RU2345379C1 - Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde - Google Patents

Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde Download PDF

Info

Publication number
RU2345379C1
RU2345379C1 RU2007134549/09A RU2007134549A RU2345379C1 RU 2345379 C1 RU2345379 C1 RU 2345379C1 RU 2007134549/09 A RU2007134549/09 A RU 2007134549/09A RU 2007134549 A RU2007134549 A RU 2007134549A RU 2345379 C1 RU2345379 C1 RU 2345379C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
microwave
resistor
spp
joined
Prior art date
Application number
RU2007134549/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В чеслав Элизбарович Иванов (RU)
Вячеслав Элизбарович Иванов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ОРТИКС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ОРТИКС"
Priority to RU2007134549/09A priority Critical patent/RU2345379C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345379C1 publication Critical patent/RU2345379C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

FIELD: physics, radio.
SUBSTANCE: invention concerns a radio engineering and can be used in aerologic radiosondes (ARS) systems of radio sounding of atmosphere for measuring of range to (ARS) using a pulsing method, direction finding on angular co-ordinates and transmissions of the telemetering information on one carrier frequency, also can be used for build-up of highly stable and economic receiving-sending devices of communication systems. SHF-module of the superregenerative transceiver containing the SHF oscilator, inertial an autobias chain, a current regulator, the busbar of a food and the zero busbar, differing is offered to that the current regulator contains the regulating transistor, the first, second, third and fourth resistors, the first, second, third and fourth condensers with following linkings: the regulating transistor is executed under the plan with the blanket emitter, and the datum of the transistor is joined to a medial point of the resistive divider executed on the first and second resistors, the divider extremities are joined to the busbar of a food and the zero busbar; the emitter of the regulating transistor through the third resistor is joined to the food busbar, and is immediate - with a collector of the transistor of the SHF oscilator: The collector of the regulating transistor through the fourth resistor is joined to datum of the target transistor and the second extremity of the fourth condenser which first extremity is an inlet of all target stage; input inertial the autobias chain contains consistently joined the sixth constant resistor, the first and second the diode in a forward direction to the zero busbar, and the point of linking of the sixth resistor and the first diode through consistently joined the fifth variable resistor and the fourth condenser is joined to datum of the SHF generator.
EFFECT: increase of stability of operation of SGH radiosondes in the conditions of destabilising factors, pinch of sensitivity, power of radiation and stability of an operating mode of the superregenerative transceiver, decrease in level of power consumption from the power supply, increase of ARS operating time; decrease of ARS mass and dimensions parameters; increase of adaptability to manufacture and manufacture depreciation.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аэрологических радиозондах (АРЗ) систем радиозондирования атмосферы для измерения дальности до АРЗ импульсным методом, пеленгации по угловым координатам и передачи телеметрической информации на одной несущей частоте, также может быть использовано для построения высокостабильных и экономичных приемопередающих устройств систем связи.The invention relates to radio engineering and can be used in aerological radiosondes (ARZ) of atmospheric radio sounding systems for measuring ranges to ARZ using a pulsed method, direction finding by angular coordinates and transmitting telemetric information on one carrier frequency, can also be used to build highly stable and economical transceiver devices of systems communication.

Отечественные системы радиозондирования атмосферы (СР) построены по угломерно-дальномерному методу измерения координат, скорости и направления движения радиозонда в свободной атмосфере. Измерение угловых координат: - азимута (β), угла места (ε), а также наклонной дальности (Rн) импульсным методом с активным ответом. Особенно эффективным оказалось при использовании в составе радиозондов сверхрегенеративных приемопередатчиков (СПП). Интенсивное излучение СПП обеспечивает надежную передачу телеметрической информации и сопровождение по угловым координатам. Высокая чувствительность СПП к импульсному запросному сигналу позволяет сформировать ответный сигнал по дальности в виде короткой паузы в излучении СПП при пониженной мощности передатчика запросного радиоимпульса РЛС. Весьма важным, в конечном счете, оказывается тот факт, что система определения координат и канал передачи телеметрической информации системы радиозондирования работают на одной несущей частоте.Domestic atmospheric radiosounding (SR) systems are constructed using the goniometer-range measuring method for measuring coordinates, velocity and direction of radiosonde movement in a free atmosphere. Measurement of angular coordinates: - azimuth (β), elevation angle (ε), as well as slant range (R n ) using a pulsed method with an active response. It turned out to be especially effective when using super-regenerative transceivers (SPP) as part of radiosondes. Intensive SPP radiation provides reliable transmission of telemetric information and tracking along angular coordinates. The high sensitivity of the SPP to the pulsed interrogation signal allows generating a range response signal in the form of a short pause in the SPP emission at a reduced transmitter power of the interrogated radar radar. Ultimately, it is very important that the coordinate determination system and the telemetry information transmission channel of the radio sounding system operate at the same carrier frequency.

Общей проблемой производства и эксплуатации АРЗ является создание недорогих конструкций приемопередающих устройств, стабильных по радиотехническим параметрам в условиях изменения окружающей температуры, напряжения питания и параметров антенной системы АРЗ.A common problem in the production and operation of ARZs is the creation of low-cost designs of transceiver devices that are stable in radio engineering under changing ambient temperature, supply voltage and ARZ antenna system parameters.

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик, содержащий соединенные последовательно генератор суперирующих импульсов, конденсатор, автогенератор и антенну, источник питания, первый выход которого соединен со вторыми выходами автогенератора и генератора суперирующих импульсов, причем автогенератор включает в себя транзистор и резонатор, входы и выходы которого являются одноименными входами и выходами автогенератора, а база, коллектор и эмиттер транзистора соединены соответственно с первым, вторым входами и вторым выходом резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности параметров, в него введен блок стабилизации среднего тока, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и первым выходами источника питания, а первый и второй выходы - с вторым и первым входами автогенератора (см. патент РФ №1106262. Сверхрегенеративный приемопередатчик).Known superregenerative transceiver containing serially connected generator of superimposing pulses, a capacitor, an oscillator and an antenna, a power source, the first output of which is connected to the second outputs of the oscillator and generator of the superimposing pulses, and the oscillator includes a transistor and a resonator, the inputs and outputs of which are the same inputs and the oscillator outputs, and the base, collector and emitter of the transistor are connected respectively to the first, second inputs and the second output of the resonance Ora, characterized in that, in order to increase the stability of the parameters, an average current stabilization unit is introduced into it, the first and second inputs of which are connected respectively to the second and first outputs of the power source, and the first and second outputs are connected to the second and first inputs of the oscillator (see RF patent No. 1106262. Super regenerative transceiver).

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик радиозонда, СВЧ-автогенератор которого построен по двухрезонаторной схеме реализованной на микрополосковых линиях. Введение резонатора в цепи эмиттера позволяет в некоторых пределах регулировать модуль и фазу коэффициента обратной связи СВЧ-автогенератора СПП и тем самым, повысить чувствительность СПП (см. патент РФ №2172965. Сверхрегенеративный приемопередатчик).A superregenerative radiosonde transceiver is known, the microwave oscillator of which is built according to a two-cavity circuit implemented on microstrip lines. The introduction of a resonator in the emitter circuit allows, within certain limits, to regulate the module and phase of the feedback coefficient of the SPP microwave oscillator, and thereby increase the sensitivity of the SPP (see RF patent No. 2172965. Super regenerative transceiver).

Известен патент, в котором дается описание конструкции и параметров антенной системы АРЗ, снабженного сверхрегенеративным приемопередатчиком. Предложенная конструкция антенной системы АРЗ позволяет настраивать рабочую частоту и чувствительность СПП (см. патент РФ №2214614. Приемопередающая система аэрологического радиозонда и ее конструктив).A patent is known which describes the design and parameters of the ARZ antenna system equipped with a super-regenerative transceiver. The proposed design of the antenna system ARZ allows you to configure the operating frequency and sensitivity of the SPP (see RF patent No. 2214614. Transceiver system of the aerological radiosonde and its design).

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик радиозонда, СВЧ-автогенератор которого подключен к антенной системе АРЗ через полосовой фильтр, который позволяет снизить влияние активных внешних помех и развязать антенну АРЗ от цепи коллектора СВЧ-транзистора по постоянному току (см. патент РФ №56001 на полезную модель. Приемопередатчик аэрологического радиозонда).A known super-regenerative radiosonde transceiver, the microwave oscillator of which is connected to the ARZ antenna system through a band-pass filter, which reduces the influence of active external interference and decouples the ARZ antenna from the collector circuit of the microwave transistor for direct current (see RF patent No. 56001 for utility model. aerological radiosonde).

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик радиозонда, в СВЧ-автогенератор которого введен варикап, управляемый сигналом, пропорциональным амплитуде СВЧ-колебаний. Это позволяет регулировкой амплитуды сигнала совмещать частоту приема и передачи СПП (см. патент РФ №49283 на полезную модель. Сверхрегенеративный приемопередатчик с совмещением частот приема и передачи).A superregenerative radiosonde transceiver is known, in the microwave oscillator of which a varicap is introduced, controlled by a signal proportional to the amplitude of the microwave oscillations. This allows adjusting the signal amplitude to combine the frequency of the reception and transmission of the SPP (see RF patent No. 49283 for a utility model. Super-regenerative transceiver with a combination of reception and transmission frequencies).

Известен сверхрегенеративный приемопередатчик радиозонда, СВЧ-автогенератор которого построен по наиболее совершенной трехрезонаторной схеме, реализованной на микрополосковых линиях. Введение третьего резонатора в цепь базы позволило раздельно регулировать модуль и фазу коэффициента обратной связи СВЧ-автогенератора и, следовательно, настраивать чувствительность и выходную мощность СПП (см. патент РФ №50682 на полезную модель. Сверхрегенеративный приемопередатчик - прототип).A known super-regenerative radiosonde transceiver, the microwave oscillator of which is built according to the most advanced three-resonator circuit, implemented on microstrip lines. The introduction of the third resonator into the base circuit made it possible to separately regulate the module and phase of the feedback coefficient of the microwave oscillator and, therefore, adjust the sensitivity and output power of the SPP (see RF patent No. 50682 for a utility model. Super regenerative transceiver is a prototype).

Недостатком всех известных технических решений и прототипа является значительное влияние индуктивностей соединительных проводников между платой СВЧ-автогенератора и блоком телеметрии АРЗ. Этот паразитный отрицательный эффект проявляется в виде низкочастотных ударных колебаний, возникающих под действием импульсов генератора суперирующего напряжения на индуктивности соединительных проводников в цепи управления СВЧ-автогенератора СПП. Наличие низкочастотных ударных колебаний приводит к снижению чувствительности и стабильности работы СПП.The disadvantage of all known technical solutions and prototype is the significant influence of the inductances of the connecting conductors between the circuit board of the microwave oscillator and the ARZ telemetry unit. This spurious negative effect is manifested in the form of low-frequency shock oscillations arising under the action of pulses of the generator of the supervising voltage on the inductors of the connecting conductors in the control circuit of the microwave oscillator SPP. The presence of low-frequency shock vibrations leads to a decrease in the sensitivity and stability of the SPP.

Технической задачей изобретения является повышение стабильности работы СПП радиозондов в условиях дестабилизирующих факторов за счет:An object of the invention is to increase the stability of the SPP radiosondes in conditions of destabilizing factors due to:

- создания схемно-технического и конструктивного решения, позволяющего снизить уровень паразитных ударных колебаний, тем самым, повысить чувствительность, мощность излучения и стабильность режима работы сверхрегенеративного приемопередатчика;- creating a schematic, technical and constructive solution to reduce the level of spurious shock oscillations, thereby increasing the sensitivity, radiation power and stability of the super-regenerative transceiver;

- снижения уровня потребляемой мощности от источника питания за счет уменьшения количества активных элементов и увеличения КПД, т.е. в конечном итоге увеличение времени работы АРЗ;- reducing the level of power consumption from the power source by reducing the number of active elements and increasing efficiency, i.e. ultimately an increase in the operating time of the ARZ;

- снижения массогабаритных характеристик АРЗ;- reducing the overall dimensions of the ARZ;

- повышения технологичности и снижения стоимости производства.- improving manufacturability and reducing production costs.

Для решения поставленной задачи предлагается СВЧ-модуль сверхрегенеративного приемопередатчика, содержащий СВЧ-автогенератор, инерционную цепь автосмещения, стабилизатор тока, шину питания и нулевую шину, отличающийся тем, что стабилизатор тока содержит регулирующий транзистор, первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы со следующими соединениями: регулирующий транзистор выполнен по схеме с общим эмиттером, причем база транзистора соединена со средней точкой резистивного делителя, выполненного на первом и втором резисторах, концы делителя соединены с шиной питания и нулевой шиной; эмиттер регулирующего транзистора через третий резистор соединен с шиной питания, а непосредственно - с коллектором транзистора СВЧ-автогенератора; коллектор регулирующего транзистора через четвертый резистор соединен с базой выходного транзистора и вторым концом четвертого конденсатора, первый конец которого является входом всего выходного каскада; входная инерционная цепь автосмещения содержит последовательно соединенные шестой постоянный резистор, первый и второй диоды, включенные в прямом направлении к нулевой шине, а точка соединения шестого резистора и первого диода через последовательно соединенные пятый переменный резистор и четвертый конденсатор соединена с базой СВЧ-генератора, причем для устранения эффекта возбуждения паразитного контура в цепи управления СПП входными импульсами тока выполняется условие демпфирования ударных колебаний в виде:To solve this problem, a microwave module of a super-regenerative transceiver is proposed, comprising a microwave autogenerator, an inertial self-bias circuit, a current stabilizer, a power bus and a zero bus, characterized in that the current stabilizer contains a control transistor, first, second, third and fourth resistors, the first, the second, third and fourth capacitors with the following connections: the control transistor is made according to the scheme with a common emitter, and the base of the transistor is connected to the midpoint of the resistive divider, complements the first and second resistors, the ends of the divider are connected to the power bus and neutral bus; the emitter of the control transistor through a third resistor is connected to the power bus, and directly to the collector of the transistor of the microwave oscillator; the collector of the control transistor through the fourth resistor is connected to the base of the output transistor and the second end of the fourth capacitor, the first end of which is the input of the entire output stage; the input inertial auto-bias circuit contains a sixth constant resistor connected in series, the first and second diodes connected in the forward direction to the zero bus, and the connection point of the sixth resistor and the first diode is connected through the fifth variable resistor and the fourth capacitor in series with the microwave generator base, and for of eliminating the parasitic circuit excitation effect in the control circuit of the SPP by the input current pulses, the condition of shock vibration damping is fulfilled in the form:

R2C/4L>>1,R 2 C / 4L >> 1,

где R - суммарное последовательное сопротивление шестого и пятого резисторов цепи автосмещения; L - суммарная индуктивность соединительных проводников в цепи управления СВЧ-автогенератора; С - емкость цепи автосмещения, в данном случае четвертая емкость,where R is the total series resistance of the sixth and fifth resistors of the auto-bias circuit; L is the total inductance of the connecting conductors in the control circuit of the microwave oscillator; C is the capacity of the auto-bias circuit, in this case the fourth capacity,

а для обеспечения требуемой скорости установления пускового тока дополнительно выполняется условие быстродействияand to ensure the required speed of starting current establishment, the performance condition is additionally fulfilled

2L/R<<Тc, 2L / R << T c,

где Тc - период суперирующих импульсов Uc. where T c is the period of superimposing pulses U c.

СВЧ-автогенератор выполнен по патенту РФ №2291467, выполнен на микрополосковой плате с поверхностным монтажом.The microwave oscillator is made according to the patent of the Russian Federation No. 2291467, is made on a microstrip board with surface mounting.

Для пояснения сути предлагаемого изобретения приведены следующие схемы, графики и чертежи: Фиг.1 - Структурная схема сверхрегенеративного приемопередатчика; Фиг.2 - Осциллограммы, поясняющие принцип работы СПП с жестким характером установления автоколебаний; Фиг.3 - Зависимость затухания контура СВЧ-автогенератора от амплитуды колебаний; Фиг.4 - (а) - Механизм ударного возбуждения СВЧ-контура СПП импульсами пускового тока эмиттера; (б) - искажение пускового тока импульсами суперирующего сигнала за счет индуктивности соединительных проводников; Фиг.5 - Функциональная схема сверхрегенеративного приемопередатчика; Фиг.6 - Функциональная схема СВЧ-модуля сверхрегенеративного приемопередатчика; Фиг.7 - Электрическая схема СВЧ-модуля сверхрегенеративного приемопередатчика; Фиг.8 - Конструкция микрополосковой платы СВЧ-модуля сверхрегенеративного приемопередатчика.To explain the essence of the invention, the following diagrams, graphs and drawings are given: Figure 1 - Structural diagram of a super-regenerative transceiver; Figure 2 - Oscillograms explaining the principle of operation of the SPP with the rigid nature of the establishment of self-oscillations; Figure 3 - Dependence of the attenuation of the circuit of the microwave oscillator from the amplitude of the oscillations; Figure 4 - (a) - The mechanism of shock excitation of the microwave circuit of the SPP pulses of the starting current of the emitter; (b) - distortion of the inrush current by pulses of the supercharging signal due to the inductance of the connecting conductors; 5 is a Functional diagram of a super-regenerative transceiver; 6 is a Functional diagram of a microwave module superregenerative transceiver; Fig. 7 is an electrical diagram of a microwave module of a super-regenerative transceiver; Fig. 8 shows a design of a microstrip board of a microwave module of a super regenerative transceiver.

Структурная схема СПП имеет следующие соединения: шина питания Еп соединена со стабилизатором тока 4 и с генератором суперирующего напряжения 1, вход последнего является входом модуляции, а выход соединен через инерционную цепь автосмещения 2 с стабилизатором тока 4 и СВЧ-автогенератором 5, выход стабилизатора тока 4 соединен с шиной питания СВЧ-автогенератора 5, выход/вход которого соединен с приемопередающей антенной 6.The block diagram of the SPP has the following connections: the power bus Ep is connected to a current stabilizer 4 and to a generator of a supervoltage voltage 1, the input of the latter is a modulation input, and the output is connected via an inertial auto-bias circuit 2 to a current stabilizer 4 and a microwave oscillator 5, the output of a current stabilizer 4 connected to the power bus of the microwave oscillator 5, the output / input of which is connected to the transceiver antenna 6.

Структурная схема СПП, приведенная на фиг.1, содержит: генератор суперирующего напряжения (ГСП) - 1; инерционную цепь автосмещения - 2; стабилизатор напряжения питания СВЧ-автогенератора - 3; стабилизатор среднего тока СВЧ-автогенератора - 4; СВЧ-автогенератор - 5; приемопередающую антенну АР3-6.The structural diagram of the SPP shown in figure 1, contains: a generator of a supervising voltage (GSP) - 1; inertial auto-bias circuit - 2; microwave power supply voltage stabilizer - 3; the average current stabilizer of the microwave oscillator - 4; Microwave oscillator - 5; transceiver antenna AP3-6.

Принципиальные особенности функционирования СПП можно пояснить, анализируя его работу в течение одного периода суперирующей частоты Тc. На фиг.2 изображены: Uc - напряжение суперирующей частоты, характеризующееся периодом Тс и длительностью τс; δ(t) - закон изменения декремента затухания контура СВЧ-автогенератора; - Uизл - огибающая радиоимпульса, излучаемого СПП, длительностью τи.The fundamental features of the functioning of the SPP can be explained by analyzing its operation during one period of the supervising frequency T c . Figure 2 shows: U c is the voltage of the superimposing frequency, characterized by a period of T s and a duration of τ s ; δ (t) is the law of variation of the attenuation decrement of the circuit of the microwave oscillator; - the U rad - the envelope of the radio pulse emitted by the CPR and the duration τ.

СВЧ-автогенератор СПП периодически включается в момент появления суперирующего импульса Uc и выключается по его окончании на интервале демпфирования τд. Рабочая частота СВЧ-автогенератора составляет порядка 1800 МГц. Частота суперирующего напряжения составляет 800 кГц. Колебательная система СПП в выключенном состоянии характеризуется собственным затуханием δ0. Изменение затухания контура в течение импульса суперизации τc определяет процесс развития и установления колебаний в стационарном режиме.The SPP microwave self-oscillator is periodically turned on at the moment of the appearance of the super-impulse U c and turns off when it ends in the damping interval τ d . The operating frequency of the microwave oscillator is about 1800 MHz. The frequency of the supervising voltage is 800 kHz. The oscillation system of the SPP in the off state is characterized by its own attenuation δ 0 . The change in the loop attenuation during the superization pulse τ c determines the process of development and establishment of oscillations in a stationary mode.

Для обеспечения высокой чувствительности в приемном режиме необходимо осуществлять включение СВЧ-автогенератора с минимальным значением пускового отрицательного затухания δп. Для достижения максимальной выходной мощности, пропорциональной Aст в СПП, требуется увеличивать отрицательное затухание в области средних и больших амплитуд для данного типа активного прибора автогенератора. Для осуществления этих противоречивых требований оказалось необходимым реализовать в контуре СПП режим жесткого установления колебаний. Данный результат может быть получен при анализе упрощенного варианта нелинейного уравнения автогенератора, не учитывающего влияние слабого внешнего сигнала на стационарную амплитуду:To ensure high sensitivity in the receiving mode, it is necessary to turn on the microwave oscillator with the minimum value of the starting negative attenuation δ p. To achieve the maximum output power proportional to A st in SPP, it is necessary to increase the negative attenuation in the medium and large amplitudes for this type of active oscillator device . For the implementation of these conflicting requirements, it turned out to be necessary to implement a regime of rigid oscillation establishment in the NGN circuit. This result can be obtained by analyzing a simplified version of the nonlinear equation of the oscillator that does not take into account the effect of a weak external signal on the stationary amplitude:

Figure 00000001
Figure 00000001

Качественный анализ уравнения позволяет выяснить особенности поведения функции δ (t, A) во временной области (Фиг.2) и в зависимости от амплитуды колебаний А (Фиг.3). Исследование различных вариантов реализации функции δ (t, A) показывают, что, в отличие от рекомендуемого в известной литературе мягкого режима установления колебаний в классическом сверхрегенераторе, в СПП необходимо реализовать переходной процесс с жестким характером установления колебаний [1]. В этом случае запуск СПП может происходить с минимальным отрицательным значением затухания δп, что обеспечивает минимальную полосу пропускания и высокую чувствительность. Установление стационарного режима происходит в области максимальных значений амплитуд Аст, следовательно, при высоком уровне выходной мощности. Необходимо подчеркнуть, что изменение пускового затухания δп практически не влияет на Аст. Это позволяет, в конечном счете, раздельно и эффективно регулировать параметры приемного и передающего режимов работы СПП путем регулировки пускового тока СВЧ-автогенератора в момент включения. Следует подчеркнуть, что для обеспечения переходного процесса с жестким характером установления колебаний необходимо цепь базы транзистора СВЧ-автогенератора управлять импульсами напряжения, вырабатываемыми генератором суперирующего напряжения с низким выходным сопротивлением. Практически эти импульсы формируются с помощью прямосмещенных диодов, обеспечивающих низкое дифференциальное выходное сопротивление ГСН. Максимум отрицательного затухания в области средних значений амплитуд обеспечивает быстрый переход от приемного к передающему режиму работы СПП. Это способствует формированию практически прямоугольных радиоимпульсов и симметричного спектра излучения СПП, характерного для последовательности радиоимпульсов.A qualitative analysis of the equation allows you to find out the features of the behavior of the function δ (t, A) in the time domain (Figure 2) and depending on the amplitude of oscillations A (Figure 3). The study of various options for the implementation of the function δ (t, A) shows that, in contrast to the soft mode of oscillation establishment in the classical superregulator recommended in the well-known literature, it is necessary to implement a transition process in the SPP with a rigid nature of oscillation establishment [1]. In this case, the triggering of the SPP can occur with a minimum negative attenuation value δ p , which ensures a minimum bandwidth and high sensitivity. The stationary mode is established in the region of maximum amplitudes A st , therefore, at a high level of output power. It must be emphasized that the change in starting attenuation δ p practically does not affect And Art. This allows, ultimately, separately and effectively adjust the parameters of the receiving and transmitting modes of operation of the SPP by adjusting the starting current of the microwave oscillator at the time of switching on. It should be emphasized that in order to ensure a transient process with a rigid nature of the establishment of oscillations, it is necessary to control the base circuit of the microwave oscillator transistor to control the voltage pulses generated by the super-voltage generator with a low output resistance. In practice, these pulses are generated using directly biased diodes, which provide a low differential output resistance of the seeker. The maximum negative attenuation in the region of average amplitudes provides a quick transition from the receiving to the transmitting mode of operation of the SPP. This contributes to the formation of almost rectangular radio pulses and a symmetric spectrum of the SPP radiation characteristic of a sequence of radio pulses.

Сверхрегенеративный эффект усиления сводится к сокращению времени задержки τз переднего фронта радиоимпульсов СВЧ-автогенератора на величину Δτз при появлении внешнего сигнала Uзс в течение приемного интервала работы τпр, примыкающего к моменту запуска СПП. Уровень выходного сигнала СПП, в зависимости от уровня запросного сигнала в режиме первичной реакции, можно оценить с помощью упрощенного выражения:The superregenerative amplification effect is reduced by reducing the delay time τ s of the leading edge of the microwave pulses of the microwave oscillator by Δτ s when an external signal U ss appears during the reception interval of operation τ pr adjacent to the time of the start of the SPP. The level of the output signal of the NGN, depending on the level of the request signal in the primary response mode, can be estimated using a simplified expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Where
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005

AΣ - эффективная амплитуда шумов в контуре СПП в момент запуска; Ac - амплитуда внешнего сигнала.A Σ is the effective amplitude of the noise in the NGN circuit at the time of startup; A c is the amplitude of the external signal.

Приведенные выражения показывают, что эффект усиления Δτз в основном определяется величиной пускового затухания δп.Возникновение автоколебаний происходит при пусковом затухании δп=0, когда ток коллектора активного прибора равен граничному значению Iк=Iгр. Развитие автоколебаний происходит при δп>0, которое определяется пусковым током автогенератора Iп>Iгр в момент включения. Поэтому изменением величины Iп осуществляется регулировка времени задержки τз и эффекта усиления - приращения времени задержки Δτз. Таким образом, СПП является приемопередатчиком с временным разделением приемного и передающего режимов работы.The above expressions show that the amplification effect Δτ s is mainly determined by the value of the starting attenuation δ p. The occurrence of self-oscillations occurs with the starting attenuation δ p = 0, when the collector current of the active device is equal to the boundary value I к = I gr . The development of self-oscillations occurs when δ p > 0, which is determined by the starting current of the self-oscillator I p > I gr at the time of inclusion. Therefore, by changing the value of I p , the delay time τ s and the gain effect are adjusted — the delay time increment Δτ s . Thus, the SPP is a transceiver with a temporary separation of the receiving and transmitting operating modes.

Важно подчеркнуть, что практически в транзисторном СВЧ-автогенераторе СПП пусковой ток Iп в течение приемного интервала превышает граничное значение Iгр всего на десятки-сотни мкА. Поэтому для снижения эффекта ударного возбуждения контура СВЧ-автогенератора и обеспечения высокой чувствительности форма импульсов тока эмиттера в течение приемного интервала должна быть плавно нарастающей от нуля до пускового значения Iп (см. фиг.2). Далее постоянная составляющая тока эмиттера Iэо (и тока коллектора Iко=Iэо) изменяется синхронно с амплитудой автоколебаний за счет жесткого характера переходного процесса до максимальных значений для данного активного прибора вплоть до установления стационарного режима. При этом следует подчеркнуть, что стационарные амплитуды Aст и Iэоmax не зависят от величины пускового тока Iп.Необходимо отметить, что среднее значение постоянного тока коллектора Iк ср за период суперизации определяется соотношением τз и τс.Поскольку величина τз регулируется пусковым током Iп, то оказывается, что регулировка среднего тока Iк ср вызывает соответствующее изменение пускового тока СВЧ-автогенератора. Например, при увеличении среднего тока Iк ср нарастает пусковой ток Iп, что приводит к уменьшению времени задержки τз, увеличению длительности радиоимпульсов τи и снижению чувствительности. При уменьшении среднего тока Iк ср процесс идет в обратном направлении. Таким образом стабилизация Iк ср позволяет стабилизировать τз, следовательно, чувствительность и полосу пропускания в приемном режиме, а также длительность и мощность излучаемых радиоимпульсов СПП τи. Соответственно выбор длительности суперирующих импульсов τс позволяет оптимизировать соотношение чувствительности и излучаемой средней мощности СПП.It is important to emphasize that practically in the transistor microwave oscillator SPP, the starting current I p during the receiving interval exceeds the boundary value of I g by only tens to hundreds of microamps. Therefore, to reduce the effect of shock excitation of the circuit of the microwave oscillator and ensure high sensitivity, the shape of the emitter current pulses during the receiving interval should be gradually increasing from zero to the starting value of I p (see figure 2). Further, the constant component of the emitter current I eo (and the collector current I ko = I eo ) changes synchronously with the amplitude of the self-oscillations due to the hard nature of the transient process to the maximum values for this active device until the steady-state mode is established. It should be emphasized that the stationary amplitudes A st and I emax do not depend on the value of the starting current I p. It should be noted that the average value of the collector direct current I to cf for the period of superization is determined by the ratio of τ s and τ s. Since the value of τ s is regulated by the starting current I p , it turns out that adjusting the average current I to cp causes a corresponding change in the starting current of the microwave oscillator. For example, by increasing the average current I increases to cf. inrush current I n, which leads to a reduction of the delay time τ, τ radio pulse duration increase and decrease and the sensitivity. As the average current I k c decreases, the process goes in the opposite direction. Thus, the stabilization of I to sr makes it possible to stabilize τ s , therefore, the sensitivity and bandwidth in the receiving mode, as well as the duration and power of the emitted SPP radio pulses τ and . Accordingly, the choice of the duration of superimposing pulses τ s allows us to optimize the ratio of sensitivity and radiated average power of the SPP.

Механизм ударного возбуждения контура СВЧ-автогенератора импульсами пускового тока известен (см. стр.140-146 [2]) и продемонстрирован на фиг.4 (а). Ударные СВЧ-колебания обозначены цифрой 1, автоколебания СВЧ-автогенератора обозначены цифрой 2. Выбором минимальной величины пускового тока Iп<2-5 мА и крутизны его нарастания удается снизить уровень ударных СВЧ-колебаний до уровня флуктуационных шумов порядка минус 120-125 дБ/Вт.The mechanism of shock excitation of the circuit of a microwave oscillator with inrush current pulses is known (see pages 140-146 [2]) and is shown in Fig. 4 (a). Shock microwave oscillations are indicated by the number 1, self-oscillations of the microwave oscillator are indicated by the number 2. By choosing the minimum inrush current I p <2-5 mA and the steepness of its growth, it is possible to reduce the level of shock microwave oscillations to the level of fluctuation noise of the order of minus 120-125 dB / Tue

Проведенные исследования в процессе работы над материалами заявки позволили выяснить еще один механизм дополнительных низкочастотных ударных колебаний, нарушающих работу СПП. В известных устройствах ГСН подключен к СВЧ-автогенератору СПП с помощью соединительных проводников, имеющих конечное значение индуктивности. Для анализа механизма дополнительных ударных колебаний на фиг.5 изображена функциональная схема реального СПП радиозонда, содержащая: генератор суперирующего напряжения (ГСН) - 1; стабилизатор напряжения питания СВЧ-автогенератора - 2; стабилизатор среднего тока СВЧ-автогенератора - 3; инерционную цепь автосмещения, образованную выходным эквивалентным сопротивлением ГСН, резистором - 4, входным эквивалентным сопротивлением СВЧ-автогенератора и конденсатором - 5; СВЧ-автогенератор - 4; индуктивность конструктивных проводников в цепи выхода ГСН, цепи автосмещения и входа управления СВЧ-автогенератора - 7. Приемопередающая антенна АРЗ условно не показана.The studies carried out in the process of working on the application materials made it possible to find out another mechanism of additional low-frequency shock vibrations that disrupt the operation of the SPP. In known devices, the GOS is connected to the SPP microwave oscillator using connecting conductors having a finite inductance value. To analyze the mechanism of additional shock vibrations, Fig. 5 shows a functional diagram of a real SPP radiosonde, comprising: a generator of a supervising voltage (GOS) - 1; microwave power supply voltage stabilizer - 2; the average current stabilizer of the microwave oscillator - 3; inertial auto-bias circuit formed by the output equivalent resistance of the seeker, the resistor - 4, the input equivalent resistance of the microwave oscillator and the capacitor - 5; Microwave oscillator - 4; the inductance of the structural conductors in the GSN output circuit, the auto-bias circuit, and the control input of the microwave oscillator is 7. The ARZ transceiver antenna is not conventionally shown.

Импульсы тока, вырабатываемого ГСН, создают на индуктивности 7 низкочастотные ударные колебания в цепи управления СВЧ-автогенератора. Поскольку, как отмечалось ранее, фактически разница между граничным и пусковым токами СВЧ-автогенератора составляет всего десятки-сотни мкА, это приводит к искажению формы пускового тока эмиттера Iэо в течение приемного интервала (см. фиг.4, б), следовательно, к снижению чувствительности и устойчивости работы СПП. Анализ параметров паразитного контура в цепи управления СПП показывает, что для устранения эффекта возбуждения паразитного контура в цепи управления СПП импульсами тока ГСН необходимо выполнить условие демпфирования низкочастотных ударных колебаний в виде:The pulses of the current generated by the GOS, create at the inductance 7 low-frequency shock oscillations in the control circuit of the microwave oscillator. Since, as noted earlier, in fact, the difference between the boundary and starting currents of the microwave oscillator is only tens to hundreds of μA, this leads to a distortion of the shape of the starting current of the emitter I eo during the receiving interval (see Fig. 4, b), therefore, reduce the sensitivity and stability of the NGN. An analysis of the parameters of the parasitic circuit in the control circuit of the SPP control circuit shows that in order to eliminate the effect of excitation of the parasitic circuit in the control circuit of the SPP current impulses of the seeker, it is necessary to fulfill the condition for damping low-frequency shock oscillations in the form

Figure 00000006
Figure 00000006

где R - суммарное последовательное сопротивление контура цепи автосмещения; L - суммарная индуктивность соединительных проводников в цепи управления СВЧ-автогенератора; С - емкость цепи автосмещения.where R is the total series resistance of the circuit auto-bias circuit; L is the total inductance of the connecting conductors in the control circuit of the microwave oscillator; C is the capacity of the auto-bias circuit.

Практически величины R и С могут изменяться в процессе настройки СПП в десятки раз от номинальных значений, поэтому для обеспечения требуемой скорости установления пускового тока необходимо дополнительно выполнить условие быстродействияIn practice, the values of R and C can change dozens of times from the nominal values during the adjustment of the SPP; therefore, to ensure the required rate of establishment of the starting current, it is necessary to additionally fulfill the performance condition

Figure 00000007
Figure 00000007

Таким образом, для обеспечения обоих требований необходимо в конструкции СПП минимизировать паразитную индуктивность соединительных проводников в цепи управления СПП.Thus, to ensure both requirements, it is necessary in the design of the SPP to minimize the stray inductance of the connecting conductors in the control circuit of the SPP.

Наилучшее конструктивное решение этой задачи достигается путем размещения выходного каскада ГСН формирующего управляющие видеоимпульсы непосредственно на микрополосковой плате СВЧ-автогенератора. При этом индуктивность соединительных печатных проводников оказывается стабильной и минимально возможной. В конечном счете, в такой конструкции обеспечивается плавное и достаточно быстрое установление пускового тока в течение приемного интервала СПП, что позволяет эффективно регулировать полосу пропускания и чувствительность СПП, существенно повысить стабильность его работы.The best constructive solution to this problem is achieved by placing the output stage of the GSN generating control video pulses directly on the microstrip board of the microwave oscillator. Moreover, the inductance of the connecting printed conductors is stable and minimally possible. Ultimately, in such a design, a smooth and fairly fast inrush current is established during the receive interval of the SPP, which allows you to effectively control the passband and sensitivity of the SPP, significantly improve the stability of its operation.

На фиг.6 приведена функциональная схема СВЧ-модуля. Она содержит выходную цепь ГСН, стабилизатор тока и СВЧ-автогенератор. На фиг.7 изображена электрическая схема СВЧ-модуля сверхрегенеративного приемопередатчика. Один из вариантов конструктивного совмещения выходного каскада ГСН, стабилизатора тока и СВЧ-автогенератора в микрополосковом исполнении приведен на фиг.8.Figure 6 shows the functional diagram of the microwave module. It contains a GSN output circuit, a current stabilizer, and a microwave oscillator. 7 shows an electrical diagram of a microwave module of a super regenerative transceiver. One of the options for the structural combination of the output stage of the GOS, the current stabilizer and the microwave oscillator in the microstrip design is shown in Fig. 8.

Как отмечалось выше, важным узлом СПП является стабилизатор среднего тока СВЧ-автогенератора. Он также конструктивно размещен на плате СВЧ-модуля. Работа стабилизатора осуществляется следующим образом. Стабилизатор среднего тока СВЧ-автогенератора выполнен на транзисторе VT1; резисторах R1, R2, R3, R4; конденсаторах C1, C2, С3. Резисторы R1, R2 образуют цепочку смещения базы транзистора VT1. На резисторе R3 средний ток коллектора Iк ср СВЧ-автогенератора VT2 создает падение напряжения, которое является запирающим для транзистора VT1. Величина тока Iк ср регулируется выбором соотношения резисторов R1, R2. При нарастании тока Iк ср под действием дестабилизирующих факторов транзистор VT1 будет запираться и уменьшать ток базы СВЧ-транзистора, возвращая к заданному значению величину тока Iк ср. При уменьшении тока Iк ср процесс стабилизации идет в обратном направлении. Конденсаторы C1, C2, С3 включены таким образом, что они обеспечивают эффективную фильтрацию импульсов тока коллектора транзистора VT2 и соответствующий сдвиг фазы возмущающего воздействия по цепи обратной связи, образованной транзистором VT1 с целью максимального снижения влияния импульсов тока коллектора VT2 на приемный режим СПП. Следует подчеркнуть, что цепь смещения R1, R2 обеспечивает коррекцию тока Iк ср при изменении напряжения питания цепи коллектора Ек таким образом, что чувствительность СПП остается постоянной. Так при повышении напряжения питания Ек повышается чувствительность и снижается стабильность работы СПП. Поскольку напряжение смещения базы транзистора VT1 также повышается, происходит соответствующее увеличение тока коллектора Iк ср транзистора VT2, при этом чувствительность СПП стабилизируется. При понижении напряжения питания Ек процесс регулирования тока идет в обратном направлении и обеспечивает стабилизацию чувствительности СПП. Необходимо подчеркнуть, что введение стабилизатора тока существенно облегчает настройку приемопередатчика в условиях производства, поскольку величина тока остается оптимальной при всех режимах итерационной регулировки устройства.As noted above, an important node of the SPP is the stabilizer of the average current of the microwave oscillator. It is also structurally located on the microwave module board. The stabilizer is as follows. The average current stabilizer of the microwave oscillator is made on the transistor VT1; resistors R1, R2, R3, R4; capacitors C1, C2, C3. Resistors R1, R2 form the bias circuit of the base of transistor VT1. On resistor R3, the average collector current I to cf of the microwave oscillator VT2 creates a voltage drop that is blocking for the transistor VT1. The current value I to cp is regulated by the choice of the ratio of resistors R1, R2. With increasing current I to cf under the influence of destabilizing factors, the transistor VT1 will lock and reduce the base current of the microwave transistor, returning the current value I to cf to the set value. With a decrease in current I to cf, the stabilization process goes in the opposite direction. Capacitors C1, C2, C3 are turned on so that they provide effective filtering of the current pulses of the collector of transistor VT2 and the corresponding phase shift of the disturbing effect along the feedback circuit formed by transistor VT1 in order to minimize the effect of collector current pulses of VT2 on the receive mode of the SPD. It should be emphasized that the bias circuit R1, R2 provides correction of the current I to sr when changing the supply voltage of the collector circuit E to so that the sensitivity of the SPP remains constant. So with increasing supply voltage E to increases the sensitivity and decreases the stability of the SPP. Since the bias voltage of the base of the transistor VT1 also rises, a corresponding increase in the collector current I to cf of the transistor VT2 occurs, while the sensitivity of the SPP is stabilized. When lowering the supply voltage E to the process of current regulation goes in the opposite direction and provides stabilization of the sensitivity of the SPP. It must be emphasized that the introduction of a current stabilizer greatly facilitates the configuration of the transceiver in the production environment, since the current value remains optimal for all iterative adjustment modes of the device.

ГСН вырабатывает видеоимпульсы с частотой порядка 800 кГц, управляющие непосредственно работой СВЧ-автогенератора. Выходной каскад ГСН конструктивно размещается на плате СВЧ-автогенератора с целью снижения эффекта ударного возбуждения импульсами ГСН паразитных индуктивностей соединительных проводников в цепи базы и эмиттера СВЧ-транзистора. Практически эти импульсы формируются с помощью прямосмещенных диодов VD1, VD2, обеспечивающих низкое дифференциальное выходное сопротивление ГСН. Резистор 6 определяет величину импульсов тока, протекающего через диоды. При настройке СПП выходное сопротивление ГСН регулируется путем включенного последовательно резистора 5 (фиг.6).GOS produces video pulses with a frequency of about 800 kHz that directly control the operation of the microwave oscillator. The output stage of the GOS is structurally located on the circuit board of the microwave oscillator in order to reduce the effect of shock excitation by the pulses of the GOS of the parasitic inductances of the connecting conductors in the base and emitter circuit of the microwave transistor. In practice, these pulses are generated using directly biased diodes VD1, VD2, which provide a low differential output resistance of the seeker. The resistor 6 determines the magnitude of the current pulses flowing through the diodes. When you configure the SPF, the output resistance of the seeker is controlled by a resistor 5 connected in series (Fig. 6).

Конструктивное исполнение выходного каскада ГСН и стабилизатора тока на одной печатной плате совместно с СВЧ-автогенератором СПП значительно снижает влияние индуктивности соединительных проводников блока телеметрии радиозонда на устойчивость работы СПП, повышает технологичность сборки и облегчает настройку в условиях производства. В качестве конкретного примера на фиг.7 приведена полная электрическая схема СВЧ-модуля СПП радиозонда. На фиг.8 приведено размещение конструктивных элементов стабилизатора тока, выходного каскада ГСН и СВЧ-автогенератора, выполненного по патенту РФ №2291467 (Сверхрегенеративный приемопередатчик). Конструктивные элементы СВЧ-модуля, изображенного на фиг.8, имеют следующие обозначения: 7 - Микрополосковый резонатор в цепи эмиттера - W1; 8 - Микрополосковый резонатор в цепи базы - W2; 9 - Вход - выход СВЧ; 10 - Четвертьволновый микрополосковый дроссель в цепи коллектора - W4; 11 - Резистор R3; 12 - Конденсатор С3; 13 - Конденсатор С1; 14 - Резистор R1; 15 - Общий проводник; 16 - Транзистор VT1; 17 - Резистор R2; 18 - Конденсатор С1; 19 - Вывод цепи питания коллектора Ек; 20 - Резистор R5; 21 - Вход суперирующих видеоимпульсов; 22 - Резистор R6; 23 - Конденсатор С6; 24 - Микрополосковая плата СВЧ; 25 - СВЧ-транзистор VT2; 26 - Четвертьволновый микрополосковый дроссель в цепи эмиттера - W3; 27 - Общий проводник; 28 - Резистор R4; 29 - Микрополосковый резонатор в цепи коллектора - W6; 30 - Четвертьволновый микрополосковый дроссель в цепи базы - W5; 31 - Резистор R5; 32 - Диоды VD1, VD2; 33 - Общий проводник;The design of the GSN output stage and the current stabilizer on the same printed circuit board together with the SPP microwave oscillator significantly reduces the influence of the inductance of the connecting conductors of the radiosonde telemetry unit on the stability of the SPP operation, increases the manufacturability of the assembly and facilitates tuning in production conditions. As a specific example, FIG. 7 shows a complete circuit diagram of a microwave module of an SPP radiosonde. On Fig shows the placement of the structural elements of the current stabilizer, the output stage of the GOS and the microwave oscillator, made according to the patent of the Russian Federation No. 2291467 (Super regenerative transceiver). The structural elements of the microwave module depicted in Fig. 8 have the following notation: 7 — Microstrip resonator in the emitter circuit — W1; 8 - Microstrip resonator in the base circuit - W2; 9 - Input - microwave output; 10 - A quarter-wave microstrip choke in the collector circuit - W4; 11 - Resistor R3; 12 - Capacitor C3; 13 - Capacitor C1; 14 - Resistor R1; 15 - Common conductor; 16 - Transistor VT1; 17 - Resistor R2; 18 - Capacitor C1; 19 - The output of the collector power circuit E to ; 20 - Resistor R5; 21 - Input superimposing video pulses; 22 - Resistor R6; 23 - Capacitor C6; 24 - microwave microstrip board; 25 - microwave transistor VT2; 26 - A quarter-wave microstrip choke in the emitter circuit - W3; 27 - General conductor; 28 - Resistor R4; 29 - Microstrip resonator in the collector circuit - W6; 30 - A quarter-wave microstrip choke in the base circuit - W5; 31 - Resistor R5; 32 - Diodes VD1, VD2; 33 - General conductor;

СВЧ-модуль СПИ содержит регулирующий транзистор VT1, выходной СВЧ-транзистор VT2, шину питания Ек и нулевую шину, первый, второй, третий и четвертый R1-R4 резисторы, первый, второй, третий и четвертый С1-С4 конденсаторы со следующими соединениями: регулирующий транзистор VT1 выполнен по схеме с общим эмиттером, причем база транзистора соединена со средней точкой резистивного делителя R1-R2, выполненного на первом и втором резисторах, концы делителя соединены с шиной питания Ек и нулевой шиной; эмиттер регулирующего транзистора через третий резистор R3 соединен с шиной питания Ек, а непосредственно - с коллектором транзистора VT2 СВЧ-автогенератора: коллектор регулирующего транзистора VT1 через четвертый резистор R4 соединен с базой выходного транзистора VT2 и вторым концом четвертого конденсатора С4, первый конец которого является входом всего выходного каскада; СВЧ-транзистор VT2 включен по схеме с общим эмиттером, а электрическая схема выполнена на микрополосковых отрезках, причем длина их берется заведомо большей, чем λ/4, а в процессе настройки длина отрезков выбирается в зависимости от величин паразитных емкостей и индуктивностей СВЧ-транзистора VT2 и конкретной топологии автогенератора, учитывая, что отрезки длиной<λ/4 играют роль емкости, а>λ/4 - роль индуктивности; первый конденсатор С1 включен между коллектором регулирующего транзистора и нулевой шиной, второй конденсатор С2 - между базой и коллектором, третий конденсатор С3 - между эмиттером и нулевой шиной, четвертый конденсатор С4 - между базой СВЧ-транзистора VT2 и входом каскада; эмиттер регулирующего транзистора VT1 соединен с коллектором СВЧ-транзистора VT2 через резистор R5 и микрополосковый отрезок W4, а коллектор СВЧ-транзистора VT2 через микрополосковый отрезок W6-W7 соединен с антенной радиозонда.The SPI microwave module contains a control transistor VT1, an output microwave transistor VT2, a power bus Ek and a zero bus, first, second, third and fourth R1-R4 resistors, first, second, third and fourth C1-C4 capacitors with the following connections: control the transistor VT1 is made according to the scheme with a common emitter, and the base of the transistor is connected to the midpoint of the resistive divider R1-R2, made on the first and second resistors, the ends of the divider are connected to the power bus Ek and the zero bus; the emitter of the regulating transistor through the third resistor R3 is connected to the power bus Ek, and directly to the collector of the transistor VT2 of the microwave oscillator: the collector of the regulating transistor VT1 through the fourth resistor R4 is connected to the base of the output transistor VT2 and the second end of the fourth capacitor C4, the first end of which is the input the entire output stage; The microwave transistor VT2 is turned on according to a circuit with a common emitter, and the electrical circuit is made on microstrip segments, their length being obviously greater than λ / 4, and during the tuning process the length of the segments is selected depending on the values of stray capacitances and inductances of the microwave transistor VT2 and the specific topology of the oscillator, given that segments of length <λ / 4 play the role of capacitance, and> λ / 4 play the role of inductance; the first capacitor C1 is connected between the collector of the regulating transistor and the zero bus, the second capacitor C2 is between the base and the collector, the third capacitor C3 is between the emitter and the zero bus, the fourth capacitor C4 is between the base of the microwave transistor VT2 and the input of the cascade; the emitter of the regulating transistor VT1 is connected to the collector of the microwave transistor VT2 through the resistor R5 and the microstrip section W4, and the collector of the microwave transistor VT2 through the microstrip section W6-W7 is connected to the antenna of the radiosonde.

Указанные узлы принципиальной электрической схемы могут быть выполнены на следующих электрорадиоэлементах: VT1 - биполярный транзистор типа p-n-p KT3129A9 (см. Автор Перельман Б.Л. Новые транзисторы. Справочник, - Часть 11, «Солон», 1996, с.29-31); VT2 - СВЧ-транзистор типа КТ637А (см. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности.: Справочник - 3-е изд.; Под ред. А.В.Голомедова. М.: КУбК-а, 1995 г., с.406-407; конденсаторы С1-С5 безвыводные, типа К10-47 В (см. Справочная книга радиолюбителя-конструктора, под ред. П.И.Чистякова, М, Р и С, 1990, с.403); МПЛ-отрезки и дроссели на микрополосковых линиях (см. Справочник по элементам полосковой техники, под ред. А.Л.Фильдштейна, М., Связь, 1979, с.20); резисторы типа Р1-12 (см. Справочная книга радиолюбителя-конструктора, под ред. П.И.Чистякова, М., Радио и Связь, 1990, с.381).The indicated nodes of the circuit diagram can be performed on the following electro-radio elements: VT1 - bipolar transistor type p-n-p KT3129A9 (see. Author Perelman BL New transistors. Handbook, - Part 11, Solon, 1996, p.29-31); VT2 - microwave transistor type KT637A (see Semiconductor devices. Transistors of medium and high power .: Reference - 3rd ed .; Edited by A.V. Golomedov. M .: KUBK-a, 1995, p. 406-407; capacitors C1-C5 lead-free, type K10-47 V (see The reference book of the amateur radio designer, edited by P.I. Chistyakov, M, P and S, 1990, p. 403); MPL segments and chokes on microstrip lines (see the Guide to elements of strip technology, under the editorship of A.L. Fildshtein, M., Communication, 1979, p.20); resistors of the P1-12 type (see the reference book of the amateur radio designer, ed. P.I. Chistyakova, M., Radio and Communications, 1990, p. 381).

Усовершенствование конструкции и технологии производства СПП позволило повысить его чувствительность до - 90÷100 дБ/Вт при средней мощности излучения 180-250 мВт и кпд не менее 25%. Данный приемопередатчик АРЗ обеспечивает точное измерение наклонной дальности наземной РЛС до 200-300 км с погрешностью не хуже ±15 м, при малом уровне запросной мощности. Так импульсная мощность передатчика РЛС составляет 200 Вт, средняя - 0,2 Вт. Передача телеметрических сигналов АРЗ осуществляется на этой же частоте путем частотной модуляции суперирующих импульсов, т.е на одной несущей частоте осуществляется измерение всех координат АРЗ: угол места, азимут, дальность и осуществляется передача телеметрических сигналов метеорологических величин. В конечном счете применение СПП позволяет значительно снизить затраты на получение аэрологической информации на сети Росгидромета РФ.Improving the design and production technology of SPP allowed to increase its sensitivity to - 90 ÷ 100 dB / W with an average radiation power of 180-250 mW and an efficiency of at least 25%. This ARZ transceiver provides accurate measurement of the slant range of a ground-based radar to 200-300 km with an accuracy of no worse than ± 15 m, with a low level of request power. So the pulse power of the radar transmitter is 200 watts, the average is 0.2 watts. The transmission of ARZ telemetric signals is carried out at the same frequency by frequency modulation of superimposing pulses, i.e. at one carrier frequency, all ARZ coordinates are measured: elevation, azimuth, range, and telemetry signals of meteorological quantities are transmitted. Ultimately, the use of NGN can significantly reduce the cost of obtaining aerological information on the Roshydromet network of the Russian Federation.

ЛитератураLiterature

1. Иванов В.Э., Фридзон М.Б., Ессяк С.П. «Радиозондирование атмосферы. Технические и метрологические аспекты разработки и применения радиозондовых измерительных средств», под ред. В.Э.Иванова. Екатеринбург. УрО РАН. 2004. 596 с. ISBN 5-7691-1513-0 (см. с.551-554).1. Ivanov V.E., Fridzon M.B., Yesyak S.P. “Radio sounding of the atmosphere. Technical and metrological aspects of the development and use of radiosonde measuring instruments ”, ed. V.E. Ivanova. Yekaterinburg. UrB RAS. 2004.596 s. ISBN 5-7691-1513-0 (see p.551-554).

2. Сверхрегенераторы. М.К.Белкин, Г.И.Кравченко, Ю.Г.Скоробутов, Б.А.Стрюков; под редакцией М.К.Белкина. - М.: Радио и связь, 1983. - 248 с., ил.2. Superregenerators. M.K. Belkin, G.I. Kravchenko, Yu.G. Skorobutov, B.A. Stryukov; edited by M.K.Belkin. - M .: Radio and communications, 1983 .-- 248 p., Ill.

Claims (3)

1. СВЧ-модуль сверхрегенеративного приемопередатчика (СПП) радиозонда, содержащий СВЧ-автогенератор, инерционную цепь автосмещения, стабилизатор тока, шину питания и нулевую шину, отличающийся тем, что стабилизатор тока содержит регулирующий транзистор, первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы со следующими соединениями: регулирующий транзистор выполнен по схеме с общим эмиттером, причем база регулирующего транзистора соединена со средней точкой резистивного делителя, выполненного на первом и втором резисторах, концы делителя соединены с шиной питания и нулевой шиной; эмиттер регулирующего транзистора через третий резистор соединен с шиной питания, а непосредственно - с коллектором транзистора СВЧ-автогенератора: коллектор регулирующего транзистора через четвертый резистор соединен с базой транзистора СВЧ-автогенератора и вторым концом четвертого конденсатора, первый конец которого является входом всего выходного каскада.1. Microwave module of a super-regenerative transceiver (SPP) of a radiosonde, comprising a microwave autogenerator, an inertial auto-bias circuit, a current stabilizer, a power bus and a zero bus, characterized in that the current stabilizer contains a control transistor, first, second, third and fourth resistors, the first , the second, third and fourth capacitors with the following connections: the control transistor is made according to the scheme with a common emitter, and the base of the control transistor is connected to the midpoint of the resistive divider made on first and second resistors, the ends of the divider are connected to the power bus and neutral bus; the emitter of the regulating transistor is connected through the third resistor to the power bus, and directly to the collector of the microwave oscillator transistor: the collector of the regulating transistor through the fourth resistor is connected to the base of the microwave oscillator transistor and the second end of the fourth capacitor, the first end of which is the input of the entire output stage. 2. СВЧ-модуль по п.1, отличающийся тем, что инерционная цепь автосмещения содержит последовательно соединенные шестой постоянный резистор, первый и второй диоды в прямом направлении к нулевой шине, а точка соединения шестого резистора и первого диода через последовательно соединенные пятый переменный резистор и четвертый конденсатор соединена с базой транзистора СВЧ-генератора, причем для устранения эффекта возбуждения паразитного контура в цепи управления СПП входными импульсами тока выполняется условие демпфирования ударных колебаний в виде:
R2C/4L>>1, (l)
где R - суммарное последовательное сопротивление шестого и пятого резисторов цепи автосмещения; L - суммарная индуктивность соединительных проводников в цепи управления СВЧ-автогенератора; С - емкость цепи автосмещения, в данном случае четвертая емкость, а для обеспечения требуемой скорости установления пускового тока дополнительно выполняется условие быстродействия
2L/R<<Тс.(2),
где Тс - период суперирующих импульсов Uc.
2. The microwave module according to claim 1, characterized in that the inertial auto-bias circuit contains a sixth constant resistor connected in series, the first and second diodes in the forward direction to the zero bus, and the connection point of the sixth resistor and the first diode through the fifth variable resistor connected in series and the fourth capacitor is connected to the base of the transistor of the microwave generator, and to eliminate the effect of excitation of the parasitic circuit in the control circuit of the SPP input current pulses, the condition for damping shock waves s in the form of:
R 2 C / 4L >> 1, (l)
where R is the total series resistance of the sixth and fifth resistors of the auto-bias circuit; L is the total inductance of the connecting conductors in the control circuit of the microwave oscillator; C is the capacity of the auto-bias circuit, in this case the fourth capacity, and to ensure the required speed of starting current establishment, the performance condition is additionally fulfilled
2L / R << T s . (2),
where T c is the period of superimposing pulses U c .
3. Конструктив СВЧ-модуля по п.1, отличающийся тем, что выполнен на микрополосковой плате с поверхностным монтажом. 3. The design of the microwave module according to claim 1, characterized in that it is made on a microstrip board with surface mounting.
RU2007134549/09A 2007-09-17 2007-09-17 Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde RU2345379C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134549/09A RU2345379C1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134549/09A RU2345379C1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2345379C1 true RU2345379C1 (en) 2009-01-27

Family

ID=40544365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007134549/09A RU2345379C1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345379C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497241C1 (en) * 2012-11-01 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронных приборов" (ОАО "НИИЭП") Uhf module
EA024148B1 (en) * 2011-03-23 2016-08-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпп" Ортикс" Superregenerative transceiver for aerological radiosonde
RU2624993C1 (en) * 2016-05-30 2017-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Autodyne transmitter-receiver of the atmospheric radio probing system
RU2687286C1 (en) * 2018-03-14 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Continuous-wave radar transmitter with extended dynamic range

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA024148B1 (en) * 2011-03-23 2016-08-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпп" Ортикс" Superregenerative transceiver for aerological radiosonde
RU2497241C1 (en) * 2012-11-01 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронных приборов" (ОАО "НИИЭП") Uhf module
RU2624993C1 (en) * 2016-05-30 2017-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Autodyne transmitter-receiver of the atmospheric radio probing system
RU2687286C1 (en) * 2018-03-14 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Continuous-wave radar transmitter with extended dynamic range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6690247B2 (en) Nonlinear transmission line waveform generator having an input voltage matched to the C/V characteristic of the transmission line
US8067995B2 (en) Voltage controlled oscillator, and PLL circuit and wireless communication device each using the same
KR101935170B1 (en) System and method for a voltage controlled oscillator
US7917117B2 (en) Auto-tuning amplifier
US6057735A (en) Amplifier for continuous high gain, narrowband signal amplification
RU2345379C1 (en) Vhf module of superregenerative transceiver of radiosonde
US9537447B2 (en) System and method for a voltage controlled oscillator
CN106992762B (en) Amplifier and its control method and signal processing system
RU104326U1 (en) SUPERREGERATIVE TRANSMITTER OF AEROLOGICAL RADIO PROBE
US10862423B2 (en) Multi-stage sub-THz frequency generator incorporating injection locking
RU166135U1 (en) SUPERREGERATIVE AEROLOGICAL RADIO PROBE TRANSMITTER WITH A HIGH-QUALITY RESONATOR
JP4591592B2 (en) Modulation signal generation circuit, transmission / reception module, and radar apparatus
RU104798U1 (en) SAW GENERATOR
EP2600520A1 (en) Modulation signal generation circuit, transmission/reception module, and radar device
RU2784448C1 (en) Aerologic radio-probe with increased operational characteristics
EA024148B1 (en) Superregenerative transceiver for aerological radiosonde
RU2298279C1 (en) Voltage-controlled oscillator
RU67729U1 (en) OUTPUT CASCADE OF THE MICROWAVE GENERATOR OF THE SUPERREGERATIVE RADIO PROBE TRANSMITTER
RU2470323C1 (en) Method of adjusting output parameters of superregenerative transceiver of radiosonde
JP4306637B2 (en) Modulation signal generation circuit, transmission / reception module, and radar apparatus
CN117713812B (en) Broadband oscillator for phase-locked loop
US20220376671A1 (en) Fast Frequency Switching in a Variable RF Filter
JP5633066B2 (en) Microwave oscillator using integrated circuit technology
RU2172965C1 (en) Superregenerative transceiver
RU50682U1 (en) SUPERREGERATIVE RECEIVER

Legal Events

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

Effective date: 20090918