Пассивный приемопередатчик

Пассивный приемопередатчик
Полезная модель относится к радиолокации и предназначена для передачи сигналов опознавания и идентификации объектов наблюдения РЛС. Она может быть использована в системах управления воздушным движением, в системах идентификации удаленных объектов и в других областях.
Известен пассивный приемопередатчик, который по технической сущности является наиболее близким к заявляемому устройству (см. патент РФ № 2174239, МПК GO IS 13/74), выбранный в качестве прототипа предлагаемой полезной модели. Устройство-прототип содержит антенну, последовательно подключенные модулятор, соединенный совмещенным входом-выходом с антенной, детектор, решающее устройство и идентификационный кодогенератор, соединенный группой выходов с группой входов модулятора, источник питания, подключенный первым выходом ко второму входу решающего устройства, а вторым выходом - ко второму входу идентификационного кодогенератора.
Запросный сигнал от запросчика (активной РЛС), принятый антенной, поступает на модулятор. Часть запросного сигнала проходит через модулятор на детектор. Детектор выделяет огибаюшую запросного сигнала. Огибающая запросного сигнала с выхода детектора поступает на первый вход решающего устройства. Ко второму входу решающего устройства
МПК GO IS 13/74 ПОДВОДИТСЯ напряжение питания со второго выхода источника питания.
Решающее устройство сравнивает амплитуду огибающей запросного сигнала с пороговым напряжением и на его основе вырабатывает сигналы управления идентификационным кодогенератором. Сигналы управления с выхода решающего устройства поступают на первый вход идентификационного кодогенератора. Ко второму входу идентификационного кодогенератора подводится напряжение питания с первого выхода источника питания. Кодогенератор содержит память для хранения идентификационной информации и при поступлении на его первый вход сигналов управления, включается и вырабатывает идентификационный код. Код содержит данные о частотных добавках для формирования ответного сигнала на несущей частоте, отличной от частоты запросного сигнала. Идентификационный код с группы выходов кодогенератора поступает на группу входов модулятора. Одновременно с идентификационным кодом на совмещенный вход-выход модулятора поступает запросный сигнал. Модулятор изменяет фазу запросного сигнала по ступенчато-линейному закону так, что он приобретает частотную добавку и преобразуется в ответный сигнал. Модулятор возвращает ответный сигнал назад в антенну. Антенна излучает ответный сигнал в сторону запросчика (активной РЛС). В устройстве-прототипе питание решающего устройства и идентификационного кодогенератора осуществляется от источника питания батарейного типа.
-/г
2 необходимость периодического обслуживания, что снижает автономность
пассивного приемопередатчика.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении автономности пассивного приемопередатчика за счет использования части электромагнитной энергии запросного сигнала и энергии сигналов соседних (мешаюпдих) РЛС для подзарядки источника питания приемопередатчика.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в пассивный приемопередатчик, содержащий антенну, последовательно подключенные модулятор, соединенный совмещенным входом-выходом с антенной, детектор, решающее устройство и идентификационный кодогенератор, соединенный группой выходов с группой входов модулятора, источник питания, подключенный первым выходом ко второму входу решающего устройства, а вторым выходом - ко второму входу идентификационного кодогенератора, введено зарядное устройство, подключенное выходом к входу источника питания, а входом - к выходу модулятора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена структурная схема пассивного приемопередатчика, на фиг.2 представлены эпюры сигналов, поясняющие принцип действия пассивного приемопередатчика. соединенный совмещенным входом-выходом с антенной, детектор 3,
решающее устройство 4 и идентификационный кодогенератор 5, соединенный группой выходов с группой входов модулятора 2, источник питания 6, подключенный первым выходом ко второму входу решающего устройства 4, а вторым выходом - ко второму входу идентификационного кодогенератора 5. В отличие от прототипа в пассивный приемопередатчик введено зарядное устройство 7, подключенное выходом к входу источника питания 6, а входом - к выходу модулятора 2.
Антенна 1 представляет собой, например, микрополосковую приемопередающую антенну. Модулятор 2 выполнен по схеме, например, p-i-n диодного отражательного фазовращателя на микрополосковой линии передачи. В качестве детектора 3 в приемопередатчике используется, например, амплитудный детектор на полупроводниковом диоде. Решающее устройство 4 представляет собой, например, триггер Шмитта на компараторе. Идентификационный кодогенератор 5 выполнен так же, как в прототипе и представляет собой, например, цифровой автомат с памятью. В качестве источника питания 6 в пассивном приемопередатчике используются, например, аккумуляторы. Зарядное устройство 7 выполнено по схеме, например, однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде.
Пассивный приемопередатчик работает следующим образом.
Запросный сигнал и сигналы соседних (мешающих) РЛС, принятые антенной 1, поступают на совмещенный вход-выход модулятора 2. Огибающая аддитивной смеси этих сигналов показана на фиг. 2,а, где 1„ ,
4 длительность запросного сигнала, Тп - период повторения запросного
сигнала. Модулятор 2 может находиться в двух состояниях: в выключенном, когда все его p-i-n диоды выключены; во включенном, если на его p-i-n диоды поступает идентификационный код. При нахождении модулятора 2 во включенном состоянии большая часть электромагнитной энергии запросного сигнала и сигналов мешающих РЛС возвращается модулятором 2 в антенну 1. Включенное состояние модулятора 2 поддерживается в пределах временного интервала Твкл. tn-tj (см. фиг.2), где 1з - интервал времени, обусловленный инерционностью устройств пассивного приемопередатчика. Остальное время модулятор 2 находится в выключенном состоянии, причем Твыкл. Тп - Твкл. Твкл.. При нахождении модулятора 2 в выключенном состоянии большая часть электромагнитной энергии запросного сигнала и сигналов мешающих РЛС проходит через модулятор 2 на вход зарядного устройства 7 и вход детектора 3. Зарядное устройство 7 преобразует электромагнитную энергию запросного сигнала и сигналов мешающих РЛС в постоянное напряжение, которое с выхода устройства 7 подается на вход источника питания 6 и подзаряжает аккумуляторные батареи пассивного приемопередатчика. Детектор 3 выделяет огибающую аддитивной смеси сигналов и передает ее на первый вход решающего устройства 4. На второй вход решающего устройства 4 поступает напряжение питания с первого выхода источника питания 6. В решающем устройстве 4 напряжение огибающей сигналов сравнивается с пороговыми Unop.i и Unop.2 (см. фиг.2,6). В случае если огибающая запросного сигнала превысит напряжение Unop.b то
5 решающее устройство 4 вырабатывает на своем выходе сигнал (импульс)
управления идентификационным кодогенератором 5. Сигнал (импульс) управления имеет амплитуду логической единицы. Состояние логической единицы на выходе решающего устройства 4 сохраняется до тех пор, пока напряжение огибающей запросного сигнала превышает пороговое напряжение Unop.2- С выхода решающего устройства 4 сигнал управления подается на первый вход идентификационного кодогенератора 5. На второй вход идентификационного кодогенератора 5 поступает напряжение питания со второго выхода источника питания 6. При поступлении сигнала управления кодогенератор 5 включается и последовательно формирует на своих N выходах KN непересекающихся импульсов с амплитудой логической единицы и длительностью t, где К 1,2,3...; Твкл.- KN t. Количество импульсов KN и их длительность t характеризуют идентификационный код кодогенератора 5. Щентификационный код с группы выходов кодогенератора 5 поступает на группу входов модулятора 2 и включает его на время Твкл.- Включение модулятора 2 приводит к значительному уменьшению электромагнитной энергии запросного сигнала, проходящей через него на входы детектора 3 и зарядного устройства 7. По этой причине зарядное устройство 7 на время Твкл. переходит в выключенное состояние, а решение о наличии или отсутствии запросного сигнала принимается в решающем устройстве 4 по результату сравнения напряжения огибающей с Unop.2- Одновременно с идентификационным кодом к совмещенному входувыходу модулятора 2 подводится запросный сигнал. Под действием идентификационного кода модулятор 2 изменяет фазу занросного сигнала по
ступенчато-линейному закону так, что последний приобретает частотную добавку и преобразуется в ответный сигнал. Модулятор 2 возвращает ответный сигнал назад в антенну 1. Антенна 1 излучает ответный сигнал в сторону запросчика (активной РЛС).
Наличие в известные моменты времени ответного сигнала с известной частотной добавкой может рассматриваться как передача единицы в разряде дискретного сообщения, а его отсутствие эквивалентно передаче нуля.
Достигаемый технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении автономности пассивного приемопередатчика. Введение в пассивный приемопередатчик зарядного устройства позволяет использовать для подзарядки его аккумуляторных батарей часть электромагнитной энергии запросного сигнала и энергию сигналов соседних (мешающих) РЛС, что сокращает количество посещенийприемопередатчикаобслуживающимперсоналом
и, следовательно, повышает его автономность.