ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО М ДИАПАЗОННОГО РАДИОПРИЕМНИКА
INPUT DEVICE OF M-BAND RADIO RECEIVER

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиоприемниках в декаметровом диапазоне волн с целью повышения помехозащищенности приема. Известно радиоприемное устройство, описание которого приведено в работе 1.
Это устройство может быть принято в качестве прототипа.
Известное радиоприемное устройство содержит последовательно соединенные антенный вход, разрядник, противолокационный фильтр, схему защиты, аттенюатор, устройство селекции, усиления и обработки сигналов, включающее перестраиваемые поддиапазонные фильтры диапазона от 1,5 до 30 МГц, дискретный конденсатор переменной емкости, усилитель принимаемого сигнала (УРЧ), интерфейс управления и преобразователь уровня команд, а также исполнительные устройства [1]. Недостатком известного устройства является малый уровень затухания в полосах задерживания.
Это устройство может быть принято в качестве прототипа.
Задача изобретения - расширение арсенала технических средств в области входных устройств радиоприемников.
Технический результат - повышение избирательности в радиоприемном канале.
Технический результат достигается тем, что у входного устройства М диапазонного радиоприемника, содержащего последовательно соединенные антенный вход, разрядник, противолокационный фильтр, схему защиты, устройство для селекции, усиления и преобразования сигналов, включающее М канальное частотно селективное устройство, согласно предложению, устройство селекции, усиления и преобразования сигналов содержит соединенные последовательно входное М канальное коммутируемое частотно-селективное устройство, первый управляемый аттенюатор, у которого вход управления соединен с входом аттенюатора, первый усилитель радиочастоты, М канальное перестраиваемое частотно-селективное устройство, второй усилитель радиочастоты, второй управляемый аттенюатор, аналого-цифровой преобразователь и выход, при этом у управляемого аттенюатора вход управления соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, входное М канальное коммутируемое частотно-селективное устройство содержит М поддиапазонных полосовых фильтров, соединенных параллельно по входу и выходу, у каждого поддиапазонного полосового фильтра входная потенциальная клемма соединена с выходом устройства защиты, каждый полосовой фильтр содержит первую катушку индуктивности, у которой первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой входного частотно-селективного устройства, а второй вывод соединен с первым выводом первого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, с первым выводом второй катушки индуктивности и с подвижным контактом первого коммутационного элемента, вторые выводы второго конденсатора, второй катушки индуктивности и первого коммутационного элемента соединены с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первым выводом третьей катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с выходной потенциальной клеммой входного частотно-селективного устройства, М канальное перестраиваемое частотно-селективное устройство содержит М поддиапазонных каналов, при этом каждый поддиапазонный канал содержит входную катушку индуктивности, снабженную обмоткой связи, при этом у обмотки связи первый вывод соединен с неподвижным контактом второго коммутационного элемента, у которого подвижный контакт соединен с выходом первого усилителя радиочастоты, второй вывод обмотки связи соединен с общей шиной, у входной катушки индуктивности первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с неподвижным контактом третьего коммутационного элемента, каждый канал содержит выходную катушку индуктивности, снабженную обмоткой связи, при этом у выходной катушки индуктивности первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с неподвижным контактом четвертого коммутационного элемента, у обмотки связи первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с подвижным контактом пятого коммутационного элемента, у которого неподвижный контакт соединен с выходной потенциальной клеммой перестраиваемого частотно-селективного устройства, в каждом канале у третьего коммутационного элемента подвижный контакт соединен с первыми выводами первого дискретного конденсатора переменной емкости и четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с первыми выводами пятого и шестого конденсаторов, второй вывод шестого конденсатора соединен с первым выводом второго дискретного конденсатора переменной емкости и с неподвижным контактом четвертого коммутационного элемента каждого канала, вторые выводы первого и второго дискретных конденсаторов переменной емкости и пятого конденсатора соединены с общей шиной.
Сущность изобретения состоит в том, что устройство селекции, усиления и преобразования сигналов содержит соединенные последовательно входное М канальное коммутируемое частотно-селективное устройство, первый управляемый аттенюатор, у которого вход управления соединен с входом аттенюатора, первый усилитель радиочастоты, М канальное перестраиваемое частотно-селективное устройство, второй усилитель радиочастоты, второй управляемый аттенюатор, аналого-цифровой преобразователь и выход, при этом у управляемого аттенюатора вход управления соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, входное М канальное коммутируемое частотно-селективное устройство содержит М поддиапазонных полосовых фильтров соединенных параллельно по входу и выходу, у каждого поддиапазонного полосового фильтра входная потенциальная клемма соединена с выходом устройства защиты, каждый полосовой фильтр содержит первую катушку индуктивности, у которой первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой входного частотно-селективного устройства, а второй вывод соединен с первым выводом первого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, с первым выводом второй катушки индуктивности и с подвижным контактом первого коммутационного элемента, вторые выводы второго конденсатора, второй катушки индуктивности и первого коммутационного элемента соединены с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первым выводом третьей катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с выходной потенциальной клеммой входного частотно-селективного устройства, М канальное перестраиваемое частотно-селективное устройство содержит М поддиапазонных каналов, при этом каждый поддиапазонный канал содержит входную катушку индуктивности, снабженную обмоткой связи, при этом у обмотки связи первый вывод соединен с неподвижным контактом второго коммутационного элемента, у которого подвижный контакт соединен с выходом первого усилителя радиочастоты, второй вывод обмотки связи соединен с общей шиной, у входной катушки индуктивности первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с неподвижным контактом третьего коммутационного элемента, каждый канал содержит выходную катушку индуктивности, снабженную обмоткой связи, при этом у выходной катушки индуктивности первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с неподвижным контактом четвертого коммутационного элемента, у обмотки связи первый вывод соединен с общей шиной, а второй вывод соединен с подвижным контактом пятого коммутационного элемента, у которого неподвижный контакт соединен с выходной потенциальной клеммой перестраиваемого частотно-селективного устройства, в каждом канале у третьего коммутационного элемента подвижный контакт соединен с первыми выводами первого дискретного конденсатора переменной емкости и четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с первыми выводами пятого и шестого конденсаторов, второй вывод шестого конденсатора соединен с первым выводом второго дискретного конденсатора переменной емкости и с неподвижным контактом четвертого коммутационного элемента каждого канала, вторые выводы первого и второго дискретных конденсаторов переменной емкости и пятого конденсатора соединены с общей шиной.
На фиг. 1 приведена структурная схема входного радиоприемного устройства, на фиг. 2 - структурная эквивалентная схема поддиапазонного тракта радиоприема.
Предлагаемое входное устройство многоканальной радиоприемной системы (см. фиг. 1) содержит последовательно соединенные антенный вход 1, разрядник 2, противолокационный фильтр 3, устройство защиты 4, устройство для селекции, усиления и преобразования сигналов, содержащее соединенные последовательно входное частотно-селективное устройство 5, первый управляемый аттенюатор 6, первый усилитель радиочастоты 7, коммутатор 8, выходное перестраиваемое частотно-селективное устройство 9, второй усилитель радиочастоты 10, второй управляемый аттенюатор 11, аналого-цифровой преобразователь 12 и выход 13. У первого аттенюатора 6 вход управления соединен со входом аттенюатора. У второго аттенюатора 11 вход управления соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя 12. Входное частотно-селективное устройство 5 содержит М полосовых фильтров 14, входы и выходы которых соединены параллельно и подключены к выходу устройства защиты 4. Каждый полосовой фильтр 14 содержит катушку индуктивности 15, у которой первый вывод соединен с потенциальной входной клеммой фильтра, а второй вывод соединен с первым выводом конденсатора 16. Второй вывод конденсатора 16 соединен с первыми выводами конденсатора 17, катушки индуктивности 18, конденсатора 19 и подвижного контакта коммутационного элемента 20. Вторые выводы катушки индуктивности 18, конденсатора 19 и неподвижный контакт коммутационного элемента 20 соединены общей шиной. Второй вывод конденсатора 17 соединен с первым выводом катушки индуктивности 21, у которой второй вывод соединен с выходной потенциальной клеммой устройства, а также с входом первого управляемого аттенюатора 6. Коммутатор 8 содержит М коммутационных элементов 22, у которых подвижный контакт соединен с выходом первого усилителя радиочастоты 7, а неподвижный соединен с одним из входов выходного перестраиваемого частотно-селективного устройства 9, которое содержит М каналов 23. Каждый канал 23 содержит входную катушку индуктивности 24, снабженную обмоткой связи 25, и выходную катушку индуктивности 26, снабженную обмоткой связи 27. У обмотки связи 25 первый вывод соединен с общей шиной, а второй - соединен с входной потенциальной клеммой канала и одновременно с неподвижным контактом соответствующего коммутационного элемента 22. У входной катушки индуктивности 24 первый вывод соединен с общей шиной, а второй соединен с подвижным контактом коммутационного элемента 28, у которого неподвижный контакт соединен в первыми выводами магазина дискретных конденсаторов 29 и конденсатора 30. Второй вывод конденсатора 30 соединен с первыми выводами конденсаторов 31 и 32, второй вывод конденсатора 32 соединен с первым выводом магазина дискретных конденсаторов 33 и с подвижным контактом коммутационного элемента 34. Вторые выводы элементов 29, 31 и 33 соединены с общей шиной. У коммутационного элемента 34 неподвижный контакт соединен с первым выводом катушки индуктивности 26, у которой второй вывод соединен с общей шиной. У обмотки связи 27 первый вывод соединен с общей шиной, а второй - соединен с подвижным контактом коммутационного элемента 35, у которого неподвижный контакт соединен с выходной потенциальной клеммой канала и одновременно с входом второго усилителя радиочастоты 10. Конденсаторы 29 - 33 объединены в виде единого элемента 36, который является общим для всех поддиапазонов.
На фиг. 2 приведена эквивалентная схема поддиапазонного тракта приема. У нерабочих фильтров входной и выходной контуры выполняют роль режекторных, повышая при этом уровень затухания в полосах задерживания.
Входное устройство работает следующим образом.
Групповой сигнал с антенного входа 1 поступает на разрядник 2, на вход противолокационного фильтра 3 и затем на вход устройства защиты 4. Разрядник 2 является элементом противогрозовой защиты. Противолокационный фильтр 3 обеспечивает защиту устройства от помех, создаваемых радиолокационными станциями в диапазоне частот свыше 200 МГц.
Схема защиты 4 обеспечивает сохранность устройства от наводимого в антенне высокочастотного напряжения уровнем до 100 В ЭДС.
В исходном состоянии во всех поддиапазонах у коммутационных элементах 20 контакты замкнуты, у коммутационных элементов 22, 28, 34 и 35 контакты разокнуты. Для приема в требуемом диапазоне подается команда на коммутационные элементы этого поддиапазона. При этом у коммутационного элемента 20 контакты размыкаются, у коммутационных элементов 22, 28, 34 и 35 контакты замыкаются. Одновременно подается команда на первый и второй дискретные конденсаторы переменной емкости для настройки на требуемую частоту приема.
С выхода устройства защиты 2 групповой сигнал поступает на вход входного частотно-селективного устройства 5, а именно на входы поддиапазонных полосовых фильтров 14. Входное частотно-селективное устройство 5 содержит М широкополосных фильтров 14. Каждый полосовой фильтр при разомкнутых контактах у коммутационного элемента 20 пропускает полосу частот в пределах соответствующего диапазона.
В исходном состоянии у всех полосовых фильтров у коммутационных элементов 20 контакты замкнуты, у коммутационных элементов 22, 28, 34 и 35 контакты разомкнуты. По команде с пульта управления включается требуемый поддиапазон, при этом размыкаются контакты у коммутационного элемента 20 соответствующего полосового фильтра 14, замыкаются контакты у соответствующих коммутационных элементов 22, 28, 34 и 35. На фиг. 1 показано положение контактов у коммутационных элементов, когда прием сигналов производится в первом поддиапазоне. У неработающих поддиапазонов у входного частотно-селективного устройства входной и выходной колебательные контуры выполняют роль режекторных.
С выхода поддиапазонного полосового фильтра 14 групповой сигнал поступает на вход аттенюатора 6, а затем на вход усилителя радиочастоты 7. У управляемого аттенюатора 6 вход управления соединен с выходом полосового фильтра 14. При наличии в полосе пропускания поддиапазонного полосового фильтра помех с уровнем более заданного управляющее устройство аттенюатора 10 выдает команду на ослабление сигнала и помех. Схема аттенюатора 10 входит в систему автоматической регулировки чувствительности и усиления входного устройства. С выхода усилителя радиочастоты 7 групповой сигнал поступает на вход поддиапазонного перестраиваемого узкополосного фильтра 23, а затем на вход усилителя радиочастоты 10. Перестраиваемый полосовой фильтр имеет полосу пропускания в пределах 3-10% от принимаемой частоты.
С выхода усилителя высокой частоты 10 сигнал поступает на вход аттенюатора 11 и далее на вход аналого-цифрового преобразователя 12. С выхода аналого-цифрового преобразователя 12 сигнал поступает на выходную потенциальную клемму выходного устройства 13 в цифровом виде.
У управляемого аттенюатора 11 вход управления соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя 12. В случае перегрузки аналого-цифрового преобразователя помехами или сигналом на управляющий вход аттенюатора 10 с выхода управления аналого-цифрового преобразователя 12 подается сигнал и коэффициент передачи аттенюатора 11 уменьшается, исключая перегрузку аналого-цифрового преобразователя.
В сравнении с прототипом у предлагаемого многодиапазонного радиоприемного устройства приемный канал имеет более высокую избирательность и более высокую помехозащищенность.
Источники информации
1. В.А. Березовский и др. Современная декаметровая связь // Радиотехника. М. 2011. С. 147, рис. 2.22.