Радиоприемное устройство СВЧ
MICROWAVE RADIO RECEIVER

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных СВЧ радиоприемных устройствах, входящих в состав аппаратуры радиопротиводействия и радионаблюдения.
Известно супергетеродинное радиоприемное устройство, которое содержит последовательно включенные входной фильтр (преселектор), смеситель с гетеродином, фильтр промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов. Принятый радио-сигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Диапазон частот входных сигналов ограничен входным фильтром, который также используется для подавления «зеркального» канала приема. (Н.И. Чистяков, М.В. Сидоров, В.С. Мельников. Радиоприемные устройства, «Связьиздат», Москва, 1959 г., стр. 17).
Недостатками такого устройства являются, узкая полоса входных частот, ограничиваемая полосой пропускания входного фильтра, а также технические трудности, связанные с необходимостью подавления «зеркального» канала приема для увеличения избирательности приемного устройства в отношении близких по частоте мешающих станций и устранения неоднозначности при определении частот принимаемых станций.
Известно также супергетеродинное радиоприемное устройство, в котором для повышения избирательности применено двойное преобразование частот. Устройство содержит последовательно включенные входной фильтр, первый смеситель с первым гетеродином, фильтр первой промежуточной частоты, усилитель первой промежуточной частоты, второй смеситель со вторым гетеродином, фильтр второй промежуточной частоты, усилитель второй промежуточной частоты и выходное устройство обработки радиосигналов. Принятый радиосигнал через входной фильтр и входной усилитель поступает на сигнальный вход первого смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр первой промежуточной частоты и усилитель первой промежуточной частоты поступает на сигнальный вход второго смесителя, преобразуется по частоте и через фильтр второй промежуточной частоты и усилитель второй промежуточной частоты поступает на вход устройства обработки радиосигналов. Значение первой промежуточной частоты выбирается меньше значения несущей частоты входного сигнала и больше значения второй промежуточной частоты. Причем величина первой промежуточной частоты выбирается возможно более высокой, а величина второй промежуточной частоты возможно более низкой. Это существенно увеличивает избирательность и уменьшает коэффициент шума приемного устройства (В.И. Сифоров. Радиоприемники сверхвысоких частот. «Воениздат», Москва, 1957 г., стр. 551-554).
К недостаткам рассмотренного устройства следует отнести возможность попадания комбинационных частот низких порядков, порожденных этим устройством, при первом преобразовании, которые попадают в диапазон промежуточных частот первого преобразователя частоты..
Общими признаками аналогов изобретения являются смесители с гетеродинами, фильтры промежуточной частоты и выходные устройства обработки радиосигналов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является приемное устройство, описанное в патенте РФ №2573780 от 08.07.2014 г., «Радиоприемное устройство СВЧ», которое выбрано в качестве прототипа.
Структурная схема прототипа показана на фиг. 1. Устройство (прототип) содержит входной делитель мощности 1, два смесителя первой ступени преобразования частот 2 и 3, два гетеродинных генератора 4 и 5, два делитель мощности 6 и 7, фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования 11 и 12, два смесителя второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточной частоты второй ступени преобразования 13 и 14, делитель мощности на два 8, устройство идентификации частот 15, включающее в себя амплитудные и фазовый детекторы и выключатель 16.
гн
гн
с
гв
гв
с
с
с
гн
с
гн
гв
с
гв
с
Устройство (прототип) содержит два приемных канала - основной канал, содержащий смеситель 2 и гетеродин 4, и дополнительный канал, содержащий смеситель 3 и гетеродин 5. Каналы отличаются настройкой частот гетеродинов 4 и 5. Если основной приемный канал использует нижнюю настройку частоты гетеродина (частота гетеродина ω меньше частот входных сигналов ω<ω), то дополнительный канал должен использовать гетеродин с верхней настройкой частоты (частота гетеродина этого канала ω больше частот входных сигналов ω>ω). Упомянутые настройки каналов обязательно должны быть разными. Частоты гетеродинов и фильтров промежуточных частот каналов выбирают таким образом, чтобы рабочие диапазоны промежуточных частот основного и дополнительного каналов были одинаковыми. Оба канала принимают один и тот же входной сигнал с частотой ω. При этом в полосе промежуточных частот основного канала образуются полезные сигналы с частотами (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ), а в полосе промежуточных частот дополнительного канала с частотой (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ).
с
гн
гв
Здесь ϕ, ϕ и ϕ фазы входного и гетеродинных сигналов. Возможен вариант, когда основной канал использует верхнюю настройку гетеродина, а дополнительный канал - нижнюю, что не меняет принципа работы приемного устройства.
гв
с
с
гн
с
гн
Частота сигнала первой промежуточной частоты, образуемого в дополнительном канале на выходе фильтра 12 (фиг. 1), равна (ω-ω). После двойного преобразования с помощью смесителей 9 и 10 она становится равной частоте первой промежуточной частоты основного канала (ω-ω). Фаза преобразованного сигнала также будет равна фазе сигнала первой промежуточной частоты основного канала (ϕ-ϕ). Это справедливо только для входных сигналов, частоты которых находятся в диапазоне входных частот приемного устройства. Таким образом, равенство фаз и частот преобразованных сигналов является признаком полезных сигналов. По этим признакам можно с большой степенью точности идентифицировать полезные сигналы, поступающие на вход приемного устройства и отличать их от «паразитных» сигналов, образующихся во входных цепях.
max
min
max
min
пч
с
г
г
с
Важным свойством смесителей, входящих в состав приемного устройства, является ограничение ширины диапазонов промежуточных частот величиной, равной одной октаве. Октава определяется отношение граничных частот диапазона, которое равно 2, т.е. ω/ω=2, где ω и ω - граничные частоты рабочего диапазона частот. При превышении этого значения в диапазон промежуточных частот попадают гармоники промежуточной частоты и в том числе вторая гармоника 2⋅ω=2⋅ω-2⋅ω для нижней настройки гетеродина и 2⋅ω-2⋅ω для верхней настройки, что создает помехи работе приемного устройства и также приводит к существенному уменьшению динамического диапазона.
пч
с
с
пч
с
пч
пч
пч
Известно, что при гетеродинном преобразовании частот абсолютная ширина диапазона преобразуемых частот остается постоянной, т.е. при заданных значениях полосы промежуточных частот Δω и заданном значении частоты гетеродина ширина диапазона частот входных сигналов Δω всегда равна ширине диапазона промежуточных частот (Δω=Δω), т.е. ширина полосы частот входных сигналов Δω ограничивается шириной полосы промежуточных частот Δω, а ширина полосы промежуточных частот ограничивается шириной в одну октаву. Например, при разбиении диапазона входных частот приемного устройства на поддиапазоны и последовательного их просмотра путем перемещения вниз по оси частот за счет уменьшения частоты гетеродинного сигнала при постоянном значении абсолютной полосы промежуточных частот значение относительной ширины полосы промежуточных частот увеличивается и ограничивается шириной в одну октаву, т.е., при изначально заданной и постоянной ширине промежуточных частот Δω, равной одной октаве, ширина поддиапазона частот входных сигналов не может превышать значение Δω что и ограничивает максимально возможную ширину диапазона входных сигналов и является основным недостатком таких приемных устройств.
Таким образом, недостатком приемного устройства - прототипа является узкая максимальная полоса частот входных сигналов, не превышающая величину, равную ширине диапазона промежуточных частот в одну октаву.
Общие признаки прототипа и изобретения являются делители мощности на два 1, 6, 7 и 8, смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, гетеродины 4 и 5, фильтры первых промежуточных частот первой ступени преобразования частот 11 и 12, смесители второй ступени преобразования частот 9 и 10, фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования 13 и 14, блок идентификации частот 15 и выключатель 16.
Техническая задача изобретения - увеличение максимальной полосы частот входных сигналов.
Техническим результатом изобретения является увеличение максимальной полосы рабочих частот входных сигналов в два раза при сохранении достигнутом в прототипе уровня динамического диапазона приемного устройства порядка 80 дБ.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что радиоприемное устройство СВЧ содержит - первый входной делитель мощности на два, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, первый и второй гетеродины, второй и третий делители мощности на два, первый и второй фильтры промежуточных частот первой ступени преобразования частот, третий и четвертый смесители второй ступени преобразования частот, третий и четвертый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования, четвертый делитель мощности на два, блок идентификации частот и выключатель, причем первый выход первого входного делителя мощности на два соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот соединен с входом четвертого делителя мощности на два, первый выход которого соединен с первым входом выключателя, второй выход первого входного делителя мощности на два соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот, выход которого через второй фильтр промежуточной частоты соединен с входом третьего смесителя второй ступени преобразования частот, выход которого через третий фильтр промежуточных частот соединен со входом четвертого смесителя второй ступени преобразования частот при этом первый выход четвертого делителя мощности на два соединен с первым входом блока идентификации частот, а выход четвертого смесителя второй ступени преобразования частот через четвертый фильтр промежуточных частот соединен со вторым входом блока идентификации частот, выход которого соединен со вторым входом выключателя при этом первый выход второго делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом первого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, первый выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом второго смесителя, а второй выход третьего делителя мощности на два соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, при этом - дополнительно введены пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры, пятый и шестой смесители, второй блок идентификации частот и второй выключатель, вход пятого делителя мощности соединен с выходом первого фильтра, первый выход через пятый фильтр соединен со входом четвертого делителя мощности, а второй выход соединен через шестой фильтр, пятый смеситель, девятый фильтр, шестой смеситель и десятый фильтр с первым входом блока идентификации частот, вход шестого делителя мощности соединен с выходом второго фильтра, первый выход через седьмой фильтр соединен со входом девятого делителя мощности, а второй выход соединен через восьмой фильтр со входом третьего смесителя, первый выход девятого делителя мощности соединен со вторым входом блока идентификации частот, а второй выход соединен с первым входом выключателя, выход второго блока идентификации частот соединен со вторым входом второго выключателя, второй выход второго делителя мощности соединен со входом седьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя, второй выход третьего делителя мощности соединен со входом восьмого делителя мощности, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя, выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя и выход второго выключателя.
Поставленная задача в приемном устройстве решается путем одновременного двукратного преобразования частот не только в дополнительном канале, но также и в основном канале второй ступени преобразования частот приемного устройства.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведена структурная схема приемного устройства - прототип.
На фиг. 2 приведена структурная схема приемного устройства по изобретению.
На фиг. 3 приведены графики зависимости промежуточных частот первой ступени преобразования от значений частот входных сигналов приемного устройства СВЧ.
На фиг. 1 и 2 введены обозначения: 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый делители мощности на два, 2 и 3 - первый и второй смесители первой ступени преобразования частот, 9, 10, 22 и 23 - третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот, 4 и 5 - первый и второй гетеродинные генераторы, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот, 15 и 30 - первый и второй блоки идентификации частот, 16 и 31 - первый и второй выключатели.
Все делители мощности на два 1, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20 и 21 имеют один входной и два выходных канала. Первый делитель мощности 1 работает в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ, второй, третий, седьмой и восьмой делители мощности на два 6, 7, 19 и 20 работают в диапазонах рабочих частот первого и второго гетеродинных генераторов 4 и 5, четвертый, пятый, шестой и девятый делители мощности на два 8, 17, 18 и 21 работают в диапазоне промежуточных частот. Первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3 работают в диапазоне частот входных сигналов приемного устройства СВЧ и отличаются частотами гетеродинных сигналов. Гетеродинные генераторы первой ступени преобразования частот 4 и 5 отличаются частотами генерируемых сигналов. Третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23 осуществляют преобразование промежуточных частот. Первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 содержит амплитудные и фазовые детекторы. Первый и второй выключатели 16 и 31 имеет первый высокочастотный вход, а также второй вход управляющих сигналов.
Все перечисленные выше устройства, входящие в состав схем на фиг. 1 и 2 в настоящее время широко применяются в технике СВЧ. Для расчета и проектирования этих устройств могут быть использованы имеющиеся пакеты прикладных программ, например, пакет программ фирмы «Applied Wave Research» «Microwave Office». В блоках идентификации частот 15 и 30 могут быть использованы амплитудные и фазовые детекторы или, например, микросхемы типа «AD8302» фирмы «Analog Devices».
В соответствии с фиг. 2 приемное устройство СВЧ содержит первый делитель мощности на два канала 1, первый и второй смесители первой ступени преобразования частот 2 и 3, первый и второй фильтры промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 и 12, первый и второй гетеродины 4 и 5, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой восьмой и девятый делители мощности на два 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20, 21, а также третий, четвертый, пятый и шестой смесители второй ступени преобразования частот 9, 10, 22 и 23, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый фильтры промежуточных частот второй ступени преобразования частот 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28 и 29, первый и второй блоки идентификации частот 15 и 30 и первый и второй выключатели 16 и 31.
Первый выход первого делителя мощности на два 1 соединен с сигнальным входом первого смесители первой ступени преобразования частот 2, выход которого через первый фильтр промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 11 соединен со входом пятого делителя мощности на два 17, а второй выход первого делителя мощности на два 1 соединен с входом второго смесителя первой ступени преобразования частот 3, выход которого через второй фильтр первой промежуточной частоты первой ступени преобразования частот 12 соединен со входом шестого делителя мощности на два 18.
Первый выход пятого делителя мощности на два 17 через пятый фильтр промежуточных частот 24 соединен со входом четвертого делителя мощности на два 8, а второй выход пятого делителя мощности 17 через шестой фильтр промежуточных частот 25, пятый смеситель второй ступени преобразования частот 22, девятый фильтр промежуточных частот 28, шестой смеситель второй ступени преобразования частот 23 и десятый фильтр промежуточных частот 29 соединен с первым входом второго блока идентификации частот 30.
Первый выход шестого делителя мощности на два 18 через седьмой фильтр промежуточных частот 26 соединен со входом девятого делителя мощности на два 21, а второй выход шестого делителя мощности 18 через восьмой фильтр промежуточных частот 27, третий смеситель второй ступени преобразования частот 9, третий фильтр промежуточных частот 13, четвертый смеситель второй ступени преобразования частот 10 и четвертый фильтр промежуточных частот 14 соединен с первым входом первого блока идентификации частот 15.
Первый выход четвертого делителя мощности 8 соединен с первым входом первого выключателя 16, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 15, выход которого соединен со вторым входом первого выключателя 16.
Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен с первым входом второго выключателя 31, а второй выход соединен со вторым входом первого блока идентификации частот 30, выход которого соединен со вторым входом второго выключателя 31.
Выход первого гетеродина 4 соединен со вторым делителем мощности на два 6, первый выход которого соединен с гетеродинным входом первого смесителя первой ступени преобразования частот 2, а второй выход с входом седьмого делителя мощности на два 19, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами третьего и шестого смесителей 9 и 23. Выход второго гетеродина 5 соединен с третьим делителем мощности на два 7, первый выход которого соединен с гетеродинным входом второго смесителя 3, а второй выход с входом восьмого делителя мощности на два 20, выходы которого соединены соответственно с гетеродинными входами четвертого и пятого смесителей 10 и 22.
гн
с
гв
с
с
гн
гв
с
гн
с
гн
гв
с
гв
с
с
гн
гв
Приемное устройство СВЧ (фиг. 2) работает следующим образом. Радиосигнал, поступающий на вход приемного устройства, делится первым делителем мощности 1 на две части, которые поступают в левую и правую ветвь схемы на сигнальные входы первого и второго смесителей первой ступени преобразования 2 и 3. При этом смесители 2 и 3 работают с разной настройкой гетеродинов 4 и 5. Для определенности будем считать, что первый смеситель 2 имеет нижнюю настройку гетеродина (ω<ω), а второй смеситель 3 - верхнюю настройку гетеродина (ω>ω), что не нарушает общности дальнейшего рассмотрения. Здесь ω - частота входного сигнала, ω - частота первого гетеродина 4, ω - частота второго гетеродина 5. После преобразования частот входных сигналов на выходе первого фильтра промежуточных частот 11 образуется сигнал с частотой (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ), а на выходе второго фильтра промежуточных частот 12 - с частотой (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ). Здесь ϕ, ϕ и ϕ фазы входного и гетеродинных сигналов. Значения выходных (промежуточных) частот смесителей 2 и 3 не равны друг другу, но всегда находятся в одном и том же диапазоне промежуточных частот, сформированном одинаковыми фильтрами 11 и 12.
Левая и правая ветви схемы, образуемые первым делителем мощности 1, также делятся пятым и шестым делителями 17 и 18 на две ветви каждая, которые формируются пятым, шестым, седьмым и восьмым фильтрами 24, 25, 26 и 27.
с
гн
гв
гн
с
гв
с
с
пч
пч
с
гн
гн
с
пч
гв
с
гв
с
комб
с
г
с
г
Для дальнейшего рассмотрения используем графики, построенные на фиг. 3. Графики представляют зависимость промежуточных частот смесителей первой ступени преобразования 2 и 3 от значений частот входных сигналов приемного устройства ω при заданных значениях частот гетеродинных сигналов ω и ω. Выше было условлено, что левая ветвь цепи фиг. 2, включающая первый смеситель 2, имеет нижнюю настройку гетеродина (ω<ω), а правая ветвь, включающая второй смеситель 3, имеет верхнюю настройку гетеродина (ω>ω). По горизонтальной оси на фиг. 3 отложены частоты входных сигналов ω, а по вертикальной - промежуточные частоты ω. Графики рассчитывались с помощью линейного соотношений ω=(ω-ω) для случая нижней настройки гетеродинных частот (ω<ϕ) и соотношения ω=(ω-ω) и для случая верхней настройки гетеродинных частот (ω>ω). Эти соотношения являются частными случаями известной формулы для расчета комбинационных частот ω=|m⋅ω±n⋅ω|, где ω, ω - частоты входного и гетеродинного сигналов, m и n=0, 1, 2, 3, … - целые числа натурального ряда чисел.
c1
с3
пч1
пч3
пч1
пч2
пч2
пч3
пч1
пч2
пч1
пч2
пч2
пч3
c1
с2
с2
с3
c1
с2
с2
Для диапазон частот входных сигналов с граничными частотами ω и ω после первого преобразования с помощью первого и второго смесителей 2 и 3 как в левой ветви, так и в правой с помощью одинаковых фильтров 11 и 12 формируется одинаковые диапазоны промежуточных частот с граничными частотами ω и ω. Далее с помощью пятого и шестого делителя мощности на два 17 и 18 и с помощью пятого, шестого, седьмого и восьмого фильтров 24, 25, 26 и 27 соответственно в левой и правой ветви этот диапазон формируются два поддиапазона с граничными частотами (ω и ω) и (ω и ω) шириной Δω и Δω. Для этого в качестве граничных частот пятого и восьмого фильтров 24 и 27 выбираются частоты ω и ω, а шестого и седьмого фильтров 25 и 26 - ω и ω. Эти поддиапазоны промежуточных частот соответствуют диапазонам частот входных сигналов с граничными частотами (ω и ω) и (ω и ω) шириной Δω и Δω. Заметим, что поддиапазоны имеют общую границу ω, соответствуют на фиг. 3 точке пересечения графиков. Поддиапазоны частот выделены на фиг. 3 пунктирными линиями.
c1
с2
пч1
пч2
пч
с
гн
с
гн
пч2
3
пч
гв
с
гв
с
с
гн
гв
Предположим, что частота входного сигнала находится в поддиапазоне с граничными частотами ω и ω. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 24 образуется сигнал в поддиапазоне с граничными частотами ω и ω с промежуточной частотой ω=(ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ), а на выходе фильтра 27 в поддиапазоне с граничными частотами ω и ωпч - ω=(ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ). Здесь ϕ, ϕ и ϕ фазы входного сигнала, первого и второго гетеродинов 4 и 5. Заметим, что во втором случае в отличие от первого мы имеем инвертированный сигнал с «зеркальным» спектром, при котором входному сигналу с большей частотой соответствует сигнал с меньшей промежуточной частотой, что соответствует наклонам графиков на фиг. 3.
с
гн
с
гн
гн
гв
с
гн
гв
с
гв
гн
гв
с
с
гн
гв
гн
гв
с
с
гн
Далее с помощью третьего и четвертого преобразователей 9 и 10, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и третьего и четвертого фильтров 13 и 14 образуется сигнал с частотой (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ). Алгоритм образования этих сигналов следующий: на выходе фильтра 13 образуется сигнал с частотой ω+(ω-ω) и фазой ϕ+(ϕ-ϕ), а на выходе фильтра 14 с частотой ω-[ω+(ω-ω)]=(ω-ω) и фазой ϕ-[ϕ+(ϕ-ϕ)]=(ϕ-ϕ). Таким образом на выходах четвертого и пятого фильтров 14 и 24 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход первого блока идентификации частот 15. Сигнал с выхода фильтра 14 поступает на вход блока идентификации частот 15 непосредственно, а с выхода фильтра 24 через четвертый делитель мощности 8. Блок идентификации частот 15 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов открывает выключатель 16, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 8, а с выхода передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.
c1
с2
с
гн
с
гн
Таким образом, рассматриваемые ветви схемы образуют пару, которая контролирует поддиапазон с граничными частотами ω и ω, относительная ширина которого может достигать ширину вплоть до одной октавы. На выходе этой части схемы выделяется сигнал промежуточной частоты (ω-ω) с фазой (ϕ-ϕ).
с2
с3
пч
гв
с
гв
с
пч1
пч2
пч
с
гн
с
гн
пч1
пч2
с
гн
гв
Вторая пара ветвей, начинающаяся шестым фильтром 25 и седьмым фильтром 26 контролирует поддиапазон частот входных сигналов с граничными частотами ω и ω,. Согласно графиков на фиг. 3 на выходе фильтра 26 образуется инвертированный сигнал с промежуточной частотой ω=(ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ) в поддиапазоне с граничными частотами ω и ω, а на выходе фильтра 25 образуется сигнал с промежуточной частотой ω=(ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ) в поддиапазоне с граничными частотами ω и ω. Напомним, что ϕ, ϕ и ϕ фазы входного сигнала, а также первого и второго гетеродинов 4 и 5. Обратим еще раз внимание на то, что в первом случае мы имеем инвертированный сигнал.
гв
с
гв
с
гв
с
гн
гв
с
гн
гв
гв
с
гн
с
гн
гв
гв
с
гн
с
гн
В ветви, начинающейся шестым фильтром 25, после двойного преобразования частоты с помощью пятого и шестого преобразователей 22 и 23, первого и второго гетеродинов 4 и 5 и девятого и десятого фильтров 28 и 29 образуется сигнал с частотой (ω-ω) и фазой (ϕ-ϕ). Алгоритм образования этого сигнала следующий: на выходе фильтра 28 образуется сигнал с частотой ω-(ω-ω) и фазой ϕ-(ϕ-ϕ), а на выходе фильтра 29 с частотой ω-[ω-(ω-ω)]=(ω-ω) и фазой ϕ-[ϕ+(ϕ-ϕ)]=(ϕ-ϕ). Таким образом на выходах седьмого и десятого фильтров 26 и 29 образуются сигналы с одинаковыми частотами и фазами, которые поступают на вход второго блока идентификации частот 30. Сигнал с выхода фильтра 29 поступает на вход блока идентификации частот 30 непосредственно, а с выхода фильтра 26 через девятый делитель мощности 21. Блок идентификации частот 30 устанавливает наличие сигналов в рассматриваемых ветвях устройства и в случае равенства частот или фаз этих сигналов идентифицирует их как полезные сигналы и открывает второй выключатель 31, на вход которого поступает сигнал с выхода делителя мощности 21. С выхода выключателя 31 сигнал передается для дальнейшей обработки во внешние цепи.
c1
с2
с3
пч1
пч2
пч3
гн
гв
с
Проиллюстрируем работу схемы на фиг. 2 конкретным примером. Предположим, что выбран диапазон частот входных сигналов 10,0…12,0 ГГц шириной 2 ГГц, который должен быть преобразован в диапазон промежуточных частот 1,0…2,0 ГГц шириной 1 ГГц. Для этого диапазон входных частот разбивается на два поддиапазона шириной 1 ГГц каждый. В рассматриваемом случае на фиг. 3 будут иметь место следующие значения граничных частот: ω=10,0 ГГц. ω=11,0 ГГц, ω=12 ГГц, ω=1,0 ГГц, ω=2,0 ГГц и ω=3,0 ГГц, а частоты гетеродинов должны равняться ω=9,0 ГГц и ω=13,0 ГГц. При этом, оба поддиапазона входных частот преобразуются в диапазон промежуточных частот с граничными частотами 1 и 2 ГГц, т.е. в обеих случаях диапазоны промежуточных частот не превышают относительную ширину, равную одной октаве. Таким образом, в рассматриваемом радиоприемном устройстве будет одновременно просматриваться диапазон частот входных сигналов, равный Δω=2 ГГц, т.е. будет превышать максимально возможную ширину диапазона частот входных сигналов в два раза. Заметим также, что введение дополнительных каналов, начинающихся с шестого и восьмого фильтров 25 и 27 и служащих для идентификации частот полезных сигналов не искажают эти сигналы, т.к. для канализации последних во внешние устройства обработки используются только ветви, начинающиеся пятым и седьмым фильтрами 24 и 26.
Отличительные признаки изобретения.
Введены дополнительно пятый 17, шестой 18, седьмой 19, восьмой 20 и девятый 21 делители мощности, пятый 24, шестой 25, седьмой 26, восьмой 27, девятый 28 и десятый 29 фильтры, пятый 22, шестой и 23 смесители, второй 30 блок идентификации частот и второй 31 выключатель.
Вход пятого делителя мощности 17 соединен с выходом первого фильтра 11, первый выход через пятый фильтр 24 соединен со входом четвертого делителя мощности 8, а второй выход соединен через шестой фильтр 25, пятый смеситель 22, девятый фильтр 28, шестой смеситель 23 и десятый фильтр 29 с первым входом блока идентификации частот 30. Вход шестого делителя мощности 18 соединен с выходом второго фильтра 12, первый выход через седьмой фильтр 26 соединен со входом девятого делителя мощности 21, а второй выход соединен через восьмой фильтр 27 со входом третьего смесител 9. Первый выход девятого делителя мощности 21 соединен со вторым входом блока идентификации частот 30, а второй выход соединен с первым входом выключателя 31. Выход второго блока идентификации частот 30 соединен со вторым входом второго выключателя 31. Второй выход второго делителя мощности 6 соединен со входом седьмого делителя мощности 19, первый выход которого соединен с гетеродинным входом шестого смесителя 23, а второй выход соединен с гетеродинным входом третьего смесителя 9. Второй выход третьего делителя мощности 7 соединен со входом восьмого делителя мощности 20, первый выход которого соединен с гетеродинным входом пятого смесителя 22, а второй выход соединен с гетеродинным входом четвертого смесителя 10. Выходами приемного устройства СВЧ являются выход первого выключателя 16 и выход второго выключателя 31.