй промежуточной частоты, вход которого является входом соответствующего N канала, трехканального делителя мощности и первого амплитудного детектора, к выходам М-канального делителя мощности подсоединены соответственно М каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных второго фильтра второй промежуточной частоты, вход которого является входом соответствующего М канала, двухканального делителя мощности и второго амплитудного детектора, а также N-1 дополнительных фазовых детекторов, N схем И, N выключателей и блок обработки и управления, при этом выход первого гетеродина соединен с гетеродинными входами первого и гетеродинного смесителей соответственно через второй двухканальный гетеродинный делитель мощности, выход второго гетеродина соединен с гетеродинными входами второго и гетеродинного смесителей соответственно через третий двухканальный гетеродинный делитель мощности, выходы первого двухканального гетеродинного делителя мощности подсоединены соответственно к гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты, вторые выходы трехканальных делителей мощности каждого из N каналов и вторые выходы двухканальных делителей мощности каждого из М каналов соединены соответственно с входами соответствующих фазовых детекторов, выходы которых подсоединены соответственно к первой группе входов блока обработки и управления, выходы первых амплитудных детекторов каждого из N каналов и выходы вторых амплитудных детекторов каждого из М каналов соединены соответственно с входами соответствующих схем И, выходы которых подсоединены соответственно к второй группе входов блока обработки и управления, третьи выходы трехканальных делителей мощности каждого из N каналов подключены соответственно к входам соответствующих выключателей, управляющие входы которых соединены с соответствующими управляющими выходами блока обработки и управления, а выходы являются соответствующими выходами устройства.

Поставленная задача решается в приемном устройстве по третьему варианту, содержащем входной делитель мощности, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр промежуточной частоты и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр промежуточной частоты и второй усилитель промежуточной частоты, а также первый и второй гетеродины и фазовый детектор, при этом входы первого и второго смесителей соединены соответственно с первым и вторым выходами входного делителя мощности, в которое согласно изобретению введены последовательно соединенные гетеродинный смеситель, первый гетеродинный фильтр, делитель частоты на два, второй гетеродинный фильтр, гетеродинный усилитель и первый трехканальный гетеродинный делитель мощности, второй трехканальный и двухканальный гетеродинные делители мощности, последовательно соединенные третий смеситель, первый фильтр второй промежуточной частоты, первый трехканальный делитель мощности и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные четвертый смеситель, второй фильтр второй промежуточной частоты, второй трехканальный делитель мощности и второй амплитудный детектор, последовательно соединенные первый дополнительный смеситель, дополнительный фильтр промежуточной частоты, дополнительный усилитель промежуточной частоты, второй дополнительный смеситель, дополнительный фильтр второй промежуточной частоты и дополнительный фазовый детектор, а также схему И, первый, второй и третий дополнительные делители частоты, схему И, выключатель и блок обработки и управления, при этом выход первого гетеродина соединен с гетеродинными входами первого и гетеродинного смесителей соответственно через второй трехканальный гетеродинный делитель мощности, выход второго гетеродина соединен с гетеродинными входами второго и гетеродинного смесителей соответственно через двухканальный гетеродинный делитель мощности, выходы первого трехканального гетеродинного делителя мощности подсоединены соответственно к гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты, вторые выходы первого и второго трехканальных делителей мощности соединены соответственно с входами фазового детектора, выход которого подключен к первому входу блока обработки и управления, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с входами схемы И, выход которой подключен к второму входу блока обработки и управления, третий выход первого трехканального делителя мощности подсоединен к входу выключателя, управляющий вход которого соединен с выходом блока обработки и управления, а выход является выходом устройства, входной делитель мощности выполнен трехканальным, а его третий выход соединен с входом первого дополнительного смесителя, причем третий выход второго трехканального гетеродинного делителя мощности соединен с гетеродинным входом первого дополнительного смесителя через первый делитель частоты, третий выход первого трехканального гетеродинного делителя мощности соединен с гетеродинным входом второго дополнительного смесителя через второй делитель частоты, а третий выход второго трехканального делителя мощности подсоединен через третий делитель частоты к второму входу дополнительного фазового детектора, выход которого соединен с третьим входом блока обработки и управления.

Дополнительное введение, по первому варианту, в известное радиоприемное устройство гетеродинного смесителя, первого гетеродинного фильтра, делителя частоты на два, второго гетеродинного фильтра, гетеродинного усилителя, первого двухканального гетеродинного делителя мощности, второго и третьего двухканальных делителей мощности, третьего и четвертого смесителей, первого и второго фильтров второй промежуточной частоты, трехканального и двухканального делителей мощности, выключателя, первого и второго амплитудных детекторов, схемы И и блока обработки и управления позволяет расширить полосу рабочих частот радиоприемного устройства, устранить необходимость стабилизации промежуточных частот и частот гетеродинов относительно друг друга, что расширяет функциональные возможности радиоприемного устройства, а также существенно упрощает и удешевляет его конструкцию. Это достигается путем дополнительного второго преобразования частот сигналов с помощью общего гетеродина, сформированного из гетеродинных сигналов первого и второго радиоприемных каналов и имеющего частоту, равную разности частот этих гетеродинов, деленной на два. Анализ входных сигналов проводится на второй промежуточной частоте с помощью фазового детектора, измеряющего разность фаз сигналов, амплитудных детекторов и схемы И, определяющих наличие сигналов в каналах. Одновременное наличие сигналов в обоих каналах и равенство нулю разности фаз этих сигналов является признаком того, что принят полезный сигнал.

Дополнительное введение, по второму варианту, в известное радиоприемное устройство гетеродинного смесителя, первого гетеродинного фильтра, делителя частоты на два, второго гетеродинного фильтра, гетеродинного усилителя, первого, второго и третьего двухканальных гетеродинных делителей мощности, третьего и четвертого смесителей, N- и М-канальных делителей мощности, где M=N, N первых и N вторых фильтров второй промежуточной частоты, N трехканальных делителей мощности, М- двухканальных делителей мощности, N выключателей, N фазовых детекторов, N первых и N вторых амплитудных детекторов, N схем И и блока обработки и управления позволяет расширить полосу рабочих частот радиоприемного устройства, устранить необходимость стабилизации промежуточных частот и частот первых гетеродинов относительно друг друга, а также позволяет одновременно принимать несколько сигналов и устранять помеху, образуемую за счет взаимодействия этих сигналов друг с другом. Это достигается путем дополнительного преобразования сигналов первой промежуточной частоты, образующихся на выходах первого и второго смесителей радиоприемных каналов с помощью общего гетеродина, сформированного из сигналов гетеродинов первого и второго радиоприемных каналов и имеющего частоту, равную разности частот этих гетеродинов, деленной на два, и деления диапазона вторых промежуточных частот в первом и втором каналах на поддиапазоны. Эти поддиапазоны объединены в пары, составленные из поддиапазонов первого и второго каналов, и поэтому расположенные на оси частот симметрично относительно средней частоты диапазона вторых промежуточных частот. Анализ входных сигналов проводится для каждой пары с помощью своих отдельных фазовых детекторов, амплитудных детекторов и схем И. Одновременное наличие сигналов в некоторой паре поддиапазонов и равенство нулю разности фаз этих сигналов является признаком того, что принят полезный сигнал, преобразованный в данный поддиапазон. Одновременно разными парами могут приниматься несколько сигналов.

Наличие, по третьему варианту, в известном радиоприемном устройстве входного трехканального делителя мощности, введение в него первого, второго трехканальных гетеродинных делителей мощности, третьего двухканального гетеродинного делителя мощности, гетеродинного смесителя, первого гетеродинного фильтра, делителя частоты на два, второго гетеродинного фильтра, гетеродинного усилителя, третьего и четвертого смесителей, первого и второго фильтров второй промежуточной частоты, первого и второго трехканальных делителей мощности, второго двухканального делителя мощности, выключателя первого канала, первого и второго амплитудных детекторов, схемы И, блока обработки и управления, а также первого и второго дополнительных смесителей, дополнительного фильтра промежуточной частоты и дополнительного фильтра второй промежуточной частоты, дополнительного усилителя промежуточной частоты, дополнительного фазового детектора, первого, а также второго и третьего дополнительных делителей частоты позволяет расширить полосу рабочих частот радиоприемного устройства, устранить необходимость стабилизации промежуточных частот и частот первых гетеродинов относительно друг друга, а также устранить внеполосные комбинационные каналы приема. Это достигается путем дополнительного преобразования сигналов первой промежуточной частоты, образующихся на выходах первого и второго смесителей радиоприемных каналов с помощью общего гетеродина, сформированного из сигналов первого и второго гетеродинов и имеющего частоту, равную разности частот этих гетеродинов, деленной на два, а также формированием с помощью дополнительного канала признака приема основными каналами внеполосного сигнала. Анализ входных сигналов проводится в основных каналах на второй промежуточной частоте с помощью фазового детектора, измеряющего разность фаз сигналов, амплитудных детекторов и схемы И, определяющих наличие сигналов в каналах. Одновременное наличие сигналов в обоих каналах и равенство нулю разности фаз этих сигналов является признаком того, что принят полезный сигнал. При приеме внеполосного сигнала основными каналами, т.е. при формировании признаков полезных сигналов на выходе основных каналов, аналогичный признак будет сформирован и на выходе дополнительного канала, что позволит исключить прием внеполосного сигнала.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема приемного устройства по первому варианту; на фиг.2 - структурная электрическая схема второго варианта приемного устройства; на фиг.3 - структурная электрическая схема третьего варианта приемного устройства.

Приемное устройство по первому варианту (фиг.1) содержит входной двухканальный делитель мощности 1, выходы которого соединены с двумя радиоканалами, состоящими из последовательно соединенных соответственно первого и второго смесителей 2, 3, первого и второго фильтров промежуточных частот 4, 5, первого и второго усилителей промежуточной частоты 6, 7, выходы которых соединены с сигнальными входами третьего и четвертого смесителей 8, 9. Выходы гетеродинов 10 и 11 соответственно через первые выходы второго и третьего двухканальных гетеродинных делителей мощности 12 и 13 соединены с гетеродинными входами первого и второго смесителей 2 и 3, а вторые выходы двухканальных гетеродинных делителей мощности 12 и 13 соединены с входами гетеродинного смесителя 14, выход которого через первый гетеродинный фильтр 15, делитель частоты на два 16, второй гетеродинный фильтр 17 и гетеродинный усилитель 18 соединен с входом первого двухканального гетеродинного делителя мощности 19, выходы которого соединены с гетеродинными входами третьего и четвертого смесителей 8, 9, выходы которых в свою очередь соответственно через первый и второй фильтры второй промежуточной частоты 20, 21 соединены соответственно с входами трехканального делителя мощности 22 и двухканального делителя мощности 23. Первые выходы трехканального и двухканального делителей мощности 22 и 23 соединены с входом фазового детектора 24, вторые выходы через амплитудные детекторы 25 и 26 соединены с входами схемы И 27, а третий выход трехканального делителя мощности 22 соединен с входом выключателя 28, выход которого является выходом приемного устройства. Выход фазового детектора 24 и выход схемы И 27 соединены с соответствующими входами блока обработки и управления 29, выход которого соединен с управляющим входом выключателя 28.

Приемное устройство по второму варианту (фиг.2) содержит входной двухканальный делитель мощности 1, выходы которого соединены с двумя радиоканалами, состоящими из последовательно соединенных соответственно первого и второго смесителей 2, 3, первого и второго фильтров промежуточных частот 4, 5, первого и второго усилителей промежуточной частоты 6, 7, выходы которых соединены с сигнальными входами третьего и четвертого смесителей 8, 9. Выходы гетеродинов 10, 11 соответственно первого и второго каналов через первые выходы второго и третьего двухканальных гетеродинных делителей мощности 12, 13 соединены с гетеродинными входами первого и второго смесителей 2, 3, а вторые выходы двухканальных гетеродинных делителей мощности 12, 13 соединены с входами гетеродинного смесителя 14, выход которого через первый гетеродинный фильтр 15, делитель частоты на два 16, второй гетеродинный фильтр 17 и гетеродинный усилитель 18 соединен с входом первого двухканального гетеродинного делителя мощности 19, выходы которого соединены с гетеродинными входами третьего и четвертого смесителей 8, 9, выходы которых в свою очередь соединены с входами N-канального и М-канального делителей мощности 20, 21, где N=M. Далее одинаковые элементы схемы, входящие в разные каналы второй промежуточной частоты, обозначаются двумя числами, первое из которых обозначает порядковый номер элемента, а второе - номер канала второй промежуточной частоты, в который входит данный элемент. Выходы N-канального делителя мощности 20 на N каналов через соответствующие первые фильтры второй промежуточной частоты 22-1...22-N соединены соответственно с входами трехканального делителей мощности 23-1...23-N, а выходы М-канального делителя мощности 21 на М=N каналов через соответствующие вторые фильтры второй промежуточной частоты 24-1...24-N соединены с входами соответствующих двухканальных делителей мощности 25-1...25-N. Первые выходы трехканальных делителей мощности 23-1...23-N и первые выходы двухканальных делителей мощности 25-1...25-N соединены с входами фазовых детекторов 26-1...26-N, вторые выходы - через амплитудные детекторы 27-1...27-N и 28-1...28-N соединены со схемами И 29-1...29-N, а третьи выходы трехканальных делителей мощности 23-1...23-N соединены со входами выключателей 30-1...30-N, выходы которых являются выходами приемного устройства. Выходы фазовых детекторов 26-1...26-N и выходы схем И 29-1...29-N соединены с соответствующими входами блока обработки и управления 31, выходы которого соединены с управляющими входами выключателей 30-1...30-N.

Приемное устройство по третьему варианту (фиг.3) содержит входной трехканальный делитель мощности 1, первые два выхода которого соединены с двумя основными радиоканалами, а третий - с дополнительным радиоканалом. Основные каналы содержат последовательно соединенные соответствующие смесители 2, 3, фильтры промежуточной частоты 4, 5, усилители промежуточной частоты 6, 7, выходы которых соединены с сигнальными входами смесителей 8, 9. Выходы гетеродинов 10, 11 через первый выход трехканального гетеродинного делителя мощности 12 и первый выход двухканального гетеродинного делителя мощности 13 соединены с гетеродинными входами смесителей 2, 3, а вторые выходы второго трехканального и двухканального гетеродинных делителей мощности 12, 13 соединены с входами гетеродинного смесителя 14, выход которого через гетеродинный фильтр 15, делитель частоты на два 16, гетеродинный фильтр 17 и гетеродинный усилитель 18 соединен с входом первого трехканального гетеродинного делителя мощности 19, выходы которого соединены с гетеродинными входами смесителей 8, 9, выходы которых в свою очередь через фильтры второй промежуточной частоты 20, 21 соединены соответственно с входами трехканальных делителей мощности 22, 23. Первые выходы трехканальных делителей мощности 22, 23 соединены с входом фазового детектора 24, вторые выходы через амплитудные детекторы 25, 26 соединены с входами схемы И 27, а третий выход трехканального делителя мощности 22 соединен с входом выключателя 28, выход которого является выходом приемного устройства. Выход фазового детектора 24 и выход схемы И 27 соединены с соответствующими входами блока обработки и управления 29, выход которого соединен с управляющим входом выключателя 28. Третий выход входного трехканального делителя мощности 1 соединен с дополнительным каналом, состоящим из первого дополнительного смесителя 30, сигнальный вход которого является входом дополнительного канала, выход через дополнительный фильтр промежуточной частоты 31 и дополнительный усилитель промежуточной частоты 32 соединен с сигнальным входом второго дополнительного смесителя 33, выход которого в свою очередь через дополнительный фильтр второй промежуточной частоты 34 соединен с первым входом дополнительного фазового детектора 35, выход которого соединен с соответствующим входом блока обработки и управления 29. Третий выход второго трехканального гетеродинного делителя мощности 12 через первый дополнительный делитель частоты 36 соединен с гетеродинным входом первого дополнительного смесителя 30, третий выход первого трехканального гетеродинного делителя мощности 19 через второй дополнительный делитель частоты 37 соединен с гетеродинным входом второго дополнительного смесителя 33, а третий выход второго трехканального делителя мощности 23 через третий дополнительный делитель частоты 38 соединен с вторым входом дополнительного фазового детектора 35.

Устройство по первому варианту (фиг.1) работает следующим образом. Входной сигнал делится входным двухканальным делителем мощности 1, после чего поступает на сигнальные входы смесителей 2, 3 первой ступени преобразования, преобразуется в диапазон первых промежуточных частот и после фильтрации фильтрами промежуточных частот 4, 5 и усиления усилителями промежуточных частот 6 и 7 поступают на сигнальные входы смесителей 8, 9 второй ступени преобразования. Гетеродинные генераторы 10, 11 первого и второго каналов, сигналы которых поступают на гетеродинные входы смесителей 2, 3 через первые выходы второго и третьего двухканальных гетеродинных делителей мощности 12, 13, настроены таким образом, чтобы при заданной полосе промежуточных частот первой ступени преобразования на выходе одного смесителя выделялся полезный сигнал с первой промежуточной частотой и фазой

(«нижняя» настройка гетеродина), а на выходе другого смесителя

(«верхняя» настройка гетеродина). Здесь f_с и φ_с - частота и фаза входного сигнала, f_гн и φ_гн - частота и фаза гетеродина смесителя с «нижней» настройкой, f_гв и φ_гв - частота и фаза гетеродина смесителя с «верхней» настройкой.

Поскольку одновременно

то значения первых промежуточных частот связаны соотношением

Предположим, что первый канал, содержащий смеситель 2, фильтр промежуточной частоты 4 и усилитель промежуточной частоты 6, имеет «нижнюю» настройку гетеродина 10, а второй канал, содержащий смеситель 3, фильтр промежуточной частоты 5 и усилитель промежуточной частоты 7, имеет «верхнюю» настройку гетеродина 11. При этом полосы пропускания фильтров промежуточных частот 4 и 5 одинаковы, их средние частоты численно равны друг другу и лежат на частотной оси между частотами гетеродинов 10 и 11. При этом частоты гетеродинов отличаются на удвоенное значение средней частоты диапазона первых промежуточных частот. Нетрудно видеть, что после первого преобразования частот входных сигналов первые промежуточные частоты, лежащие в полосе пропускания фильтров промежуточных частоты 4 и 5, не равны друг другу и отличаются от среднего значения полосы промежуточных частот на одинаковую величину.

Гетеродинные частоты второй ступени преобразования формируются из сигналов гетеродинов 10 и 11 следующим образом. Сигналы гетеродинов через вторые выходы гетеродинных делителей мощности 12 и 13 поступают на входы гетеродинного смесителя 14, на выходе которого с помощью гетеродинного фильтра 15 выделяется сигнал с разностной частотой f_гв-f_гн. Далее с помощью делителя частоты 16 частота сигнала делится на два, сигнал фильтруется вторым гетеродинным фильтром 17, усиливается гетеродинным усилителем 18. В результате формируется гетеродинный сигнал с частотой f_г=(f_гв-f_гн)/2 и фазой φ_с=(φ_гв-φ_гн)/2, который через третий гетеродинный делитель мощности 19 подается на гетеродинные входы смесителей 8 и 9.

В результате второго преобразования на выходах смесителей 8 и 9 формируются сигналы с одинаковыми частотами и фазами. Действительно, если первая промежуточная частота сигнала в канале с «нижней» настройкой (на входе смесителя 8) меньше частоты f_г и, соответственно, в канале с «верхней» настройкой (на входе смесителя 9) больше частоты f_г, то частота и фаза сигнала на выходе смесителя 8 равны

а на выходе смесителя 9

Если же первая промежуточная частота сигнала в канале с «нижней» настройкой больше частоты f_г и, соответственно, в канале с «верхней» настройкой меньше частоты f_г, то частота и фаза сигнала на выходе смесителя 8 равны

а на выходе смесителя 9

Отсюда следует, что наличие сигналов на выходах обоих каналов (на выходах смесителей 8 и 9) и равенство частот и фаз этих сигналов

является признаком настройки приемного устройства на частоту принимаемого полезного сигнала. Очевидно в случае приема по «зеркальному» каналу эти условия выполняться не будут.

Отсюда следует, что при приеме сигнала приемным устройством, у которого частота входного сигнала лежит на частотной оси между частотами гетеродинов 10 и 11, частоты на выходах каналов равны и разность фаз между ними равна нулю. Это означает, что на выходе фазового детектора 24 может быть сформирован признак равенства фаз, а амплитудные детекторы 25 и 26 сформируют с помощью схемы И 27 признаки, информирующие о том, что сигнал принят обоими каналами. Частоты «зеркальных» сигналов для приемных каналов с «верхней» и «нижней» настройками принципиально не совпадают и не могут быть одновременно приняты каналами приемного устройства, поэтому наличие сигнала на выходе одного амплитудного детектора и отсутствие на другом служит безусловным признаком того, что сигнал принят по «зеркальному» каналу приема одним из каналов.

Устройство по второму варианту (фиг.2) работает следующим образом. Входные электрические цепи, цепи первой промежуточной частоты 1-9 и цепи формирования гетеродинных сигналов 10-19 аналогичны соответствующим цепям устройства по первому варианту (фиг.1). Поэтому первое и второе преобразования входных сигналов и формирование гетеродинных сигналов для осуществления этих преобразований аналогичны описанным выше. Выходные сигналы смесителей 8 и 9 с помощью делителей мощности 20 и 21, первых фильтров второй промежуточной частоты 22-1...22-N и вторых фильтров второй промежуточной частоты 24-1...24-N делятся соответственно на N каналов.

Предположим, что также как и в устройстве по первому варианту первый канал, содержащий смеситель 2, фильтр промежуточной частоты 4 и усилитель промежуточной частоты 6, имеет «нижнюю» настройку гетеродина 10, а второй канал, содержащий смеситель 3, фильтр промежуточной частоты 5 и усилитель промежуточной частоты 7, имеет «верхнюю» настройку гетеродина 11. Полосы пропускания фильтров промежуточных частот 4 и 5 одинаковы, их средние частоты численно равны друг другу и лежат на частотной оси точно между частотами гетеродинов 10 и 11, т.е. частоты гетеродинов разнесены на величину, равную среднему значению полосы первых промежуточных частот, умноженному на два. Нетрудно видеть, что после первого преобразования первые промежуточные частоты принятых сигналов, лежащие в полосе пропускания фильтра промежуточной частоты 4 и 5, не равны друг другу, лежат на оси частот по разные стороны от среднего значения полосы промежуточных частот и отличаются от него на одинаковую величину. Поэтому после второго преобразования смесителями 8 и 9 преобразованные сигналы попадут в полосы прозрачности симметричных относительно среднего значения фильтров вторых промежуточных частот в 22-1 и 24-N в 22-2 и 24-(N-1) и т.д. Эти сигналы также как и в устройстве по первому варианту и по тем же причинам будут иметь одинаковые частоты и фазы. Для установления этого факта каждая пара фильтров соединена с помощью делителей мощности 23-1...23-N и 25-1...25-N с фазовыми детекторами 26-1...26-N и амплитудными детекторами 27-1...27-N и 28-1...28-N, которые в свою очередь соединены со схемами И 29-1...29-N. Таким образом, на выходах фазовых детекторов будут сформированы признаки равенства фаз, а амплитудные детекторы сформируют признаки, информирующие о том, что сигнал есть в обоих симметричных каналах. Частоты комбинационных каналов приема не симметричны относительно средней частоты и по этой причине не формируют упомянутые выше признаки, т.е. наличие сигнала только на выходе одного амплитудного детектора и отсутствие на другом служит безусловным признаком отсутствия сигнала в основном приемном канале. Информация с фазовых детекторов и схем И поступает в блок обработки и управления 31, который при приеме полезных сигналов открывает соответствующие выключатели 30-1...30-N, сигналы, на входы которых поступают с третьих выходов делителей мощности 23-1...23-N. Применение этой схемы позволяет увеличить число принимаемых сигналов, а также не принимать паразитные сигналы, образующиеся в результате биения полезных сигналов между собой (внутренняя интермодуляция).

Устройство по третьему варианту (фиг.3) работает следующим образом. Входные электрические цепи и цепи первой промежуточной частоты 1-9, цепи формирования гетеродинных сигналов 10-19 и цепи второй промежуточной частоты 20-29 аналогичны соответствующим цепям устройства по первому варианту (фиг.1). В устройство включен третий дополнительный канал, состоящий из элементов 30-38, который позволяет исключать комбинационные внеполосные каналы приема. Комбинационный внеполосный канал приема образуется в результате взаимодействия гармоники сигнала, частота которого f_с лежит вне рабочей полосы частот принимаемых полезных сигналов, с гармоникой гетеродинного сигнала f_г, в результате чего образуется сигнал с комбинационной частотой

лежащей в полосе промежуточных частот. Здесь m и n - любые целые положительные или отрицательные числа или нули. В рассматриваемом устройстве внеполосный канал приема будет существовать, если такие сигналы после первого преобразования частот одновременно образуются на выходах смесителей 2 и 3. В канале с «нижней» настройкой гетеродина это

а в канале с «верхней» настройкой

Этот сигнал будет восприниматься как полезный сигнал, если для него согласно соотношению (4) будет выполняться условие

а после второго преобразования в смесителях 8 и 9 (на входе фазового детектора 24) эти сигналы будут иметь одинаковые частоты и фазы.

Используя выражения (10), (11) и (12), получим условия существования внеполосного канала приема

Равенство (13) выполняется при любых значениях f_c, f_гн, f_гв только в случае, когда m=-m' и n=-n'=-1. При выполнении условий m=-m'=1 и n=-n'=-1 равенства (13) соответствуют случаю приема сигнала по основному каналу, а при условии m=-m' и n=-n'=1 равенство (13) соответствует случаю попадания комбинационных частот вида (m·f_c±f_гн) и в том числе гармоник сигнала в полосу пропускания основного канала. Дополнительный канал и формирует признак приема основными каналами такого внеполосного сигнала с комбинационной частотой (m·f_c±f_гн).

Входной сигнал с третьего выхода делителя мощности 1 (фиг.3) поступает на вход смесителя дополнительного канала 30, на гетеродинный вход которого поступает с третьего выхода делителя мощности 12 сигнал гетеродина 10, частота которого предварительно с помощью делителя частоты 36 делится на m. Сигнал промежуточной частоты выделяется с помощью фильтра промежуточной частоты 31, усиливается с помощью усилителя промежуточной частоты 32 и далее поступает на сигнальный вход дополнительного смесителя 33. Очевидно, что промежуточная частота на выходе смесителя 30 в m раз меньше промежуточной частоты на выходе смесителя 2. Поэтому частота гетеродинного сигнала, поступающая с третьего выхода делителя мощности 19 на гетеродинный вход второго дополнительного смесителя 33, также делится с помощью делителя частоты 37 на m. С выхода второго дополнительного смесителя 33 сигнал через фильтр второй промежуточной частоты 34 поступает на вход фазового детектора дополнительного канала 35, на который с третьего выхода делителя мощности на три поступает сигнал второй промежуточной частоты второго основного канала, частота которого также предварительно делится с помощью делителя частоты на m.

Источники информации

1. Н.И.Чистяков, М.В.Сидоров, В.С.Мельников. «Радиоприемные устройства». Москва, «Связьиздат», 1959 г., стр.17.

2. З.М.Горбачевская. Приемные устройства быстрого распознавания СВЧ-сигналов для современных систем радиоэлектронной борьбы. «Обзоры по электронной технике», Сер.I, «Электроника СВЧ», вып. 3(869), 1982 г., стр.12, 13.

3. В.И.Щербак, И.И.Водянин. Приемные устройства систем радиоэлектронной борьбы. «Зарубежная радиоэлектроника», №5, 1987 г., стр.55-60.

4. Бюллетень патентных заявок Японии. ЦНИИПИ, cep.VI - связь, фотография и кинематография, измерения. 1971 г., вып.1654(266), стр.23.

Claims (2)

1. Приемное устройство, содержащее входной двухканальный делитель мощности, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр промежуточной частоты и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр промежуточной частоты и второй усилитель промежуточной частоты, а также первый и второй гетеродины и фазовый детектор, при этом входы первого и второго смесителей соединены соответственно с выходами входного двухканального делителя мощности, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные гетеродинный смеситель, первый гетеродинный фильтр, делитель частоты на два, второй гетеродинный фильтр, гетеродинный усилитель и первый двухканальный гетеродинный делитель мощности, второй и третий двухканальные гетеродинные делители мощности, последовательно соединенные третий смеситель, первый фильтр второй промежуточной частоты, трехканальный делитель мощности и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные четвертый смеситель, второй фильтр второй промежуточной частоты, двухканальный делитель мощности и второй амплитудный детектор, а также схему И, выключатель и блок обработки и управления, при этом выход первого гетеродина соединен с гетеродинными входами первого и гетеродинного смесителей соответственно через второй двухканальный гетеродинный делитель мощности, выход второго гетеродина соединен с гетеродинными входами второго и гетеродинного смесителей соответственно через третий двухканальный гетеродинный делитель мощности, выходы первого двухканального гетеродинного делителя мощности подсоединены соответственно к гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты, вторые выходы трехканального и двухканального делителей мощности соединены соответственно с входами фазового детектора, выход которого подключен к первому входу блока обработки и управления, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с входами схемы И, выход которой подключен к второму входу блока обработки и управления, третий выход трехканального делителя мощности подсоединен к входу выключателя, управляющий вход которого соединен с выходом блока обработки и управления, а выход является выходом устройства, при этом блок управления и обработки при наличии на первом входе сигнала равенства частот и фаз и одновременном наличии на втором входе сигнала, информирующего о том, что сигнал принят обоими каналами, открывает выключатель.

2. Приемное устройство, содержащее входной двухканальный делитель мощности, вход которого является входом устройства, последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр промежуточной частоты и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр промежуточной частоты и второй усилитель промежуточной частоты, а также первый и второй гетеродины и фазовый детектор, при этом входы первого и второго смесителей соединены соответственно с выходами входного двухканального делителя мощности, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные гетеродинный смеситель, первый гетеродинный фильтр, делитель частоты на два, второй гетеродинный фильтр, гетеродинный усилитель и первый двухканальный гетеродинный делитель мощности, второй и третий двухканальные гетеродинные делители мощности, последовательно соединенные третий смеситель и N-канальный делитель мощности, последовательно соединенные четвертый смеситель и М-канальный делитель мощности, где M=N, к выходам N-канального делителя мощности подсоединены соответственно N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого фильтра второй промежуточной частоты, вход которого является входом соответствующего N канала, трехканального делителя мощности и первого амплитудного детектора, к выходам М-канального делителя мощности подсоединены соответственно М каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных второго фильтра второй промежуточной частоты, вход которого является входом соответствующего М канала, двухканального делителя мощности и второго амплитудного детектора, а также N-1 дополнительных фазовых детекторов, N схем И, N выключателей и блок обработки и управления, при этом выход первого гетеродина соединен с гетеродинными входами первого и гетеродинного смесителей соответственно через второй двухканальный гетеродинный делитель мощности, выход второго гетеродина соединен с гетеродинными входами второго и гетеродинного смесителей соответственно через третий двухканальный гетеродинный делитель мощности, выходы первого двухканального гетеродинного делителя мощности подсоединены соответственно к гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей промежуточной частоты, вторые выходы трехканальных делителей мощности каждого из N каналов и вторые выходы двухканальных делителей мощности каждого из М каналов соединены соответственно с входами соответствующих фазовых детекторов, выходы которых подсоединены соответственно к первой группе входов блока обработки и управления, выходы первых амплитудных детекторов каждого из N каналов и выходы вторых амплитудных детекторов каждого из М каналов соединены соответственно с входами соответствующих схем И, выходы которых подсоединены соответственно к второй группе входов блока обработки и управления, третьи выходы трехканальных делителей мощности каждого из N каналов подключены соответственно к входам соответствующих выключателей, управляющие входы которых соединены с соответствующими управляющими выходами блока обработки и управления, а выходы - являются соответствующими выходами устройства, при этом блок управления и обработки открывает соответствующий выключатель при наличии на соответствующем входе из первой группы входов сигнала равенства частот и фаз в обоих симметричных каналах и одновременном наличии на соответствующем входе из второй группы сигналов сигнала, информирующего о том, что сигнал принят обоими симметричными каналами.

Images