Синтезаторный приемоответчик миллиметрового диапазона волн
Синтезаторный приемоответчик миллиметрового диапазона волн (ПО-С) относится к радиолокации и может быть использован в системах управления летательными аппаратами и ракетами. Техническим результатом заявляемого ПО-С является высокая стабильность литерных частот, стабильная и помехозащищенная работа радиолинии в любых погодных условиях. Стабильность литерных частот порядка 1·10 -6 обеспечивается применением в синтезаторе с умножением частоты кварцевого резонатора, а также наличием схемы корректировки температурных уходов частоты. Стабильная и помехозащищенная работа радиолинии обеспечивается за счет того, что антенное устройство, входящее в состав ПО-С, выполнено по схеме с круговой поляризацией, что позволяет исключить потери энергетического потенциала за счет несогласованной поляризации антенны РЛС, также имеющую круговую поляризацию, и позволяет добиться стабильной работы радиолинии при любых погодных условиях. Кроме того, применение в антенном устройстве поляризационного тройника позволяет добиться развязки между приемным и передающими каналами ПО-С около 50 дБ, что помогает избежать внутренних наводок в ПО-С и улучшает общую помехозащищенность изделия.
Полезная модель синтезаторный приемоответчик миллиметрового диапазона волн (ПО-С) относится к радиолокации и может быть использована в системах управления летательными аппаратами и ракетами.
Проведенный патентно-информационный поиск не выявил приемопередающих устройств миллиметрового диапазона с мощностью выходного сигнала не менее 2 Вт, позволяющих добиться высокой стабильности литерных частот порядка 1·10-6 и стабильной работы радиолинии в любых погодных условиях, что и является техническим результатом заявляемой полезной модели.
Указанный технический результат достигается тем, что в ПО-С применены кварцевый резонатор и схема корректировки температурных уходов частоты, а антенное устройство, входящее в состав ПО-С, выполнено по схеме с круговой поляризацией, что позволяет исключить потери энергетического потенциала за счет несогласованной поляризации антенны РЛС, также имеющую круговую поляризацию, и позволяет добиться стабильной работы радиолинии при любых погодных условиях. Кроме того, применение в антенном устройстве поляризационного тройника позволяет добиться развязки между приемным и передающими каналами ПО-С около 50 дБ, что помогает избежать внутренних наводок в ПО-С и улучшает общую помехозащищенность изделия.
Предложенный ПО-С состоит из приемного канала, передающего канала, устройства управления и антенного устройства.
Приемный канал ПО-С состоит из управляемого аттенюатора, смесителя, усилителя с фильтром поверхностной акустической волны (ПАВ), детектора с видеоусилителем, гетеродина. Передающий канал ПО-С состоит из синтезатора с умножением частоты и двухкаскадного усилителя мощности. Антенное устройство состоит из приемопередающей антенны с круговой поляризацией, совмещенной с поляризационным тройником.
На фиг.1 представлена функциональная схема ПО-С; на фиг.2 схематически показана работа антенного устройства.
Предложенный ПО-С работает следующим образом.
Сигнал с РЛС поступает на приемопередающую антенну 4 и поляризационный тройник 3 (фиг.1). Поляризационный тройник 3 выполняется из волновода круглого сечения и имеет два взаимно перпендикулярных канала - передающий и приемный. Далее сигнал с помощью поляризационного тройника 3 поступает в приемный канал ПО-С.
Поступивший на управляемый аттенюатор 5 сигнал оценивается и, при необходимости, ослабляется аттенюатором на 20 дБ для защиты ПО-С от воздействия повышенной падающей мощности и стробирования приемного канала ПО-С от собственных выходных импульсов передающего канала ПО-С. С выхода управляемого аттенюатора 5 сигнал поступает на вход смесителя 6, где он смешивается с сигналом, поступившим с гетеродина 9. Работа гетеродина 9 управляется импульсами, вырабатывающимися устройством управления 10. В результате, на выходе смесителя 6 формируется сигнал частотой около 2 ГГц, поступающий на вход усилителя с фильтром ПАВ 7. Полоса пропускания фильтра ПАВ 7 составляет от 10 до 15 МГц. Далее усиленный и отфильтрованный сигнал поступает на детектор с видеоусилителем 8, где он детектируется и обрабатывается до требуемого на выходе приемной части уровня. Выход детектора с видеоусилителем 8 связан с усилителем с фильтром ПАВ 7 связью автоматической регулировки усиления (АРУ) для получения на выходе ПО-С оптимального уровня сигнала. С выхода детектора с видеоусилителем 8 обработанный (выходной) сигнал поступает на внешнее устройство. Ответный (входной) сигнал с внешнего устройства поступает на вход устройства управления 10. Устройство управления 10 вырабатывает импульсы для управления работой синтезатора с умножением частоты 1 и двухкаскадного усилителя мощности 2 и выполняет корректировку температурных уходов частоты синтезатора 1. Синтезатор с умножением частоты 1, благодаря наличию в нем кварцевого резонатора, формирует сигнал непрерывного излучения с частотой около 8,5 ГГц и стабильностью порядка 1·10 -6, преобразует этот сигнал в импульсный вид и производит умножение частоты импульсного сигнала на четыре. Далее сигнал частотой около 34 ГГц поступает на двухкаскадный усилитель мощности 2, где усиливается и модулируется. Двухкаскадный усилитель мощности 2 имеет выходную мощность в импульсе около 3 Вт, при длительности выходного СВЧ импульса не менее 1 мкс.
Сигнал с выхода двухкаскадного усилителя мощности 2 поступает на поляризационный тройник 3 и направляется в приемопередающую антенну 4 для трансляции в эфир.
Антенное устройство выполнено по схеме круговой поляризации, что позволяет исключить потери энергетического потенциала за счет несогласованной поляризации антенны РЛС, также имеющую круговую поляризацию, и позволяет добиться стабильной работы радиолинии при любых погодных условиях.
Работа антенного устройства описана в [1, стр.178-179] и осуществляется следующим образом.
Выход поляризационного тройника В (фиг.2) подсоединяется к фазирующей секции, расположенной в приемопередающей антенне, под углом 45°. Для того, чтобы возбудить две взаимно перпендикулярные составляющие поля, фазовая секция создает между этими составляющими сдвиг фаз 90°. В результате происходит преобразование линейно поляризованной волны Е1, поданной на вход поляризационного тройника А, в круговую волну Еизл на выходе приемопередающей антенны.
При работе на прием, благодаря изменению направления вращения вектора поляризации Еприн в принимаемой волне после ее прохождения через фазирующую секцию, вектор Е 1 поворачивается на 90° и через выход поляризационного тройника Б попадает в приемный канал ПО-С. Развязка между приемным и передающим каналами составляет около 50 дБ, что помогает избежать внутренних наводок в ПО-С и улучшает общую помехозащищенность приемоответчика.
Технические характеристики ПО-С подтвердились как при отработке самого изделия, так и при отработке радиолинии (совместной работе ПО-С с наземной РЛС).
Таким образом, предлагаемый ПО-С позволяет добиться высокой стабильности литерных частот, высокой импульсной мощности выходного сигнала при длительности импульса 1 мкс, стабильной работы радиолинии в любых погодных условиях.
Источники информации
1. Допплеровские устройства и системы навигации, 430 стр./ Под редакцией В.Е.Колчинского. Москва. Советское Радио. 1975 г.
Синтезаторный приемоответчик миллиметрового диапазона волн, содержащий приемный канал, антенное устройство, передающий канал и устройство управления, при этом приемный канал содержит последовательно соединенные управляемый аттенюатор, смеситель, усилитель с фильтром поверхностной акустической волны (ПАВ) и детектор с видеоусилителем, а также гетеродин, соединенный со смесителем, причем детектор с видеоусилителем имеет выход на внешнее устройство и соединен связью автоматической регулировки усиления (АРУ) с усилителем с фильтром ПАВ, антенное устройство содержит совмещенные поляризационный тройник, соединенный со входом управляемого аттенюатора, и приемопередающую антенну, обменивающуюся сигналами с РЛС, передающий канал содержит последовательно соединенные синтезатор с умножением частоты и двухкаскадный усилитель мощности, соединенный со входом поляризационного тройника, при этом устройство управления, на вход которого поступают сигналы от внешнего устройства, соединено с входами управления гетеродина, управляемого аттенюатора, синтезатора с умножением частоты и двухкаскадного усилителя мощности.
