УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА
ULTRA-BROADBAND SIGNAL AMPLIFICATION DEVICE

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным устройствам, и может найти применение в системах радиосвязи, радиолокации и радиоэлектронной борьбы.
Известна радиолокационная станция, содержащая высокочастотный усилитель (Патент РФ №2096801 от 20.11.1997).
Известен супергетеродинный приемник, содержащий смеситель, к одному из входов которого подсоединен гетеродин, на выход которого подключен полосовой фильтр (Радиоприемные устройства. Под ред. А.Г. Зюко. - М.: Связь, 1975, с.8, рис.1.2). Основным недостатком устройства является невозможность работы со сверхширокополосными сигналами.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является сверхвысокочастотное приемопередающее устройство, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, полосовой фильтр, выполненный в виде фильтра разностной или суммарной частоты, и второй смеситель, а также два гетеродина (Патент РФ №2133078, от 10.07.1999). Однако данное изобретение не предназначено для усиления сигналов, не имеет возможности работы со сверхширокополосными сигналами, а его основной целью является фильтрация паразитных сигналов при работе с СВЧ-сигналами.
Технический результат, который будет получен при осуществлении изобретения, заключается в возможности усиления сверхширокополосных сигналов при использовании стандартным методов узкополосной радиотехники.
Для достижения данного технического результата устройство для усиления сверхширокополосного сигнала, содержащее первый и второй смесители, два гетеродина и полосовой фильтр, выполненный в виде фильтра разностной или суммарной частоты, снабжено высокочастотным усилителем, расположенным между полосовым фильтром и вторым смесителем, фильтром нижних частот, подключенным к выходу второго смесителя, а также опорным генератором, выходы которого подключены к входам гетеродинов.
Введение в устройство для усиления сверхширокополосного сигнала высокочастотного усилителя и фильтра нижних частот позволяет получить новое свойство, заключающееся в усилении входного сигнала на высокой частоте и возможности дальнейшего переноса центральной частоты спектра сигнала на нулевую частоту, а введение опорного генератора обеспечивает синхронизацию гетеродинов и упрощает схему устройства в целом.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для усиления сверхширокополосного сигнала.
Устройство для усиления сверхширокополосного сигнала содержит первый смеситель 1 (С1), первый вход которого является входом устройства. Второй вход смесителя 1 соединен с выходом маломощного генератора высокой частоты - гетеродина 2 (Г2). Выход смесителя 1 соединен со входом полосового фильтра 3 (ПФ 3), последовательно соединенного с высокочастотным усилителем 4 (У4), работающим в полосе частот фильтра 3. Выход усилителя 4 подсоединен к первому входу второго смесителя 5 (С5), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 6 (Г6). Выход второго смесителя 5 соединен с входом фильтра нижних частот 7 (ФН7), выход которого является выходом устройства. Выход опорного генератора 8 подсоединен к входам гетеродинов 2 и 6.
Устройство для усиления сверхширокополосного сигнала работает следующим образом.
Сверхширокополосный сигнал поступает на вход смесителя 1. На второй вход смесителя 1 подается сигнал с маломощного генератора высокой частоты - гетеродина 2. На выходе смесителя 1 образуются сигналы с частотами, равными сумме и разности частот гетеродина 2 и входного сигнала. При помощи полосового фильтра 3 выделяется сигнал разностной либо суммарной частоты, который поступает на высокочастотный усилитель 4, работающий в полосе частот фильтра. При переносе спектра сигнала в область высоких частот сигнал становится узкополосным и удовлетворяет всем законам физики узкополосных сигналов, поскольку производит усиление на высокой частоте. Усиленный сигнал поступает на вход смесителя 5, на второй вход которого подается сигнал с гетеродина 6. Частота сигнала гетеродина 6 определяется как разница или сумма (в зависимости от того, разностная или суммарная частота была выделена полосовым фильтром) частоты гетеродина 2 и центральной частоты спектра сверхширокополосного сигнала. В результате на выходе смесителя 5 образуются сигналы с частотами, равными сумме и разности частот гетеродина 6 и сигнала с выхода усилителя 4. Сигналы с выхода смесителя 5 поступают на вход фильтра нижних частот 7, который оставит в сигнале лишь разностную частоту. При этом центральная частота спектра сигнала на выходе фильтра 7 равна нулю, а сам сигнал является вновь сверхширокополосным. Перенос частоты вниз происходит на частоту большую, нежели перенос вверх, так как данное преобразование не дает возможности прохождения через устройство и усиления в нем постоянной паразитной составляющей, а также уменьшает частоту дискретизации. Опорный генератор 8 является задающим и служит для синхронизации гетеродинов 2 и 6.
Процесс преобразования частоты в устройстве усиления схематически показан на фиг.2.
Источники информации
1. Патент РФ №2096801 от 20.11.1997.
2. Радиоприемные устройства. Под ред. А.Г. Зюко. - М.: Связь, 1975, стр.8, рис.1.2
3. Патент РФ №2133078, от 10.07.1999 - прототип.