Индикаторный приемник прямого усиления непрерывных СВЧ-излучений

ЕЗННОЙ ЧЗСТОТВ СИСТЕМЫ РСЗОНЗНСЫЙ индикатор - узкополосньсй резонансный усидштезть низкой частоты.4. Индикаторный приемник по п. 1, отличающийся тем, что между направленной антенной и СВЧ-модулятором в него дополнительно ввеДСЕН ПОСЛСДОВЗТШЪНО СОСДИНЕЕННВ УСИЛИТЕЛЬ высокой частоты, управляемый СВЧ-переключатель и СВЧ-сумматор и включенный между вторым входом управляемого СВЧ-перекшоча теля и вторым входом СВЧ-сумматора перестраиваемых узкополосньсй СВЧ-фшгьтр, при этомгенератор низкой часгогы свнещнищвоабуэкдрнием содержит генератор,вход и выход которою являются входом и первым выходом генератора низкой частоты с внешним возбуждением соответственно, и генератор манипулирующего напряжения, выход которого является вторым выходом генератора низкой частоты с внешним возбуждением, тгодюпоченным к управляющему входу управляемого СВЧ-пе регспочатетя.Изобретение относится к области приема в прямою усиления непрерывных СВЧ-излучений и может быть использовано в устройствах охранной сигнализации, для регистрации излучений радаров автовнспекдгш, для выявления ИСТОЧНИКОВ ПОМЕХ И РЕШЕНИЯ ЗЗДЭЧ ЭЛВКТРОМНГниткой совместности, в области медицины, а также в военной обласги для поиска забрасываемых передатчиков помех и разведывательных приемников по излучениям их гетеродинов.Известен индикаторный приемник прямого усиления непрерывных СВЧ-излучений, содержащий последовательно соединенные направленную антенну, СВЧ-модулятор, детектор,резонансный усилитель низкой частоты (УНЧ) и индикатор, а также генератор низкой частоты(ГНЧ), выход которою подключен к модулирующему входу СВЧ-модулятора 1 .Минимальная величина полосы пропускания известного приемника ограничена шириной спектра модУ-ТШРУЮЩею напряжения, допустимыми частотными искажениями формы огибающей детектируемого сигнала, а также нестабильностью ГНЧ, температурной нестабильностью положения максимума резонансной характеристики УНЧ, которые обуславливало взаимную рассгройку ГНЧ и УНЧ. При использовании гармонического модулирующего сигнала звуковой частоты -3 кГц полоса пропускания приемника не может быть менее 120180 Гц.Таким образом, основным недостатком известного приегиника является ограниченная чувствительность за счет относительно широкойполосы пропускания (2,451 Ою 2,4 ЧОЧ-Вт при полосе пропускания 150 Гц и глубине модуляпии 0,205).Технической задачей изобретения является позволение чувствительности приемника прямого усиления непрерывных СВЧ-излучений путем уменьшения полосы пропускания его низкочастотного тракта за счет уменьшения влияния взаимной частотной расстройки ГНЧ ирезонансного УНЧ при сохранении преимуществ приемщика прямого усиления по сравненшо с супергетеродинннм (пгирокополосность,отсутствия побочных каналов приема, простота схемы, портативность, малое потребление энергии, высокая надежность эксплуатации, низкая сгоимосхъ, отсутствие помех другим радиоэлектронным средствам, так как нет гетеродина и прутик высокочастотных генераторов), а также расширение его функциональных возможносгей.Поставленная техническая задача решается тем, что в ивдикаторном приемнике прямою усиления непрерывных СВЧ-излучений, содержащем последовательно соединенные направленную антенну, СВЧ-модулятор, детектор,резонансный УНЧ и индикатор, а также ГНЧ. выход которого подключен к модетгирующему входу СВЧ-модулятора, резонансный УНЧ выполнен узкополосвнм, индикатор - резонанснъш, а ГНЧ выполнен с внешним возбуждением(Г НЧ сВВ) причем выход резонансного индикатора подключен ко входу ГНЧ с ВВ.При этом ГНЧ с ВВ содержит генератор, подюпочешпяй выходом ко входу тонмавипулятора, управляющий вход которого соединен с выходом генератора манипулирующего напряжения (Г МН) , причем вход генератора является входом ГНЧ с ВВ, а выход тонмашшулятора - его выходом.Резонансный гшдикатор выполнен в виде сдвоенного пьезокерамического звонка, пьезоэлект рические преобразователи которого собраны в одном корпусе и имеют одинаковые резонансные характеристики, причем частота возбуждающего напряжения равна резонансной частоте системы резонансный индикатор - узкополосный резоиансвьп УНЧ.Для расширения функциональных возможностей, когда дополнительно требуется намерениев военной области ДЛЯ йоисха ргзвгдшатг-ЧЪШХ приемников по излучениям их гетеродинов,между направленной антенной и СВЧ-модулятором в него дополнительно введены постедовательно соединенные усилитель высокой Частоты(УВЧ), управляемый СВЧ-поРоК-ПЮЧЗТО-ЧЬ,СВЧ-сумматор и включенный между ВТОРЫМ входом управляемого СВЧ-переключателя Н вторым входом СВЧ-суьшатора ЦереСТРЗПВ-О гаый СВЧ-фильтр, при этом ГНЧ с ВВ содеРЖт генератор, вход и выход которою ЯВЛЯЮТСЯ ВХО дом оперным выходом Г НЧ с ВВ, соответственно, н ГМН, выход которого является вторым выходом ГНЧ с ВВ, подключенным к управ-шве щему входу управляемого СВЧ-переключатетя.случая выполнения заявляемого ЦНДШСЗТОРЕОО приеьсника с возможностью паршшшънот С 00 нарушением измерения частоты СВЧ-излгученнй. На фиг. 3 изображена принцШШШЪНаЯ Схема заявляемого индикаторного приемника, подТВСРЖДЗЮЩЗЯ ВОЗМООСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОбретения.На фит. 4 изображены временные диаграммы,цояснщопше принцип работы заявляемого инди каторного приемника.Индикаторный приемщик (фиг. 1) содержит последовательно Согдиненнне направленную антенну 1 линейной поляризацш Н СВЧ-МОНУлятор 2, к модулирующему вход) КОТОРОГО Подхлючен ГНЧ с ВВ 3. К выходу СВЧ-модулятора 2 подкшочены последовательно соединенные детектор 4, узкополоснъпй резонансный УНЧ 5 и резонансный индикатор 6, выход КОТОРОГО Подключен ко входу ГНЧ с ВВ 3. ГНЧ с ВВ 3 сопержит генератор 7, выход которого подключен ко входу тонманИЛУдЯТОРг 8, УПРНВЛШОЩИ ВХОД которою соединен с выходом ГМН 9. причем вход генератора 7 является входом ГНЧ с ВВ, а выход тонмангшулятора 8 - его выходом Рабогга пнднкаторното приемника (фиг. 1, фиг. 3) поясняется временным диаграммами, изображевиыми на фит. 4.В отсутствии СВЧ-излучений на выходе ПРИемника формируется очень узкополосный низкочастотный шум (фиг. 41) максимальной авшппудой 0,1 О 2 В. Усиление приемника выбирается таким, чтобы шумы хорошо просп-ушивалнсъ, но было не стишком громкими и не выделялись из общего шумового фона при короткозамкнутом входе 5 усилитетя ПА 1 . Это достигается выбором необходимого коэффициента передачи полосового КС-фильтра (моста Вина 125, СВ, 126, С 9).В спектре выходного шумового сигнала преоб ладает спектральная составляющая Ед, соответстнуюшая резонансной частоте пьазоэлемег-рта 2.подключенного к ГНЧ с ВВ, так как на эту частоту настроена система резонансный индикатор- узкополосный резонансный УНЧ. Пьезоэлемент 2 сетектирует составляющую д из спектра шумов и подает ее на базу усилительного транзистора УТ 1.Рабочая точка Прт (фиг. 46) и коэффициент усиления транзистора ЧТ 1 подобраны таким образом, чтобы основная составляющая спектра шумов д пересекала уровень готической единиЦн П и логического нуля По элемента 001.3. Таким образом транзистор УТ 1 выполняет также роль ключа, заставляя элемент 001.3 изменять свое выходное состояние в соответствии с частотой задающего напряжения Д, (фит. 4 в, д),если на его втором входе 12 действует разрешающее напряжение логической единшш.-(ВВ 1.1 0131234, 127, Сб) формирует шпуль сы частотой следования -12 Гц и внезапностью-2 (меандр), которые (фиг. 411) подаются на управляющий вход 12 тонзтанипулятора 13131.33. Длительность ЩШУЛЪСОВ манипулнругощего напряжения должна быть много больше времени установления колебаний на выходе узкополосного резонансного УНЧ, чтобы полезный сигнал успел накопиться до окончания формирования модулирующего напряжения.На выходе элемента 001.3 форьшруется тоНВЛЕЬПЯЙ ЗВЕЗД В ВИДЕ ЧВРЕДОВЗЕНЯ ПОСТОЯННОГО уровня и-импуггьсов с частотой следования д(фиг. 4 е). После инвертирования на элементе 13131.41 модулирэдопгшй сигнал (фиг. 42) подается через разделительный конденсатор СЭ на СВЧ-модулятор УВ 2.При нздшчии на входе приемника непрерывното СВЧ-сигнала происходит его аъшгштудная модуляция частотой Хд. С СВЧ-детектора 31131 снимается огибающая низкочастотной модуляции, среднее значение амплитуды которой пропорционально мощности входного СВЧ-сигнала. Переменная составлявшая огибающей вьщеляется разделительвьпгконденсатором С 2 иусиливается узкополосным резонансным УНЧ. Поскольку модулирующий сигнал прерывистый, то пьезокераьшческий звонок (элемент 1 313-1) начинает прерывисто звучать, сигнализируя о наличии СВЧ-излучения. При этом громкость звучания зависит от мощности источника СВ Ч- излучения, данности до него, ориентации диаграммы направленности и вектора поляризации антенны приемника, что обеспечивает возизмерения поляризации и направления прихода СВЧ-колебаний, а также Позволяет судить о мопшости источника непрерывных СВЧ-излучений, либо дальности до неГО. КРОМЕ ТОГО, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ИМЕЕТСЯ возможность отличать по тональности звучания непрерывные немодулнрованные СВЧ-излуче 7 ВТ 2 С 1 впня от непрерывных амплнтудно-модушрованпых или хвазинепрерывных СВЧ-излучений.(фиг. 46,3) стремится к прямоугольной (меандру) . Таким образом, модулирующий сигнал уже формируется в основном за счет полезного сигнала, а не за счет преобладающей шумовой состанлягощей гр.Полученная таким образом высокая стабильность частоты возбуждающих, а значит н модулирующих колебаний, всегда согласованная со стабильностью резонансной системы резонансный индикатор узкополосный резонансный УЕ-ГЧ, позволяет уменьшить полосу пропускания узкополосного резонансного УНЧ до предельно возможною значения (единицы НЦВСЯТКП Гл), ограниченного только искажениями огибающей модулянии СВЧ-излучевняв процессе модуляции и детектирования на СВЧ-диодах и,несколько в меньшей степени, нестабильностью ПОЛОЖЕНИЯ МЗКМУМЗ РСЗПЕЗЕСЕОЙ характернстнни узкополосного резонансного УНЧ, что приводит к решению технической задачи - повышеншо чувствительности приемника при сохранении простоты в преимуществ схемы прямого усиления по сравнению с суперге-геродгпшпйТак, уменьшение полосы пропускания со 150 Гц до 10 Гц эквивалентно повышению чувствительности приемника в 3,9 раза по отношению к извес-гному.При достаточно большой новшеств входного СВЧ-сигнала приемник может перегружаться. Однако имеется возможность вывести приемник вновь на линейный режим усиления потенциометром 123, что позволяет существенно расширить его динамический диапазон.Экспериментальные исследования приевшика, собранного по схеме, изображенной на фит. 3 подтверждают возможность получения требуемого технического результата. Так, его чувствительность, при частоте СВЧ-колебаний 10,5 ГГЦ, модуляции и детектировании на СВЧ-диодах 11405, полосе пропускания узкополосногоПриемник показал высокую стабильность выходных параметров при изменениях температу ры и влажности окружающей среды,устойчивость к нерегулярным индустриальным помехам, содержит всего 36 элементов.Индикаторный приемник с повышенной чувсгвителъносгьго и распшренньшш фушсцяонадными возможностями (фот. 2) дополаитедгьно содержит включенные между направленной антенной 1 и СВЧ-модулятором 2 поетедоватеггъно соединенные УВЧ 10, управляемый СВЧ-переключатели 11, СВЧ-суюгатор 13 и включенный между вторым входом управляемого СВЧ-перегспочатетя 11 н вторым входом СВЧ-сумматора 13 перестранваеьсый уакополосный СВЧ-фильтр 12, при этом ГНЧ с ВВ 3 содержит генератор 7,вход в выход которого являются входом в первым выходом ГНЧ с ВВ З соответственно, н ГМН 9, выход которою является вторым выходом ГНЧ с ВВ 3, пошсщоченишг к управляемому входу управляемого СВЧ-перегспочателя 11.Ншгит-ше управляемого СВЧ-перекдпочатетя 11 н СВЧ-сумматора 13 обеспечивает возможность работы приевшика без перестраиваемого узкополосного СВЧ-фильтра 12 в режиме быстрого обнаружения источннка непрерывных СВЧ-излучений в широком диапазоне частот(режим пеленга) и с фштьтром 12 - в режиме измерения их час-готы. уНаличие связи между ГМН 9 и управляющим входом управляемого СВЧ-перешпочатетя 11, а также связи между генератором 7 и СВЧ-модулятором 2 обеспечивает возможность объединепня режимов пеленга и измерения частоты за счет электронного управа-гения СВ Ч-перешпочатолем 11 управляющим сигналом частоты 12 Гц (меандром) формируемым ГМН 9. Действительно, когда узкополосвый СВЧ-фшгътр 12 не настроен на частоту источника СВЧ-нзлтучений,обеспечивается прерывистая звуковая индикаш СВЧ-излучений с частотой манипулирующего напряжения, а когда фильтр 12 настраивается точно на частоту источника СВЧизлучений, обеспечивается непрерывная звуковая индикация СВЧ-нзлучений, так как принятый сигнал присутствует уже на обоих входах СВЧ-сумматора 13.Наличие УВЧ 10 повышает чувствительным приемника, что позволяет уже на достаточно больших расстояниях (десяти-сотни метров более) обнаруживал паразитные нздгученияшг теродвднов прпевпэшков различного наз-паче .