Способ усиления и преобразования в диапазоне сверхвысоких частот Советский патент 1958 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к способам усиления и преобразования электромагнитных волн в диапазоне сверхвысоких частот, в которых источником энергии, необходимой для амплитудного усиления и частотного преобразования волн, служит местный сверхвысокочастотный генератор, а взаимодействие усиливаемого сигнала и сигнала от указанного генератора осуществляется с помощью нелинейного элемента.

Изве,стные аналогичные способы усиления сигналов в диапазоне сверхвысоких частот основаны на «принципе добавления энергии в поле волны усиливаемого сигнала, и при усилении огибающей сигнала не происходит преобразования несущей частоты сигнала.

Основным недостатком этих способов является то, что частота люстного генератора принциниально должна быть жестко связана с частотой усиливаемого сигнала, что требует использования нескольких местных генераторов нри усилении в достаточно гнирокой полосе частот.

Предлагаемый способ усиления огибающей сверхвысокочастотных колебаний позволяет устранить этот недостаток и обеспечить усиление в достаточно широкой полосе частот при неизменной частоте местного генератора.

Способ основан на принципе управления параметрами некоторого нелинейного элемента, усиливаемым сигналом путем воздействия его на величину входного импеданса, а следовательно, и на величину комплексного коэффициента отражения от этого элемента для волны от местного генератора. При этом, усиление огибающей сигнала проис.чодит с преобразованием несущей частоты сигнала.

Сущность способа становится ясной из рассмотрения фиг. 1.

Пусть на некоторый нелинейный элемент 2 подается два сверхвысокочасто-тных сигнала: один сигнал с огибающей, подлежащей усилению (от источника /), и второй непрерывный сигнал от местного генератора 5. Первый сигнал имеет несущую частоту и среднюю моппюсть Р

АО 114707- 2 -

Второй сигна;, соответственно, частоту f, и мощность Р.. Сигнал f, воздействуя на нелинейный элемент (НЭ), вызывает изменение его входного импеданса, а следовательно, и комплексного коэффициента отражения о (Я, Р,) для сигнала /,. Таким образом, огибающая отраженной части сигнала /„ определится формой огибающей сигнала /, а величина MOHIности этой части сигнала будет пропорциональна как мощности сигнала Р,, так и мощности сигнала Р. Выбрав достаточную величину мощности местного генератора Я,.получим даже при весьма малых изменениях коэф(|)ициента отражения от Н. Э. Ар (Р, А) условие, что

(P.,PJ

т. е. получим усиление по мощности огибающей сигнала с частотой / . Индикация огибающей сигнала f, после его усиления данным способом, производится обычными методами сверхвысокочастотной радиотехники, в частности с использованием для этой цели направленного ответвителя 3 и индикатора 4 (фиг. 1). Для улучщения цомехозащищенности местный генератор должен работать в импульсном режиме, генерируя импульсы с длительностью несколько больщей, чем длительность усиливаемых сигналов, и выдавая эти импульсы только в ожидаемые моменты времени прихода полезных сигналов.

Осуще,ствление описываемого способа усиления произведено с помощью установки, блок-схема которой изображена на фиг. 2.

Сигнал, подлежащий усилению, с длиной волны гг;8 мм создается генератором / и подается по волноводу через тройник 2 на нелинейный элемент 3. В качестве нелинейного элемента используется кристаллический детектор типа ДКВ. В качестве местного генератора 6 применяется стандартный трехсантиметровый генератор типа 43-И при работе в непрерывном . Сигнал от этого генератора подается на НЭ через тройники 4 и 2. Отраженный от НЭ трехсантиметровый сигнал с огибающей, соответствующей огибающей восьмимиллиметрового сигнала наблюдается с помощью индикатора 5. При использовании в качестве индикатора трех-сантиметровой детекторной головки усилителя типа 28-И и осциллографа типа Q, восьмимиллиметровый сигнал модулируется зоной электронной настройки клистрона К-24 с частотой 25 гц и меандрами с частотой 100 кгц. При мощности трехсантиметрового сигнала около / мет достигнуто усиление огибающей восьмимиллиметрового сигнала примерно в 60 раз. При использовании в качестве индикатора приемника радиолокационной станции «Кобальт BMCICTO тройника 4 ставится двойной тройник с устройством, компенсирующим прямое просачивание в приемник непрерывного сигнала от 43-И. Восьмимиллиметровый сигнал при этом модулируется в генераторе / импулЬ|Сами длительностью т 1 мксек, следующими с частотой повторения 1000 зц. Сигнал на вы.ходе приемника наблюдается с помощью осциллографа ИО-4. Необходимая мощность трехсаитиметрового сигнала, в этом слз-чае, равняется

30-40 -. мет

Предмет изобретения

Способ усиления и преобразования в диапазоне сверхвысоких частот путем взаимодействия двух электромагнитных волн усиливаемого сигнала и местного генератора на нелинейный элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьщения фактора щума и улучщения помехозащищенности, импеданс нелинейного элемента меняют по закону огибающей усиливаемого сигнала (более слабого из двух поданных сигналов), а

в результате изменения входного -импеданса нелинейного элемента меняется комплексный коэффициент отражения от этого элемента для волны местного генератора и происходит усиление огибающс сигнала на частоте этого генератора.