Станция радиотехнической разведки

 

Изобретение относится к средствам радиотехнической разведки. Техническим результатом изобретения является увеличение динамического диапазона станции радиотехнической разведки. Данный технический результат достигается тем, что в станцию радиотехнической разведки, состоящую из входного тракта, частотно-избирательного разветвителя и сумматора на N каналов, смесителя с гетеродином, приемного устройства, анализирующего устройства и устройства запоминания и обработки информации, в каждый канал дополнительно включены два смесителя, два фильтра и второй гетеродин. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к средствам радиотехнической разведки.

Известна станция радиотехнической разведки, которая содержит входной тракт, приемное устройство, устройство анализа и устройство запоминания и обработки информации (см., например, С.А.Вакин, Л.Н.Шустов "Основы радиопротиводействия и радиоразведки", Москва, "Сов.радио", 1968, стр. 382). Принимаемый сигнал через входной тракт поступает в приемное устройство, на выходе которого формируется видеосигнал, поступающий в устройства анализа, запоминания и обработки информации для оценки параметров принимаемого сигнала и опознавания образа разведываемого радиоэлектронного средства.

Недостатком такой станции является узкая полоса частот входных сигналов, определяемая параметрами составляющих элементов станции.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является многоканальная станция радиотехнической разведки, содержащая входной тракт, приемное устройство, устройства анализа, запоминания и обработки информации, частотно-избирательный разветвитель, смесители с гетеродинами и суммирующее устройство (см. , например, C.B. Hofmann, A.R.Baron. "Wideband ESM Receving Systems", Part II, "Microwave Journal", N 2, 1981, p. 57).

Принимаемые сигналы через входной тракт поступают в частотно-избирательный разветвитель, который делит рабочий диапазон частот станции на смежные поддиапазоны. Частота входного сигнала соответствующего поддиапазона преобразуется с помощью смесителя и гетеродина в базовый диапазон промежуточных частот, в котором работает приемное устройство. Частоты гетеродинов выбираются таким образом, что базовый диапазон является диапазоном промежуточных частот всех смесителей, а преобразованные сигналы, вне зависимости от того, в каком поддиапазоне лежали первоначальные значения их частот, с помощью сумматора суммируются в одном канале. С выхода сумматора сигналы поступают на вход приемного устройства, выход которого последовательно соединен со входом анализирующего устройства и входом устройства запоминания и обработки информации.

Недостатком описанного устройства является возможность попадания в полосу частот выходных сигналов смесителя (в базовый диапазон) комбинационных частот и частот гармонических составляющих входных сигналов низких порядков, что ограничивает возможность достоверного определения параметров принимаемых сигналов узким динамическим диапазоном. Наиболее неблагоприятным является случай, когда базовый диапазон частот вплотную примыкает к диапазону частот входных сигналов.

Например, если в базовый диапазон с граничными частотами 2-4 ГГц необходимо преобразовать частоты входных сигналов из диапазона с граничными частотами 4 - 6 ГГц, то при частоте сигнала гетеродина 8 ГГц в диапазон выходных частот смесителя попадает комбинационная частота (2f_с-f_г), уровень мощности которой меньше уровня мощности полезного сигнала на величину порядка 10 дБ (см., например, Орлов "Анализ взаимной модуляции, возникающей при использовании кристаллического смесителя, "Proceedings ot the IEEE", v.52, N 2, 1964).

Если же в базовый диапазон с граничными частотами 2 - 4 ГГц необходимо преобразовать частоты сигналов из диапазона 0,1 - 2 ГГц, то в диапазон выходных частот будут попадать частоты второй, третьей и др. гармоник входных сигналов, что также приведет к сужению динамического диапазона до значений порядка 10 дБ.

Целью настоящего изобретения является увеличение динамического диапазона станции радиотехнической разведки.

Поставленная цель достигается тем, что в станцию радиотехнической разведки, состоящую из входного тракта, частотно-избирательного разветвителя и сумматора на N каналов, смесителя с гетеродином, приемного устройства, анализирующего устройства и устройства запоминания и обработки информации, в каждый канал дополнительно включены два смесителя, два фильтра и второй гетеродин.

Указанное выполнение предлагаемого изобретения осуществляет одновременное повышение частот входных сигналов и гетеродина, что уменьшает величину относительной ширины полосы частот выходных сигналов. При этом уменьшается вероятность попадания комбинационных частот низких порядков в полосы входных смесителей, что в сочетании с возможностью выбора значений частот гетеродинов и выходных частот смесителей позволяет исключить из полосы выходных частот комбинационные частоты низких порядков и решает поставленную задачу.

Заявителю неизвестно использование отличительных признаков для осуществления указанного технического приема, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию существенные отличия.

На чертеже представлена блок-схема станции радиотехнической разведки, состоящей из входного тракта 1, многоканального частотно-избирательного разветвителя 2, каждый канал которого содержит первый смеситель 3 с фильтром 4, второй смеситель 5, третий смеситель 6 с фильтром 7, первый гетеродин 8 и второй гетеродин 9, а также из многоканального сумматора 10, приемного устройства 11, анализирующего устройства 12 и устройства запоминания и обработки информации 13.

Приемный сигнал через входной тракт 1 поступает в частотно-избирательный разветвитель 2, который делит рабочую полосу частот станции на поддиапазоны. На блок-схеме, приведенной на чертеже, показана схема только одного канала станции. Схемы остальных каналов аналогичны приведенной.

С выхода частотно-избирательного разветвителя 2 сигнал подается на вход первого смесителя 3 и после преобразования через фильтр 4 на вход второго смесителя 5. Частота сигнала второго гетеродина 9 с помощью третьего смесителя 6 с фильтром 7 и первого гетеродина 8 преобразуется вверх по оси частот и подается на гетеродинный вход первого смесителя 3.

В результате первого преобразования в смесителе 3 с фильтром 4 частота сигнала преобразуется вверх по оси частот. Смеситель 5, на гетеродинный вход которого подается колебание первого гетеродина 8, преобразует частоту сигнала, поступающего на его вход, вниз по оси частот в базовый диапазон частот (диапазон рабочих частот приемного устройства 11), а сам сигнал через сумматор 10 поступает в приемное устройство 11 и далее в устройство анализа 12 и устройство запоминания и обработки информации 13.

Если f₁ и f₂, соответственно, частоты первого и второго гетеродинов 8 и 9, то на выходе третьего смесителя 6 с помощью фильтра 7 выделяется колебание с частотой f₁±f₂. (Здесь и ниже знак ± означает возможность реализации двух вариантов выбора типов преобразования). В рассматриваемом случае выделяются колебания с частотой f₁+f₂ или с частотой f₁-f₂. Выделенное колебание через фильтр 7, предназначенный для подавления сигнала первого гетеродина 8 и гармоник сигналов первого и второго гетеродинов, подается на вход первого смесителя 3, на выходе которого с помощью фильтра 4 выделяется сигнал с частотой (f₁±f₂)+f_c или с частотой (f₁±f₂)-f_c, где f_c - частота входного сигнала. Этот сигнал подается на вход второго смесителя 5, на выходе которого выделяется сигнал с частотой Фильтр 4 предназначен для выделения сигнала с частотой (f₁±f₂)+f_c или с частотой (f₁±f₂)-f_c, а также для подавления сигнала первого гетеродина 8, который может просочиться через третий смеситель 6 и фильтр 7 в первый смеситель 3.

В результате, входной сигнал с частотой f_c преобразуется в сигнал с частотой f₂±f_c или f_c-f₂, т.е. диапазон входных частот может быть перемещен вверх или вниз по оси частот.

При достаточно больших значениях частот сигналов первого гетеродина 8 и выходных частот первого смесителя 3 относительная ширина полосы выходных частот смесителя 3 существенно сузится. При этом в полосы рабочих частот смесителей 3 и 5 не попадут частоты комбинационных составляющих и гармоник низких порядков, что обеспечит большое превышение уровня полезного сигнала над паразитными составляющими спектра выходных сигналов преобразователей, превышающее 60 дБ.

Нестабильность частоты первого гетеродина 8 не сказывается на точности определения частоты входных сигналов, т. к. в результате взаимообратных преобразований, осуществляемых первым и вторым смесителями 3 и 5, ошибка, возникающая в первом смесителе 3, компенсируется ошибкой противоположного знака, возникающей во втором смесителе 5.

Предлагаемое техническое решение было реализовано в диапазонах 0,5-1,0 ГГц, 1,0-1,9 ГГц, 3,6-5,0 ГГц и базовом диапазоне 2,1-3,6 ГГц.

В таблице (см. в конце описания) приведены в ГГЦ частоты первого и второго гетеродинов 8 и 9 частоты выходных сигналов третьего смесителя 6, граничные частоты диапазонов входных и выходных сигналов первого и второго смесителей 3 и 5. Частота первого гетеродина 8, частоты выходных сигналов первого смесителя 3 и, соответственно, входных сигналов второго смесителя 5 лежат в миллиметровом диапазоне длин волн.

Из таблицы видно, что в рассматриваемом примере частоты второго гетеродина 9 и входного сигнала в результате преобразования увеличиваются на порядок. При этом, относительная ширина полосы входных частот после преобразования в первом смесителе 3 уменьшается примерно на порядок. Это существенно уменьшает вероятность попадания частот комбинационных составляющих низких порядков в диапазон выходных частот смесителей 3 и 5.

Полоса пропускания фильтра 7 равна 30,6-34,6 ГГц, а фильтра 4 - 34,1-35,6 ГГц. В качестве второго гетеродина 9 использовался высокостабильный генератор, а в качестве первого гетеродина 8 - генератор на диоде Ганна типа М31123. Нестабильность частоты первого гетеродина 8 не будет влиять на точность определения частот входных сигналов, поскольку эта ошибка будет компенсироваться в результате двухкратного преобразования в смесителях 3 (преобразование вверх) и 5 (преобразование вниз).

Проведенные исследования показали, что при выбранных значениях частоты первого гетеродина и выходных частот смесителей динамический диапазон макета, выполненного по рассмотренной схеме, превышает 60 дБ. При базовом диапазоне 2,1-3,6 ГГц и диапазонах входных частот 0,5-1,0 ГГц и 1,0-1,9 ГГц ширина динамического диапазона прототипа ограничивается значениями порядка 10-15 дБ, т.к. в полосу выходных частот смесителя помимо частоты полезного сигнала попадают частоты гармоник входных сигналов низких порядков (второй, третьей и др.).

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволит создавать широкополосные станции радиотехнической разведки с большим динамическим диапазоном входных сигналов, превышающим 60 дБ, которые найдут широкое применение в технике радиоразведки и радиопротиводействия.

Формула изобретения

Станция радиотехнической разведки содержит входной тракт, частотно-избирательный разветвитель, N каналов, в каждом из которых включен первый смеситель с подключенным к нему первым гетеродином, последовательно соединенные сумматор, приемное устройство, устройство анализа, устройство запоминания и обработки информации, причем входной тракт соединен со входом частотно-избирательного разветвителя, выход первого смесителя каждого канала соединен с соответствующим входом сумматора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона станции, в каждый канал дополнительно включены второй и третий смесители, первый и второй фильтры и второй гетеродин, причем последовательно соединенные второй смеситель и первый фильтр включены между соответствующим выходом многоканального частотно-избирательного разветвителя и сигнальным входом первого смесителя, сигнальный вход третьего смесителя соединен с выходом первого гетеродина, гетеродинный вход - с выходом второго гетеродина, а выход через второй фильтр - с гетеродинным входом второго смесителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2