RU9107U1

RU9107U1 - FREQUENCY REDUCING CONVERTER

Info

Publication number: RU9107U1
Application number: RU98107862/20U
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 понижающий конвертер, содержащий первый смеситель и гетеродин, отличающийся тем, что в него введены СВЧ усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является входом устройства, а выход подсоединен к первому входу первого смесителя, последовательно соединенные полосовой фильтр частоты f+ f- f, второй смеситель, полосовой фильтр частоты f- 2f, третий смеситель, полосовой фильтр частоты f- 2f- fи усилитель промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, последовательно соединенные четвертый смеситель, первый вход которого подсоединен к выходу гетеродина, который выполнен в виде первого СВЧ генератора, а второй вход является вторым входом устройства, первый СВЧ делитель мощности и полосовой фильтр частоты f- f, выход которого подсоединен к второму входу первого смесителя, полосовой фильтр частоты f+ f, включенный между вторым выходом первого СВЧ делителя мощности и вторым входом второго смесителя, последовательно соединенные второй СВЧ генератор и второй СВЧ делитель мощности, первый выход которого подсоединен к второму входу третьего смесителя, а второй выход является вторым выходом устройства, где f- частота входного сигнала, f- частота гетеродинного сигнала четвертого смесителя, f- частота выходного сигнала первого СВЧ генератора, f- частота выходного сигнала второго СВЧ генератора.Frequency down converter containing the first mixer and local oscillator, characterized in that a microwave amplifier with adjustable gain is introduced into it, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the first mixer, the frequency bandpass filter f + f- f is connected in series, the second mixer, f-2f bandpass filter, third mixer, f-2f- f bandpass filter and variable-frequency intermediate-frequency amplifier, fourth mixer connected in series, ne the first input of which is connected to the output of the local oscillator, which is made in the form of a first microwave generator, and the second input is the second input of the device, the first microwave power divider and a band pass filter f-f, the output of which is connected to the second input of the first mixer, a band pass filter f + f connected between the second output of the first microwave power divider and the second input of the second mixer, the second microwave generator and the second microwave power divider, the first output of which is connected to the second input of the third rer and a second output is the second output device, wherein the input signal frequency f-, f- frequency LO signal of the fourth mixer, f- frequency of the first microwave signal generator output, f- frequency of the second microwave generator output signal.

Description

Заявляемая полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в теле1юммуникации, связи, радиоизмерительной технике и др.The inventive utility model relates to radio engineering and can be used in telecommunications, communications, radio measurement technology, etc.

Известен частотный понижающий конвертер, содержащий приемную антенну, смеситель и гетеродин 1.Known frequency down converter containing a receiving antenna, mixer and local oscillator 1.

Принятый приемной антенной сигнал преобразуется в смесителе с помощью гетеродина в сигнал промежуточной частоты, и затем поступает на выход устройства.The signal received by the receiving antenna is converted in the mixer using a local oscillator into an intermediate frequency signal, and then it is output to the device.

Известный частотный понижающий конвертер не обеспечивает работу с входными сигналами в широкой, более октавы, полосе частот при высокой избирательности, поскольку при такой щирокой полосе заданных частот входного сигнала невозможно найти приемлемые соотношения частоты гетеродина и промежуточной частоты, вследствие чего в выходном сигнале присутствуют составляющие комбинационных частот и частот гармонических составляющих входных и гетеродинных сигналов низких порядков, которые уменьшают полосу рабочих частот и динамический диапазон входных сигналов.The known frequency down converter does not provide operation with input signals in a wide, more than octave, frequency band at high selectivity, since with such a wide band of given input signal frequencies it is impossible to find acceptable ratios of the local oscillator frequency and the intermediate frequency, as a result of which the components of the combination frequencies are present in the output signal and frequencies of harmonic components of input and heterodyne signals of low orders, which reduce the operating frequency band and dynamic range he has input signals.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание частотного понижающего конвертера, обеспечивающего широкую, более октавы, полосу рабочих частот входного сигнала.The technical result of the claimed utility model is the creation of a frequency down converter that provides a wide, more than an octave, operating frequency band of the input signal.

при при высокой избирательности.with high selectivity.

Указанный технический результат достигается в частотном понижающем конвертере, содержащем первый смеситель и гетеродин, в который, согласно заявляемой полезной модели, введены СВЧ усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является входом устройства, а выход - подсоединен к первому входу первого смесителя, последовательно соединенные полосовой фильтр частоты fl+f3-f2, второй смеситель, полосовой фильтр частоты fl-2f2, третий смеситель, полосовой фильтр частоты fl-2f2-f4 и усилитель промежуточной частоты с регулируемым коэффициентом усиления, последовательно соединенные четвертый смеситель, первый вход которого подсоединен к выходу гетеродина, выполненному в виде первого СВЧ генератора , а второй вход - является вторым входом устройства, первый СВЧ делитель мощности и полосовой фильтр частоты f3-f2, выход которого подсоединен к второму входу первого смесителя, полосовой фильтр частоты f3-ff2, включенный между вторым выходом первого СВЧ делителя мощности и вторым входом второго смесителя, последовательно соединенные второй СВЧ генератор и второй СВЧ делитель мощности, первый выход которого подсоединен к второму входу третьего смесителя, а второй выход - является вторым выходом устройства, где fl -частота входного сигнала устройства, f2 -частота гетеродинного сигнала четвертого смесителя, f3 -частота выходного сигнала первого СВЧ генератора, Г4 -частота выходного сигнала второго СВЧ генератора.The specified technical result is achieved in a frequency downconverter containing a first mixer and a local oscillator, in which, according to the claimed utility model, a microwave amplifier with adjustable gain is introduced, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the first mixer, connected in series with fl + f3-f2 frequency filter, second mixer, fl-2f2 frequency bandpass filter, third mixer, fl-2f2-f4 frequency bandpass filter and intermediate frequency amplifier with adjustable coefficient gain factor, the fourth mixer is connected in series, the first input of which is connected to the local oscillator output, made in the form of the first microwave generator, and the second input is the second input of the device, the first microwave power divider and a band-pass frequency filter f3-f2, the output of which is connected to the second input the first mixer, a band-pass filter of frequency f3-ff2, connected between the second output of the first microwave power divider and the second input of the second mixer, the second microwave generator and the second microwave divider can be connected in series the first output of which is connected to the second input of the third mixer, and the second output is the second output of the device, where fl is the frequency of the input signal of the device, f2 is the frequency of the heterodyne signal of the fourth mixer, f3 is the frequency of the output signal of the first microwave generator, and G4 is the frequency of the output signal of the second microwave generator.

Наличие в устройстве дополнительных смесителей и полосовых фильтров, СВЧ делителей мощности и двух СВЧ генераторов, а также усилителей СВЧ и промежуточной частоты с регулируемыми коэффициентами усиления позволяет осуществлять такое преобразование частоты входного сигнала, в результате которого все комбинационные составляющие входного сигнала и гетеродинного сигнала на выходе устройства отсутствуют. Это достигается тем, что величина первой промежуточной частоты имеет значение, на порядок большее, диапазона возможных значений частоты входного сигнала, т.е. (fl+f3-f2)fпромежуточной частоты 10 (flmax - flmin), вследствие чего гармоники входного и гетеродинного сигналов далеко отстоят от частоты входного сигнала и поэтому легко фильтруются. Указанные преобразования могут осуществляться в широком динамическом диапазоне входных сигналов и широком диапазоне их частот, а именно, вплоть до октавного и более перекрытия диапазона частот входных сигналов, т.е. log (flmax/flmin)l.The presence in the device of additional mixers and band-pass filters, microwave power dividers and two microwave generators, as well as microwave and intermediate frequency amplifiers with adjustable amplification factors allows such a conversion of the input signal frequency, as a result of which all the combination components of the input signal and the local oscillator signal at the output of the device are absent. This is achieved by the fact that the value of the first intermediate frequency has a value, an order of magnitude greater, of the range of possible values of the frequency of the input signal, i.e. (fl + f3-f2) f of intermediate frequency 10 (flmax - flmin), as a result of which 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 of input signals and a wide range of their frequencies, namely, up to an octave or more overlapping frequency range of input signals, i.e. log (flmax / flmin) l.

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

Частотный понижающий конвертер содержит последовательно соединенные СВЧ усилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления, первый смеситель 2, полосовой фильтр 3 частоты fH-f3-f2, второй смеситель 4, полосовой фильтр 5 частоты fl-2f2, третий смеситель б, полосовой фильтр 7 частоты fl-2f2-f4 и усилитель промежуточной частоты 8 с регулируемым коэффициентом усиления, последовательно соединенные первый СВЧ генератор 9, четвертый смеситель 10, первый СВЧ делитель мощности 11, полосовой фильтр 12 частоты f3-f2, а также полосовой фильтр 13 частоты f3-f2, и последовательно соединенные второй СВЧ генератор 14 и второй СВЧ делитель мощности 15.The frequency downconverter contains a series-connected microwave amplifier 1 with adjustable gain, the first mixer 2, the bandpass filter 3 of the frequency fH-f3-f2, the second mixer 4, the bandpass filter 5 of the frequency fl-2f2, the third mixer b, the bandpass filter 7 of the frequency fl- 2f2-f4 and an intermediate-frequency amplifier 8 with adjustable gain, serially connected to the first microwave generator 9, the fourth mixer 10, the first microwave power divider 11, band-pass filter 12 of frequency f3-f2, and also band-pass filter 13 of frequency f3-f2, and then The second microwave generator 14 and the second microwave power divider 15 are flattely connected.

устройства, а именно, на вход усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления, юэторый позволяет осуществлять прием сигналов в широком динамическом диапазоне. После усиления входной сигнал поступает на вход смесителя 2, на второй вход которого подается сигнал с частотой f3-f2. Этот сигнал формируется в результате смешивания сигнала с частотой f3 первого СВЧ генератора 9 и сигнала с частотой f2 в смесителе 10 и последуюш,его выделения из смеси сигналов на выходе смесителя сигнала разностной частоты f3-f2 полосовым фильтром 12, включенным на первом выходе первого СВЧ делителя мощности. В качестве источника сигнала частоты Г2 может служить синтезатор, например, при использовании устройства в качестве анализатора сигналов в радиоизмерительной технике. Сигнал суммарной частоты f3+f2 на выходе смесителя 10 выделяется полосовым фильтром 13, включенным на втором выходе первого СВЧ делителя .device, namely, at the input of an amplifier 1 with an adjustable gain, which allows receiving signals in a wide dynamic range. After amplification, the input signal is fed to the input of mixer 2, to the second input of which a signal with a frequency f3-f2 is applied. This signal is formed as a result of mixing a signal with a frequency f3 of the first microwave generator 9 and a signal with a frequency f2 in the mixer 10 and thereafter, its separation from the mixture of signals at the output of the mixer of the signal of the difference frequency f3-f2 with a band-pass filter 12, included at the first output of the first microwave divider power. A synthesizer can serve as a source of a frequency signal G2, for example, when using the device as a signal analyzer in radio measurement technology. The signal of the total frequency f3 + f2 at the output of the mixer 10 is allocated by a band-pass filter 13, included at the second output of the first microwave divider.

Полосовой фильтр 3, включенный на выходе смесителя 2, выделяет сигнал с частотой fl-ff3-f2, который поступает на первый вход смесителя 4, На второй вход смесителя 4 подается сигнал суммщ)ной частоты f3-ff2, выделенный полосовым фильтром 13. Полосовой фильтр 5, включенный на выходе смесителя 4, выделяет сигнал с разностной частотой fl-i-f3-f2-f3-f2 fl-2f2. Этот сигнал смешивается в смесителе 6 с выходным сигналом частоты f4 второго СВЧ генератора 14. Часть выходного сигнала СВЧ генератора 14, ответвляемая с помош ю СВЧ делителя 15, может быть использована в качестве гетеродинного сигнала для частотного повышающего конвертера в случае их совместного использования, например, в ретрансляторах.The band-pass filter 3, included at the output of the mixer 2, selects a signal with the frequency fl-ff3-f2, which is fed to the first input of the mixer 4. The signal of the sum frequency f3-ff2, allocated by the band-pass filter 13, is applied to the second input of the mixer 4. 5, turned on at the output of mixer 4, selects a signal with a difference frequency fl-i-f3-f2-f3-f2 fl-2f2. This signal is mixed in the mixer 6 with the output signal of the frequency f4 of the second microwave generator 14. A part of the output signal of the microwave generator 14, branched with the help of the microwave divider 15, can be used as a heterodyne signal for the frequency boost converter if they are used together, for example, in repeaters.

деляет сигнал разностной частоты fl-2f2-f4, который усиливается усилителем промежуточной частоты 8 с регулируемым коэффициентом усиления. Усиленный сигнал промежуточной частоты поступает на выход устройства.divides the differential frequency signal fl-2f2-f4, which is amplified by an intermediate frequency amplifier 8 with an adjustable gain. An amplified intermediate frequency signal is output from the device.

Источники информации: 1.Л.Уоллер. Разработка нового оборудования. Электроника,1986г., авиационного электронного т.59, N10(743),с.3,4.Sources of information: 1. L. Waller. Development of new equipment. Electronics, 1986., Aviation Electronic vol. 59, N10 (743), p. 3.4.

Claims

A frequency down converter containing a first mixer and a local oscillator, characterized in that a microwave amplifier with adjustable gain is introduced into it, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the first mixer, a frequency bandpass filter f ₁ + f ₃ - connected in series f ₂ , second mixer, band-pass filter of frequency f ₁ - 2f ₂ , third mixer, band-pass filter of frequency f ₁ - 2f ₂ - f ₄ and an intermediate frequency amplifier with adjustable gain, connected in series fourth a mixer, the first input of which is connected to the output of the local oscillator, which is made in the form of a first microwave generator, and the second input is the second input of the device, the first microwave power divider and a bandpass frequency filter f ₃ - f ₂ , the output of which is connected to the second input of the first mixer, a strip a frequency filter f ₃ + f ₂ connected between the second output of the first microwave power divider and the second input of the second mixer, the second microwave generator and the second microwave power divider in series, the first output of which is connected to the second the input of the third mixer, and the second output is the second output of the device, where f ₁ is the frequency of the input signal, f ₂ is the frequency of the heterodyne signal of the fourth mixer, f ₃ is the frequency of the output signal of the first microwave generator, f ₄ is the frequency of the output signal of the second microwave generator.