ФОРМИРОВАТЕЛЬ СОСТАВНОГО МНОГОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА В САНТИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиопередающих устройствах сантиметрового диапазона в качестве задающего генератора составного многочастотного импульсного сигнала.
Известно многочастотное генераторное устройство [RU №2076549 С1, 6 Н03В 5/18, 1997 г.], содержащее N, где N=2, 3 ..., соединенных с общей нагрузкой посредством N-канального переключателя или сумматора СВЧ автогенераторов, каждый из которых содержит усилитель и цепь обратной связи, выполненную в виде полоснопропускающего фильтра на диэлектрическом резонаторе и включенную между входом и выходом усилителя, отличающуюся тем, что активные элементы всех автогенераторов непосредственно подключены к источнику питания, а в цепи обратной связи каждого автогенератора введен р-i-n-диодный фазовращатель, выполненный с возможностью нарушения баланса фаз в автогенераторе.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляциями [RU №2253182 С1, МПК Н03С 5/00, 2005 г.], содержащий опорный генератор, делитель частоты, первый и второй преобразователи частоты, амплитудный модулятор, фазовый модулятор, синтезатор частоты, умножитель частоты, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй коммутаторы, схему управления и сумматор. Четвертый вход синтезатора частоты соединен с разъемом сигналов управления синтезатором частоты, первый вход синтезатора частоты соединен с первым выходом опорного генератора.
Четвертый выход опорного генератора соединен с входом делителя частоты, частоты соединен с первым входом первого преобразователя частоты. Первый выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом фазового модулятора. Второй вход фазового модулятора соединен с разъемом входного сигнала переключения фазы, выход фазового модулятора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты соединен с волноводом выходного сигнала. Третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, второй выход первого преобразователя частоты соединен с разъемом выходного сигнала второго гетеродина приемника. Первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно со вторым и третьим входами синтезатора частоты, первый выход синтезатора частоты соединен с разъемом выходного сигнала первого гетеродина приемника. Второй выход синтезатора частоты соединен с входом умножителя частоты, выход умножителя частоты соединен со вторым входом второго преобразователя частоты. Вход схемы управления соединен с разъемом сигнала управления режимами работы, первый выход схемы управления соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход схемы управления соединен со вторым входом второго коммутатора. Первый вход второго коммутатора соединен с разъемом второго входного модулирующего импульса. Кроме того, он содержит генератор линейной частотной модуляции, выход которого соединен с третьим входом первого преобразователя частоты. Первый вход генератора линейной частотной модуляции соединен со вторым выходом опорного генератора, второй вход генератора линейной частотной модуляции соединен с разъемом управления сигналов, генератором линейной частотной модуляции. При этом вход первого формирователя импульсов соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора. Выход первого
коммутатора соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго коммутатора. Выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного модулятора.
Недостатками известных устройств является не возможность формировать составной импульсный сигнал, состоящий из нескольких, следующих один за другим видео импульсных, когерентно сформированных сигналов различающихся несущей частотой.
Технический результат предлагаемого формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне заключается в возможности формировать составной импульсный сигнал, состоящий из нескольких, следующих один за другим видео импульсных, когерентно сформированных сигналов различающихся несущей частотой.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что формирователь составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне содержит синтезатор частот, умножитель частоты, амплитудный модулятор, первый преобразователь частоты, опорный генератор, второй преобразователь частоты, формирователь импульсов, устройство управления. Первый вход синтезатора частот соединен с первым выходом опорного генератора, первый выход синтезатора частот соединен с первым входом умножителя частоты, третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты является выходом формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что введен генератор частоты сдвига, причем, вход устройства управления является входом сигналов управления режимом работы формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне, первый выход устройства управления соединен со вторым входом синтезатора частот, второй выход устройства управления соединен со входом формирователя
импульсов, первый выход формирователя импульсов соединен с шестым входом амплитудного модулятора, второй выход формирователя импульсов соединен с седьмым входом амплитудного модулятора, третий выход формирователя импульсов соединен с восьмым входом амплитудного модулятора, четвертый выход формирователя импульсов соединен с девятым входом амплитудного модулятора, пятый выход формирователя импульсов соединен с десятым входом амплитудного модулятора, второй выход опорного генератора соединен с входом генератора частоты сдвига, выход генератора частоты сдвига соединен с первым входом первого преобразователя частоты. Второй выход синтезатора частот подключен ко второму входу умножителя частоты, третий выход синтезатора частот подключен к третьему входу умножителя частоты. Четвертый выход синтезатора частот подключен к четвертому входу умножителя частоты, пятый выход синтезатора частот подключен к пятому входу умножителя частоты. Первый выход умножителя частоты подключен к первому входу амплитудного модулятора, второй выход умножителя частоты подключен ко второму входу амплитудного модулятора, третий выход умножителя частоты подключен к третьему входу амплитудного модулятора. Четвертый выход умножителя частоты подключен к четвертому входу амплитудного модулятора, пятый выход умножителя частоты подключен к пятому входу амплитудного модулятора. Выход амплитудного модулятора подключен к первому входу второго преобразователя частоты, а второй вход соединен с выходом первого преобразователя частоты.
На фиг.1 представлена функциональная схема формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне.
На фиг.2а) представлена расстановка в частотной области сигналов Fc, сформированных на выходах синтезатора частот.
На фиг.2б) представлена расстановка в частотной области сигналов А на выходах умножителя частоты.
На фиг.2в) представлена расстановка в частотной области сигналов Uo на выходе устройства
На фиг.3 представлена временная диаграмма работы устройства.
На фиг.4 представлен пример построения функциональной схемы синтезатора частот 1.
Формирователь составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне содержит синтезатор частот 1, умножитель частоты 2, амплитудный модулятор 3, опорный генератор 4, первый преобразователь частоты 5, второй преобразователь частоты 6, генератор частоты сдвига 7, устройство управления 8, формирователь импульсов 9.
Первый вход устройство управления 8 является входом сигналов управления режимами работы формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне.
Первый вход синтезатора частот 1 соединен с первым выходом опорного генератора 4.
Второй вход синтезатора частот 1 соединен с первым выходом устройство управления 8.
Первый выход синтезатора частот 1 соединен с первым входом умножителя частоты 2.
Третий выход опорного генератора 4 соединен со вторым входом первого преобразователя частоты 5.
Второй выход опорного генератора 4 соединен с входом генератора частоты сдвига 7.
Выход генератора частоты сдвига 7 соединен со первым входом первого преобразователя частоты 5.
Второй выход синтезатора частот 1 подключен ко второму входу умножителя частоты 2.
Третий выход синтезатора частот 1 подключен к третьему входу умножителя частоты 2.
Четвертый выход синтезатора частот 1 подключен к четвертому входу умножителя частоты 2.
Пятый выход синтезатора частот 1 подключен к пятому входу умножителя частоты 2.
Первый выход формирователя импульсов 9 соединен с шестым входом амплитудного модулятора 3.
Второй выход формирователя импульсов 9 соединен с седьмым входом амплитудного модулятора 3.
Третий выход формирователя импульсов 9 соединен с восьмым входом амплитудного модулятора 3.
Четвертый выход формирователя импульсов 9 соединен с девятым входом амплитудного модулятора 3.
Пятый выход формирователя импульсов 9 соединен с десятым входом амплитудного модулятора 3.
Первый выход умножителя частоты 2 подключен к первому входу амплитудного модулятора 3.
Второй выход умножителя частоты 2 подключен ко второму входу амплитудного модулятора 3.
Третий выход умножителя частоты 2 подключен к третьему входу амплитудного модулятора 3.
Четвертый выход умножителя частоты 2 подключен к четвертому входу амплитудного модулятора 3.
Пятый выход умножителя частоты 2 подключен к пятому входу амплитудного модулятора 3.
Выход амплитудного модулятора 3 подключен к первому входу второго преобразователя частоты 6.
Выход второго преобразователя частоты 6 является выходом формирователя составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне.
Второй вход второго преобразователя частоты 6 соединен с выходом первого преобразователя частоты 5.
Синтезатор частот 1, пример выполнения которого приведен на фиг.4, состоит из делителя частоты 10, второго умножителя частоты 11, третьего умножителя частоты 12, четвертого умножителя частоты 13, пятого умножителя частоты 14, шестого умножителя частоты 15, седьмого умножителя частоты 16, восьмого умножителя частоты 17, девятого умножителя частоты 18, десятого умножителя частоты 19, одиннадцатого умножителя частоты 20, двенадцатого умножителя частоты 21, тринадцатого умножителя частоты 22, коммутатора 23, третьего преобразователя частоты 24, четвертого преобразователя частоты 25, пятого преобразователя частоты 26, шестого преобразователя частоты 27, седьмого преобразователя частоты 28.
Вход делителя частоты 10 соединен с объединенными входами одиннадцатого 20, двенадцатого 21 и тринадцатого 22 умножителей частоты и является первым входом синтезатора сетки частот 1.
Первый выход одиннадцатого умножителя частоты 20 подключен к первому входу третьего преобразователя частоты 24.
Первый выход двенадцатого умножителя частоты 21 соединен с первым входом четвертого преобразователя частоты 25.
Второй выход двенадцатого умножителя частоты 21 соединен с первым входом пятого преобразователя частоты 26.
Первый выход тринадцатого умножителя частоты 22 соединен с первым входом шестого преобразователя частоты 27.
Второй выход тринадцатого умножителя частоты 22 подключен к первому входу седьмого преобразователя частоты 28.
Выходы второго 11, третьего 12, четвертого 13, пятого 14, шестого 15, седьмого 16, восьмого 17, девятого 18 и десятого 19 умножителей частоты подключены соответственно ко второму, третьему, четвертому, пятому, шестому, седьмому, восьмому, девятому и десятому входам коммутатора 23.
Первый выход коммутатора 23 соединен с вторым входом третьего преобразователя частоты 24.
Второй выход коммутатора 23 соединен с вторым входом четвертого преобразователя частоты 25.
Третий выход коммутатора 23 соединен с вторым входом пятого преобразователя частоты 26.
Четвертый выход коммутатора 23 соединен с вторым входом шестого преобразователя частоты 27.
Пятый выход коммутатора 23 соединен с вторым входом седьмого преобразователя частоты 28.
Выходы третьего 24, четвертого 25, пятого 26, шестого 27 и седьмого 28 преобразователей частоты являются первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами синтезатора частот 1, а, первый вход коммутатора 23 является вторым входом синтезатора частот 1.
Формирователь составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне (Фиг.1) работает следующим образом:
шаг синт.,
шаг синт.
Синтезатор частот 1 (Фиг.4) когерентно формирует частотные сетки сигналов на своих, в представленном примере пяти, выходах: - на первом выходе Fci (с выхода третьего преобразователя частоты 24); - на втором выходе Fcj (с выхода четвертого преобразователя частоты 25); - на третьем выходе Fck (с выхода пятого преобразователя частоты 26); - на четвертом выходе Fcl (с выхода шестого преобразователя частоты 27); - на пятом выходе Fcm (с выхода седьмого преобразователя частоты 28). Выходные сигналы формируются из входного сигнала Foп, поступающего на первый вход синтезатора частот 1 с первого выхода опорного генератора 4, а их несущая частота переключается по сигналам управления на его втором входе. Сигнал Foп поступает на делитель частоты 10 и делится на коэффициент деления n, до частоты F которая определяет минимальный шаг перестройки выходных частот Fci, Fcj, Fck, Fcl, Fcm синтезатора 1. Сигнал F поступает на девять, в представленном
4
4
4
4
4
4
шаг синт.
1
2
3
1
2
3
4
5
примере, умножителей частоты со второго по десятый (11...19) с коэффициентами умножения N, N+1, N+2 ..., N+8 (возрастающие на единицу). На выходах этих умножителей частоты (11...19) формируются сигналы подставок, в представленном примере с частоты Fп1(N)×Foп до частоты Fп9=(N+8)×Foп, значения которых последовательно возрастают на величину шага F, и которые, затем, поступают на девять, в представленном примере, входов, со второго по десятый, коммутатора 23. Со второго входа синтезатора сетки частот 1 на первый вход коммутатора 23 поступают сигналы управления, которые, в зависимости от выбора значений частот сигналов Fci, Fcj, Fck, Fcl, Fcm, формируют на пяти, в представленном примере, выходах, с первого по пятый, коммутатора 23, частоты подставок с Fп1 пo Fп9, которые поступают на вторые входы, с третьего по седьмой, пяти преобразователей частоты (24...28). На первые входы, с третьего по седьмой, пяти преобразователей частоты (24...28), поступают сигналы с выходов, в нашем примере трех, с одиннадцатого по тринадцатый умножителей частоты (20, 21, 22), в которых сигнал Foп, поступающий на их входы, умножается на коэффициенты умножения N, N и N, соответственно. Сформированные на пяти выходах с первого по пятый в синтезаторе частот 1 сигналы Fci, Fcj, Fck, Fcl, Fcm, (Фиг.2а) поступают на пять входов умножителя частоты 2, содержащего, в представленном примере, пять каналов умножения, в которых происходит умножение частоты сигналов на 4 на его входе до значений соответственно Ai, Aj, Ak, Al, Am на выходе (Фиг.2б). Далее сигналы Ai, Aj, Ak, Al, Am, с пяти выходов умножителя частоты 2, поступают на пять входов амплитудного модулятора 3, содержащего пять каналов коммутации в которых происходит последовательная коммутация входных сигналов на единый выход. На пять входов с шестого по десятый амплитудного модулятора 3 с первого по пятый выходов формирователя импульсов 9, по сигналам управления со второго выхода устройства управления 8 на входе формирователя импульсов 9, поступают модулирующие импульсы, соответственно, T, Т, Т, Т, Т (Фиг.3).
На выходе амплитудного модулятора 3 формируется составной импульсный сигнал, состоящий из нескольких (от 2 до 5+α, где α - любое число), следующих один за другим видео импульсных, когерентно сформированных сигналов различающихся несущей частотой Ai; Aj; Ak; Al; Am, каждая из которых имеет возможность переключаться по частоте. Тем самым обеспечивается комбинирование количества видео импульсов (от 2 до 5+α, где α - любое число) в формируемой последовательности и частоты несущих видео импульсных сигналов.
пр.
С третьего выхода опорного генератора 4 на второй вход первого преобразователя частоты 5 (Фиг.4) поступает сигнал Foп, который умножается на коэффициент умножения N до частоты N×Foп. На первый вход преобразователя частоты 5 поступает сигнал Fсдв. Сигнал Fсдв формируется в генераторе частоты сдвига 7 из сигнала Foп, который поступает на его вход со второго выхода опорного генератора 4. С выхода преобразователя 5 сигнал F1=(Fоп×N)-Fсдв поступает на выход второго преобразователя частоты 6.
На первый вход второго преобразователя частоты 6 поступает сигнал, сформированный на выходе амплитудного модулятора 3. Во втором преобразователе частоты 6 происходит перенос спектра частот на его первом входе в сторону увеличения на величину частоты сигнала Fпр.1.
0
пр.1
0
пр.1
0
пр.1
0
пр.1
0
пр.1
На выходе второго преобразователя частоты 6, который является выходом формирователя многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне, формируется составной импульсный сигнал Uo, состоящий из нескольких (от 2 до 5+α, где α - любое число), следующих без паузы один за другим видео импульсных сигналов различающихся несущей частотой Fi=Ai+F; FJ=Aj+F; Fk=Ak+F; Fl=Al+F; Fm=Am+F, каждый из которых имеет возможность переключаться по частоте в заданном диаппазоне. Тем самым обеспечивается комбинирование количества видео импульсов (на представленном графике пять) в формируемой последовательности (Фиг.3) и частоты несущих (Фиг.2в).
Использование предлагаемого формирователя многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне позволяет формировать составной импульсный сигнал, состоящий из нескольких, следующих один за другим, когерентно сформированных видео импульсных сигналов различающихся несущей частотой.