Радиоприемное устройство СВЧ Российский патент 2019 года по МПК H04B1/26 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных СВЧ радиоприемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радиопротиводействия и радионаблюдения.

Известно супергетеродинное радиоприемное устройство, которое содержит последовательно включенные входной фильтр (преселектор), смеситель с гетеродином, фильтр промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов. Принятый радио-сигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Диапазон частот входных сигналов ограничен входным фильтром, который также используется для подавления «зеркального» канала приема. (Н.И. Чистяков, М.В. Сидоров, В.С. Мельников. Радиоприемные устройства, «Связьиздат», Москва, 1959 г., стр. 17).

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.

Известно также супергетеродинное радиоприемное устройство, в котором для повышения избирательности применено двойное преобразование частот. Устройство содержит последовательно включенные входной фильтр, первый смеситель с первым гетеродином, фильтр первой промежуточной частоты, усилитель первой промежуточной частоты, второй смеситель со вторым гетеродином, фильтр второй промежуточной частоты, усилитель второй промежуточной частоты и выходное устройство обработки радиосигналов. Принятый радиосигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход первого смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр первой промежуточной частоты и усилитель первой промежуточной частоты поступает на сигнальный вход второго смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр второй промежуточной частоты и усилитель второй промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Значение первой промежуточной частоты выбирается меньше значения несущей частоты входного сигнала и больше значения второй промежуточной частоты. Причем величина первой промежуточной частоты выбирается возможно более высокой, а величина второй промежуточной частоты возможно более низкой. Это существенно увеличивает избирательность и уменьшает коэффициент шума приемного устройства (В.И. Сифоров. Радиоприемники сверхвысоких частот. «Воениздат», Москва, 1957 г., стр. 551-554).

К недостаткам рассмотренного устройства следует отнести возможность попадания комбинационных частот низких порядков, порожденных этим устройством, при первом преобразовании, которые попадают в диапазон промежуточных частот первого преобразователя частоты..

Общими признаками аналогов изобретения являются смесители с гетеродинами, фильтры промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является приемное устройство, описанное в патенте РФ №2573780 от 08.07.2014 г., «Радиоприемное устройство СВЧ», которое выбрано в качестве прототипа.

Структурная схема прототипа показана на фиг. 1. Устройство (прототип) содержит входной делитель мощности 1, два смесителя первой ступени преобразования частот 2 и 3, два гетеродинных генератора 4 и 5, два делитель мощности 6 и 7, фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования 11 и 12, два смесителя второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточной частоты второй ступени преобразования 13 и 14, делитель мощности на два 8, устройство идентификации частот 15, включающее в себя амплитудные и фазовый детекторы и выключатель 16.

Устройство (прототип) содержит два приемных канала - основной канал, содержащий смеситель 2 и гетеродин 4, и дополнительный канал, содержащий смеситель 3 и гетеродин 5. Каналы отличаются настройкой частот гетеродинов 4 и 5. Если основной приемный канал использует нижнюю настройку частоты гетеродина (частота гетеродина ω_гн меньше частот входных сигналов ω_гн<ω_с), то дополнительный канал должен использовать гетеродин с верхней настройкой частоты (частота гетеродина этого канала ω_гв больше частот входных сигналов ω_гв>ω_с). Упомянутые настройки каналов обязательно должны быть разными. Частоты гетеродинов и фильтров промежуточных частот каналов выбирают таким образом, чтобы рабочие диапазоны промежуточных частот основного и дополнительного каналов были одинаковыми. Оба канала принимают один и тот же входной сигнал с частотой ω_с. При этом в полосе промежуточных частот основного канала образуются полезные сигналы с частотами (ω_с-ω_гн) и фазой (ϕ_с-ϕ_гн), а в полосе промежуточных частот дополнительного канала с частотой (ω_гв-ω_с) и фазой (ϕ_гв-ϕ_с).

Здесь ϕ_с, ϕ_гн и ϕ_гв фазы входного и гетеродинных сигналов. Возможен вариант, когда основной канал использует верхнюю настройку гетеродина, а дополнительный канал - нижнюю, что не меняет принципа работы приемного устройства.

Частота сигнала первой промежуточной частоты, образуемого в дополнительном канале на выходе фильтра 12 (фиг. 1), равна (ω_гв-ω_с). После двойного преобразования с помощью смесителей 9 и 10 она становится равной частоте первой промежуточной частоты основного канала (ω_с-ω_гн). Фаза преобразованного сигнала также будет равна фазе сигнала первой промежуточной частоты основного канала (ϕ_с-ϕ_гн). Это справедливо только для входных сигналов, частоты которых находятся в диапазоне входных частот приемного устройства. Таким образом, равенство фаз и частот преобразованных сигналов является признаком полезных сигналов. По этим признакам можно с большой степенью точности идентифицировать полезные сигналы, поступающие на вход приемного устройства и отличать их от «паразитных» сигналов, образующихся во входных цепях.

Важным свойством смесителей, входящих в состав приемного устройства, является ограничение ширины диапазонов промежуточных частот величиной, равной одной октаве. Октава определяется отношение граничных частот диапазона, которое равно 2, т.е. ω_max/ω_min=2, где ω_max и ω_min - граничные частоты рабочего диапазона частот. При превышении этого значения в диапазон промежуточных частот попадают гармоники промежуточной частоты и в том числе вторая гармоника 2⋅ω_пч=2⋅ω_с-2⋅ω_г для нижней настройки гетеродина и 2⋅ω_г-2⋅ω_с для верхней настройки, что создает помехи работе приемного устройства и также приводит к существенному уменьшению динамического диапазона.

Известно, что при гетеродинном преобразовании частот абсолютная ширина диапазона преобразуемых частот остается постоянной, т.е. при заданных значениях полосы промежуточных частот Δω_пч и заданном значении частоты гетеродина ширина диапазона частот входных сигналов Δω_с всегда равна ширине диапазона промежуточных частот (Δω_с=Δω_пч), т.е. ширина полосы частот входных сигналов Δω_с ограничивается шириной полосы промежуточных частот Δω_пч, а ширина полосы промежуточных частот ограничивается шириной в одну октаву. Например, при разбиении диапазона входных частот приемного устройства на поддиапазоны и последовательного их просмотра путем перемещения вниз по оси частот за счет уменьшения частоты гетеродинного сигнала при постоянном значении абсолютной полосы промежуточных частот значение относительной ширины полосы промежуточных частот увеличивается и ограничивается шириной в одну октаву, т.е., при изначально заданной и постоянной ширине промежуточных частот Δω_пч, равной одной октаве, ширина поддиапазона частот входных сигналов не может превышать значение Δω_пч что и ограничивает максимально возможную ширину диапазона входных сигналов и является основным недостатком таких приемных устройств.

Таким образом, недостатком приемного устройства - прототипа является узкая максимальная полоса частот входных сигналов, не превышающая величину, равную ширине диапазона промежуточных частот в одну октаву.

Общие признаки прототипа и изобретения являются делители мощности на два 1, 6, 7 и 8, смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, гетеродины 4 и 5, фильтры первых промежуточных частот первой ступени преобразования частот 11 и 12, смесители второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования 13 и 14, блок идентификации частот 15 и выключатель 16.

Техническая задача изобретения - увеличение максимальной полосы частот входных сигналов.

Техническим результатом изобретения является увеличение максимальной полосы рабочих частот входных сигналов в два раза при сохранении достигнутом в прототипе уровня динамического диапазона приемного устройства порядка 80 дБ.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что радиоприемное устройство СВЧ содержит - первый входной делитель мощности на два, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, первый и второй гетеродины, второй и третий делители мощности на два, первый и второй фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования частот, третий и четвертый смесители второй ступени преобразования частот, третий и четвертый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования, четвертый делитель мощности на два, блок идентификации частот и выключатель, причем первый выход первого входного делителя мощности на два соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот соединен с входом четвертого делителя мощности на два, первый выход которого соединен с первым входом выключателя, второй выход первого входного делителя мощности на два соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот, выход которого через второй фильтр промежуточной частоты соединен с входом третьего смесителя второй ступени преобразования частот, выход которого через третий фильтр промежуточных частот соединен со входом четвертого смесителя второй ступени преобразования частот при этом первый выход четвертого делителя мощности на два соединен с первым входом блока идентификации частот, а выход четвертого смесителя второй ступени преобразования частот через четвертый фильтр промежуточных частот соединен со вторым входом блока идентификации частот, выход которого соединен со вторым входом выключателя при этом первый выход второго делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом первого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, первый выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом второго смесителя, а второй выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, при этом - дополнительно введены пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры, пятый и шестой смесители, второй блок идентификации частот и второй выключатель, вход пятого делителя мощности соединен с выходом первого фильтра, первый выход через пятый фильтр соединен со входом четвертого делителя мощности, а второй выход соединен через шестой фильтр, пятый смеситель, девятый фильтр, шестой смеситель и десятый фильтр с первым входом блока идентификации частот, вход шестого делителя мощности соединен с выходом второго фильтра, первый выход через седьмой фильтр соединен со входом девятого делителя мощности, а второй выход соединен через восьмой фильтр со входом третьего смесителя, первый выход девятого делителя мощности соединен со вторым входом блока идентификации частот, а второй выход соединен с первым входом выключателя, выход второго блока идентификации частот соединен со вторым входом второго выключателя, второй выход второго делителя мощности соединен со входом седьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, второй выход третьего делителя мощности соединен со входом восьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя и выход второго выключателя.

Поставленная задача в приемном устройстве решается путем одновременного двукратного преобразования частот не только в дополнительном канале, но также и в основном канале второй ступени преобразования частот приемного устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена структурная схема приемного устройства - прототип.

На фиг. 2 приведена структурная схема приемного устройства по изобретению.

На фиг. 3 приведены графики зависимости промежуточных частот первой ступени преобразования от значений частот входных сигналов приемного устройства СВЧ.

На фиг. 1 и 2 введены обозначения: 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности на два, 2 и 3 - первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, 9, 10, 22 и 23 - третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот, 4 и 5 - первый и второй гетеродинные генераторы, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот, 15 и 30 - первый и второй блоки идентификации частот, 16 и 31 - первый и второй выключатели.

Все делители мощности на два 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 имеют один входной и два выходных канала. Первый делитель мощности 1 работает в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ, второй, третий, седьмой и восьмой делители мощности на два 6, 7, 19 и 20 работают в диапазонах рабочих частот первого и второго гетеродинных генераторов 4 и 5, четвертый, пятый, шестой и девятый делители мощности на два 8, 17, 18 и 21 работают в диапазоне промежуточных частот. Первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3 работают в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ и отличаются частотами гетеродинных сигналов. Гетеродинные генераторы первой ступени преобразования частот 4 и 5 отличаются частотами генерируемых сигналов. Третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23 осуществляют преобразование промежуточных частот. Первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 содержит амплитудные и фазовые детекторы. Первый и второй выключатели 16 и 31 имеет первый высокочастотный вход, а также второй вход управляющих сигналов.

Все перечисленные выше устройства, входящие в состав схем на фиг. 1 и 2 в настоящее время широко применяются в технике СВЧ. Для расчета и проектирования этих устройств могут быть использованы имеющиеся пакеты прикладных программ, например, пакет программ фирмы «Applied Wave Research» «Microwave Office». В блоках идентификации частот 15 и 30 могут быть использованы амплитудные и фазовые детекторы или, например, микросхемы типа «AD8302» фирмы «Analog Devices».

В соответствии с фиг. 2 приемное устройство СВЧ содержит первый делитель мощности на два канала 1, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, первый и второй фильтры промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 и 12, первый и второй гетеродины 4 и 5, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой восьмой и девятый делители мощности на два 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20, 21, а также третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования частот 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29, первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 и первый и второй выключатели 16 и 31.

Первый выход первого делителя мощности на два 1 соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот 2, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 соединен со входом пятого делителя мощности на два 17, а второй выход первого делителя мощности на два 1 соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот 3, выход которого через второй фильтр первой промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 12 соединен со входом шестого делителя мощности на два 18.

Первый выход пятого делителя мощности на два 17 через пятый фильтр промежуточных частот 24 соединен со входом четвертого делителя мощности на два 8, а второй выход пятого делителя мощности 17 через шестой фильтр промежуточных частот 25, пятый смеситель второй ступени преобразования частот 22, девятый фильтр промежуточных частот 28, шестой смеситель второй ступени преобразования частот 23 и десятый фильтр промежуточных частот 29 соединен с первым входом второго блока идентификации частот 30.

Первый выход шестого делителя мощности на два 18 через седьмой фильтр промежуточных частот 26 соединен со входом девятого делителя мощности на два 21, а второй выход шестого делителя мощности 18 через восьмой фильтр промежуточных частот 27, третий смеситель второй ступени преобразования частот 9, третий фильтр промежуточных частот 13, четвертый смеситель второй ступени преобразования частот 10 и четвертый фильтр промежуточных частот 14 соединен с первым входом первого блока идентификации частот 15.

Первый выход четвертого делителя мощности 8 соединен с первым входом первого выключателя 16, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 15, выход которого соединен со вторым входом первого выключателя 16.

Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен с первым входом второго выключателя 31, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 30, выход которого соединен со вторым входом второго выключателя 31.

Выход первого гетеродина 4 соединен со вторым делителем мощности на два 6, первый выход которого соединен с гетеродинным входом первого смесителя первой ступени преобразования частот 2, а второй выход с входом седьмого делителя мощности на два 19, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами третьего и шестого смесителей 9 и 23. Выход второго гетеродина 5 соединен с третьим делителем мощности на два 7, первый выход которого соединен с гетеродинным входом второго смесителя 3, а второй выход с входом восьмого делителя мощности на два 20, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами четвертого и пятого смесителей 10 и 22.

Приемное устройство СВЧ (фиг. 2) работает следующим образом. Радиосигнал, поступающий на вход приемного устройства, делится первым делителем мощности 1 на две части, которые поступают в левую и правую ветвь схемы на сигнальные входы первого и второго смесителей первой ступени преобразования 2 и 3. При этом смесители 2 и 3 работают с разной настройкой гетеродинов 4 и 5. Для определенности будем считать, что первый смеситель 2 имеет нижнюю настройку гетеродина (ω_гн<ω_с), а второй смеситель 3 - верхнюю настройку гетеродина (ω_гв>ω_с), что не нарушает общности дальнейшего рассмотрения. Здесь ω_с - частота входного сигнала, ω_гн - частота первого гетеродина 4, ω_гв - частота второго гетеродина 5. После преобразования частот входных сигналов на выходе первого фильтра промежуточных частот 11 образуется сигнал с частотой (ω_с-ω_гн) и фазой (ϕ_с-ϕ_гн), а на выходе второго фильтра промежуточных частот 12 - с частотой (ω_гв-ω_с) и фазой (ϕ_гв-ϕ_с). Здесь ϕ_с, ϕ_гн и ϕ_гв фазы входного и гетеродинных сигналов. Значения выходных (промежуточных) частот смесителей 2 и 3 не равны друг другу, но всегда находятся в одном и том же диапазоне промежуточных частот, сформированном одинаковыми фильтрами 11 и 12.

Левая и правая ветви схемы, образуемые первым делителем мощности 1, также делятся пятым и шестым делителями 17 и 18 на две ветви каждая, которые формируются пятым, шестым, седьмым и восьмым фильтрами 24, 25, 26 и 27.

Для дальнейшего рассмотрения используем графики, построенные на фиг. 3. Графики представляют зависимость промежуточных частот смесителей первой ступени преобразования 2 и 3 от значений частот входных сигналов приемного устройства ω_с при заданных значениях частот гетеродинных сигналов ω_гн и ω_гв. Выше было условлено, что левая ветвь цепи фиг. 2, включающая первый смеситель 2, имеет нижнюю настройку гетеродина (ω_гн<ω_с), а правая ветвь, включающая второй смеситель 3, имеет верхнюю настройку гетеродина (ω_гв>ω_с). По горизонтальной оси на фиг. 3 отложены частоты входных сигналов ω_с, а по вертикальной - промежуточные частоты ω_пч. Графики рассчитывались с помощью линейного соотношений ω_пч=(ω_с-ω_гн) для случая нижней настройки гетеродинных частот (ω_гн<ϕ_с) и соотношения ω_пч=(ω_гв-ω_с) и для случая верхней настройки гетеродинных частот (ω_гв>ω_с). Эти соотношения являются частными случаями известной формулы для расчета комбинационных частот ω_комб=|m⋅ω_с±n⋅ω_г|, где ω_с, ω_г - частоты входного и гетеродинного сигналов, m и n=0, 1, 2, 3, … - целые числа натурального ряда чисел.

Для диапазон частот входных сигналов с граничными частотами ω_c1 и ω_с3 после первого преобразования с помощью первого и второго смесителей 2 и 3 как в левой ветви, так и в правой с помощью одинаковых фильтров 11 и 12 формируется одинаковые диапазоны промежуточных частот с граничными частотами ω_пч1 и ω_пч3. Далее с помощью пятого и шестого делителя мощности на два 17 и 18 и с помощью пятого, шестого, седьмого и восьмого фильтров 24, 25, 26 и 27 соответственно в левой и правой ветви этот диапазон формируются два поддиапазона с граничными частотами (ω_пч1 и ω_пч2) и (ω_пч2 и ω_пч3) шириной Δω_пч1 и Δω_пч2. Для этого в качестве граничных частот пятого и восьмого фильтров 24 и 27 выбираются частоты ω_пч1 и ω_пч2, а шестого и седьмого фильтров 25 и 26 - ω_пч2 и ω_пч3. Эти поддиапазоны промежуточных частот соответствуют диапазонам частот входных сигналов с граничными частотами (ω_c1 и ω_с2) и (ω_с2 и ω_с3) шириной Δω_c1 и Δω_с2. Заметим, что поддиапазоны имеют общую границу ω_с2, соответствуют на фиг. 3 точке пересечения графиков. Поддиапазоны частот выделены на фиг. 3 пунктирными линиями.

Предположим, что частота входного сигнала находится в поддиапазоне с граничными частотами ω_c1 и ω_с2. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 24 образуется сигнал в поддиапазоне с граничными частотами ω_пч1 и ω_пч2 с промежуточной частотой ω_пч=(ω_с-ω_гн) и фазой (ϕ_с-ϕ_гн), а на выходе фильтра 27 в поддиапазоне с граничными частотами ω_пч2 и ωпч₃ - ω_пч=(ω_гв-ω_с) и фазой (ϕ_гв-ϕ_с). Здесь ϕ_с, ϕ_гн и ϕ_гв фазы входного сигнала, первого и второго гетеродинов 4 и 5. Заметим, что во втором случае в отличие от первого мы имеем инвертированный сигнал с «зеркальным» спектром, при котором входному сигналу с большей частотой соответствует сигнал с меньшей промежуточной частотой, что соответствует наклонам графиков на фиг. 3.

Далее с помощью третьего и четвертого преобразователей 9 и 10, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и третьего и четвертого фильтров 13 и 14 образуется сигнал с частотой (ω_с-ω_гн) и фазой (ϕ_с-ϕ_гн). Алгоритм образования этих сигналов следующий: на выходе фильтра 13 образуется сигнал с частотой ω_гн+(ω_гв-ω_с) и фазой ϕ_гн+(ϕ_гв-ϕ_с), а на выходе фильтра 14 с частотой ω_гв-[ω_гн+(ω_гв-ω_с)]=(ω_с-ω_гн) и фазой ϕ_гв-[ϕ_гн+(ϕ_гв-ϕ_с)]=(ϕ_с-ϕ_гн). Таким образом на выходах четвертого и пятого фильтров 14 и 24 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход первого блока идентификации частот 15. Сигнал с выхода фильтра 14 поступает на вход блока идентификации частот 15 непосредственно, а с выхода фильтра 24 через четвертый делитель мощности 8. Блок идентификации частот 15 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов открывает выключатель 16, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 8, а с выхода передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.

Таким образом, рассматриваемые ветви схемы образуют пару, которая контролирует поддиапазон с граничными частотами ω_c1 и ω_с2, относительная ширина которого может достигать ширину вплоть до одной октавы. На выходе этой части схемы выделяется сигнал промежуточной частоты (ω_с-ω_гн) с фазой (ϕ_с-ϕ_гн).

Вторая пара ветвей, начинающаяся шестым фильтром 25 и седьмым фильтром 26 контролирует поддиапазон частот входных сигналов с граничными частотами ω_с2 и ω_с3,. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 26 образуется инвертированный сигнал с промежуточной частотой ω_пч=(ω_гв-ω_с) и фазой (ϕ_гв-ϕ_с) в поддиапазоне с граничными частотами ω_пч1 и ω_пч2, а на выходе фильтра 25 образуется сигнал с промежуточной частотой ω_пч=(ω_с-ω_гн) и фазой (ϕ_с-ϕ_гн) в поддиапазоне с граничными частотами ω_пч1 и ω_пч2. Напомним, что ϕ_с, ϕ_гн и ϕ_гв фазы входного сигнала, а также первого и второго гетеродинов 4 и 5. Обратим еще раз внимание на то, что в первом случае мы имеем инвертированный сигнал.

В ветви, начинающейся шестым фильтром 25, после двойного преобразования частоты с помощью пятого и шестого преобразователей 22 и 23, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и девятого и десятого фильтров 28 и 29 образуется сигнал с частотой (ω_гв-ω_с) и фазой (ϕ_гв-ϕ_с). Алгоритм образования этого сигнала следующий: на выходе фильтра 28 образуется сигнал с частотой ω_гв-(ω_с-ω_гн) и фазой ϕ_гв-(ϕ_с-ϕ_гн), а на выходе фильтра 29 с частотой ω_гв-[ω_гв-(ω_с-ω_гн)]=(ω_с-ω_гн) и фазой ϕ_гв-[ϕ_гв+(ϕ_с-ϕ_гн)]=(ϕ_с-ϕ_гн). Таким образом на выходах седьмого и десятого фильтров 26 и 29 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход второго блока идентификации частот 30. Сигнал с выхода фильтра 29 поступает на вход блока идентификации частот 30 непосредственно, а с выхода фильтра 26 через девятый делитель мощности 21. Блок идентификации частот 30 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов идентифицирует их как полезные сигналы и открывает второй выключатель 31, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 21. С выхода выключателя 31 сигнал передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.

Проиллюстрируем работу схемы на фиг. 2 конкретным примером. Предположим, что выбран диапазон частот входных сигналов 10,0…12,0 ГГц шириной 2 ГГц, который должен быть преобразован в диапазон промежуточных частот 1,0…2,0 ГГц шириной 1 ГГц. Для этого диапазон входных частот разбивается на два поддиапазона шириной 1 ГГц каждый. В рассматриваемом случае на фиг. 3 будут иметь место следующие значения граничных частот: ω_c1=10,0 ГГц. ω_с2=11,0 ГГц, ω_с3=12 ГГц, ω_пч1=1,0 ГГц, ω_пч2=2,0 ГГц и ω_пч3=3,0 ГГц, а частоты гетеродинов должны равняться ω_гн=9,0 ГГц и ω_гв=13,0 ГГц. При этом, оба поддиапазона входных частот преобразуются в диапазон промежуточных частот с граничными частотами 1 и 2 ГГц, т.е. в обеих случаях диапазоны промежуточных частот не превышают относительную ширину, равную одной октаве. Таким образом, в рассматриваемом радиоприемном устройстве будет одновременно просматриваться диапазон частот входных сигналов, равный Δω_с=2 ГГц, т.е. будет превышать максимально возможную ширину диапазона частот входных сигналов в два раза. Заметим также, что введение дополнительных каналов, начинающихся с шестого и восьмого фильтров 25 и 27 и служащих для идентификации частот полезных сигналов не искажают эти сигналы, т.к. для канализации последних во внешние устройства обработки используются только ветви, начинающиеся пятым и седьмым фильтрами 24 и 26.

Отличительные признаки изобретения.

Введены дополнительно пятый 17, шестой 18, седьмой 19, восьмой 20 и девятый 21 делители мощности, пятый 24, шестой 25, седьмой 26, восьмой 27, девятый 28 и десятый 29 фильтры, пятый 22, шестой и 23 смесители, второй 30 блок идентификации частот и второй 31 выключатель.

Вход пятого делителя мощности 17 соединен с выходом первого фильтра 11, первый выход через пятый фильтр 24 соединен со входом четвертого делителя мощности 8, а второй выход соединен через шестой фильтр 25, пятый смеситель 22, девятый фильтр 28, шестой смеситель 23 и десятый фильтр 29 с первым входом блока идентификации частот 30. Вход шестого делителя мощности 18 соединен с выходом второго фильтра 12, первый выход через седьмой фильтр 26 соединен со входом девятого делителя мощности 21, а второй выход соединен через восьмой фильтр 27 со входом третьего смесител 9. Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен со вторым входом блока идентификации частот 30, а второй выход соединен с первым входом выключателя 31. Выход второго блока идентификации частот 30 соединен со вторым входом второго выключателя 31. Второй выход второго делителя мощности 6 соединен со входом седьмого делителя мощности 19, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя 23, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя 9. Второй выход третьего делителя мощности 7 соединен со входом восьмого делителя мощности 20, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя 22, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя 10. Выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя 16 и выход второго выключателя 31.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных СВЧ радиоприемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радиопротиводействия и радионаблюдения. Техническим результатом изобретения является увеличение максимальной полосы рабочих частот входных сигналов в два раза при сохранении достигнутом в прототипе уровня динамического диапазона приемного устройства порядка 80 дБ. Радиоприемное устройство СВЧ содержит, в том числе, две пары ветвей, каждая из которых включает смесители и фильтры промежуточной частоты. 3 ил.

Радиоприемное устройство СВЧ, содержащее первый входной делитель мощности на два, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, первый и второй гетеродины, второй и третий делители мощности на два, первый и второй фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования частот, третий и четвертый смесители второй ступени преобразования частот, третий и четвертый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования, четвертый делитель мощности на два, блок идентификации частот и выключатель, причем первый выход первого входного делителя мощности на два соединен с сигнальным входом первого смесителя первой ступени преобразования частот, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот соединен со входом четвертого делителя мощности на два, первый выход которого соединен с первым входом выключателя. Второй выход первого входного делителя мощности на два соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот, выход которого через второй фильтр промежуточной частоты соединен с входом третьего смесителя второй ступени преобразования частот, выход которого через третий фильтр промежуточных частот соединен со входом четвертого смесителя второй ступени преобразования частот, при этом первый выход четвертого делителя мощности на два соединен с первым входом блока идентификации частот, а выход четвертого смесителя второй ступени преобразования частот через четвертый фильтр промежуточных частот соединен со вторым входом блока идентификации частот, выход которого соединен со вторым входом выключателя, при этом первый выход второго делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом первого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, первый выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом второго смесителя, а второй выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, отличающееся тем, что дополнительно введены пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры, пятый и шестой смесители, второй блок идентификации частот и второй выключатель, вход пятого делителя мощности соединен с выходом первого фильтра, первый выход через пятый фильтр соединен со входом четвертого делителя мощности, а второй выход соединен через шестой фильтр, пятый смеситель, девятый фильтр, шестой смеситель и десятый фильтр с первым входом блока идентификации частот, вход шестого делителя мощности соединен с выходом второго фильтра, первый выход через седьмой фильтр соединен со входом девятого делителя мощности, а второй выход соединен через восьмой фильтр со входом третьего смесителя, первый выход девятого делителя мощности соединен со вторым входом блока идентификации частот, а второй выход соединен с первым входом выключателя, выход второго блока идентификации частот соединен со вторым входом второго выключателя, второй выход второго делителя мощности соединен со входом седьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, второй выход третьего делителя мощности соединен со входом восьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя и выход второго выключателя.