Приемное устройство
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована для решения задач радионаблюдения, радиоконтроля и пеленгации, а также в РЛС поверхностной волны для контроля 200-мильной экономической зоны и радиомониторинга водной поверхности. Приемное устройство выполнено по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты. Устройство содержит входной коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, преселектор, коммутируемые аттенюаторы, два смесителя, усилители промежуточной частоты, первый гетеродин, опорный генератор, являющийся вторым гетеродином, блок управления и шину управления, формирователь контрольного сигнала, а также ключи, коммутаторы, усилители и разветвители сигналов гетеродинов. В многоканальной системе при соединении нескольких приемных устройств по конвеерной схеме коммутация внутренних и внешних сигналов гетеродинов обеспечивает работу, как в асинхронном, так и в синхронном режиме. Это позволяет при анализе радиочастотной и помеховой обстановки KB диапазона, не только осуществлять радиоконтроль одновременно на нескольких частотах, но и пеленгацию выявленного источника радиосигнала благодаря оперативному переключению режимов работы. Введенный дополнительный ключ с элементами управления позволяет увеличить подавление побочных каналов приема, возникающих в асинхронном режиме работы при одновременном использовании в многоканальной системе нескольких сигналов первого гетеродина, работающих на разных частотах.
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована для решения задач радионаблюдения, радиоконтроля и пеленгации, а также в РЛС поверхностной волны для контроля 200-мильной экономической зоны и радиомониторинга водной поверхности.
Известно приемное устройство, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, последовательно соединенные коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, два гетеродина, опорный генератор, один выход которого подключен к входу коммутатора, а два других выхода подключены к входам гетеродинов, причем выход первого гетеродина подключен ко второму входу преобразователя частоты, а выход второго гетеродина ко второму входу смесителя (Патент РФ 
2085036 по кл. Н04В 1/16 от 20.07.1997 г.).
Данное приемное устройство позволяет обеспечивать прием и выделение информации, как на подвижных, так и на стационарных установках. Недостатком данного приемного устройства является то, что оно оптимизировано для приема ФМ сигналов и не позволяет анализировать радиочастотную и помеховую обстановку KB диапазона в полном объеме..
Более близким техническим решением по совокупности существенных признаков является приемное устройство, содержащее последовательно соединенные коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, преселектор, входной аттенюатор, первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, а также два гетеродина, опорный генератор, один выход которого подключен к первому входу коммутатора, а два других выхода подключены к входам гетеродинов, причем выход первого гетеродина подключен к второму входу первого смесителя частоты, а выход второго гетеродина - к второму входу второго смесителя, при этом блок управления через шину управления соединен с коммутатором, преселектором, входным аттенюатором и двумя гетеродинами. (Патент РФ 52548 по кл. Н04Q 1/26 от 28.09.20005 г.).
Данное приемное устройство обеспечивает прием произвольных сигналов для последующего выделение из них информации, что позволяет анализировать радиочастотную и помеховую обстановку KB диапазона. Недостатком данного приемного устройства является то, что оно не обеспечивает работу в многоканальных синхронных системах, что ограничивает область применения данной полезной модели для пеленгации и локации.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является приемное устройство, содержащее последовательно соединенные входной коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, преселектор, входной аттенюатор, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, аттенюатор ПЧ, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, а также гетеродин, опорный генератор коммутаторы первого и второго гетеродинов, первый и второй усилители с АРУ и первый и второй разветвители, формирователь и аттенюатор контрольного сигнала, и блок управления. Блок управления соединен через шину управления с входным коммутатором, преселектором, входным аттенюатором, аттенюатором ПЧ, формирователем и аттенюатором контрольного сигнала, гетеродином и коммутаторами первого и второго гетеродина. Выход первого гетеродина через соединенные последовательно коммутатор первого гетеродина, первый усилитель с АРУ и первый разветвитель подключен ко второму входу первого смесителя, выход опорного генератора через соединенные последовательно коммутатор второго гетеродина, второй усилитель с АРУ и второй разветвитель подключен ко второму входу второго смесителя, второй и третий выходы второго разветвителя соединены соответственно со входом гетеродина и через соединенные последовательно формирователь и аттенюатор контрольного сигнала со вторым входом входного коммутатора. (Патент РФ 107653 по кл. Н04B 1/26 от 27.04.2011 г.).
При соединении нескольких таких приемных устройств (ПУ) по конвеерной схеме в многоканальную систему обеспечивается работа, как в асинхронном, так и в синхронном режиме. На фиг.1 показан пример многоканальной приемной системы в четырехканальном варианте. Конвеерная схема соединения позволяет при анализе радиочастотной и помеховой обстановке KB диапазона, не только осуществлять радиоконтроль одновременно на нескольких частотах, но и пеленгацию выявленного источника радиосигнала благодаря оперативному переключению режимов работы. Однако при работе по этой схеме в асинхронном режиме нескольких приемных устройств возникают дополнительные побочные каналы приема, возникающие из-за одновременного использования в многоканальной системе нескольких сигналов первого гетеродина, работающих на разных частотах и недостаточного подавления внешних сигналов первого гетеродина соответствующими коммутаторами.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в устранении побочных каналов приема, возникающих в асинхронном режиме работы при одновременном использовании в многоканальной системе нескольких сигналов первого гетеродина, работающих на разных частотах.
Поставленная цель достигается за счет того, что в приемное устройство, содержащее последовательно соединенные входной коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, преселектор, входной аттенюатор, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, аттенюатор ПЧ, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, а также гетеродин, опорный генератор коммутаторы первого и второго гетеродинов, первый и второй усилители с АРУ и первый и второй разветвители, формирователь и аттенюатор контрольного сигнала, и блок управления, который соединен через шину управления с входным коммутатором, преселектором, входным аттенюатором, аттенюатором ПЧ, формирователем и аттенюатором контрольного сигнала, гетеродином и коммутаторами первого и второго гетеродина, выход первого гетеродина через соединенные последовательно коммутатор первого гетеродина, первый усилитель с АРУ и первый разветвитель подключен ко второму входу первого смесителя, выход опорного генератора через соединенные последовательно коммутатор второго гетеродина, второй усилитель с АРУ и второй разветвитель подключен ко второму входу второго смесителя, второй и третий выходы второго разветвителя соединены соответственно со входом гетеродина и через соединенные последовательно формирователь и аттенюатор контрольного сигнала со вторым входом входного коммутатора, введены ВЧ дроссель, фильтр управления и ключ, вход которого подключен ко второму выходу разветвителя первого гетеродина, а выход и вход управления соединены между собой через фильтр управления, при этом второй вход коммутатора первого гетеродина соединен с блоком управления через ВЧ дроссель и шину управления.
На фиг.2 приведена схема приемного устройства, где введены следующие обозначения: входной коммутатор 1, фильтр высоких частот (ФВЧ) 2, фильтр низких частот (ФНЧ) 3, преселектор 4, входной аттенюатор 5, первый смеситель 6, первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ1) 7, аттенюатор ПЧ 8, второй смеситель 9, второй усилитель промежуточной частоты (УПЧ2) 10, первый гетеродин 11, коммутатор первого гетеродина 12 первый усилитель с автоматической регулировкой усиления 13, первый разветвитель 14, опорный генератор 15, коммутатор второго гетеродина 16, второй усилитель с автоматической регулировкой усиления 17, второй разветвитель 18, формирователь контрольного сигнала 19, аттенюатор контрольного сигнала 20, блок управления 21, шина управления 22, ВЧ дроссель 23, ключ 24, фильтр управления 25.
Приемное устройство работает следующим образом.
Сигнал с антенны Fc через входной коммутатор 1, который обеспечивает отключение антенного входа приемника в режиме внутренней калибровки, поступает на последовательно-соединенные фильтры высоких 2 и низких 3 частот. Фильтр нижних частот 3 предназначен для подавления помех прямого прохождения на первой промежуточной частоте и по зеркальному каналу. Фильтр высоких частот 2 уменьшает перегрузку высокочастотного тракта мощными радиовещательными станциями диапазонов ДВ и СВ.
Далее сигнал подается на один из полосовых субоктавных фильтров многоканального преселектора 4. Преселектор 4 совместно с ФНЧ 3 обеспечивает ослабление помех по промежуточной частоте и по первому зеркальному каналу. Использование разделения входного диапазона частот на субоктавные полосы уменьшает вероятность возникновения комбинационных составляющих третьего порядка и снижает уровень комбинационных составляющих второго порядка.
С выхода преселектора 4 сигнал поступает на входной аттенюатор 5, который предназначен для сопряжения приемного тракта с помеховой обстановкой, т.е. уменьшения перегрузки тракта мощными внеполосными сигналами, которые могут создавать интермодуляционные помехи.
С выхода аттенюатора 5 сигнал поступает на первый смеситель частоты 6, в котором происходит разностное преобразование сигнала Fг1 первого гетеродина 12 и входного сигнала Fc на первую промежуточную частоту Fпч1.
С выхода первого смесителя 6 сигнал поступает на усилитель промежуточной частоты 7, обеспечивающий частотную избирательность при малом уровне шума и интермодуляции. Избирательная система усилителя 7 выполнена на кварцевых фильтрах, которые обеспечивают избирательность по соседнему каналу, подавление сигнала первого гетеродина и помех, поступающих по второму зеркальному каналу.
Аттенюатор ПЧ 8 обеспечивает регулировку коэффициента передачи и предназначен для устранения перегрузки второго смесителя 9 при мощных входных сигналах внутри полосы пропускания. В смесителе 9 происходит разностное преобразование сигнала Fпч1 и сигнала второго гетеродина Fг2 на вторую промежуточную частоту Fпч2. Далее сигнал Fпч2 через второй усилитель промежуточной частоты 10 поступает на выход приемного устройства. Усилитель 10 обеспечивает подавление сигнала второго гетеродина Fг2 и внеполосных каналов приема, обусловленных дискретизацией сигнала во внешнем устройстве цифровой обработки сигналов (ЦОС) (на фиг.1 не показано), и также ограничивает широкополосные шумы в спектре сигнала на входе ЦОС.
Частота сигнала высокостабильного опорного генератора 15 выбрана равной частоте сигнал второго гетеродина Fг2. Этот же сигнал может использоваться при аналого-цифровом преобразовании внешнего устройства ЦОС. Такое решение позволяет минимизировать число внутренних помех приемного устройства.
При работе приемного устройства в автономном асинхронном режиме сигнал с опорного генератора 15 частотой Fг2 через коммутатор второго гетеродина 16, в соответствующем положении, усилитель с АРУ 17 и второй разветвитель 18 поступает на второй вход второго смесителя 9. С других выходов разветвителя 18 сигнал второго гетеродина поступает на формирователь первого гетеродина 11, формирователь контрольного сигнала 19 и на выход приемного устройства, который в данном режиме не используется.
Аналогично, в асинхронном режиме сигнал с формирователя первого гетеродина 11 через коммутатор первого гетеродина 12, усилитель с АРУ 13 и первый разветвитель 14 поступает на второй вход первого смесителя 6. Со второго выхода разветвителя 14 сигнал первого гетеродина через открытый ключ 24 поступает на выход приемного устройства, который в данном режиме не используется.
При работе приемного устройства в многоканальном синхронном режиме или комбинированном, все приемные устройства, входящие в многоканальную систему включаются последовательно, как это показано на фиг.2, т.е. выход Fг1 первого устройства соединяется с входом Fг1 второго, выход Fг1 второго с входом Fг1 третьего и так далее. Аналогичным образом приемные устройства соединяются и по сигналу Fг2. Первое приемное устройство в этой цепи является ведущим и его работа не отличается от асинхронного режима. Второе и последующие приемные устройства являются ведомыми, коммутаторы первого и второго гетеродинов 12 и 16 в них подачей соответствующих команд устанавливаются в положение внешних сигналов. Усилители с АРУ 13 и 17 обеспечивают стабильность уровня сигналов первого и второго гетеродинов, поступающих на смесители 6 и 9, при каскадировании нескольких приемных устройств. Сигнал управления коммутатором первого гетеродина 12 через ВЧ дроссель 23 в виде постоянного напряжения поступает также и на вход коммутатора. Таким образом, этот сигнал управления подается по соединительному ВЧ кабелю на выход первого гетеродина предыдущего приемного устройства. В предыдущем устройстве этот сигнал через фильтр управления 25 управляет прохождением сигнала первого гетеродина через ключ 24. В синхронном режиме этот ключ 24 открыт и поскольку все приемные устройства настроены на одну частоту или формирователи первого гетеродина 11 в ведомых устройствах отключены, дополнительных побочных каналов приема не возникает. При включении асинхронного режима сигналом, приходящим по кабелю ключ 24 закрывается и препятствует поступлению сигнала первого гетеродина на следующее приемное устройство. Суммарное подавление по этому побочному каналу обеспечивается коммутатором 12 и ключом 24, размещенных в разных приемных устройствах.
Формирователь контрольного сигнала 19 диапазона KB выполнен на основе прямого цифрового синтеза (DDS). Контрольный сигнал через аттенюатор 20 поступает на входной коммутатор и используется для периодического контроля технических характеристик приемного устройства в процессе эксплуатации.
Таким образом, предложенное приемное устройство позволяет анализировать радиочастотную и помеховую обстановку KB диапазона, а в многоканальном варианте, благодаря оперативному переключению режимов работы, не только осуществлять радиоконтроль одновременно на нескольких частотах, но и пеленгацию выявленного источника радиосигнала. Введенный дополнительный ключ с элементами управления позволяет значительно увеличить подавление побочных каналов приема, возникающих в асинхронном режиме работы при одновременном использовании в многоканальной системе нескольких сигналов первого гетеродина, работающих на разных частотах.
Приемное устройство, содержащее последовательно соединенные входной коммутатор, фильтры высокой и низкой частоты, преселектор, входной аттенюатор, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, аттенюатор ПЧ, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, а также гетеродин, опорный генератор, коммутаторы первого и второго гетеродинов, первый и второй усилители с АРУ и первый и второй разветвители, формирователь и аттенюатор контрольного сигнала, и блок управления, который соединен через шину управления с входным коммутатором, преселектором, входным аттенюатором, аттенюатором ПЧ, формирователем и аттенюатором контрольного сигнала, гетеродином и коммутаторами первого и второго гетеродина, выход первого гетеродина через соединенные последовательно коммутатор первого гетеродина, первый усилитель с АРУ и первый разветвитель подключен ко второму входу первого смесителя, выход опорного генератора через соединенные последовательно коммутатор второго гетеродина, второй усилитель с АРУ и второй разветвитель подключен ко второму входу второго смесителя, второй и третий выходы второго разветвителя соединены соответственно с входом гетеродина и через соединенные последовательно формирователь и аттенюатор контрольного сигнала со вторым входом входного коммутатора, отличающееся тем, что введены ВЧ дроссель, фильтр управления и ключ, вход которого подключен ко второму выходу разветвителя первого гетеродина, а выход и вход управления соединены между собой через фильтр управления, при этом второй вход коммутатора первого гетеродина соединен с блоком управления через ВЧ дроссель и шину управления.
