RU2690684C1

RU2690684C1 - Microwave receiving device

Info

Publication number: RU2690684C1
Application number: RU2018138770A
Authority: RU
Inventors: Константин Ервандович Мираков
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2019-06-05

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in broadband UHF radio receiving devices. UHF radio receiving device comprises first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh power dividers per two channels; first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh filters of intermediate frequency; first, second, third and fourth heterodynes; as well as first and second frequency identification units, control unit and switch. In the microwave radio receiving device, signs of useful signals are used, which are formed in a two-channel system with different tuning of heterodynes in channels and with identical ranges of intermediate frequencies.EFFECT: design of a device which increases resolution of signals with close values of carrier frequencies falling in the same instantaneous frequency sub-range, with a wide range of intermediate frequencies and a wide dynamic range of power of input signals; wherein wide frequency band of input signals and wide band of intermediate frequencies up to one octave maintains a wide dynamic range of power of input signals greater than 80 dB.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных СВЧ радиоприемных устройствах.The invention relates to the field of radio and can be used in broadband microwave receiving devices.

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 (Н.И. Чистяков, М.В. Сидоров, B.C. Мельников. «Радиоприемные устройства». М.: Связьиздат. 1959, стр. 17). Принятый радиосигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Диапазон частот входных сигналов ограничен входным фильтром, который также используется для подавления «зеркального» канала приема. 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.Known superheterodyne receiving device, which contains a series-connected input filter (preselector), a mixer with a local oscillator, an intermediate frequency filter, an intermediate frequency amplifier and output devices for processing radio signals (N.I. Chistyakov, M.V. Sidorov, VS Melnikov. "Radio receivers "M .: Svyazyzdat. 1959, p. 17). The received radio signal through the input filter and the input amplifier enters the signal input of the mixer, is converted in frequency, and through the intermediate frequency filter and the intermediate frequency amplifier enters 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” receive channel. The disadvantages of such a device are: narrow input bandwidth, limited by the input filter bandwidth, as well as 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 that are close in frequency and to eliminate ambiguity in determining the frequencies of received stations .

Известны многоканальные приемные устройства (А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. «Радиоэлектронная борьба. Основы теории». М.: Вузовская книга. 2011, стр. 92-97). Диапазон рабочих частот приемного устройства разделяется системой электрических фильтров на ряд поддиапазонов. Полосы прозрачности фильтров примыкают друг к другу, а ширина полосы прозрачности каждого фильтра выбирается из условия заданной точности определения частоты и заданной ширины спектра принимаемых сигналов. К недостаткам такого многоканального устройства следует, в первую очередь, отнести необходимость использования в широкополосных приемных устройствах большого числа электрических фильтров. Это приводит к существенному увеличению габаритов и к усложнению аппаратуры.Known multichannel receivers (AI Kupriyanov, LN Shustov. "Electronic warfare. Fundamentals of the theory." M .: University book. 2011, pp. 92-97). The operating frequency range of the receiving device is divided by a system of electrical filters into a number of subranges. The transparency bands of the filters are adjacent to each other, and the width of the transparency band of each filter is chosen from the condition of a given accuracy in determining the frequency and a given width of the spectrum of the received signals. The disadvantages of such a multichannel device include, first of all, the need to use a large number of electric filters in wideband receiving devices. This leads to a significant increase in size and to the complexity of the equipment.

Общими признаками аналогов изобретения являются смесители с гетеродинами и входными фильтрами, а также фильтры промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов.Common features of the analogues of the invention are mixers with local oscillators and input filters, as well as intermediate frequency filters and output devices for processing radio signals.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является приемное устройство, описанное в патенте РФ №2573780 «Радиоприемное устройство СВЧ», выбранное в качестве прототипа.Closest to the claimed invention is the receiving device described in the patent of the Russian Federation No. 2573780 "Microwave receiver", selected as a prototype.

Основным недостатком прототипа является отсутствие разрешения нескольких сигналов, частоты которых одновременно попадают в один и тот же поддиапазон. Число таких сигналов может быть значительно более двух.The main disadvantage of the prototype is the lack of resolution of several signals, the frequencies of which simultaneously fall into the same sub-band. The number of such signals can be significantly more than two.

Техническая проблема и технический результат изобретения состоят в создании устройства, обеспечивающего увеличение разрешения сигналов с близкими значениями несущих частот, попадающих в один и тот же мгновенный частотный поддиапазон, с широким диапазоном промежуточных частот и широким динамическим диапазоном мощностей входных сигналов.The technical problem and the technical result of the invention is to create a device that provides an increase in the resolution of signals with similar values of carrier frequencies falling in the same instantaneous frequency subband, with a wide range of intermediate frequencies and a wide dynamic power range of the input signals.

При этом в широкой полосе частот входных сигналов и в широкой полосе промежуточных частот вплоть до одной октавы сохраняется широкий динамический диапазон мощностей входных сигналов, превышающий 80 дБ.At the same time, a wide dynamic power range of the input signals exceeding 80 dB is maintained in the wide frequency band of the input signals and in the wide frequency band of intermediate frequencies up to one octave.

Для этого радиоприемное устройство СВЧ содержит первый входной делитель мощности на два канала, первый, второй третий и четвертый смесители, первый и второй гетеродины, второй, третий и четвертый делители мощности на два, первый, второй, третий и четвертый фильтры промежуточных частот, первый блок идентификации частот и выключатель, причем первый выход первого входного делителя мощности на два соединен с сигнальным входом первого смесителя, выход которого соединен с фильтром промежуточной частоты, а второй выход первого входного делителя мощности на два соединен с входом второго смесителя, выход которого соединен со вторым фильтром промежуточной частоты, выход первого гетеродина соединен с входом второго делителя мощности, первый и второй выходы которого соединены с гетеродинными входами первого и третьего смесителей соответственно, а выход второго гетеродина соединен с входом третьего делителя мощности, первый и второй выходы которого соединены с гетеродинными входами второго и третьего смесителей соответственно, выход третьего смесителя через третий фильтр соединен с входом четвертого делителя мощности на два канала, первый выход которого соединен первым входом блока идентификации частот, а выход четвертого смесителя соединен со входом четвертого фильтра, при этом дополнительно введены пятый, шестой и седьмой делители мощности на два канала, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый смесители, пятый, шестой и седьмой электрические фильтры, третий и четвертый гетеродинные генераторы, блок идентификации частот и блок управления, выход первого фильтра промежуточной частоты соединен со входом пятого делителя мощности, первый выход которого через шестой смеситель, пятый фильтр, седьмой делитель мощности, седьмой смеситель соединен с первым входом пятого смесителя, выход которого через седьмой фильтр соединен со вторым входом первого блока идентификации частот. Выход второго фильтра промежуточной частоты соединен со входом шестого делителя мощности, первый выход которого через восьмой смеситель, шестой фильтр, девятый смеситель соединен со вторым входом пятого смесителя, а вторые выходы пятого и шестого делителей мощности на два канала соединены со входами четвертого смесителя. Выходы третьего перестраиваемого генератора соединены с гетеродинными входами шестого и седьмого смесителей, а четвертого перестраиваемого генератора соединены с гетеродинными входами восьмого и девятого смесителей, причем выход девятого смесителя соединен со вторым входом пятого смесителя. Выход первого блока идентификации частот соединен с первым входом блока управления, а выход второго блока идентификации частот соединен со вторым входом блока управления, выход которого соединен со вторым входом выключателя, первый вход которого соединен со вторым выходом седьмого делителя мощности. Выход выключателя является выходом радиоприемного устройства СВЧ.For this, the microwave receiver contains the first input power divider into two channels, the first, second, third and fourth mixers, the first and second local oscillators, the second, third and fourth power dividers into two, the first, second, third and fourth intermediate frequency filters, the first block frequency identification and switch, the first output of the first input power divider is two connected to the signal input of the first mixer, the output of which is connected to an intermediate frequency filter, and the second output of the first input divider I power two connected to the input of the second mixer, the output of which is connected to the second intermediate frequency filter, the output of the first local oscillator is connected to the input of the second power divider, the first and second outputs of which are connected to the heterodyne inputs of the first and third mixers, respectively, and the output of the second local oscillator is connected to the input of the third power divider, the first and second outputs of which are connected to the heterodyne inputs of the second and third mixers, respectively, the output of the third mixer through the third filter connect with the input of the fourth power divider into two channels, the first output of which is connected by the first input of the frequency identification unit, and the output of the fourth mixer is connected to the input of the fourth filter, the fifth, sixth and seventh power dividers are added to the two channels, the fifth, sixth, seventh , eighth and ninth mixers, fifth, sixth and seventh electric filters, third and fourth heterodyne generators, frequency identification unit and control unit, the output of the first intermediate frequency filter is connected to the fifth input a power divider, a first output of which is a mixer through sixth, fifth filter seventh power divider, the seventh mixer is connected to the first input of the fifth mixer whose output is connected through the seventh filter to the second input of the first frequency identification unit. The output of the intermediate frequency filter is connected to the input of the sixth power divider, the first output of which is through the eighth mixer, the sixth filter, the ninth mixer is connected to the second input of the fifth mixer, and the second outputs of the fifth and sixth power dividers are connected to the fourth mixer inputs. The outputs of the third tunable generator are connected to the heterodyne inputs of the sixth and seventh mixers, and the fourth tunable generator are connected to the heterodyne inputs of the eighth and ninth mixers, and the output of the ninth mixer is connected to the second input of the fifth mixer. The output of the first frequency identification block is connected to the first input of the control unit, and the output of the second frequency identification block is connected to the second input of the control unit, the output of which is connected to the second input of the switch, the first input of which is connected to the second output of the seventh power divider. The switch output is the output of the microwave receiver.

На фиг. 1 приведена структурная схема прототипа.FIG. 1 shows a block diagram of the prototype.

На фиг. 2 показана схема активного фильтра (показан перестраиваемый по частоте полосовой фильтр).FIG. 2 shows the active filter circuit (frequency-tunable band-pass filter is shown).

На фиг. 3 приведена структурная схема заявляемого приемного устройства.FIG. 3 shows the structural diagram of the inventive receiving device.

На фиг. 4 приведены графики зависимостей промежуточных частот смесителей и частот комбинационных составляющих от частот входных сигналов при нижней настройке гетеродина (f_г<f_c).FIG. 4 shows the graphs of the dependences of the intermediate frequencies of the mixers and the frequencies of the combination components on the frequencies of the input signals at the lower setting of the local oscillator (f _g <f _c ).

На фиг. 5 приведены графики зависимостей промежуточных частот смесителей и частот комбинационных составляющих от частот входных сигналов при верхней настройке гетеродина (f_г>f_c).FIG. 5 shows the graphs of the dependences of the intermediate frequencies of the mixers and the frequencies of the combination components on the frequencies of the input signals at the upper setting of the local oscillator (f _g > f _c ).

На фиг. 6 приведен частотный план на выходе входного смесителя перестраиваемого фильтра.FIG. 6 shows the frequency plan at the output of the input mixer tunable filter.

На фиг. 7 приведен частотный план на выходе выходного смесителя перестраиваемого фильтра.FIG. 7 shows the frequency plan at the output of the output mixer of the tunable filter.

Устройство-прототип (фиг. 1) содержит входной делитель мощности 1, два смесителя первой ступени преобразования частот 2 и 3, два гетеродинных генератора 4 и 5, делители мощности на два 6, 7 и 8, фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования 11 и 12, смесители 9 и 10, фильтры 13 и 14, устройство идентификации частот 15, включающее в себя амплитудные и фазовый детекторы, выключатель 16.The prototype device (Fig. 1) contains an input power divider 1, two mixers of the first stage of frequency conversion 2 and 3, two heterodyne generators 4 and 5, power dividers for two 6, 7 and 8, intermediate frequency filters of the first stage of conversion 11 and 12 , mixers 9 and 10, filters 13 and 14, frequency identification device 15, which includes amplitude and phase detectors, switch 16.

Рассмотренная схема позволяет реализовывать широкий динамический диапазон мощностей входных сигналов, превышающий 80 дБ, при максимально возможной ширине мгновенного диапазона частот.The considered scheme allows to realize a wide dynamic power range of input signals exceeding 80 dB, with the maximum possible width of the instantaneous frequency range.

Под мгновенным диапазоном частот подразумевается следующее. Если рабочий диапазон входных частот разбивается на поддиапазоны, примыкающие друг к другу, то, как было показано в патенте РФ №2573780, ширина этих поддиапазонов не может превышать ширину диапазона промежуточных частот, равную одной октаве. Поддиапазон, который в данный момент используется, называют мгновенным.By instantaneous frequency range is meant the following. If the working range of input frequencies is divided into sub-bands adjacent to each other, then, as was shown in RF patent №2573780, the width of these sub-bands cannot exceed the width of the intermediate frequency band, equal to one octave. The subrange that is currently used is called instantaneous.

На фиг. 2 показан перестраиваемый по частоте полосовой фильтр, известный из патента СССР №71339 «Радиоприемник с автоматически изменяющейся шириной полосы пропускания частот» и патента №1095355 «Активный фильтр». Два таких фильтра включены в правую и левую ветви схемы 3. В правой ветви фильтр образован последовательно соединенными восьмым смесителем 23, шестым фильтром 28 и девятым смесителем 24, а также четвертым гетеродином 26, выход которого соединен с гетеродинными входами восьмого и девятого смесителей 23 и 24. Перестройка фильтра осуществляется за счет перестройки частоты гетеродина. Аналогичный фильтр образован в левой ветви последовательно соединенными шестым смесителем 21, пятым фильтром 27 и седьмым смесителем 22, а также четвертым гетеродином 25, выход которого соединен с гетеродинными входами шестого и седьмого смесителей 21 и 22. В фильтр левой ветви также включен седьмой делитель мощности 19, предназначенный для вывода полезного сигнала для дальнейшей обработки после его идентификации.FIG. 2 shows a frequency-tunable band-pass filter known from USSR Patent No. 113,339 "Radio receiver with automatically varying bandwidth" and Patent No. 1095355 Active Filter. Two such filters are included in the right and left branches of scheme 3. In the right branch, the filter is formed by series-connected eighth mixer 23, sixth filter 28 and ninth mixer 24, and also a fourth local oscillator 26, the output of which is connected to the heterodyne inputs of the eighth and ninth mixers 23 and 24 The filter is tuned by adjusting the frequency of the local oscillator. A similar filter is formed in the left branch of the sixth mixer 21, the fifth filter 27 and the seventh mixer 22, and the fourth local oscillator 25, the output of which is connected to the heterodyne inputs of the sixth and seventh mixers 21 and 22. The seventh power divider 19 is also included in the left branch filter designed to output the useful signal for further processing after its identification.

Рассмотрим принцип работы активного фильтра на примере фильтра, включенного в правую ветвь. Входной сигнал частоты f_c с помощью второго смесителя 3 преобразуется в сигнал промежуточной частоты (f_c - f_гв), где f_гв - частота сигнала второго гетеродинного генератора 5. Выделенный вторым фильтром промежуточной частоты 12 сигнал через шестой делитель мощности 18 поступает на вход восьмого смесителя 23, где преобразуется в сигнал с частотой [(f_c - f_гв) - f_г]. Здесь f_г частота четвертого гетеродина 26. Далее через шестой фильтр 28 поступает в девятый смеситель 24, в котором преобразуется в сигнал с частотой [(f_c - f_гв) - f_г]+f_г=(f_c - f_гв). Таким образом, после прохождения фильтра частота сигнала не изменится, а рабочую полосу фильтра будет определять шестой фильтр 28, ширину полосы пропускания которого можно сделать намного уже полосы пропускания второго фильтра 12. Рабочая полоса частот фильтра будет перестраиваться при изменении частоты четвертого гетеродинного генератора 26. Аналогичный активный фильтр использован в левой ветви схемы на фиг. 3. Его образуют шестой и седьмой смесители 21 и 22, пятый фильтр 27 и третий генератор 25.Consider the principle of operation of the active filter on the example of a filter included in the right branch. The input signal frequency f _c using the second mixer 3 is converted into an intermediate frequency signal (f _c - f _gv ), where f _bw is the signal frequency of the second heterodyne oscillator 5. The signal selected by the second intermediate frequency filter 12 is fed through the sixth power divider 18 to the eighth input mixer 23, where it is converted into a signal with a frequency of [(f _c - f _GW ) - f _g ]. Here, f _g is the fourth heterodyne frequency 26. Next, through the sixth filter 28 enters the ninth mixer 24, in which it is converted into a signal with a frequency of [(f _c - f _bw ) - f _g ] + f _c = (f _c - f _bw ). Thus, after passing the filter, the signal frequency will not change, and the working band of the filter will be determined by the sixth filter 28, the bandwidth of which can be made much narrower than the bandwidth of the second filter 12. The working frequency band of the filter will be tuned when the frequency of the fourth heterodyne oscillator changes. 26. Similar the active filter is used in the left branch of the circuit in FIG. 3. It is formed by the sixth and seventh mixers 21 and 22, the fifth filter 27 and the third generator 25.

Общими признаками 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 the invention are power dividers for two 1, 6, 7 and 8, mixers of the first frequency conversion frequency 2 and 3, LOs 4 and 5, filters of the first intermediate frequencies of the first frequency conversion frequency 11 and 12, mixers of the second frequency conversion frequency 9 and 10, intermediate frequency filters of the second conversion stage 13 and 14, frequency identification unit 15 and switch 16.

Поставленная задача в приемном устройстве СВЧ решается путем использования признаков полезных сигналов, формирующихся в двухканальной системе с разной настройкой гетеродинов в каналах и с одинаковыми диапазонами промежуточных частот.The task in the receiving microwave device is solved by using the signs of useful signals formed in a two-channel system with different settings of the local oscillators in the channels and with the same ranges of intermediate frequencies.

На фигурах 1, 2 и 3 введены обозначения: 1, 6, 7, 8, 17, 18 и 19 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой делители мощности на два, 2, 3, 9, 10, 20, 21, 22, 23 и 24 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый смесители, 4, 5, 25 и 26 - первый, второй, третий и четвертый гетеродинные генераторы 11, 12, 13, 14, 27, 28 и 29 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой электрические фильтры промежуточных частот, 15 и 30 первый и второй блоки идентификации частот, 31 - блок управления и 16 - выключатель.In figures 1, 2 and 3, the following notation is entered: 1, 6, 7, 8, 17, 18 and 19 - the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh power dividers into two, 2, 3, 9, 10, 20, 21, 22, 23 and 24 - the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth mixers; 4, 5, 25 and 26 - the first, second, third and fourth heterodyne generators 11, 12, 13, 14, 27, 28 and 29 - the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh electrical filters of intermediate frequencies, 15 and 30 first and second frequency identification blocks, 31 - the control unit and 16 - the switch.

Все делители мощности на два 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19 имеют один входной и два выходных канала. Первый делитель мощности 1 работает в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ, второй и третий делители мощности на два 6 и 7 работают в диапазоне рабочих частот гетеродинных сигналов, четвертый делитель мощности на два 8 работает на разностной частоте гетеродинных сигналов, пятый и шестой делители мощности на два 17 и 18 работают в диапазоне промежуточных частот приемного устройства, седьмой делитель мощности 19 работает в диапазоне выходных частот приемного устройства СВЧ.All power dividers for two 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19 have one input and two output channels. The first power divider operates in the frequency range of the input signals of the microwave receiver, the second and third power dividers for two 6 and 7 operate in the operating frequency range of the heterodyne signals, the fourth power divider for two 8 operates at the difference frequency of the heterodyne signals, and the fifth and sixth power dividers two 17 and 18 operate in the intermediate frequency range of the receiving device, the seventh power divider 19 operates in the output frequency range of the microwave receiver.

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, третий смеситель 9 работает в диапазоне рабочих частот гетеродинных сигналов, четвертый, пятый, шестой и восьмой смесители 10, 20, 21 и 23 работают в диапазоне промежуточных частот приемного устройства, а седьмой и девятый смесители 22 и 24 работают в диапазоне выходных частот приемного устройства СВЧ.The first and second mixers of the first stage of frequency conversion 2 and 3 operate in the frequency range of the input signals of the microwave receiver and differ in the frequencies of the heterodyne signals, the third mixer 9 operates in the frequency range of the heterodyne signals, fourth, fifth, sixth and eighth mixers 10, 20, 21 and 23 operate in the intermediate frequency range of the receiving device, and the seventh and ninth mixers 22 and 24 operate in the output frequency range of the microwave receiving device.

Первый и второй гетеродинные генераторы первой ступени преобразования частот 4 и 5 отличаются друг от друга частотами генерируемых сигналов, причем разность их частот всегда постоянна, четвертый и пятый гетеродинные генераторы 25 и 26 работают на частотах близких к промежуточным частотам приемного устройства и являются составными частями активных фильтров.The first and second heterodyne generators of the first stage of frequency conversion 4 and 5 differ from each other in the frequencies of the generated signals, and the difference between their frequencies is always constant, the fourth and fifth heterodyne generators 25 and 26 operate at frequencies close to the intermediate frequencies of the receiving device and are components of active filters .

Первый и второй фильтры 11 и 12 настроены на промежуточные частоты приемного устройства, третий, четвертый и седьмой фильтры 13, 14 и 29 настроены на разность гетеродинных частот первой ступени преобразования, а пятый и шестой фильтры 27 и 28 работают в диапазоне промежуточных частот активных фильтров, который является диапазоном выходных частот приемного устройства.The first and second filters 11 and 12 are tuned to the intermediate frequencies of the receiving device, the third, fourth and seventh filters 13, 14 and 29 are tuned to the heterodyne frequency difference of the first conversion stage, and the fifth and sixth filters 27 and 28 operate in the intermediate frequency range of active filters, which is the output frequency range of the receiving device.

Блоки идентификации частот 15 и 30 содержат амплитудные и фазовые детекторы. Выключатель 16 имеет первый высокочастотный вход и второй вход управляющих сигналов.The frequency identification blocks 15 and 30 contain amplitude and phase detectors. The switch 16 has a first high-frequency input and a second control input.

Все перечисленные выше устройства в настоящее время широко применяются в технике СВЧ, причем многие из них выпускаются серийно. Для расчета и проектирования таких 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 are now widely used in microwave technology, and many of them are mass-produced. For the calculation and design of such devices can be used existing software packages, for example, the software package of the company "Applied Wave Research" "Microwave Office". In the frequency identification blocks 15 and 30, amplitude and phase detectors can be used, or, for example, “AD8302” ICs from Analog Devices.

Первый выход первого делителя мощности на два 1 соединен с сигнальным входом первого смесители 2, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты 11, через пятый делитель мощности на два 17, через шестой смеситель 21, через пятый фильтр промежуточной частоты 27, через седьмой делитель мощности 19, через седьмой смеситель 22 соединен с первым входом пятого смесителя 20, а второй выход первого делителя мощности на два 1 соединен с сигнальным входом второго смесители 3, выход которого через второй фильтр промежуточной частоты 12, через шестой делитель мощности на два 18, через восьмой смеситель 23, через шестой фильтр промежуточной частоты 28, через девятый смеситель 24 соединен со вторым входом пятого смесителя 20. Выход первого гетеродина 4 соединен со входом второго делителя мощности на два 6, первый выход которого соединен с гетеродинным входом первого смесителя 2, а второй выход соединен с первым входом третьего смесителя 9. Выход второго гетеродина 5 соединен со входом третьего делителя мощности на два 7, первый выход которого соединен с гетеродинным входом второго смесителя 3, а второй выход соединен со вторым входом третьего смесителя 9. Выходы третьего гетеродина 25 соединены с гетеродинными входами шестого и седьмого смесителей 21 и 22, а выходы четвертого гетеродина 26 соединены с гетеродинными входами восьмого и девятого смесителей 23 и 24. Выход третьего смесителя 9 через третий фильтр промежуточной частоты 13 соединен с входом четвертого делителя мощности на два 8, первый выход которого соединен с первым входом первого блока идентификации частот 15, а второй выход соединен со вторым входом второго блока идентификации частот 30. Второй выход пятого делителя мощности на два 17 и второй выход шестого делителя мощности на два 18 соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого смесителя 10, выход которого через четвертый фильтр 14 соединен с первым входом второго блока идентификации частот 30. Выход пятого смесителя 20 через седьмой фильтр 29 соединен со вторым входом блока идентификации частот 15, выход которого соединен с первым входом блока управления 31, а выход второго блока идентификации частот 30 соединен со вторым входом блока управления 31. Второй выход седьмого делителя мощности на два 19 соединен с первым входом выключателя 16, а выход блока управления 31 соединен со вторым входом выключателя 16, выход которого является выходом приемного устройства СВЧ.The first output of the first power divider is two 1 connected to the signal input of the first mixer 2, the output of which is through the first intermediate frequency filter 11, through the fifth power divider to two 17, through the sixth mixer 21, through the fifth intermediate frequency filter 27, through the seventh power divider 19 through the seventh mixer 22 is connected to the first input of the fifth mixer 20, and the second output of the first power divider to two 1 is connected to the signal input of the second mixer 3, the output of which is through the second intermediate frequency filter 12, through the sixth The power splitter for two 18, through the eighth mixer 23, through the sixth intermediate frequency filter 28, through the ninth mixer 24 is connected to the second input of the fifth mixer 20. The output of the first local oscillator 4 is connected to the input of the second power divider by two 6, the first output of which is connected to the heterodyne the input of the first mixer 2, and the second output is connected to the first input of the third mixer 9. The output of the second local oscillator 5 is connected to the input of the third power divider by two 7, the first output of which is connected to the heterodyne input of the second mixer 3, and the second output is connected to the second input of the third mixer 9. The outputs of the third local oscillator 25 are connected to the heterodyne inputs of the sixth and seventh mixers 21 and 22, and the outputs of the fourth local oscillator 26 are connected to the heterodyne inputs of the eighth and ninth mixers 23 and 24. The output of the third mixer 9 through the third filter intermediate frequency 13 is connected to the input of the fourth power divider by two 8, the first output of which is connected to the first input of the first frequency identification block 15, and the second output is connected to the second input of the second identification block and frequencies 30. The second output of the fifth power divider for two 17 and the second output of the sixth power divider for two 18 are connected respectively to the first and second inputs of the fourth mixer 10, the output of which through the fourth filter 14 is connected to the first input of the second frequency identification block 30. The output of the fifth the mixer 20 through the seventh filter 29 is connected to the second input of the frequency identification block 15, the output of which is connected to the first input of the control unit 31, and the output of the second frequency identification block 30 is connected to the second input of the control unit 31. W The output of the seventh power divider for two 19 is connected to the first input of the switch 16, and the output of the control unit 31 is connected to the second input of the switch 16, the output of which is the output of the microwave receiver.

Устройство, схема которого приведена на фиг. 3, работает следующим образом. Входной сигнал делится первым делителем мощности 1, после чего поступает на сигнальные входы первого и второго смесителей 2 и 3 первой ступени преобразования. Смесители работают в разных режимах преобразования частот. Если первый смеситель 2 работает в режиме с нижней настройкой гетеродина (f_гн<f_с), то второй смеситель 3 - в режиме с верхней настройкой гетеродина (f_гв>f_c). Здесь f_c - частота входного сигнала, f_гн - частота гетеродина 4, f_гв - частота гетеродина 5. После преобразования частот входных сигналов на выходе первого фильтра промежуточной частоты 11 выделяется сигнал с частотой (f_c - f_гн) и фазой (ϕ_с - ϕ_гн), а на выходе второго фильтра промежуточной частоты 12 с частотой (f_гв - f_c) и фазой (ϕ_гв - ϕ_с). Здесь ϕ_с, ϕ_гн и ϕ_гв фазы входного и гетеродинных сигналов. Фильтры промежуточных частот 11 и 12 выбраны одинаковыми и, следовательно, диапазоны промежуточных частот смесителей 2 и 3, формируемые этими фильтрами, также одинаковы. При этом значения промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3 не равны друг другу, но одновременно находятся в сформированном диапазоне промежуточных частот.A device whose circuit is shown in FIG. 3, works as follows. The input signal is divided by the first power divider 1, after which it is fed to the signal inputs of the first and second mixers 2 and 3 of the first conversion stage. Mixers operate in different frequency conversion modes. If the first mixer 2 operates in the mode with the lower setting of the local oscillator (f _rH <f _c), the second mixer 3 - in setting mode with the upper heterodyne (f _rs> f _c). Here f _c - Input frequency, f _rH - frequency oscillator 4, f _rs - frequency oscillator 5. When frequency conversion of input signals to output a first intermediate frequency filter 11 extracts a signal with a frequency (f _c - f _rH) and phase (φ _with - ϕ _gn ), and at the output of the second filter of intermediate frequency 12 with a frequency (f _{в в} - f _c ) and a phase (ϕ г _в - ϕ _s ). Here, φ _c, φ φ _rH and _rB phase input and LO signals. The intermediate frequency filters 11 and 12 are the same selected and, therefore, the intermediate frequency ranges of mixers 2 and 3 formed by these filters are also the same. The values of the intermediate frequencies of the first and second mixers 2 and 3 are not equal to each other, but at the same time are in the formed range of intermediate frequencies.

Далее сигналы промежуточных частот через пятый и шестой делители мощности 17 и 18 поступают в четвертый смеситель 10, на выходе которого с помощью четвертого фильтра 14 выделяется сигнал с суммарной частотой f_сум, равный сумме промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3. Величина суммарной частоты определяется соотношением:Next, the signals of intermediate frequencies through the fifth and sixth power dividers 17 and 18 are fed to the fourth mixer 10, the output of which using the fourth filter 14 is a signal with a total frequency f _sum equal to the sum of the intermediate frequencies of the first and second mixers 2 and 3. The value of the total frequency determined by the ratio:

Она равна разности частот первого и второго гетеродинов 4 и 5 и не зависит от частот входных сигналов.It is equal to the frequency difference between the first and second local oscillators 4 and 5 and does not depend on the frequency of the input signals.

Очевидно, что соотношение (1) выполняется только для полезного сигнала, поступающего на вход приемного устройства, и не выполняется для комбинационных частот, образующихся в процессе преобразования полезных сигналов, поскольку у комбинационных частот хотя бы один из коэффициентов отличается от единицы (либо m≠1, либо n≠1). Коэффициенты m и n определяются известным соотношением для расчета комбинационных частотIt is obvious that relation (1) is fulfilled only for the useful signal arriving at the input of the receiving device, and is not fulfilled for the combination frequencies formed in the process of converting useful signals, since the combination frequencies have at least one of the coefficients different from one (or m ≠ 1 or n ≠ 1). The coefficients m and n are determined by the known ratio for calculating the combination frequencies

где m и n целые числа натурального ряда чисел: 0, 1, 2, 3, 4 …, a f_c, f_г и f_к - частоты сигнала, гетеродина и комбинационных составляющих. В случае полезного сигнала m=n=1.where m and n are integers of the natural series of numbers: 0, 1, 2, 3, 4 ..., af _c , f _g, and f _c are the frequencies of the signal, local oscillator, and combinational components. In the case of a useful signal, m = n = 1.

Важным свойством суммарной частоты является то, что она постоянна для выбранного приемного устройства, схема которого показана на фиг. 3. Это дает возможность проконтролировать ее значения в любой момент времени путем сравнения с частотой сигнала, образующегося после непосредственного взаимодействия частот первого и второго гетеродинов 4 и 5 в третьем смесителе 9, на выходе которого выделяется сигнал с разностной частотой (f_гв - f_гн), равной суммарной частоте f_сум. Такое сравнение и производится в блоке идентификации частот 30. Для измерения и запоминания частот сигналов могут быть использованы методы, описанные, например, в книге: А.И. Куприянова и Л.Н. Шустова «Радиоэлектронная борьба. Основы теории», Москва, «Вузовская книга», 2011 г., стр. 78-101.An important property of the sum frequency is that it is constant for the selected receiver, the circuit of which is shown in FIG. 3. This makes it possible to control its value at any given time by comparing with the frequency of the signal generated after direct interaction frequency of the first and second local oscillators 4 and 5 in the third mixer 9, the output signal of which is allocated to the difference frequency (f _rs - f _rH) equal to the total frequency f _sum Such a comparison is carried out in the frequency identification block 30. The methods described, for example, in the book: A.I. Kupriyanov and L.N. Shustova “Radioelectronic struggle. Fundamentals of Theory ”, Moscow,“ University Book ”, 2011, pp. 78-101.

Появление суммарного сигнала, определяемого соотношением (1), на выходе четвертого смесителя 10 и четвертого фильтра 14, является признаком полезного сигнала, т.е. этот факт говорит о том, что полезный сигнал промежуточной частоты присутствует в полосе промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3 (значение суммарной частоты в рассматриваемой схеме фиксировано, не зависит от частот входных сигналов и всегда будет отличаться от значений частот аналогичных сигналов, образуемых при сложении частот любых комбинационных составляющих). Это позволяет идентифицировать полезные сигналы после первого преобразования частот.The appearance of the total signal determined by the relation (1) at the output of the fourth mixer 10 and the fourth filter 14 is a sign of the useful signal, i.e. This fact indicates that the intermediate frequency useful signal is present in the intermediate frequency band of the first and second mixers 2 and 3 (the total frequency in the scheme under consideration is fixed, does not depend on the frequencies of the input signals, and will always differ from the frequencies of similar signals produced by addition of frequencies of any combinational components). This allows you to identify useful signals after the first frequency conversion.

Сказанное выше справедливо в случае, когда на вход приемного устройства поступает только один сигнал. При нескольких сигналах мы получим информацию только об их наличии в диапазоне промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3. При многосигнальной ситуации можно использовать узкополосное поисковое устройство, осуществляющее поиск в полосе промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3 и выделяющего не более одного сигнала. Ширина полосы частот такого устройства должна быть много меньше полосы промежуточных частот смесителей.The above is true in the case when only one signal arrives at the input of the receiving device. With several signals, we will receive information only about their presence in the intermediate frequency range of the first and second mixers 2 and 3. In a multi-signal situation, you can use a narrowband search device that searches in the intermediate frequency band of the first and second mixers 2 and 3 and selects no more than one signal. . The bandwidth of such a device should be much less than the intermediate frequency band of mixers.

В качестве такого устройства может быть использован так называемый «активный фильтр», рассмотренный выше.As such a device can be used the so-called "active filter", discussed above.

Сигналы с выходов активных фильтров поступают в пятый смеситель 20, на выходе которого включен седьмой фильтр 29 настроенный на фиксированную частоту f_сум, равную разности частот первого и второго гетеродинов 4 и 5 (f_гв - f_гн) (см. соотношение (1)). Наличие в полосе частот пятого смесителя 20 этого сигнала, является признаком полезного сигнала. Его наличие отличает полезные сигналы, образующиеся одновременно с ним.Signals from the active filter outputs fed to the fifth mixer 20, the output of which is included seventh filter 29 tuned to the fixed frequency f _sum equal to the frequency difference of the first and second local oscillators 4 and 5 (f _rs - f _rH) (see relation (1).) . The presence in the frequency band of the fifth mixer 20 of this signal is a sign of the useful signal. Its presence distinguishes the useful signals that are generated simultaneously with it.

Сигнал с выходов седьмого фильтра 29 поступает в первый блок идентификации частот 15, где сравнивается по частоте с истинным суммарным сигналом, образованным при непосредственном преобразовании сигналов первого и второго гетеродинов 4 и 5 в третьем смесителе 9. Таким образом, сравнение частот осуществляется в первом и втором блоках идентификации частот 15 и 30. Точность идентификации не зависит от стабильности первого и второго гетеродинных генераторов. Если равенство частот с помощью первого и второго блоков идентификации 15 и 30 будет установлено, с их выходов поступают сигналы в блок управления 31, в котором вырабатывается сигнал, открывающий выключатель 16, и полезный сигнал поступает на выход приемного устройства СВЧ для дальнейшей обработки.The signal from the outputs of the seventh filter 29 enters the first frequency identification block 15, where it is compared in frequency with the true total signal formed by directly converting the signals of the first and second local oscillators 4 and 5 in the third mixer 9. Thus, the frequencies are compared in the first and second frequency identification blocks 15 and 30. The accuracy of identification does not depend on the stability of the first and second heterodyne generators. If the equality of frequencies using the first and second identification blocks 15 and 30 will be established, signals from their outputs go to control unit 31, in which a signal is opened that opens switch 16, and the useful signal goes to output of the microwave receiver for further processing.

Проиллюстрируем работу устройства, схема которого приведена на фиг. 3, следующим примером. Предположим, что диапазон частот входных радиосигналов, поступающих на вход первого делителя мощности 1, 2,5 … 3,2 ГГц. Частота сигнала первого гетеродина 4 f_гн=2,0 ГГц. Частота сигнала второго гетеродина 5 f_гв=3,7 ГГц. Диапазоны промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3, формируемые первым и вторым фильтрами промежуточных частот 11 и 12, одинаковы и равны 0,5 … 1,2 ГГц. Частота суммарного сигнала на выходах третьего смесителем 9 и третьего фильтра 13 равна f_сум=f_гв-f_гн=1,7 ГГц.We illustrate the operation of the device, the circuit of which is shown in FIG. 3, by the following example. Suppose that the frequency range of the input radio signals at the input of the first power divider is 1, 2.5 ... 3.2 GHz. The frequency of the signal of the first local oscillator 4 f g _nn = 2.0 GHz. The frequency of the second heterodyne signal 5 f _Gu = 3.7 GHz. The ranges of intermediate frequencies of the first and second mixers 2 and 3, formed by the first and second filters of intermediate frequencies 11 and 12, are the same and equal to 0.5 ... 1.2 GHz. The frequency of the total signal at the outputs of the third mixer 9 and the third filter 13 is equal to f _sum = f _GW -f _gn = 1.7 GHz.

Предположим, что на вход устройства одновременно поступают два сигнала с частотами 2,87 ГГц и 3,1 ГГц. После преобразования этих сигналов в первом смесителе 2 на выходе первого фильтра 11 образуются сигналы с промежуточными частотами (f_c - f_гн), равные 0,87 ГГц и 1,1 ГГц, а после преобразования во втором смесителе 3 на выходе второго фильтра 12 - с промежуточными частотами (f_гв - f_c), равными 0,83 ГГц и 0,6 ГГц. Эти сигналы через пятый и шестой делители мощности 17 и 18 поступают в четвертый смеситель 10. В результате на выходе четвертого фильтра 14 образуется сигнал с суммарной частотой f_сум=1,7 ГГц (см. соотношение (1)), который далее поступает во второй блок идентификации частот 30. Одновременно с выхода третьего фильтра 13 через четвертый делитель мощности 8 во второй блок идентификации частот 30 поступает сигнал с суммарной частотой f_сум, полученный при непосредственном преобразовании сигналов первого и второго гетеродинов 4 и 5. В блоке идентификации частот производится сравнение частот этих сигналов, что позволяет с большой точностью производить идентификацию частот. Обнаруженный во втором блоке идентификации частот 30 сигнал с суммарной частотой f_сумговорит о том, что в диапазоне промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3 на выходах первого второго фильтров промежуточных частот 11 и 12 присутствуют преобразованные полезные сигналы промежуточных частот.Suppose that two signals with frequencies of 2.87 GHz and 3.1 GHz simultaneously arrive at the device input. After converting these signals into a first mixer 2 at the output of the first filter 11 formed signals with intermediate frequencies (f _c - f _rH) equal to 0.87 GHz and 1.1 GHz, and after conversion in the second mixer 3 at the output of the second filter 12 - intermediate frequency (f _rs - f _c), equal to 0.83 GHz and 0.6 GHz. These signals through the fifth and sixth power dividers 17 and 18 enter the fourth mixer 10. As a result, the output of the fourth filter 14 produces a signal with a total frequency f _sum = 1.7 GHz (see relation (1)), which then goes to the second frequency identification block 30. Simultaneously, the third filter 13 output through the fourth power divider 8 to the second frequency identification block 30 receives a signal with a total frequency f _sum , obtained by directly converting the signals of the first and second local oscillators 4 and 5. In the identification block frequencies are compared to the frequencies of these signals, which allows for high accuracy to produce frequency identification. The signal detected in the second frequency identification block 30 with a total frequency f _sum says that in the range of intermediate frequencies of the first and second mixers 2 and 3, at the outputs of the first second filter of intermediate frequencies 11 and 12, there are transformed useful signals of intermediate frequencies.

Для пояснения на фиг. 4 и 5 построены графики зависимостей промежуточных частот смесителей от частот входных сигналов, а также аналогичные графики, соответствующие комбинационным составляющим до седьмого порядка включительно. На фиг. 4 для первого смесителя 2, а на фиг. 5 для второго смесителя 3. По горизонтальным осям графиков отложены в ГГц частоты входных сигналов, а по вертикальным, также в ГГц, - частоты выходных сигналов. Частоты входных сигналов отмечены вертикальными линиями, обозначенными индексами (а) и (с), а промежуточные частоты двойными горизонтальными линиями, обозначенными индексами (в) и (d). Из построенных зависимостей видно, что в диапазон промежуточных частот первого смесителя 2, помимо полезного преобразованного сигнала с частотой (f_c - f_гн), попадают комбинационные составляющие низких порядков с частотами (2f_c - 2f_гн) и (2f_гн - f_c) (фиг. 4). В диапазон промежуточных частот второго смесителя 3, помимо полезного преобразованного сигнала с частотой (f_гв - f_c), попадают комбинационные составляющие низких порядков с частотами (2f_гв - 2f_c) и (3f_c - 2f_гв) (фиг. 5).For clarification in FIG. 4 and 5, graphs of the dependencies of the intermediate frequencies of the mixers on the frequencies of the input signals are plotted, as well as similar graphs corresponding to the combinational components up to the seventh order inclusive. FIG. 4 for the first mixer 2, and in FIG. 5 for the second mixer 3. On the horizontal axes of the graphs, the frequencies of the input signals are plotted in GHz, and on the vertical, also in GHz, the frequencies of the output signals. The frequencies of the input signals are marked by vertical lines, indicated by the indices (a) and (c), and intermediate frequencies by double horizontal lines, indicated by the indices (c) and (d). From plotting shows that in the range of intermediate frequencies of the first mixer 2, in addition to the useful converted signal with a frequency (f _c - f _rH) fall combinational components of low orders at frequencies (2f _c - 2f _rH) and (2f _rH - f _c) (Fig. 4). The intermediate frequency range of the second mixer 3, in addition to the useful converted signal with a frequency (f _{в в} - f _c ), includes low-order combinational components with frequencies (2f в _d - 2f _c ) and (3f _c - 2f г _d ) (Fig. 5).

Для разделения и последующего выделения полезных сигналов используются активные фильтры, описанные выше. Рабочая полоса пропускания активных фильтров определяется пятым и шестым фильтрами 27 и 28. Ширина рабочих полос прозрачности этих фильтров выбирается одинаковой и существенно меньше ширины полосы промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3. При синхронной перестройке частот третьего 25 и четвертого генераторов 26 полоса пропускания активных фильтров осуществляет сканирование в диапазоне промежуточных частот первого и второго смесителей 2 и 3.For the separation and subsequent extraction of useful signals, the active filters described above are used. The working bandwidth of the active filters is determined by the fifth and sixth filters 27 and 28. The width of the working transparency bands of these filters is the same and substantially less than the intermediate frequency bandwidths of the first and second mixers 2 and 3. When synchronizing the frequencies of the third 25 and fourth generators 26, the passband of the active filters performs scanning in the intermediate frequency range of the first and second mixers 2 and 3.

Зададим ширину полосы пропускания активного фильтра равной 10 МГц с граничными частотами f_пч=70±5 МГц. На фиг. 4 и 5 зазор между двойными линиями (в) и (d) соответствует заданной ширине полосы пропускания. Очевидно, что полезным будет сигнал, промежуточные частоты которого одновременно попадают в зазоры между линиями (в) или в зазоры между линиями (d). При этом значение сумм этих частот не будет зависеть от значений частот входных сигналов, а сама сумма будет всегда равна суммарной частоте, в рассматриваемом случае f_сум=1,7 ГГц. Например, входной сигнал с частотой 3,1 ГГц после преобразования будет образовывать в левой ветви схемы на фиг. 2 промежуточную частоту 1,1 ГГц, а в правой ветви - 0,6 ГГц. На фиг. 4 и 5 эти частоты помечены двойными линиями (d). Сумма этих частот равна суммарной частоте 1,7 ГГц. Аналогичное утверждение будет справедливым и для входного сигнала с частотой 2,87 ГГц. В этом случае в левой и правой ветвях схемы на фиг. 3 образуются сигналы с промежуточными частотами 0,87 ГГц и 0,83 ГГц (двойные линии (в) на фиг. 4 и 5), Сумма этих частот также будет равна суммарной частоте f_сум=1,7 ГГц.Let us set the bandwidth of the active filter equal to 10 MHz with the boundary frequencies f _pch = 70 ± 5 MHz. FIG. 4 and 5, the gap between the double lines (c) and (d) corresponds to the specified bandwidth. It is obvious that a signal will be useful, the intermediate frequencies of which simultaneously fall into the gaps between the lines (c) or into the gaps between the lines (d). The value of the sums of these frequencies will not depend on the values of the frequencies of the input signals, and the sum itself will always be equal to the total frequency, in this case f _sum = 1.7 GHz. For example, an input signal with a frequency of 3.1 GHz after conversion will form in the left branch of the circuit in FIG. 2 intermediate frequency 1.1 GHz, and in the right branch - 0.6 GHz. FIG. 4 and 5 these frequencies are marked with double lines (d). The sum of these frequencies is equal to the total frequency of 1.7 GHz. A similar statement will be true for the input signal with a frequency of 2.87 GHz. In this case, in the left and right branches of the circuit in FIG. 3 signals with intermediate frequencies of 0.87 GHz and 0.83 GHz (double lines (c) in Figs. 4 and 5) are formed. The sum of these frequencies will also be equal to the total frequency f _sum = 1.7 GHz.

Из вышесказанного следует, что перестройка третьего и четвертого генераторов 25 и 26 (фиг. 3) должна быть синхронной. При этом сумма частот генераторов при перестройке постоянна и отличается от суммарной частоты f_сум на величину 2f_пч, В рассматриваемом случае, при f_пч=70±5 МГц=0,07±0,005 ГГц и f_сум.=1,7 ГГц, величина суммы частот генераторов 25 и 26 (фиг. 3) будет равна 1,56 ГГц.From the above it follows that the restructuring of the third and fourth generators 25 and 26 (Fig. 3) must be synchronous. The sum frequency generators when rebuilding constant and different from the _sum of the sum frequency f _IF on the value 2f, In this case, f _IF = 70 MHz ± 5 = 0.07 ± 0.005 GHz and f _sum. = 1.7 GHz, the magnitude the sum of the frequencies of the oscillators 25 and 26 (Fig. 3) will be equal to 1.56 GHz.

В результате преобразовании частот на выходах смесителей 21, 22, 23 и 24 (фиг. 3) образуются комбинационные составляющие и гармоники, часть из которых попадает в рабочие полосы частот этих смесителей, что создает помехи работе активных фильтров. На фиг. 6 и 7 приведены частотные планы сигналов после первого преобразования смесителем 23 (фиг. 6) и после второго преобразования смесителем 24 (фиг. 7). По горизонтальным осям графиков в одинаковых масштабах отложены в ГГц частоты сигналов, а по вертикальным - порядки образовавшихся комбинационных составляющих Порядок комбинационной составляющей равен сумме коэффициентов (m+n), соответствующих номерам гармоник сигнала и гетеродина. Эти коэффициенты определяются известным соотношением для расчетов значений комбинационных частот f_к=|m⋅f_c±n⋅f_г| (см. соотношение (2)).As a result of frequency conversion at the outputs of the mixers 21, 22, 23 and 24 (Fig. 3), the combination components and harmonics are formed, some of which fall into the working frequency bands of these mixers, which interferes with the operation of active filters. FIG. 6 and 7 shows the frequency plans of the signals after the first conversion by the mixer 23 (FIG. 6) and after the second conversion by the mixer 24 (FIG. 7). The horizontal axes of the graphs show the same frequency scales in GHz as the signal frequencies, and the vertical axes show the orders of the resulting combinational components. The order of the combinational component is equal to the sum of the coefficients (m + n) corresponding to the harmonic and heterodyne numbers. These coefficients are determined by the well-known relation for calculating the values of the combination frequencies f _to = | m⋅f _c ± n гf _g | (see relation (2)).

Диапазоны входных и выходных частот смесителей на графиках помечены двумя вертикальными линиями, а частота гетеродина одной вертикальной линией. Комбинационные составляющие, рассчитанные с помощью соотношения (2), представлены на графиках в виде отрезков прямых линий параллельных горизонтальной оси. Диапазоны изменения частот комбинационных составляющих определяется проекцией этих линий на горизонтальную ось. Рядом с каждым отрезком приведены значения индексов тип, определяющие комбинационную составляющую. Первый индекс m соответствует гармонике входного сигнала смесителя, а второй индекс n - гармонике гетеродина. Для того чтобы эти отрезки не сливались друг с другом, они разнесены по вертикали пропорционально порядкам комбинационных составляющих. Заметим также, что величина порядка оценивает относительные значения величин мощности комбинационных составляющих. Известно, что с увеличением порядка мощность комбинационной составляющей уменьшается.The ranges of input and output frequencies of the mixers on the graphs are marked with two vertical lines, and the frequency of the local oscillator is one vertical line. Combination components calculated using relation (2) are represented in the graphs as straight line segments parallel to the horizontal axis. The frequency ranges of the combination components are determined by the projection of these lines on the horizontal axis. Next to each segment, the values of the type indices are given, which determine the combinational component. The first index m corresponds to the harmonic of the input signal of the mixer, and the second index n to the harmonic of the local oscillator. In order for these segments not to merge with each other, they are spaced vertically in proportion to the orders of the combinational components. Note also that the order value evaluates the relative values of the power values of the combinational components. It is known that with increasing order, the power of the combinational component decreases.

На фиг. 6 и 7 приведены все возможные комбинационные составляющие до девятого порядка включительно. Значения частот этих составляющих ограничиваются максимальными и минимальными значениями частот, нанесенных на горизонтальную ось. На фиг. 7 также приведены гармоники входных сигналов, которые рассчитывались до 28 порядка. Частоты комбинационных составляющих распределены по всей плоскости графика, однако нас в первую очередь интересуют те комбинационные составляющие, частоты которых попадают в диапазон выходных (промежуточных) частот. Из графика на фиг. 6 видно, что такой комбинационной составляющей является единственная составляющая с индексами (1, -1), являющаяся полезным сигналом с частотой (f_c - f_г). При обратном преобразовании частот (график на фиг. 7) в полосу выходных частот попадает полезный сигнал (f_c + f_г) с индексами (1, 1), а также 15-я и 16-я гармоники сигнала с индексами (15, 0) и (16, 0).FIG. 6 and 7 shows all possible combinational components up to the ninth order inclusive. The values of the frequencies of these components are limited to the maximum and minimum values of the frequencies plotted on the horizontal axis. FIG. 7 also shows the harmonics of the input signals, which were calculated to 28 order. The frequencies of the combination components are distributed throughout the entire plane of the graph, but we are primarily interested in those combination components whose frequencies fall within the range of output (intermediate) frequencies. From the graph in FIG. 6 that this combination component is the only component with indices (1, -1), which is a useful signal with a frequency (f _c - f _g ). In the case of the inverse frequency conversion (graph in Fig. 7), a useful signal falls in the output frequency band (f _c + f _g ) with indices (1, 1), as well as the 15th and 16th harmonics of the signal with indices (15, 0 ) and (16, 0).

Значение частот третьего и четвертого перестраиваемых генераторов 25 и 26 (фиг. 3) отличаются от значений входных частот шестого и седьмого смесителей 21 и 23 на величину, равную значению рабочей частоты активных фильтров f_пч=0,07 ГГц, формируемых пятым и шестым фильтрами 27 и 28. При настройке активного фильтра в левой ветви схемы на фиг. 3 на частоту 1,1 ГГц и на сопряженную с ней частоту 0,6 ГГц в правой ветви (двойные линии (d) на фиг. 4 и 5) соответствующие частоты перестраиваемых генераторов 25 и 26 (фиг. 3) будут равны 1,03 ГГц и 0,53 ГГц (сумма частот перестраиваемых генераторов постоянна и равна в рассматриваемом примере величине 1,56 ГГц).The frequencies of the third and fourth tunable oscillators 25 and 26 (Fig. 3) differ from the values of the input frequencies of the sixth and seventh mixers 21 and 23 by an amount equal to the operating frequency of the active filters f _p = 0.07 GHz, formed by the fifth and sixth filters 27 and 28. When configuring the active filter in the left branch of the circuit in FIG. 3 at a frequency of 1.1 GHz and at a frequency of 0.6 GHz associated with it in the right branch (double lines (d) in Fig. 4 and 5) the corresponding frequencies of tunable oscillators 25 and 26 (Fig. 3) will be equal to 1.03 GHz and 0.53 GHz (the sum of the frequencies of tunable oscillators is constant and in this example is equal to 1.56 GHz).

Таким образом, приведенный пример показывает, что при сканировании в диапазоне промежуточных частот все комбинационные составляющие, кроме полезных сигналов, будут проигнорированы, поскольку вероятность попадания в полосу рабочих частот двух комбинационных составляющих, сумма частот которых равна суммарной частоте f_сум, близка к нулю. Даже если возникнет такая ситуация, это не будет затруднять идентификацию частот, поскольку комбинационные составляющие, удовлетворяющие равенству суммы частот этих составляющих суммарной частоте, возможны только при попадании в рабочую полосу частот активных фильтров частот полезных сигналов.Thus, the given example shows that when scanning in the range of intermediate frequencies all combinational components, except for useful signals, will be ignored, since the probability of falling into the operating frequency band of two combinational components, the sum of frequencies of which is equal to the total frequency f _sum , is close to zero. Even if such a situation arises, it will not complicate the identification of frequencies, since combinational components that satisfy the equality of the sum of the frequencies of these components to the total frequency are possible only when active filters of the useful signals fall into the working frequency band.

Единственными сигналами, существующими в активных фильтрах, которые не зависят от входных полезных сигналов и могут создать помеху работе приемного устройства, являются колебания перестраиваемых генераторов 25 и 26 (фиг. 3). Однако они не будут мешать процессу идентификации частот, поскольку сумма частот этих сигналов будет отличаться от суммарной частоты на величину равную 2f_пч, и в рассматриваемом примере будет равна 1,56 ГГц. Напомним, что f_сум.=1,7 ГГц. Кроме того, этот суммарный сигнал может быть достаточно эффективно подавлен с помощью фильтра 29.The only signals that exist in active filters that are independent of the input useful signals and can interfere with the operation of the receiving device are oscillations of tunable oscillators 25 and 26 (Fig. 3). However, they will not interfere with the frequency identification process, since the sum of the frequencies of these signals will differ from the total frequency by an amount equal to 2f _bees , and in the considered example it will be equal to 1.56 GHz. Recall that f _sum = 1.7 GHz. In addition, this total signal can be quite effectively suppressed using the filter 29.

Claims

Microwave receiver, containing the first input power divider into two channels, the first, second, third and fourth mixers, the first and second local oscillators, the second, third and fourth power dividers into two, the first, second, third and fourth intermediate frequency filters, the first identification block frequency and switch, the first output of the first input power divider is connected to the signal input of the first mixer, the output of which is connected to the intermediate frequency filter, and the second output of the first input power divider two is connected to the input of the second mixer, the output of which is connected to the second intermediate frequency filter, the output of the first local oscillator is connected to the input of the second power divider, the first and second outputs of which are connected to the heterodyne inputs of the first and third mixers, respectively, and the output of the second local oscillator is connected to the input the third power divider, the first and second outputs of which are connected to the heterodyne inputs of the second and third mixers, respectively, the output of the third mixer through the third filter is connected to The fourth power divider has two channels, the first output of which is connected to the first input of the frequency identification unit, and the fourth mixer output is connected to the fourth filter input, characterized in that the fifth, sixth and seventh power dividers are additionally introduced into two channels, the fifth, sixth, seventh , eighth and ninth mixers, fifth, sixth and seventh intermediate-frequency electrical filters, third and fourth heterodyne oscillators, a frequency identification unit and a control unit; the output of the first intermediate frequency filter is connected to the input of the fifth power divider, the first output of which is through the sixth mixer, the fifth filter, the seventh power divider, the seventh mixer is connected to the first input of the fifth mixer, the output of which is connected through the seventh filter to the second frequency identification block; the output of the intermediate frequency filter is connected to the input of the sixth power divider, the first output of which is through the eighth mixer, the sixth filter, the ninth mixer is connected to the second input of the fifth mixer, and the second outputs of the fifth and sixth power dividers are connected to two inputs of the fourth mixer; the outputs of the third tunable generator are connected to the heterodyne inputs of the sixth and seventh mixers, and the outputs of the fourth tunable generator are connected to the heterodyne inputs of the eighth and ninth mixers, and the output of the ninth mixer is connected to the second input of the fifth mixer; the output of the first frequency identification unit is connected to the first input of the control unit, and the output of the second frequency identification unit is connected to the second input of the control unit, the output of which is connected to the second input of the switch, the first input of which is connected to the second output of the seventh power divider; the switch output is the output of the microwave receiver.