ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СВЧ - СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиолокационных станциях сантиметрового диапазона.
Известен «Многоканальный формирователь сигналов гетеродина» [RU №177176 U1, МПК Н03С 5/00, 2017 г.] содержащий, первый коаксиально волноводный переход, формирователь сигналов синхронизации, умножитель, формирователь частоты, преобразователь частоты, устройство управления, второй коаксиально волноводный переход, третий коаксиально волноводный переход, четвертый коаксиально волноводный переход, пятый коаксиально волноводный переход.
Наиболее близкой, по технической сущности, к предлагаемой полезной модели является «Формирователь радиосигналов» [RU №193523 U1, МПК Н03С 5/00, 2020 г.]. Формирователь радиосигналов, содержащий умножитель, преобразователь частоты, формирователь сигналов синхронизации, причем выход формирователя сигналов синхронизации соединен с четвертым входом преобразователя частоты, первый выход умножителя частоты является первым выходом формирователя радиосигналов, второй вход преобразователя частоты является первым входом формирователя радиосигналов, первый выход преобразователя частоты является вторым выходом формирователя радиосигналов, отличается тем, что дополнительно введены генератор, синтезатор частот, источник стабилизированного питания, нагрузка, первый вентиль, второй вентиль, третий вентиль, причем выход генератора соединен с первым входом умножителя частоты, второй выход умножителя частоты соединен с первым входом синтезатора частот, первый выход синтезатора частот соединен с входом нагрузки, второй выход синтезатора частот соединен с первым входом преобразователя частоты, третий выход синтезатора частот соединен с входом формирователя сигналов синхронизации, первый вход источника стабилизированного питания является вторым входом формирователя радиосигналов, второй вход источника стабилизированного питания является третьим входом формирователя радиосигналов, первый выход источника стабилизированного питания соединен с третьим входом синтезатора частот, второй выход источника стабилизированного питания соединен со вторым входом синтезатора частот, третий выход источника стабилизированного питания соединен с третьим входом преобразователя частоты, четвертый выход источника стабилизированного питания соединен с входом генератора, пятый выход источника стабилизированного питания соединен со вторым входом умножителя частоты, второй выход преобразователя частоты соединен с входом первого вентиля, третий выход преобразователя частоты соединен с входом второго вентиля, четвертый выход преобразователя частоты соединен с входом третьего вентиля, выход первого вентиля является третьим выходом формирователя радиосигналов, выход второго вентиля является четвертым выходом формирователя радиосигналов, выход третьего вентиля является пятым выходом формирователя радиосигналов.
Недостатком известных устройств является отсутствие возможности формирования зондирующего сигнала в требуемом СВЧ-диапазоне и преобразования принятого отраженного СВЧ-сигнала в высокочастотные сигналы в двух частотных диапазонах и передачи их для дальнейшей обработки в РЛС.
Технический результат предлагаемого приемопередающего устройства СВЧ-сигналов заключается в расширении функциональных возможностей при реализации назначения.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что приемопередающее устройство СВЧ-сигналов содержит генератор, умножитель частоты, синтезатор частот, источник стабилизированного питания, формирователь сигналов синхронизации, преобразователь частоты, первый вентиль, второй вентиль, третий вентиль, причем выход генератора соединен с первым входом умножителя частоты, первый выход умножителя частоты является первым выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, второй выход умножителя частоты соединен с первым входом синтезатора частот, второй выход синтезатора частот соединен с первым входом преобразователя частоты, третий выход синтезатора частот соединен с входом формирователя сигналов синхронизации, первый вход источника стабилизированного питания является вторым входом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, второй вход источника стабилизированного питания является третьим входом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, первый выход источника стабилизированного питания соединен с третьим входом синтезатора частот, второй выход источника стабилизированного питания соединен со вторым входом синтезатора частот, третий выход источника стабилизированного питания соединен с третьим входом преобразователя частоты, четвертый выход источника стабилизированного питания соединен с входом генератора, пятый выход источника стабилизированного питания соединен со вторым входом умножителя частоты, первый выход формирователя сигналов синхронизации соединен с четвертым входом преобразователя частоты, второй вход преобразователя частоты является первым входом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, второй выход преобразователя частоты соединен с входом первого вентиля, третий выход преобразователя частоты соединен с входом второго вентиля, четвертый выход преобразователя частоты соединен с входом третьего вентиля, выход первого вентиля является вторым выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, выход второго вентиля является третьим выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, выход третьего вентиля является четвертым выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, отличающийся тем, что дополнительно введены усилитель, первый смеситель, второй смеситель, защитное устройство, устройство управления и контроля, причем третий выход умножителя частоты соединен с пятым входом преобразователя частоты, первый выход синтезатора частот соединен с первым входом первого смесителя, шестой выход источника стабилизированного питания соединен с первым входом усилителя, седьмой выход источника стабилизированного питания соединен с первым входом защитного устройства, восьмой выход источника стабилизированного питания соединен с первым входом второго смесителя, девятый выход источника стабилизированного питания соединен со вторым входом первого смесителя, второй выход формирователя сигналов синхронизации соединен с первым входом устройства управления и контроля, первый выход преобразователя частоты соединен со вторым входом второго смесителя, первый выход усилителя соединен с третьим входом выход устройства управления и контроля, второй выход усилителя является пятым выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, первый выход второго смесителя соединен со вторым входом устройства управления и контроля, второй выход второго смесителя является шестым выходом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, первый выход первого смесителя соединен с четвертым входом второго смесителя, второй выход первого смесителя соединен с третьим входом усилителя, первый выход защитного устройства соединен с третьим входом первого смесителя, второй выход защитного устройства соединен с четвертым входом устройства управления и контроля, третий вход защитного устройства является четвертым входом приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, первый выход устройства управления и контроля соединен со вторым входом усилителя, второй выход устройства управления и контроля соединен с третьим входом второго смесителя, третий выход устройства управления и контроля соединен со вторым входом защитного устройства.
На фиг. 1 представлена функциональная схема приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Приемопередающее устройство СВЧ-сигналов содержит генератор 1, умножитель частоты 2, синтезатор частоты 3, источник стабилизированного напряжения 4 формирователя сигналов синхронизации 5, преобразователь частоты 6, усилитель 7, второй смеситель 8, первый смеситель 9, защитное устройство 10, первый вентиль 11, второй вентиль 12, третий вентиль 13, устройство управления и контроля 14.
Выход генератора 1 соединен с первым входом умножителя частоты 2.
Первый выход умножителя частоты 2 является первым выходом U1 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Второй выход умножителя частоты 2 соединен с первым входом синтезатора частот 3.
Третий выход умножителя частоты 2 соединен с пятым входом преобразователя частоты 6.
Первый выход синтезатора частот 3 соединен с первым входом первого смесителя 9.
Второй выход синтезатора частот 3 соединен с первым входом преобразователя частоты 6.
Третий выход синтезатора частот 3 соединен с входом формирователя сигналов синхронизации 5.
Первый вход источника стабилизированного питания 4 является вторым входом Y2 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов,
Второй вход источника стабилизированного питания 4 является третьим входом Y3 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Первый выход источника стабилизированного питания 4 соединен с третьим входом синтезатора частот 3.
Второй выход источника стабилизированного питания 4 соединен со вторым входом синтезатора частот 3.
Третий выход источника стабилизированного питания 4 соединен с третьим входом преобразователя частоты 6.
Четвертый выход источника стабилизированного питания 4 соединен с входом генератора 1.
Пятый выход источника стабилизированного питания 4 соединен со вторым входом умножителя частоты 2.
Шестой выход источника стабилизированного питания 4 соединен с первым входом усилителя 7.
Седьмой выход источника стабилизированного питания 4 соединен с первым входом защитного устройства 10.
Восьмой выход источника стабилизированного питания 4 соединен с первым входом второго смесителя 8.
Девятый выход источника стабилизированного питания 4 соединен со вторым входом первого смесителя 9.
Второй выход формирователя сигналов синхронизации 5 соединен с первым входом устройства управления и контроля 14.
Второй вход преобразователя частоты 6 является первым входом Y1 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Первый выход преобразователя частоты 6 соединен со вторым входом второго смесителя 8.
Второй выход преобразователя частоты 6 соединен с входом первого вентиля 11.
Третий выход преобразователя частоты 6 соединен с входом второго вентиля 12.
Четвертый выход преобразователя частоты 6 соединен с входом третьего вентиля 13.
Первый выход усилителя 7 соединен с третьим входом устройства управления и контроля 14.
Второй выход усилителя 7 является пятым выходом U5 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Первый выход второго смесителя 8 соединен со вторым входом устройства управления и контроля 14.
Второй выход второго смесителя 8 является шестым выходом U6 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Первый выход первого смесителя 9 соединен с четвертым входом второго смесителя 8.
Второй выход первого смесителя 9 соединен с третьим входом усилителя 7.
Первый выход защитного устройства 10 соединен с третьим входом первого смесителя 9.
Второй выход защитного устройства 10 соединен с четвертым входом устройства управления и контроля 14.
Третий вход защитного устройства 10 является четвертым входом Y4 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Выход первого вентиля 11 является вторым выходом U2 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Выход второго вентиля 12 является третьим выходом U3 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Выход третьего вентиля 13 является четвертым выходом U4 приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Первый выход устройства управления и контроля 14 соединен со вторым входом усилителя 7.
Второй выход устройства управления и контроля 14 соединен с третьим входом второго смесителя 8.
Третий выход устройства управления и контроля 14 соединен со вторым входом защитного устройства 10.
Приемопередающее устройство СВЧ-сигналов работает следующим образом.
Генератор 1, при поступлении на его вход питающих напряжений с четвертого выхода источника стабилизированного питания 4, формирует на своем выходе высокочастотный опорный сигнал с частотой Fоп, поступающий на первый вход умножителя частоты 2.
Умножитель частоты 2, при поступлении на его первый вход высокочастотного опорного сигнал с частотой Fоп с выхода генератора 1, а на второй вход питающих напряжений с пятого выхода источника стабилизированного питания 4, формирует на своем первом выходе, который является первым выходом 1U приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, высокочастотный опорный сигнал с частотой 1/2 Fоп, а на втором и третьем выходах формирует сигналы с частотой равной 12Fоп, поступающий, соответственно, на первый вход синтезатора частот 3, и на пятый вход преобразователя частоты 6.
Синтезатор частот 3, при поступлении на его первый вход, со второго выхода умножителя частоты 2 сигнала с частотой равной 12Fоп, при поступлении на его второй и третий входы сигналов синхронизации и напряжений питания, соответственно, со второго и первого выходов источника стабилизированного питания 4, формирует на первом и втором выходах СВЧ-сигнал первого гетеродина с несущей частотой Fг1i, которая перестраивается в требуемом частотном диапазоне в соответствии с командами управления, поступающими на его третий вход. С первого выхода сигнал Fг1i поступает на первый вход первого смесителя 9, а со второго выхода сигнал Fг1i поступает на первый вход преобразователя частоты 6. С третьего выхода транслируются сигналы управления на первый вход формирователя сигналов синхронизации и управления 5.
Источник стабилизированного питания 4, при поступлении на его первый вход сигналов управления со второго входа 2Y приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, и, при поступлении на его второй вход с третьего входа 3Y приемопередающего устройства СВЧ-сигналов питающего напряжения, формирует на своих первом, третьем, четвертом, пятом, шестом, седьмом, восьмом и девятом выходах стабилизированные питающие напряжения поступающие, соответственно, на третий вход синтезатора частот 3, на третий вход преобразователя частоты 6, на вход генератора 1, на второй вход умножителя частоты 2, на первый вход усилителя 7, на первый вход защитного устройства 10, на первый вход второго смесителя 8, на второй вход первого смесителя 9, а со второго выхода транслирует сигналы синхронизации на второй вход синтезатора частот 3.
Формирователь сигналов синхронизации 5, при поступлении на его первый вход с третьего выхода синтезатора частот 3 сигналов управления и синхронизации, передает эти сигналы управления и синхронизации со своего первого и второго выходов, соответственно, на четвертый вход преобразователя частоты и на первый вход устройства управления и контроля. Преобразователь частоты 6, при поступлении на первый вход СВЧ-сигнала первого гетеродина с несущей частотой равной Fг1i, со второго выхода синтезатора частот 3, при поступлении на второй вход СВЧ-сигнала первой промежуточной частоты с несущей частотой равной Fпч1, с первого входа 1Y приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, при поступлении на третий вход питающих напряжений с третьего выхода источника стабилизированного питания 4, на четвертый вход сигналов управления и синхронизации со второго выхода формирователя сигналов синхронизации 5, а на пятый вход СВЧ-сигнала с частотой равной 12Fоп, с третьего выхода умножителя частоты 2, формирует на своем первом выходе СВЧ-сигнал вторго гетеродина с частотой Fг2, поступающий на второй вход второго смесителя 8, и формирует на втором, третьем, и четвертом выходах СВЧ-сигналы излучаемые РЛС с несущей частотой, изменяемой с требуемым шагом в выбранном частотном диапазоне Fизл.i, соответственно, сигнал Fизл.i, контрольный сигнал Fизл.i, пилот сигнал Fизл.i, поступающие, соответственно, на входы первого вентиля 11, второго вентиля 12 и третьего вентиля 13, с выходов которых, эти сигналы поступают, соответственно, на второй 2U, третий 3U и четвертый 4U выходы приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Защитное устройство 10, при поступлении на первый вход питающих напряжений с девятого выхода источника стабилизированного напряжения 4, на второй вход - сигналов управления с третьего выхода устройства управления и контроля 14, а на третий вход, с четвертого входа 4Y приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, - отраженного СВЧ-сигнала с частотой Fотр.i, производит ограничение уровня этого сигнала до требуемой величины для защиты приемного канала. С первого выхода нормированный по уровню СВЧ-сигнал Fотр.i поступает на третий вход первого смесителя 9. На втором выходе формируется огибающая выходного сигнала Fотр.i, поступающая на четвертый вход устройства управления и контроля 14.
Первый смеситель 9, при поступлении на его первый вход СВЧ-сигнала первого гетеродина с несущей частотой Fг1i с первого выхода синтезатора частот 3, на второй вход - питающих напряжений с девятого выхода источника стабилизированного питания 4, а на третий вход - СВЧ-сигнала Fотр.i с первого выхода защитного устройства 10, формирует на своих первом и втором выходах сигнал первой промежуточной частоты Fпч1, поступающий, соответственно, на четвертый вход второго смесителя 8 и на третий вход усилителя 7.
Второй смеситель 8, при поступлении на его первый вход питающих напряжений с восьмого выхода источника стабилизированного питания 4, на второй вход - СВЧ-сигнала второго гетеродина с частотой Fг2, с первого выхода преобразователя частоты 6, на третий вход - сигналов управления с третьего выхода формирователя сигналов синхронизации 5, на четвертый вход - сигнала первой промежуточной частоты Fпч1 с первого выхода первого смесителя 9, формирует на своем втором выходе высокочастотный сигнал второй промежуточной частоты Fпч2, поступающий на шестой выход 6U приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, а на первом выходе формирует огибающую сигнала второй промежуточной частоты. Этот видеосигнал поступает на второй вход устройства управления и контроля 14.
Усилитель 7, при поступлении на его первый вход питающих напряжений с шестого выхода источника стабилизированного питания 4, при поступлении на его второй вход сигналов управления со второго выхода устройства управления и контроля 14, при поступлении на третий вход сигнала первой промежуточной частоты Fпч1 со второго выхода первого смесителя 9, формирует на своем втором выходе усиленный до требуемой величины сигнал первой промежуточной частоты Fпч1, поступающий на пятый выход 5U приемопередающего устройства СВЧ-сигналов, а на первом выходе формирует огибающую выходного сигнала первой промежуточной частоты. Этот видеосигнал поступает на третий вход устройства управления и контроля 14.
Первый вентиль 11, второй вентиль 12 и третий вентиль 13 служат для развязки и согласования импеданса сигналов на их входах Fизл.i, соответственно, сигнал Fизл.i, контрольный сигнал Fизл.i, пилот сигнал Fизл.i, поступающие, соответственно, со второго, третьего и четвертого выходов преобразователя частоты, с выходами вторым 2U, третьим 3U и четвертым 4U выходы приемопередающего устройства СВЧ-сигналов.
Устройство управления и контроля 14 при поступлении на его первый вход со второго выхода формирователя сигналов синхронизации 5 сигналов управления осуществляет формирование сигналов управления на своих первом, втором и третьем выходах, поступающими, соответственно, на второй вход усилителя 7, на третий вход второго смесителя 8 и на второй вход защитного устройства 10.
Предлагаемая схема приемопередающего устройства СВЧ-сигналов в качестве технического результата расширения арсенала технических средств (дополнительно введение устройств в его состав усилителя, первого смесителя, второго смесителя, защитного устройства) приемлема при реализации назначения. Формирует из контрольных видеосигналов на втором, третьем и четвертым входах, поступающих соответственно, с первого выхода второго смесителя 8, с первого выхода усилителя 7 и со второго выхода защитного устройства 10 сигналы исправности логического уровня.