RU2680974C1 - Microwave radio receiver - Google Patents
Microwave radio receiver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680974C1 RU2680974C1 RU2018106110A RU2018106110A RU2680974C1 RU 2680974 C1 RU2680974 C1 RU 2680974C1 RU 2018106110 A RU2018106110 A RU 2018106110A RU 2018106110 A RU2018106110 A RU 2018106110A RU 2680974 C1 RU2680974 C1 RU 2680974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- mixer
- power divider
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 57
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
- H04B1/26—Circuits for superheterodyne receivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных СВЧ радиоприемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радиопротиводействия и радионаблюдения.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in broadband microwave radio receivers that are part of the radio countermeasures and radio surveillance equipment.
Известно супергетеродинное радиоприемное устройство, которое содержит последовательно включенные входной фильтр (преселектор), смеситель с гетеродином, фильтр промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов. Принятый радио-сигнал 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 ограничен входным фильтром, который также используется для подавления «зеркального» канала приема. (Н.И. Чистяков, М.В. Сидоров, В.С. Мельников. Радиоприемные устройства, «Связьиздат», Москва, 1959 г., стр. 17).A superheterodyne radio receiving device is known which comprises an input filter (preselector), a mixer with a local oscillator, an intermediate frequency filter, an intermediate frequency amplifier, and output signal processing devices that are connected in series. The received radio signal through the input filter and the input amplifier is fed to the signal input of the mixer, converted by frequency and through the intermediate frequency filter and the intermediate frequency amplifier is fed to the input of the radio signal processing device. The frequency range of the input signals is limited by the input filter, which is also used to suppress the “mirror” reception channel. (NI Chistyakov, MV Sidorov, VS Melnikov. Radio receivers, Svyazizdat, Moscow, 1959, p. 17).
Недостатками такого устройства являются, узкая полоса входных частот, ограничиваемая полосой пропускания входного фильтра, а также технические трудности, связанные с необходимостью подавления «зеркального» канала приема для увеличения избирательности приемного устройства в отношении близких по частоте мешающих станций и устранения неоднозначности при определении частот принимаемых станций.The disadvantages of this device are the narrow input frequency band, limited by the input filter bandwidth, as well as the technical difficulties associated with the need to suppress the “mirror” reception channel to increase the selectivity of the receiving device in relation to interfering stations with similar frequencies and to eliminate ambiguity in determining the frequencies of the received stations .
Известно также супергетеродинное радиоприемное устройство, в котором для повышения избирательности применено двойное преобразование частот. Устройство содержит последовательно включенные входной фильтр, первый смеситель с первым гетеродином, фильтр первой промежуточной частоты, усилитель первой промежуточной частоты, второй смеситель со вторым гетеродином, фильтр второй промежуточной частоты, усилитель второй промежуточной частоты и выходное устройство обработки радиосигналов. Принятый радиосигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход первого смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр первой промежуточной частоты и усилитель первой промежуточной частоты поступает на сигнальный вход второго смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр второй промежуточной частоты и усилитель второй промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Значение первой промежуточной частоты выбирается меньше значения несущей частоты входного сигнала и больше значения второй промежуточной частоты. Причем величина первой промежуточной частоты выбирается возможно более высокой, а величина второй промежуточной частоты возможно более низкой. Это существенно увеличивает избирательность и уменьшает коэффициент шума приемного устройства (В.И. Сифоров. Радиоприемники сверхвысоких частот. «Воениздат», Москва, 1957 г., стр. 551-554).A superheterodyne radio receiving device is also known in which double frequency conversion is used to increase selectivity. The device comprises a series input filter, a first mixer with a first local oscillator, a filter of a first intermediate frequency, an amplifier of a first intermediate frequency, a second mixer with a second local oscillator, a filter of a second intermediate frequency, an amplifier of a second intermediate frequency and an output device for processing radio signals. The received radio signal through the input filter and the input amplifier enters the signal input of the first mixer, is converted by frequency and through the filter of the first intermediate frequency and the amplifier of the first intermediate frequency enters the signal input of the second mixer, is converted by frequency and through the filter of the second intermediate frequency and the amplifier of the second intermediate frequency arrives at the input of the radio signal processing device. The value of the first intermediate frequency is chosen less than the value of the carrier frequency of the input signal and more than the value of the second intermediate frequency. Moreover, the magnitude of the first intermediate frequency is selected as high as possible, and the magnitude of the second intermediate frequency as low as possible. This significantly increases the selectivity and reduces the noise figure of the receiving device (V. I. Siforov. Ultra-high frequency radios. "Military Publishing", Moscow, 1957, pp. 551-554).
К недостаткам рассмотренного устройства следует отнести возможность попадания комбинационных частот низких порядков, порожденных этим устройством, при первом преобразовании, которые попадают в диапазон промежуточных частот первого преобразователя частоты..The disadvantages of the considered device should include the possibility of getting the combination frequencies of low orders generated by this device during the first conversion, which fall into the range of intermediate frequencies of the first frequency converter ..
Общими признаками аналогов изобретения являются смесители с гетеродинами, фильтры промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов.Common features of analogues of the invention are mixers with local oscillators, filters of intermediate frequency and output devices for processing radio signals.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является приемное устройство, описанное в патенте РФ №2573780 от 08.07.2014 г., «Радиоприемное устройство СВЧ», которое выбрано в качестве прототипа.Closest to the claimed invention is the receiving device described in the patent of the Russian Federation No. 2573780 from 07/08/2014, "Radio receiving device microwave", which is selected as a prototype.
Структурная схема прототипа показана на фиг. 1. Устройство (прототип) содержит входной делитель мощности 1, два смесителя первой ступени преобразования частот 2 и 3, два гетеродинных генератора 4 и 5, два делитель мощности 6 и 7, фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования 11 и 12, два смесителя второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточной частоты второй ступени преобразования 13 и 14, делитель мощности на два 8, устройство идентификации частот 15, включающее в себя амплитудные и фазовый детекторы и выключатель 16.The block diagram of the prototype is shown in FIG. 1. The device (prototype) contains an
Устройство (прототип) содержит два приемных канала - основной канал, содержащий смеситель 2 и гетеродин 4, и дополнительный канал, содержащий смеситель 3 и гетеродин 5. Каналы отличаются настройкой частот гетеродинов 4 и 5. Если основной приемный канал использует нижнюю настройку частоты гетеродина (частота гетеродина ωгн меньше частот входных сигналов ωгн<ωс), то дополнительный канал должен использовать гетеродин с верхней настройкой частоты (частота гетеродина этого канала ωгв больше частот входных сигналов ωгв>ωс). Упомянутые настройки каналов обязательно должны быть разными. Частоты гетеродинов и фильтров промежуточных частот каналов выбирают таким образом, чтобы рабочие диапазоны промежуточных частот основного и дополнительного каналов были одинаковыми. Оба канала принимают один и тот же входной сигнал с частотой ωс. При этом в полосе промежуточных частот основного канала образуются полезные сигналы с частотами (ωс-ωгн) и фазой (ϕс-ϕгн), а в полосе промежуточных частот дополнительного канала с частотой (ωгв-ωс) и фазой (ϕгв-ϕс).The device (prototype) contains two receiving channels - the main channel containing the
Здесь ϕс, ϕгн и ϕгв фазы входного и гетеродинных сигналов. Возможен вариант, когда основной канал использует верхнюю настройку гетеродина, а дополнительный канал - нижнюю, что не меняет принципа работы приемного устройства.Here ϕ с , ϕ Гн and ϕ Гв are the phases of the input and heterodyne signals. A variant is possible when the main channel uses the upper local oscillator setting, and the secondary channel uses the lower one, which does not change the principle of operation of the receiving device.
Частота сигнала первой промежуточной частоты, образуемого в дополнительном канале на выходе фильтра 12 (фиг. 1), равна (ωгв-ωс). После двойного преобразования с помощью смесителей 9 и 10 она становится равной частоте первой промежуточной частоты основного канала (ωс-ωгн). Фаза преобразованного сигнала также будет равна фазе сигнала первой промежуточной частоты основного канала (ϕс-ϕгн). Это справедливо только для входных сигналов, частоты которых находятся в диапазоне входных частот приемного устройства. Таким образом, равенство фаз и частот преобразованных сигналов является признаком полезных сигналов. По этим признакам можно с большой степенью точности идентифицировать полезные сигналы, поступающие на вход приемного устройства и отличать их от «паразитных» сигналов, образующихся во входных цепях.The frequency of the signal of the first intermediate frequency generated in the additional channel at the output of the filter 12 (Fig. 1) is equal to (ω gu- ω s ). After double conversion with the help of
Важным свойством смесителей, входящих в состав приемного устройства, является ограничение ширины диапазонов промежуточных частот величиной, равной одной октаве. Октава определяется отношение граничных частот диапазона, которое равно 2, т.е. ωmax/ωmin=2, где ωmax и ωmin - граничные частоты рабочего диапазона частот. При превышении этого значения в диапазон промежуточных частот попадают гармоники промежуточной частоты и в том числе вторая гармоника 2⋅ωпч=2⋅ωс-2⋅ωг для нижней настройки гетеродина и 2⋅ωг-2⋅ωс для верхней настройки, что создает помехи работе приемного устройства и также приводит к существенному уменьшению динамического диапазона.An important property of the mixers included in the receiver is the limitation of the width of the ranges of intermediate frequencies by a value equal to one octave. Octave determines the ratio of the boundary frequencies of the range, which is 2, i.e. ω max / ω min = 2, where ω max and ω min are the boundary frequencies of the working frequency range. When this value is exceeded in the intermediate frequency band fall into the intermediate frequency and the harmonics including a second harmonic 2⋅ω nq = 2⋅ω with -2⋅ω g for the lower heterodyne setup and 2⋅ω g -2⋅ω with settings for the top, which interferes with the operation of the receiving device and also leads to a significant decrease in the dynamic range.
Известно, что при гетеродинном преобразовании частот абсолютная ширина диапазона преобразуемых частот остается постоянной, т.е. при заданных значениях полосы промежуточных частот Δωпч и заданном значении частоты гетеродина ширина диапазона частот входных сигналов Δωс всегда равна ширине диапазона промежуточных частот (Δωс=Δωпч), т.е. ширина полосы частот входных сигналов Δωс ограничивается шириной полосы промежуточных частот Δωпч, а ширина полосы промежуточных частот ограничивается шириной в одну октаву. Например, при разбиении диапазона входных частот приемного устройства на поддиапазоны и последовательного их просмотра путем перемещения вниз по оси частот за счет уменьшения частоты гетеродинного сигнала при постоянном значении абсолютной полосы промежуточных частот значение относительной ширины полосы промежуточных частот увеличивается и ограничивается шириной в одну октаву, т.е., при изначально заданной и постоянной ширине промежуточных частот Δωпч, равной одной октаве, ширина поддиапазона частот входных сигналов не может превышать значение Δωпч что и ограничивает максимально возможную ширину диапазона входных сигналов и является основным недостатком таких приемных устройств.It is known that with heterodyne frequency conversion, the absolute width of the range of converted frequencies remains constant, i.e. for given values of the intermediate frequency band Δω pc and a given value of the local oscillator frequency, the width of the frequency range of the input signals Δω s is always equal to the width of the range of intermediate frequencies (Δω c = Δω pc ), i.e. the bandwidth of the input signals Δω c is limited by the intermediate bandwidth Δω pch , and the intermediate bandwidth is limited to one octave. For example, when dividing the input frequency range of the receiving device into subbands and viewing them sequentially by moving down the frequency axis by decreasing the frequency of the local oscillator signal with a constant value of the absolute intermediate frequency band, the value of the relative intermediate frequency band increases and is limited to one octave, t. e., at initially predetermined constant width and the intermediate frequency Δω pch equal to one octave wide frequency subband of the input signal can not next page shat value Δω pch that limits the maximum possible width of the input signal range and is the main disadvantage of such receivers.
Таким образом, недостатком приемного устройства - прототипа является узкая максимальная полоса частот входных сигналов, не превышающая величину, равную ширине диапазона промежуточных частот в одну октаву.Thus, the disadvantage of the receiving device of the prototype is the narrow maximum frequency band of the input signals, not exceeding a value equal to the width of the range of intermediate frequencies of one octave.
Общие признаки прототипа и изобретения являются делители мощности на два 1, 6, 7 и 8, смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, гетеродины 4 и 5, фильтры первых промежуточных частот первой ступени преобразования частот 11 и 12, смесители второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования 13 и 14, блок идентификации частот 15 и выключатель 16.Common features of the prototype and invention are power dividers into two 1, 6, 7 and 8, mixers of the first stage of
Техническая задача изобретения - увеличение максимальной полосы частот входных сигналов.An object of the invention is to increase the maximum frequency band of input signals.
Техническим результатом изобретения является увеличение максимальной полосы рабочих частот входных сигналов в два раза при сохранении достигнутом в прототипе уровня динамического диапазона приемного устройства порядка 80 дБ.The technical result of the invention is to double the maximum operating frequency band of the input signals while maintaining the prototype dynamic range level of the receiving device of about 80 dB.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что радиоприемное устройство СВЧ содержит - первый входной делитель мощности на два, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, первый и второй гетеродины, второй и третий делители мощности на два, первый и второй фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования частот, третий и четвертый смесители второй ступени преобразования частот, третий и четвертый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования, четвертый делитель мощности на два, блок идентификации частот и выключатель, причем первый выход первого входного делителя мощности на два соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот соединен с входом четвертого делителя мощности на два, первый выход которого соединен с первым входом выключателя, второй выход первого входного делителя мощности на два соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот, выход которого через второй фильтр промежуточной частоты соединен с входом третьего смесителя второй ступени преобразования частот, выход которого через третий фильтр промежуточных частот соединен со входом четвертого смесителя второй ступени преобразования частот при этом первый выход четвертого делителя мощности на два соединен с первым входом блока идентификации частот, а выход четвертого смесителя второй ступени преобразования частот через четвертый фильтр промежуточных частот соединен со вторым входом блока идентификации частот, выход которого соединен со вторым входом выключателя при этом первый выход второго делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом первого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, первый выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом второго смесителя, а второй выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, при этом - дополнительно введены пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры, пятый и шестой смесители, второй блок идентификации частот и второй выключатель, вход пятого делителя мощности соединен с выходом первого фильтра, первый выход через пятый фильтр соединен со входом четвертого делителя мощности, а второй выход соединен через шестой фильтр, пятый смеситель, девятый фильтр, шестой смеситель и десятый фильтр с первым входом блока идентификации частот, вход шестого делителя мощности соединен с выходом второго фильтра, первый выход через седьмой фильтр соединен со входом девятого делителя мощности, а второй выход соединен через восьмой фильтр со входом третьего смесителя, первый выход девятого делителя мощности соединен со вторым входом блока идентификации частот, а второй выход соединен с первым входом выключателя, выход второго блока идентификации частот соединен со вторым входом второго выключателя, второй выход второго делителя мощности соединен со входом седьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, второй выход третьего делителя мощности соединен со входом восьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя и выход второго выключателя.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the microwave receiver contains a first input power divider into two, first and second mixers of the first stage of frequency conversion, first and second local oscillators, second and third power dividers into two, first and second filters of intermediate frequencies of the first stage frequency conversion, third and fourth mixers of the second stage of frequency conversion, third and fourth filters of intermediate frequencies of the second conversion stage, fourth power divider into two, a frequency identification unit and a switch, and the first output of the first input power divider into two connected to the signal input of the first mixers of the first stage of frequency conversion, the output of which through the first intermediate frequency filter of the first stage of frequency conversion is connected to the input of the fourth power divider into two, the first the output of which is connected to the first input of the switch, the second output of the first input power divider into two is connected to the input of the second mixer of the first stage of frequency conversion, for which through the second intermediate frequency filter is connected to the input of the third mixer of the second frequency conversion stage, the output of which through the third intermediate frequency filter is connected to the input of the fourth mixer of the second frequency conversion stage, while the first output of the fourth power divider is connected to the first input of the frequency identification block by two, and the output of the fourth mixer of the second stage of frequency conversion through the fourth intermediate frequency filter is connected to the second input of the frequency identification unit, the output of which is connected to the second input of the switch, while the first output of the second power divider is connected in two to the heterodyne input of the first mixer, and the second output is connected to the heterodyne input of the third mixer, the first output of the third power divider is connected in two to the heterodyne input of the second mixer, and the second output the third power divider into two is connected to the heterodyne input of the fourth mixer, while the fifth, sixth, seventh, eighth and ninth power dividers, fifth, sixth, seventh, are additionally introduced the seventh, ninth and tenth filters, the fifth and sixth mixers, the second frequency identification unit and the second switch, the input of the fifth power divider is connected to the output of the first filter, the first output through the fifth filter is connected to the input of the fourth power divider, and the second output is connected through the sixth filter, the fifth mixer, the ninth filter, the sixth mixer and the tenth filter with the first input of the frequency identification unit, the input of the sixth power divider is connected to the output of the second filter, the first output through the seventh filter is connected to the input of nine power divider, and the second output is connected through the eighth filter to the input of the third mixer, the first output of the ninth power divider is connected to the second input of the frequency identification unit, and the second output is connected to the first input of the switch, the output of the second frequency identification unit is connected to the second input of the second switch, the second output of the second power divider is connected to the input of the seventh power divider, the first output of which is connected to the heterodyne input of the sixth mixer, and the second output is connected to the heterodyne input of In the mixer, the second output of the third power divider is connected to the input of the eighth power divider, the first output of which is connected to the heterodyne input of the fifth mixer, and the second output is connected to the heterodyne input of the fourth mixer, the outputs of the microwave receiver are the output of the first switch and the output of the second switch.
Поставленная задача в приемном устройстве решается путем одновременного двукратного преобразования частот не только в дополнительном канале, но также и в основном канале второй ступени преобразования частот приемного устройства.The problem in the receiving device is solved by simultaneous double frequency conversion not only in the additional channel, but also in the main channel of the second stage of frequency conversion of the receiving device.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена структурная схема приемного устройства - прототип.In FIG. 1 shows a structural diagram of a receiving device - a prototype.
На фиг. 2 приведена структурная схема приемного устройства по изобретению.In FIG. 2 is a structural diagram of a receiving device according to the invention.
На фиг. 3 приведены графики зависимости промежуточных частот первой ступени преобразования от значений частот входных сигналов приемного устройства СВЧ.In FIG. Figure 3 shows graphs of the dependence of the intermediate frequencies of the first conversion stage on the frequency values of the input signals of the microwave receiving device.
На фиг. 1 и 2 введены обозначения: 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности на два, 2 и 3 - первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, 9, 10, 22 и 23 - третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот, 4 и 5 - первый и второй гетеродинные генераторы, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот, 15 и 30 - первый и второй блоки идентификации частот, 16 и 31 - первый и второй выключатели.In FIG.
Все делители мощности на два 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 имеют один входной и два выходных канала. Первый делитель мощности 1 работает в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ, второй, третий, седьмой и восьмой делители мощности на два 6, 7, 19 и 20 работают в диапазонах рабочих частот первого и второго гетеродинных генераторов 4 и 5, четвертый, пятый, шестой и девятый делители мощности на два 8, 17, 18 и 21 работают в диапазоне промежуточных частот. Первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3 работают в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ и отличаются частотами гетеродинных сигналов. Гетеродинные генераторы первой ступени преобразования частот 4 и 5 отличаются частотами генерируемых сигналов. Третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23 осуществляют преобразование промежуточных частот. Первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 содержит амплитудные и фазовые детекторы. Первый и второй выключатели 16 и 31 имеет первый высокочастотный вход, а также второй вход управляющих сигналов.All power dividers into two 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 and 21 have one input and two output channels. The
Все перечисленные выше устройства, входящие в состав схем на фиг. 1 и 2 в настоящее время широко применяются в технике СВЧ. Для расчета и проектирования этих устройств могут быть использованы имеющиеся пакеты прикладных программ, например, пакет программ фирмы «Applied Wave Research» «Microwave Office». В блоках идентификации частот 15 и 30 могут быть использованы амплитудные и фазовые детекторы или, например, микросхемы типа «AD8302» фирмы «Analog Devices».All of the above devices included in the circuits of FIG. 1 and 2 are currently widely used in microwave technology. For the calculation and design of these devices, available application software packages can be used, for example, the software package of the Applied Wave Research company “Microwave Office”. In frequency identification blocks 15 and 30, amplitude and phase detectors or, for example, AD8302 type microcircuits from Analog Devices can be used.
В соответствии с фиг. 2 приемное устройство СВЧ содержит первый делитель мощности на два канала 1, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, первый и второй фильтры промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 и 12, первый и второй гетеродины 4 и 5, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой восьмой и девятый делители мощности на два 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20, 21, а также третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования частот 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29, первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 и первый и второй выключатели 16 и 31.In accordance with FIG. 2, the microwave receiving device comprises a first power divider into two
Первый выход первого делителя мощности на два 1 соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот 2, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 соединен со входом пятого делителя мощности на два 17, а второй выход первого делителя мощности на два 1 соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот 3, выход которого через второй фильтр первой промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 12 соединен со входом шестого делителя мощности на два 18.The first output of the first power divider into two 1 is connected to the signal input of the first mixer of the first stage of
Первый выход пятого делителя мощности на два 17 через пятый фильтр промежуточных частот 24 соединен со входом четвертого делителя мощности на два 8, а второй выход пятого делителя мощности 17 через шестой фильтр промежуточных частот 25, пятый смеситель второй ступени преобразования частот 22, девятый фильтр промежуточных частот 28, шестой смеситель второй ступени преобразования частот 23 и десятый фильтр промежуточных частот 29 соединен с первым входом второго блока идентификации частот 30.The first output of the fifth power divider into two 17 through the fifth
Первый выход шестого делителя мощности на два 18 через седьмой фильтр промежуточных частот 26 соединен со входом девятого делителя мощности на два 21, а второй выход шестого делителя мощности 18 через восьмой фильтр промежуточных частот 27, третий смеситель второй ступени преобразования частот 9, третий фильтр промежуточных частот 13, четвертый смеситель второй ступени преобразования частот 10 и четвертый фильтр промежуточных частот 14 соединен с первым входом первого блока идентификации частот 15.The first output of the sixth power divider into two 18 through the seventh
Первый выход четвертого делителя мощности 8 соединен с первым входом первого выключателя 16, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 15, выход которого соединен со вторым входом первого выключателя 16.The first output of the
Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен с первым входом второго выключателя 31, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 30, выход которого соединен со вторым входом второго выключателя 31.The first output of the
Выход первого гетеродина 4 соединен со вторым делителем мощности на два 6, первый выход которого соединен с гетеродинным входом первого смесителя первой ступени преобразования частот 2, а второй выход с входом седьмого делителя мощности на два 19, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами третьего и шестого смесителей 9 и 23. Выход второго гетеродина 5 соединен с третьим делителем мощности на два 7, первый выход которого соединен с гетеродинным входом второго смесителя 3, а второй выход с входом восьмого делителя мощности на два 20, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами четвертого и пятого смесителей 10 и 22.The output of the first
Приемное устройство СВЧ (фиг. 2) работает следующим образом. Радиосигнал, поступающий на вход приемного устройства, делится первым делителем мощности 1 на две части, которые поступают в левую и правую ветвь схемы на сигнальные входы первого и второго смесителей первой ступени преобразования 2 и 3. При этом смесители 2 и 3 работают с разной настройкой гетеродинов 4 и 5. Для определенности будем считать, что первый смеситель 2 имеет нижнюю настройку гетеродина (ωгн<ωс), а второй смеситель 3 - верхнюю настройку гетеродина (ωгв>ωс), что не нарушает общности дальнейшего рассмотрения. Здесь ωс - частота входного сигнала, ωгн - частота первого гетеродина 4, ωгв - частота второго гетеродина 5. После преобразования частот входных сигналов на выходе первого фильтра промежуточных частот 11 образуется сигнал с частотой (ωс-ωгн) и фазой (ϕс-ϕгн), а на выходе второго фильтра промежуточных частот 12 - с частотой (ωгв-ωс) и фазой (ϕгв-ϕс). Здесь ϕс, ϕгн и ϕгв фазы входного и гетеродинных сигналов. Значения выходных (промежуточных) частот смесителей 2 и 3 не равны друг другу, но всегда находятся в одном и том же диапазоне промежуточных частот, сформированном одинаковыми фильтрами 11 и 12.The microwave receiving device (Fig. 2) operates as follows. The radio signal supplied to the input of the receiving device is divided by the
Левая и правая ветви схемы, образуемые первым делителем мощности 1, также делятся пятым и шестым делителями 17 и 18 на две ветви каждая, которые формируются пятым, шестым, седьмым и восьмым фильтрами 24, 25, 26 и 27.The left and right branches of the circuit formed by the
Для дальнейшего рассмотрения используем графики, построенные на фиг. 3. Графики представляют зависимость промежуточных частот смесителей первой ступени преобразования 2 и 3 от значений частот входных сигналов приемного устройства ωс при заданных значениях частот гетеродинных сигналов ωгн и ωгв. Выше было условлено, что левая ветвь цепи фиг. 2, включающая первый смеситель 2, имеет нижнюю настройку гетеродина (ωгн<ωс), а правая ветвь, включающая второй смеситель 3, имеет верхнюю настройку гетеродина (ωгв>ωс). По горизонтальной оси на фиг. 3 отложены частоты входных сигналов ωс, а по вертикальной - промежуточные частоты ωпч. Графики рассчитывались с помощью линейного соотношений ωпч=(ωс-ωгн) для случая нижней настройки гетеродинных частот (ωгн<ϕс) и соотношения ωпч=(ωгв-ωс) и для случая верхней настройки гетеродинных частот (ωгв>ωс). Эти соотношения являются частными случаями известной формулы для расчета комбинационных частот ωкомб=|m⋅ωс±n⋅ωг|, где ωс, ωг - частоты входного и гетеродинного сигналов, m и n=0, 1, 2, 3, … - целые числа натурального ряда чисел.For further consideration, we use the graphs constructed in FIG. 3. The graphs represent the dependence of the intermediate frequencies of the mixers of the
Для диапазон частот входных сигналов с граничными частотами ωc1 и ωс3 после первого преобразования с помощью первого и второго смесителей 2 и 3 как в левой ветви, так и в правой с помощью одинаковых фильтров 11 и 12 формируется одинаковые диапазоны промежуточных частот с граничными частотами ωпч1 и ωпч3. Далее с помощью пятого и шестого делителя мощности на два 17 и 18 и с помощью пятого, шестого, седьмого и восьмого фильтров 24, 25, 26 и 27 соответственно в левой и правой ветви этот диапазон формируются два поддиапазона с граничными частотами (ωпч1 и ωпч2) и (ωпч2 и ωпч3) шириной Δωпч1 и Δωпч2. Для этого в качестве граничных частот пятого и восьмого фильтров 24 и 27 выбираются частоты ωпч1 и ωпч2, а шестого и седьмого фильтров 25 и 26 - ωпч2 и ωпч3. Эти поддиапазоны промежуточных частот соответствуют диапазонам частот входных сигналов с граничными частотами (ωc1 и ωс2) и (ωс2 и ωс3) шириной Δωc1 и Δωс2. Заметим, что поддиапазоны имеют общую границу ωс2, соответствуют на фиг. 3 точке пересечения графиков. Поддиапазоны частот выделены на фиг. 3 пунктирными линиями.For the frequency range of input signals with boundary frequencies ω c1 and ω c3 after the first conversion using the first and
Предположим, что частота входного сигнала находится в поддиапазоне с граничными частотами ωc1 и ωс2. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 24 образуется сигнал в поддиапазоне с граничными частотами ωпч1 и ωпч2 с промежуточной частотой ωпч=(ωс-ωгн) и фазой (ϕс-ϕгн), а на выходе фильтра 27 в поддиапазоне с граничными частотами ωпч2 и ωпч3 - ωпч=(ωгв-ωс) и фазой (ϕгв-ϕс). Здесь ϕс, ϕгн и ϕгв фазы входного сигнала, первого и второго гетеродинов 4 и 5. Заметим, что во втором случае в отличие от первого мы имеем инвертированный сигнал с «зеркальным» спектром, при котором входному сигналу с большей частотой соответствует сигнал с меньшей промежуточной частотой, что соответствует наклонам графиков на фиг. 3.Suppose that the frequency of the input signal is in the subband with the boundary frequencies ω c1 and ω c2 . According to the graphs in FIG. 3 at the output of
Далее с помощью третьего и четвертого преобразователей 9 и 10, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и третьего и четвертого фильтров 13 и 14 образуется сигнал с частотой (ωс-ωгн) и фазой (ϕс-ϕгн). Алгоритм образования этих сигналов следующий: на выходе фильтра 13 образуется сигнал с частотой ωгн+(ωгв-ωс) и фазой ϕгн+(ϕгв-ϕс), а на выходе фильтра 14 с частотой ωгв-[ωгн+(ωгв-ωс)]=(ωс-ωгн) и фазой ϕгв-[ϕгн+(ϕгв-ϕс)]=(ϕс-ϕгн). Таким образом на выходах четвертого и пятого фильтров 14 и 24 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход первого блока идентификации частот 15. Сигнал с выхода фильтра 14 поступает на вход блока идентификации частот 15 непосредственно, а с выхода фильтра 24 через четвертый делитель мощности 8. Блок идентификации частот 15 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов открывает выключатель 16, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 8, а с выхода передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.Then, with the help of the third and
Таким образом, рассматриваемые ветви схемы образуют пару, которая контролирует поддиапазон с граничными частотами ωc1 и ωс2, относительная ширина которого может достигать ширину вплоть до одной октавы. На выходе этой части схемы выделяется сигнал промежуточной частоты (ωс-ωгн) с фазой (ϕс-ϕгн).Thus, the considered branches of the circuit form a pair that controls a subband with boundary frequencies ω c1 and ω c2 , the relative width of which can reach a width of up to one octave. At the output of this part of the circuit, an intermediate frequency signal (ω s -ω gn ) with a phase (ϕ s -ϕ gn ) is extracted .
Вторая пара ветвей, начинающаяся шестым фильтром 25 и седьмым фильтром 26 контролирует поддиапазон частот входных сигналов с граничными частотами ωс2 и ωс3,. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 26 образуется инвертированный сигнал с промежуточной частотой ωпч=(ωгв-ωс) и фазой (ϕгв-ϕс) в поддиапазоне с граничными частотами ωпч1 и ωпч2, а на выходе фильтра 25 образуется сигнал с промежуточной частотой ωпч=(ωс-ωгн) и фазой (ϕс-ϕгн) в поддиапазоне с граничными частотами ωпч1 и ωпч2. Напомним, что ϕс, ϕгн и ϕгв фазы входного сигнала, а также первого и второго гетеродинов 4 и 5. Обратим еще раз внимание на то, что в первом случае мы имеем инвертированный сигнал.The second pair of branches, starting with the
В ветви, начинающейся шестым фильтром 25, после двойного преобразования частоты с помощью пятого и шестого преобразователей 22 и 23, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и девятого и десятого фильтров 28 и 29 образуется сигнал с частотой (ωгв-ωс) и фазой (ϕгв-ϕс). Алгоритм образования этого сигнала следующий: на выходе фильтра 28 образуется сигнал с частотой ωгв-(ωс-ωгн) и фазой ϕгв-(ϕс-ϕгн), а на выходе фильтра 29 с частотой ωгв-[ωгв-(ωс-ωгн)]=(ωс-ωгн) и фазой ϕгв-[ϕгв+(ϕс-ϕгн)]=(ϕс-ϕгн). Таким образом на выходах седьмого и десятого фильтров 26 и 29 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход второго блока идентификации частот 30. Сигнал с выхода фильтра 29 поступает на вход блока идентификации частот 30 непосредственно, а с выхода фильтра 26 через девятый делитель мощности 21. Блок идентификации частот 30 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов идентифицирует их как полезные сигналы и открывает второй выключатель 31, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 21. С выхода выключателя 31 сигнал передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.In the branch starting
Проиллюстрируем работу схемы на фиг. 2 конкретным примером. Предположим, что выбран диапазон частот входных сигналов 10,0…12,0 ГГц шириной 2 ГГц, который должен быть преобразован в диапазон промежуточных частот 1,0…2,0 ГГц шириной 1 ГГц. Для этого диапазон входных частот разбивается на два поддиапазона шириной 1 ГГц каждый. В рассматриваемом случае на фиг. 3 будут иметь место следующие значения граничных частот: ωc1=10,0 ГГц. ωс2=11,0 ГГц, ωс3=12 ГГц, ωпч1=1,0 ГГц, ωпч2=2,0 ГГц и ωпч3=3,0 ГГц, а частоты гетеродинов должны равняться ωгн=9,0 ГГц и ωгв=13,0 ГГц. При этом, оба поддиапазона входных частот преобразуются в диапазон промежуточных частот с граничными частотами 1 и 2 ГГц, т.е. в обеих случаях диапазоны промежуточных частот не превышают относительную ширину, равную одной октаве. Таким образом, в рассматриваемом радиоприемном устройстве будет одновременно просматриваться диапазон частот входных сигналов, равный Δωс=2 ГГц, т.е. будет превышать максимально возможную ширину диапазона частот входных сигналов в два раза. Заметим также, что введение дополнительных каналов, начинающихся с шестого и восьмого фильтров 25 и 27 и служащих для идентификации частот полезных сигналов не искажают эти сигналы, т.к. для канализации последних во внешние устройства обработки используются только ветви, начинающиеся пятым и седьмым фильтрами 24 и 26.Let us illustrate the operation of the circuit in FIG. 2 concrete example. Suppose that the selected frequency range of the input signals is 10.0 ... 12.0 GHz with a width of 2 GHz, which should be converted into an intermediate frequency range of 1.0 ... 2.0 GHz with a width of 1 GHz. For this, the input frequency range is divided into two sub-bands with a width of 1 GHz each. In the case under consideration in FIG. 3, the following values of the boundary frequencies will take place: ω c1 = 10.0 GHz. ω c2 = 11.0 GHz, ω c3 = 12 GHz, ω pc1 = 1.0 GHz, ω pc2 = 2.0 GHz and ω pc3 = 3.0 GHz, and the local oscillator frequencies should be equal to ωn = 9.0 GHz and ω guards = 13.0 GHz. In this case, both sub-ranges of the input frequencies are converted into a range of intermediate frequencies with boundary frequencies of 1 and 2 GHz, i.e. in both cases, the intermediate frequency ranges do not exceed a relative width of one octave. Thus, in the considered radio receiver, the frequency range of the input signals equal to Δω c = 2 GHz will be simultaneously viewed, i.e. will exceed the maximum possible width of the frequency range of the input signals by half. We also note that the introduction of additional channels starting with the sixth and
Отличительные признаки изобретения.Distinctive features of the invention.
Введены дополнительно пятый 17, шестой 18, седьмой 19, восьмой 20 и девятый 21 делители мощности, пятый 24, шестой 25, седьмой 26, восьмой 27, девятый 28 и десятый 29 фильтры, пятый 22, шестой и 23 смесители, второй 30 блок идентификации частот и второй 31 выключатель.An additional fifth 17th, sixth 18th, seventh 19th, eighth 20th and ninth 21 power dividers were introduced, fifth 24th, sixth 25th, seventh 26th, eighth 27th, ninth 28th and tenth 29 filters, fifthth 22th, sixth and 23th mixers, second 30 identification unit frequencies and the second 31 switch.
Вход пятого делителя мощности 17 соединен с выходом первого фильтра 11, первый выход через пятый фильтр 24 соединен со входом четвертого делителя мощности 8, а второй выход соединен через шестой фильтр 25, пятый смеситель 22, девятый фильтр 28, шестой смеситель 23 и десятый фильтр 29 с первым входом блока идентификации частот 30. Вход шестого делителя мощности 18 соединен с выходом второго фильтра 12, первый выход через седьмой фильтр 26 соединен со входом девятого делителя мощности 21, а второй выход соединен через восьмой фильтр 27 со входом третьего смесител 9. Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен со вторым входом блока идентификации частот 30, а второй выход соединен с первым входом выключателя 31. Выход второго блока идентификации частот 30 соединен со вторым входом второго выключателя 31. Второй выход второго делителя мощности 6 соединен со входом седьмого делителя мощности 19, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя 23, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя 9. Второй выход третьего делителя мощности 7 соединен со входом восьмого делителя мощности 20, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя 22, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя 10. Выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя 16 и выход второго выключателя 31.The input of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106110A RU2680974C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Microwave radio receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106110A RU2680974C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Microwave radio receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680974C1 true RU2680974C1 (en) | 2019-03-01 |
Family
ID=65632598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018106110A RU2680974C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Microwave radio receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680974C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4633315A (en) * | 1983-04-01 | 1986-12-30 | U.S. Philips Corporation | Receiver for RF-signals comprising a pair of parallel signal paths |
RU2133078C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-07-10 | Куприянов Павел Васильевич | Superhigh-frequency transceiver and its design versions |
RU2136110C1 (en) * | 1987-04-23 | 1999-08-27 | Государственный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт | Device for radio intelligence |
RU2329598C2 (en) * | 2006-06-23 | 2008-07-20 | Андрей Леонидович Демин | Radio receiving equipment and options |
RU2573780C1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Microwave radio receiver |
-
2018
- 2018-02-19 RU RU2018106110A patent/RU2680974C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4633315A (en) * | 1983-04-01 | 1986-12-30 | U.S. Philips Corporation | Receiver for RF-signals comprising a pair of parallel signal paths |
RU2136110C1 (en) * | 1987-04-23 | 1999-08-27 | Государственный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт | Device for radio intelligence |
RU2133078C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-07-10 | Куприянов Павел Васильевич | Superhigh-frequency transceiver and its design versions |
RU2329598C2 (en) * | 2006-06-23 | 2008-07-20 | Андрей Леонидович Демин | Radio receiving equipment and options |
RU2573780C1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Microwave radio receiver |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107015206B (en) | Adaptive antenna interference detection system and method | |
RU2680974C1 (en) | Microwave radio receiver | |
US4558282A (en) | Digital frequency synthesizer | |
RU2573780C1 (en) | Microwave radio receiver | |
US4225974A (en) | Double super-heterodyne receiver | |
Zhang et al. | Design of a 2-18 GHz downconverter with amplitude and phase consistency | |
RU2690684C1 (en) | Microwave receiving device | |
RU2751018C1 (en) | Coherent path of radar station with variable (switchable) intermediate frequency | |
RU44019U1 (en) | BROADBAND VIDEO CONVERTER OF NOISE SIGNALS | |
GB714684A (en) | Improvements in devices for frequency selections | |
RU2100821C1 (en) | Receiver for user equipment of global satellite navigation system | |
RU2067770C1 (en) | User set receiver for signals from global satellite navigation systems | |
GB630843A (en) | Improvements in or relating to radio navigational systems | |
RU2279095C2 (en) | Super-heterodyne receiver and frequency meter | |
RU9107U1 (en) | FREQUENCY REDUCING CONVERTER | |
RU2065666C1 (en) | Device for separation of two frequency-modulated signals overlapping spectrum | |
RU2649879C1 (en) | Signal receiver of consumer equipment of global satellite navigation systems | |
US2589838A (en) | Single side band modulator | |
RU2136110C1 (en) | Device for radio intelligence | |
SU568164A1 (en) | Shf mixer | |
RU2343499C1 (en) | Nonlinear radar for remote delivery duct monitoring | |
EA036472B1 (en) | Wide-band signal generator | |
RU2514090C1 (en) | Device for storing frequencies of microwave signals | |
Voloshin et al. | Analysis and calculation of current-flow amplitude spectrum of a microwave mixer diode at poly-harmonic excitation | |
CN105245225A (en) | Circuit for converting low-frequency narrow-band synthesis source into high-frequency wide-band synthesis source |