Серродинный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК H03C1/52 

Вхо

О

р

to У:

Выход

-

8 :о Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для сдви га сигнала по оси частот на сверхвы-соких частотах (СВЧ) в системах одно полосной радиосвязи, ретрансляторах в устройствах имитации эффекта Допплера и в радиолокационных системах Известен серродинный преобразователь, в котором сдвиг входного сигг нала по оси частот происЗсодит. за сче линейного прироста фазы во времени путем линейной фазовой модуляции, входного СВЧ-сигнала в лампе бегущей волны (ЛБВ), содержащий управляемый фазовращатель, выполненный на ЛБВ и источник пилообразного напряжения,выход которого соединен с управляющи входом управляемого фазовращателяCl3 Однако в известном серродинном преобразователе диапазон частот сдви га входного сигнала ограничен линейностью фазовой характеристики ЛБВ и предельной частотой источника пило образного напрязкения. Замедляющая си тема ЛБВ имеет большую емкость, коророй нагружается выход источника пи лообразного напряжения, что и огранй чйвает его верхнюю частоту. Наиболее близким к изобретений) яв ляется серродинный преобразователь, содержащий последовательно соединенные первый направленный ответвйтель, управляемый фазовращатель, к управляющему входу которого подключен источник пилообразного напряжения, и второй направленный ответвйтель, а также фазовый детектор, а кроме того, включе 1ные соответствующим образом амплитудные ограничители, линию задержки, фазовращатель С2. В данном серродийном преобразователе также относительно невелики диапазон частот сдвига входного сигнала и чистота спектра выходного сигна ла. Цель изобретения - расширение диа пазона частот сдвига входного сигиала при повышении чистоты спектра выходного сигнала. Для достижения цели в серродинный преобразователь, содержащий последовательно соединенные первый направленный ответвйтель, управляемый фазо вращатель, к управляющему входу которого подключен источник пилообразного напряжения, и второй направленный ответвйтель, а также фазовый детектор, введен смеситель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами вспомогатель ных каналов первого и второго направ ленных ответвителей, между дополнительным выходом источника пилообразнего напряжения и первым входом фазо вого детектора введены последователь но соединенные умножитель частоты .и управляег ый генератор синусоидалького, напряжения,при этом источник пилообразного напряжения выполнен управляе1 ым, .и его управляющий вход соеди,нен с выходом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом смесителя. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого серродинного преобразователя. Серродинный преобразователь содержит управляемый фазовращатель 1, источник пилообразного напряжения (ИПН) 2, умножитель частоты 3, управляемый генератор 4 синусоидального напряжения, фазовый детектор 5, смеситель 6, первый и второй направленные ответвители 7 и 8. Серродинный преобразователь работает следующим образом. СВЧ однополосный модулятор работает следующим образом. При подаче на вход серродинного преобразователя входного СВЧ-сигнала на его выходе получается сигнал, сдвинутый по частоте относительно входного на величину и , равную установленной частоте выходного сигнала ИПН fo, умноженной на п, 00 2j7nfo, где UI - частота сдвига входного СВЧ сигнала; fo - частота управляющего сигнала ИПН; п - количество полных поворотов фазы входного сигнала на 2Ji за время прямого хода пилообразных импульсов ИПН. Часть входного и выходного сигналов с управляемого фазовращателя 1 поступает через соответствуюгдие направленные ответвители 7 и 8 на входы смесителя б, на выходе которого формируется разностный сигнал, равный по величине и совпадающий по фазе с частотой сдвигай. Сигнал с выхода смесителя б поступает на один из вхо-. дов фазового детектора 5. На второй вход фазового детектора 5 поступает сигнал с выхода управляемого генератора 4 синусоидального напряжения, который синхронизируется сигналом с ИПН 2 через умножитель частоты 3 с кратным умножением. В первоначальный момент фаза на выходе управляемого фазовращателя 1 изменяется линейно и выходной сигнал смесителя б изменяется. В первоначальный момент фаза на выходе управляемого фазовращателя 1 изменяется линейно и выходной сигнал смесителя б изменяется строго по синусоида 1ьному закону и сравнивается затем в фазовом детекторе 5 с таким же сфазированйым сигналом от управляемого генератора 4 синусоидального сигнала. Выходное напряжение фазового детектора 5 равно нулю, и ИПН 2 продолжаем; генерировать линейно нарастающий .импульс напряжения. Затем по мере пр роста ускоряющего напряжения на замедляющей системе ЛЕВ нарушается условие линейности фазовой характеристики управляемого фазовращателя 1, при этом фаза СВЧ выходного сигнала начинает-изменяться по квадратичному закону, а выходной сигнал смесите ля 6 отклоняется от синусоидальной формы, на что реагирует фазовый детектор 5, Выходное напряжение фазового детектора 5, пропорциональное степени отклонения сигнала смесителя б -от синусоидального, поступает на управляющий вход ИПН 2 и корректирует ско рость нарастания пилообразного импульса так, чтобы временной закон из менения фазы сигнала на выходе улрав ляемого фазовращателя 1 максимально приближался к линейному. Амплитуда пилообразного напряжения ИПН 2 устанавливается такой, что бы обеспечить поворот фазы входного сигнала на 2Яп раз,, что эквивалентно увеличению модулирующей частоты сигнала ИПН 2 в п раз, при этом частота сдвига входного сигнала также увеличивается в п раз, а побочные спектральные составляющие в спектре сдвинутого сигнала подавляются за счет автоматической линеаризации фазовой характеристики управляемого фазовращателя 1. Максимальная частота сдвига ограничивается типом ЛБЕ, ее способностью сохранять работоспособность при значительных колебаниях прироста ускоряющего напряжения на замедляющей системе ЛБЕ, J Е ряде случаев при использовании |специализированных управляемых фазовращателей 1 на ЛБЕ выход фазового детектора 5 целесообразно подключать к второму управляющему входу управляемого фазовращателя, чем удается еще несколько скомпенсировать дестабилизирующее действие больших приростов ускоряющего напряжения на замедляющей системе ЛБВ. Таким образом, в предлагаемом серродинном преобразователе диапазон частот сдвига входного сигнала расширяется в п раз и одновременно улучшается чистота спектра выходного сиг|Нала.

СЕРРОДИННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные первый направленный ответвитель, управляемый фазовращатель, к управляющему входу которого подключен источник пилообразного напряжения, и второй направленный ответвитель, а также фазовый детектор, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширенйя диапазона частот сдвига входного сигнала при повышении чистоты спектра выходного сигнала, в него введен смеситель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами вспомогательных каналов первого и второго направленных ответвителей, между дополнительным выходом источника пилообразного напряжения и первым входом фазового детектора введены последовательно соединенные умножитель частоты и управляемый генератор синусоидального напряжения, при этом источник пилообразного напряжения выполнен управ- О ляемым, и его управляющий вход с динен с выходом фазового детектора, .второй вход которого соединен с вы ходом смесителя,