RU9106U1

RU9106U1 - FREQUENCY INCREASING CONVERTER

Info

Publication number: RU9106U1
Application number: RU98107857/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Покатилов; М.Е. Галашин; В.К. Топорков; В.А. Анхим
Original assignee: Покатилов Александр Васильевич; Галашин Михаил Евгеньевич; Топорков Виктор Константинович; Анхим Вячеслав Алексеевич
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-01-16

Abstract

Частотный повышающий конвертер, содержащий первый смеситель и гетеродин, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является первым входом устройства, и полосовой фильтр промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу первого смесителя, при этом второй вход первого смесителя является вторым входом устройства, последовательно соединенные полосовой фильтр частоты f+ f, второй смеситель, полосовой фильтр частоты f+ f+ f+ f, третий смеситель и СВЧ усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные четвертый смеситель, первый вход которого подключен к выходу гетеродина, выполненного в виде высокочастотного генератора, а второй вход является третьим входом устройства, СВЧ делитель мощности и полосовой фильтр частоты f+ f, выход которого соединен с вторым входом второго смесителя, а также полосовой фильтр частоты f- f, включенный между вторым выходом СВЧ делителя мощности и вторым входом третьего смесителя, где f- частота входного сигнала устройства, f- частота гетеродинного сигнала первого смесителя, f- частота выходного сигнала СВЧ генератора, f- частота гетеродинного сигнала четвертого смесителя.A frequency boost converter comprising a first mixer and a local oscillator, characterized in that a series-connected intermediate frequency amplifier with adjustable gain, the input of which is the first input of the device, and an intermediate-frequency bandpass filter, the output of which is connected to the first input of the first mixer, are introduced, the second the input of the first mixer is the second input of the device, the bandpass filter of frequency f + f connected in series, the second mixer, the bandpass filter of frequency f + f + f + f, a thi mixer and a microwave amplifier with an adjustable gain, the output of which is the output of the device, a fourth mixer is connected in series, the first input of which is connected to the output of the local oscillator, made in the form of a high-frequency generator, and the second input is the third input of the device, a microwave power divider and a bandpass filter f + f, the output of which is connected to the second input of the second mixer, as well as a band-pass filter of frequency f- f, connected between the second output of the microwave power divider and the second input of the third a mixer where f- frequency of the signal input device, f- frequency LO signal of the first mixer, f- frequency of the microwave oscillator output, f- frequency LO signal of the fourth mixer.

Description

Заявляемая полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в телекоммуникации, связи, радиоизмерительной технике и др.The inventive utility model relates to radio engineering and can be used in telecommunications, communications, radio measuring equipment, etc.

Известен частотный повышающий конвертер, содержащий смеситель, гетеродин и передающую антенну 13.Known frequency boost converter containing a mixer, a local oscillator and a transmitting antenna 13.

Частота входного сигнала преобразуется в смесителе с помощью гетеродина в заданное значение и поступает на передающую антенну.The frequency of the input signal is converted in the mixer using a local oscillator to a predetermined value and fed to the transmitting antenna.

Известный частотный повышающий конвертер не обеспечивает повыщение частоты входного сигнала в щироком, более октавы, диапазоне при высокой избирательности, поскольку при такой широкой полосе необходимых частот выходного сигнала невозможно найти приемлемые соотнощения частот гетеродина и промежуточных частот и вследствие этого в выходном сигнале присутствуют составляющие комбинационных частот и частот гармонических составляющих входных и гетеродинных сигналов низких порядков, что приводит к ограничению диапазона рабочих частот и динамическогоThe known frequency boost converter does not provide an increase in the frequency of the input signal in a wide, more than an octave, range with high selectivity, since with such a wide band of the necessary frequencies of the output signal, it is impossible to find acceptable ratios of the local oscillator frequencies and the intermediate frequencies and, as a result, the components of the combination frequencies and frequencies of harmonic components of input and heterodyne signals of low orders, which leads to a limitation of the range of operating frequencies and dynamic

диапазона.range.

Техническим результатом данной полезной модели является создание частотного повышающего конвертера, обеспечивающего широкую, более октавы, полосу рабочих частот выходного сигнала при высокой избирательности.The technical result of this utility model is the creation of a frequency boost converter that provides a wide, more than an octave, band of operating frequencies of the output signal with high selectivity.

Указанный технический результат достигается в частотном повышающем конвертере, содержащем первый смеситель и гетеродин, в который, согласно заявляемой полезной модели, введены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является первым входом устройства, и полосовой фильтр промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу первого смесителя, при этом второй вход первого смесителя является вторым входом устройства, последовательно соединенные полосовой фильтр частоты fl+f2, второй смеситель, полосовой фильтр частоты fl+f2+f3+f4, третий смеситель и СБЧ усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные четвертый смеситель, первый вход которого подключен к выходу гетеродина, выполненного в виде СВЧ генератора, а второй вход- является третьим входом устройства, СВЧ делитель мощности и полосовой фильтр частоты f3+f4, выход которого соединен с вторым входом второго смесителя, а также полосовой фильтр частоты f3-f4, включенный между вторым выходом СВЧ делителя мощности и вторым входом третьего смесителя, где fl -частота входного сигнала устройства, f2 -частота гетеродинного сигнала первого смесителя, fS -частота выходного сигнала СВЧ генератора, f4 -частота гетеродинного сигнала четвертого смесителя.The specified technical result is achieved in a frequency upconverter containing a first mixer and a local oscillator, in which, according to the claimed utility model, a series-connected intermediate-frequency amplifier with an adjustable gain, the input of which is the first input of the device, and an intermediate-frequency bandpass filter, the output of which is connected, are introduced to the first input of the first mixer, while the second input of the first mixer is the second input of the device, a series-connected strip a second frequency filter fl + f2, a second mixer, a bandpass frequency filter fl + f2 + f3 + f4, a third mixer and an SBC amplifier with an adjustable gain, the output of which is the output of the device, a fourth mixer connected in series, the first input of which is connected to the local oscillator output, made in the form of a microwave generator, and the second input is the third input of the device, a microwave power divider and a bandpass filter of frequency f3 + f4, the output of which is connected to the second input of the second mixer, as well as a bandpass filter of frequency f3-f4, included between to the second output of the microwave power divider and the second input of the third mixer, where fl is the frequency of the input signal of the device, f2 is the frequency of the heterodyne signal of the first mixer, fS is the frequency of the output signal of the microwave generator, f4 is the frequency of the heterodyne signal of the fourth mixer.

Наличие в устройстве дополнительных смесителей, СВЧ генератора, полосовых фильтров и СЕЧ делителя мощности совместно с СВЧ усилителем и усилителем промежуточной частоты с регулируемыми коэффициентами усиления позволяет осуществлять такое преобразование частоты входного сигнала, в результате которого все комбинационные составляющие входного и гетеродинного сигналов на выходе устройства отсутствуют. Это достигается тем, что величина второй промежуточной частоты выбрана на порядок большей диапазона возможных значений частоты необходимого выходного сигнала Гвых. fl+f2+2f4, т.е. fH-f2+f3+f4 10 (Гвых.тах-Гвых.т1п), в этом случае гармоники входного и гетеродинного сигналов далеко отстоят от частоты входного сигнала и поэтому легко фильтруются. Указанные преобразования могут осущебтвляться в широком динамическом диапазоне и широком диапазоне частот, вплоть до октавного и более перекрытия диапазона формируемых частот, например, при формировании тестовых сигналов.The presence of additional mixers, a microwave generator, bandpass filters, and an SEC power divider in the device together with a microwave amplifier and an intermediate frequency amplifier with adjustable gain factors allows such a frequency conversion of the input signal, as a result of which all combinational components of the input and local oscillator signals are absent at the output of the device. This is achieved by the fact that the value of the second intermediate frequency is selected by an order of magnitude larger than the range of possible frequency values of the required output signal Gout. fl + f2 + 2f4, i.e. fH-f2 + f3 + f4 10 (Gvyh.ah-Gvyh.t1n), in this case, the harmonics of the input and heterodyne signals are far from the frequency of the input signal and therefore are easily filtered. These transformations can be carried out in a wide dynamic range and a wide range of frequencies, up to an octave or more overlap of the range of generated frequencies, for example, when generating test signals.

На чертеже приведена структурная электрическая схема частотного повышающего конвертера.The drawing shows a structural electrical circuit of a frequency boost converter.

Частотный повышающий конвертер содержит последовательно соединенные усилитель 1 промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, полосовой фильтр 2 промежуточной частоты, первый смеситель 3, полосовой фильтр 4 частоты fH-f2, второй смеситель 5, полосовой фильтр б частоты fl+f2+f3+f4, третий смеситель 7 и СВЧ усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления, последовательно соединенные гетеродин, выполненный в виде СВЧ генератора 9, четвертый смеситель 10, СВЧ делитель мощности 11 и полосовой фильтр 12 частоты f3+f4, а также полосовойThe frequency upconverter contains a series-connected intermediate frequency amplifier 1 with adjustable gain, an intermediate-frequency bandpass filter 2, a first mixer 3, a frequency bandpass filter 4 fH-f2, a second mixer 5, a band-pass filter b frequency fl + f2 + f3 + f4, the third mixer 7 and a microwave amplifier 8 with adjustable gain, serially connected local oscillator, made in the form of a microwave generator 9, the fourth mixer 10, a microwave power divider 11 and a bandpass filter 12 of frequency f3 + f4, as well as a bandpass

фильтр 13 частоты f3-f4.filter 13 frequency f3-f4.

Частотный повьшающий конвертер работает следующим образом.Frequency boost converter works as follows.

Входной сигнал промежуточной частоты f1 поступает на вход устройства, а именно, на вход усилителя 1 промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, который позволяет (|юрмировать сигналы в широком динамическом диапазоне. После усиления сигнал фильтруется с помощью фильтра 2 и поступает на первый смеситель 3. На второй вход смесителя 3 подается сигнал с частотой f, в качестве которого может быть использован сигнал от отдельного источника, или, при использовании совместно с частотным понижающим конвертером, например, в телекоммуникационных системах,- сигнал с второго выхода частотного понижающего конвертера. На выходе смесителя 3 сигнал суммарной частоты fH-f2 фильтруется полосовым фильтром 4 и подается на второй смеситель 5, где смещивается с сигналом частоты f3-t-f4. Этот сигнал получается в результате смешивания в четвертом смесителе 10 сигнала СВЧ генератора 9 с частотой f3 с сигналом частоты f4, поступающим на второй вход смесителя 10 и последующего выделения с помощью полосового фильтра 12 сигнала с частотой f3+f4. При использовании заявляемого частотного повышающего конвертера, например, для формирования тестовых сигналов в широком диапазоне частот в качестве источника сигнала частоты f4 может служить синтезатор. На выходе смесителя 5 включен фильтр 6, который выделяет сигнал с частотой fl+f2+f3+f4. В третьем смесителе 7 этот сигнал смешивается с сигналом разностной частоты f3-f4, поступающей со второго выхода СВЧ делителя мощности 11, в результате чего на выходе третьего смесителя 7 получается разностный сигнал частоты fl+f2+f3-ff4-f3+f4 fl+f2+2f4. Этот сигнал усиливается СВЧ усилителем том усиления и поступает на выход 8 с регулируемым коэффициенустройства.The input signal of the intermediate frequency f1 is fed to the input of the device, namely, to the input of the intermediate frequency amplifier 1 with an adjustable gain that allows you to (| adjust the signals in a wide dynamic range. After amplification, the signal is filtered using filter 2 and fed to the first mixer 3. At the second input of mixer 3, a signal with a frequency f is supplied, which can be used as a signal from a separate source, or, when used in conjunction with a frequency down converter, for example, in telecommunications in signaling systems, the signal from the second output of the frequency down converter. At the output of mixer 3, the signal of total frequency fH-f2 is filtered by a band-pass filter 4 and fed to the second mixer 5, where it is shifted with the frequency signal f3-t-f4. This signal is obtained by mixing in the fourth mixer 10 of the signal of the microwave generator 9 with a frequency f3 with a signal of frequency f4 supplied to the second input of the mixer 10 and subsequent extraction using a band-pass filter 12 of a signal with a frequency of f3 + f4. When using the inventive frequency boost converter, for example, to synthesize test signals in a wide frequency range, a synthesizer can serve as a signal source of frequency f4. At the output of the mixer 5, a filter 6 is included, which selects a signal with a frequency fl + f2 + f3 + f4. In the third mixer 7, this signal is mixed with the difference frequency signal f3-f4 coming from the second output of the microwave power divider 11, as a result of which the difference signal of the frequency fl + f2 + f3-ff4-f3 + f4 fl + f2 is obtained at the output of the third mixer 7 + 2f4. This signal is amplified by a microwave amplifier, the gain volume and goes to output 8 with an adjustable coefficient of the device.

Источники информации:Sources of information:

1. Л.Уоллер. Разработка нового авиационного электронного оборудования. - Электроника, 1986г., т.59, N 10 (743), с.3,4.1. L. Waller. Development of new aviation electronic equipment. - Electronics, 1986, t. 59, N 10 (743), p. 3.4.

Claims

A frequency boost converter comprising a first mixer and a local oscillator, characterized in that a series-connected intermediate-frequency amplifier with an adjustable gain is introduced, the input of which is the first input of the device, and an intermediate-frequency bandpass filter, the output of which is connected to the first input of the first mixer, while the second the input of the first mixer is the second input of the device, the bandpass filter of frequency f ₁ + f ₂ connected in series, the second mixer, the bandpass filter of frequency f ₁ + f ₂ + f ₃ + f ₄ , the third mixer and microwave amplifier with adjustable gain, the output of which is the output of the device, the fourth mixer is connected in series, the first input of which is connected to the output of the local oscillator, made in the form of a high-frequency generator, and the second input is the third input of the device, microwave power divider and a bandpass filter frequency f ₃ + f ₄ whose output is coupled to a second input of the second mixer and a bandpass filter frequency f ₃ - f _4, connected between the second output of the microwave power divider, and sec th input of the third mixer where f ₁ - input device signal frequency, f ₂ - LO frequency signal of the first mixer, f ₃ - frequency microwave oscillator the output signal, f ₄ - frequency LO signal of the fourth mixer.