УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЧ СИГНАЛА

Предлагаемая полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в качестве приемо-передающего СВЧ устройства сантиметрового диапазона длин волн формирующего импульсный сверхширокополосный зондирующий СВЧ сигнал и преобразующий принятый отраженный СВЧ сигнал в низкочастотный выходной сигнал, содержащий радиолокационную информацию для дальнейшей его обработки.
Известен формирователь парных сигналов с низким уровнем флюктуации [RU №75113 U1, МПК Н03С 5/00, опубл. 20.07.2008 г.], содержащий устройство управления, синхронизатор, опорный генератор, первый амплитудный модулятор, второй амплитудный модулятор, первый коммутатор, первый преобразователь частоты, второй преобразователь частоты, второй коммутатор, третий коммутатор, четвертый коммутатор, пятый коммутатор, шестой коммутатор, седьмой коммутатор, первый генератор, второй генератор, третий генератор, четвертый генератор, формирователь управляющих напряжений, первый сумматор, второй, сумматор, третий сумматор, формирователь линейной частотной модуляции, первый усилитель, второй усилитель и третий усилитель.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является формирователь сверхширокополосного импульсного СВЧ сигнала в сантиметровом диапазоне [RU №85770 U1, МПК Н03С 5/00, опубл. 10.08.2009 г.], содержащее опорный генератор, первый умножитель частоты, первый преобразователь частоты, второй преобразователь частоты, синхронизатор, делитель мощности, первый амплитудный модулятор, второй амплитудный модулятор, второй умножитель частоты, третий умножитель частоты, третий амплитудный модулятор, четвертый амплитудный модулятор, пятый амплитудный модулятор, шестой амплитудный модулятор. Второй выход опорного генератора соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, выход первого амплитудного модулятора соединен с первым входом второго амплитудного модулятора. Выход второго амплитудного модулятора соединен с первым входом первого преобразователя частоты, первый выход синхронизатора соединен со вторым входом второго амплитудного модулятора, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом первого амплитудного модулятора, первый выход делителя мощности является первым выходом формирователя сверхширокополосного импульсного СВЧ сигнала в сантиметровом диапазоне. Выход второго умножителя частоты соединен с первым входом второго преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты соединен с первым входом третьего амплитудного модулятора, выход третьего амплитудного модулятора соединен с первым входом четвертого амплитудного модулятора. Первый выход опорного генератора соединен с входом второго умножителя частоты, третий выход опорного генератора соединен с входом третьего умножителя частоты, выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом пятого амплитудного модулятора, выход четвертого амплитудного модулятора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты. Выход третьего умножителя частоты соединен с первым входом первого амплитудного. Выход пятого амплитудного модулятора соединен с входом делителя мощности, второй выход делителя мощности соединен с первым входом шестого амплитудного модулятора, третий выход синхронизатора соединен со вторым входом пятого амплитудного модулятора, четвертый выход синхронизатора соединен со вторым входом третьего амплитудного модулятора, пятый выход синхронизатора соединен со вторым входом четвертого амплитудного модулятора, шестой выход синхронизатора соединен со вторым входом шестого амплитудного модулятора. Выход шестого амплитудного модулятора является вторым выходом формирователя сверхширокополосного импульсного СВЧ сигнала в сантиметровом диапазоне, а вход сигналов управления режимом работы формирователя сверхширокополосного импульсного СВЧ сигнала в сантиметровом диапазоне является входом синхронизатора.
Недостатками известных устройств является невозможность не только формировать импульсный зондирующий СВЧ сигнал в сантиметровом диапазоне длин волн, но и трансформировать принятый отраженный СВЧ сигнал в низкочастотный сигнал, содержащий радиолокационную информацию.
Технический результат предлагаемого устройства преобразования СВЧ сигналов заключается в возможности формировать импульсный сигнал СВЧ в сантиметровом диапазоне длин волн и трансформировать принятый отраженный СВЧ сигнал в низкочастотный сигнал, содержащий радиолокационную информацию.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что устройство преобразования СВЧ сигналов содержит опорный генератор, первый умножитель частоты, первый делитель мощности, второй умножитель частоты, третий умножитель частоты, первый амплитудный модулятор, второй преобразователь частоты, второй амплитудный модулятор, третий преобразователь частоты, третий амплитудный модулятор, синхронизатор. Первый выход опорного генератора соединен с входом второго умножителя частоты, второй выход опорного генератора соединен со вторым входом второго преобразователя частоты. Третий выход опорного генератора соединен с входом первого умножителя частоты, выход второго умножителя частоты соединен с входом третьего умножителя частоты, выход третьего умножителя частоты соединен с первым входом второго преобразователя частоты. Выход первого амплитудного модулятора соединен с первым входом третьего преобразователя частоты, выход второго амплитудного модулятора соединен со вторым входом третьего преобразователя частоты, выход третьего преобразователя частоты соединен с первым входом третьего амплитудного модулятора. Первый выход синхронизатора соединен со вторым входом второго амплитудного модулятора, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом третьего амплитудного модулятора, третий выход синхронизатора соединен со вторым входом первого амплитудного модулятора, вход синхронизатора является входом сигналов управления режимом работы устройства преобразования СВЧ сигналов. Для достижения возможности трансформировать принятый отраженный СВЧ сигнал в низкочастотный сигнал, дополнительно введены первый преобразователь частоты, четвертый преобразователь частоты, второй делитель мощности. Выход первого умножителя частоты соединен с входом первого делителя мощности, первый выход первого делителя мощности соединен с первым входом первого преобразователя частоты, выход первого преобразователя частоты является первым выходом 1U устройства преобразования СВЧ сигналов, второй выход первого делителя мощности соединен с первым входом первого амплитудного модулятора. Выход второго преобразователя частоты соединен с входом второго делителя мощности, выход четвертого преобразователя частоты соединен со вторым входом первого преобразователя частоты. Первый выход второго делителя мощности соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй выход второго делителя мощности соединен со вторым входом четвертого преобразователя частоты, выход третьего амплитудного модулятора является вторым выходом 2U устройства преобразования СВЧ сигналов, а первый вход четвертого преобразователя частоты является входом отраженного СВЧ сигнала устройства преобразования СВЧ сигналов.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства преобразования СВЧ сигналов.
Устройство преобразования СВЧ сигналов содержит опорный генератор 1, первый умножитель частоты 2, первый делитель мощности 3, первый преобразователь частоты 4, второй умножитель частоты 5, третий умножитель частоты 6, первый амплитудный модулятор 7, второй преобразователь частоты 8, второй амплитудный модулятор 9, третий преобразователь частоты 10, четвертый преобразователь частоты 11, второй делитель мощности 12, третий амплитудный модулятор 13, синхронизатор 14.
Первый выход опорного генератора 1 соединен с входом второго умножителя частоты 5.
Второй выход опорного генератора 1 соединен со вторым входом второго преобразователя частоты 8.
Третий выход опорного генератора 1 соединен с входом первого умножителя частоты 2.
Выход первого умножителя частоты 2 соединен с входом первого делителя мощности 3.
Первый выход первого делителя мощности 3 соединен с первым входом первого преобразователя частоты 4.
Второй выход первого делителя мощности 3 соединен с первым входом первого амплитудного модулятора 7.
Выход первого преобразователя частоты 4 является первым выходом 1U приемопередающего преобразовательного устройства.
Выход второго умножителя частоты 5 соединен с входом третьего умножителя частоты 6.
Выход третьего умножителя частоты 6 соединен с первым входом второго преобразователя частоты 8.
Выход первого амплитудного модулятора 7 соединен с первым входом третьего преобразователя частоты 10.
Выход второго преобразователя частоты 8 соединен с входом второго делителя мощности 12.
Выход второго амплитудного модулятора 9 соединен со вторым входом третьего преобразователя частоты 10.
Выход третьего преобразователя частоты 10 соединен с первым входом третьего амплитудного модулятора 13.
Выход четвертого преобразователя частоты 11 соединен со вторым входом первого преобразователя частоты 4.
Первый выход второго делителя мощности 12 соединен с первым входом второго амплитудного модулятора 9.
Второй выход второго делителя мощности 12 соединен со вторым входом четвертого преобразователя частоты 11.
Выход третьего амплитудного модулятора 13 является вторым выходом 2U устройства преобразования СВЧ сигналов.
Первый выход синхронизатора 14 соединен со вторым входом второго амплитудного модулятора 9.
Второй выход синхронизатора 14 соединен со вторым входом третьего амплитудного модулятора 13.
Третий выход синхронизатора 14 соединен со вторым входом первого амплитудного модулятора 7.
Вход синхронизатора 14 является входом сигналов управления режимом работы устройства преобразования СВЧ сигналов.
Первый вход четвертого преобразователя частоты 11 является входом отраженного СВЧ сигнала устройства преобразования СВЧ сигналов.
Работает устройство преобразования СВЧ сигналов следующим образом.
Опорный генератор 1 на трех своих выходах формирует сигнал с частотой Fоп. Co второго выхода опорного генератора 1 сигнал с частотой Fоп поступает на второй вход второго преобразователя частоты 8. С третьего С первого выхода опорного генератора 1 сигнал Fоп поступает на вход первого умножителя частоты 2 где умножается на коэффициент умножения равный K1 до частоты Fпч=Fоп×K1. С третьего выхода опорного генератора 1 сигнал Fоп поступает на вход второго умножителя частоты 5 где умножается на коэффициент умножения равный Fоп×K2. С выхода второго умножителя частоты 5 сигнал с частотой Fоп×K2 поступает на вход третьего умножителя частоты 6, где умножается на коэффициент умножения равный (Fоп×K2)×K3. С выхода третьего умножителя частоты 6 сигнал с частотой (Foп×K2)×K3 поступает на первый вход второго преобразователя частоты 8, на выходе которого, из сигнала Fоп, поступившем на его второй вход и из сигала (Fоп×K2)×K3, на его первом входе, формируется сигнал с частотой Fгет=[(Fоп×K2)×K3]+Fоп. Сигнал с выхода второго преобразователя частоты 8 поступает на вход второго делителя мощности 12, где мощность сигнала делится пополам. С первого выхода второго делителя мощности 12 сигнал Fгет поступает на первый вход второго амплитудного модулятора 9, где модулируется по амплитуде видео импульсами, поступающими на его второй вход. С выхода второго амплитудного модулятора 9 радиоимпульсный сигнал Fгет поступают на второй вход третьего преобразователя частоты 10. Со второго выхода второго делителя мощности 12 сигнал Fгет поступает на второй вход четвертого преобразователя частоты 11. С выхода первого умножителя частоты 2 сигнал с частотой Fпч поступает на вход первого делителя мощности 3, где мощность сигнала делится пополам. С первого выхода первого делителя мощности 3 сигнал с частотой Fпч поступает на первый вход первого преобразователя частоты 4. Со второго выхода первого делителя мощности 3 сигнал Fпч поступает на первый вход первого амплитудного модулятора 7, где модулируется по амплитуде модулирующими видеоимпульсами, поступающими на его второй вход. С выхода первого амплитудного модулятора 7 радиоимпульсный сигнал Fпч поступает на первый вход третьего преобразователя частоты 10, в котором, из радио импульсного сигнала с несущей частотой Fпч на первом входе, и из радио импульсного сигнала с несущей частотой Fгет на втором входе, на его выходе формируется радио импульсный СВЧ сигнал с несущей частотой Fзонд=Fпч+Fгет. С выхода первого преобразователя частоты 10 радио импульсный СВЧ сигнал Fзонд поступает на первый вход третьего амплитудного модулятора 13, где дополнительно модулируется по амплитуде видео импульсами, поступающими на его второй вход. Выход третьего амплитудного модулятора 13 является выходом 2U зондирующего радиоимпульсного СВЧ сигнал Fзонд устройства преобразования СВЧ сигналов. На выходах с первого по третий синхронизатора 14, в соответствии с сигналами управления на его входе, являющимися входными сигналами управления устройства преобразования СВЧ сигналов, формируются видео импульсные сигналы, поступающие, соответственно, на вторые входы первого 7, второго 9 и третьего 13 амплитудных модуляторов. В четвертом преобразователе частоты 11, из непрерывного сигнала с несущей частотой Fгет на втором входе, и из радио импульсного СВЧ сигнала с несущей частотой Fотр=F'зонд на первом входе, который является входом устройства преобразования СВЧ сигналов для отраженного радио импульсного СВЧ сигнала, на его выходе формируется радио импульсный СВЧ сигнал с несущей частотой F'пч=F'зонд-Fгет. С выхода четвертого преобразователя частоты 11 радиоимпульсный сигнал F'пч, поступает на второй вход первого преобразователя частоты 4. В первом преобразователе частоты 4, из непрерывного сигнала Fпч на его первом входе и радиоимпульсного сигнала F'пч на его втором входе, вырабатывается разностный сигнал, поступающий на его выход, являющийся выходом преобразованного сигнала 1U устройства преобразования СВЧ сигналов.
Использование предлагаемого устройства преобразования СВЧ сигналов в обзорных локаторных станциях позволяет не только формировать широкополосный радио импульсный зондирующий СВЧ сигнал в сантиметровом диапазоне длин радиоволн, но и принимать отраженный радио импульсный СВЧ сигнал и трансформировать его в выходной преобразованный низкочастотный сигнал, содержащий радиолокационную информацию.