RU2279095C2 - Super-heterodyne receiver and frequency meter - Google Patents
Super-heterodyne receiver and frequency meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279095C2 RU2279095C2 RU2004125828/09A RU2004125828A RU2279095C2 RU 2279095 C2 RU2279095 C2 RU 2279095C2 RU 2004125828/09 A RU2004125828/09 A RU 2004125828/09A RU 2004125828 A RU2004125828 A RU 2004125828A RU 2279095 C2 RU2279095 C2 RU 2279095C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- input
- intermediate frequency
- local oscillator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый супергетеродинный приемник-частотомер относится к радиотехнике и может использоваться в качестве панорамного супергетеродинного приемника с частотным анализом, работающим в условиях приема в широком динамическом и частотном диапазонах.The proposed superheterodyne receiver-frequency meter relates to radio engineering and can be used as a panoramic superheterodyne receiver with frequency analysis, operating under reception conditions in a wide dynamic and frequency range.
Известные супергетеродинные приемники, осуществляющие перенос сигналов в полосу промежуточных частот с помощью смесителя и гетеродина, помимо измерительного канала, как правило, формируют специальный канал защиты от приема на зеркальной частоте, поскольку прием сигналов в зеркальной полосе частот вносит неопределенность и грубую ошибку в измерение таких основных параметров сигнала, как частота и фаза. Сложность канала защиты от приема на зеркальной частоте возрастает по мере расширения диапазона частот и динамического диапазона принимаемых сигналов, см. Ball D.M., Disman R.I., Receiver system including spurious signal detector, патент США 3396395, 06.08.1968 г.Known superheterodyne receivers that carry signals to the intermediate frequency band using a mixer and local oscillator, in addition to the measuring channel, as a rule, form a special protection channel against reception at the mirror frequency, since the reception of signals in the mirror frequency band introduces uncertainty and a gross error in the measurement of such fundamental signal parameters like frequency and phase. The complexity of the protection channel for reception at the mirror frequency increases as the frequency range and the dynamic range of the received signals expand, see Ball D.M., Disman R.I., Receiver system including spurious signal detector, U.S. Patent 3,396,395, 08/06/1968
Известен супергетеродинный приемник, см. патент США 3936753, 03.02.1976 г., в котором реализован фазовый способ защиты от приема на зеркальной частоте. Устройство содержит измерительный канал, состоящий из последовательно соединенных усилителя, смесителя, ко второму входу которого подключен гетеродин, усилителя промежуточной частоты и измерителя промежуточной частоты, дополнительный фазовый канал защиты от приема на зеркальной частоте и решающее устройство, запрещающее прием при попадании сигнала в зеркальную полосу частот.Known superheterodyne receiver, see US patent 3936753, 02/03/1976, which implements a phase method of protection against reception at a mirror frequency. The device comprises a measuring channel, consisting of a series-connected amplifier, mixer, to the second input of which a local oscillator, an intermediate-frequency amplifier and an intermediate-frequency meter are connected, an additional phase protection channel against reception at the mirror frequency and a resolving device that prohibits reception when a signal enters the mirror frequency band .
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является супергетеродинный приемник мгновенного измерения частоты (МИЧ), приведенный в статье Щербак В.И. и Водянина И.И. "Приемные устройства систем радиоэлектронной борьбы". Зарубежная радиоэлектроника, 1987 г., №5. Устройство содержит последовательно соединенные усилитель, смеситель (преобразователь), ко второму входу которого подключен гетеродин, измеритель промежуточной частоты, дополнительный амплитудный канал защиты от приема на зеркальной и комбинационных частотах и решающее устройство - формирователь выходного сигнала.Of the known devices, the closest to the proposed one is the superheterodyne receiver of instantaneous frequency measurement (MIC), given in the article by V. Scherbak and Vodianina I.I. "Receivers of electronic warfare systems." Foreign Radio Electronics, 1987, No. 5. The device contains a series-connected amplifier, mixer (converter), to the second input of which is connected a local oscillator, an intermediate frequency meter, an additional amplitude protection channel against reception at mirror and combination frequencies, and a deciding device — an output signal shaper.
Недостатком устройства, кроме сложного канала защиты, является прием и измерение параметров сигнала только в основной полосе приема, образующейся на выходе преобразователя.A disadvantage of the device, in addition to a complex protection channel, is the reception and measurement of signal parameters only in the main reception band formed at the output of the converter.
Задачей изобретения является упрощение супергетеродинного приемника моноимпульсного измерения частоты и удвоение широкой полосы одновременного приема и измерения параметров сигнала. Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель входных сигналов, первый смеситель, первый полосовой фильтр промежуточной частоты, первый усилитель промежуточной частоты, первый измеритель промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу решающего устройства, причем ко второму входу смесителя подсоединен выход первого гетеродина, вход которого соединен с первым выходом схемы управления частотой гетеродинов, третий выход которой соединен со вторым входом решающего устройства, введены второй гетеродин и последовательно соединенные второй смеситель, второй полосовой фильтр промежуточной частоты, второй усилитель промежуточной частоты, второй измеритель промежуточной частоты и схема сравнения кодов, второй вход которой соединен с выходом второго измерителя промежуточной частоты, первый вход схемы сравнения кодов подсоединен к выходу первого измерителя промежуточной частоты, а выход схемы сравнения кодов подключен к третьему входу решающего устройства, вход второго гетеродина соединен со вторым выходом схемы управления частотой гетеродинов, а выход подключен ко второму входу второго смесителя.The objective of the invention is to simplify the superheterodyne receiver monopulse frequency measurement and doubling the wide band at the same time receiving and measuring signal parameters. This object is achieved in that in a device containing a series-connected input signal amplifier, a first mixer, a first intermediate-frequency bandpass filter, a first intermediate-frequency amplifier, a first intermediate-frequency meter, the output of which is connected to the first input of the solver, and connected to the second input of the mixer the output of the first local oscillator, the input of which is connected to the first output of the local oscillator frequency control circuit, the third output of which is decisively connected to the second input device, a second local oscillator and a second mixer, a second intermediate-frequency bandpass filter, a second intermediate-frequency amplifier, a second intermediate-frequency meter and a code comparison circuit, the second input of which is connected to the output of the second intermediate-frequency meter, the first input of the code comparison circuit is connected to the output of the first intermediate frequency meter, and the output of the code comparison circuit is connected to the third input of the solver, the input of the second local oscillator is connected to the second th output control circuit heterodyne frequency and an output connected to the second input of the second mixer.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема цифрового синтезатора частоты гетеродина; на фиг.3 - частотная диаграмма, иллюстрирующая прием в основной и зеркальной полосе; на фиг.4 - структурная схема моноимпульсного измерителя частоты.Figure 1 shows the structural diagram of the device; figure 2 is a structural diagram of a digital local oscillator frequency synthesizer; figure 3 is a frequency diagram illustrating the reception in the main and mirror band; figure 4 is a structural diagram of a monopulse frequency meter.
Супергетеродинный приемник-частотомер содержит усилитель 1 входных сигналов, первый 2 и второй 3 смесители, первый 4 и второй 5 гетеродины, первый 6 и второй 7 полосовые фильтры промежуточной частоты, первый 8 и второй 9 усилители промежуточной частоты, первый 10 и второй 11 измерители промежуточной частоты, схему сравнения кодов 12, схему управления частотой гетеродинов 13 и решающее устройство 14. Причем к выходу усилителя входных сигналов 1 последовательно подключены первый смеситель 2, ко второму входу которого подключен первый гетеродин 4, первый полосовой фильтр промежуточной частоты 6, первый усилитель промежуточной частоты 8, первый измеритель промежуточной частоты 10 и первый вход схемы сравнения кодов 12. Дополнительно к выходу усилителя 1 последовательно подключены второй смеситель 3, ко второму входу которого подсоединен второй гетеродин 5, второй полосовой фильтр промежуточной частоты 7, второй усилитель промежуточной частоты 9, второй измеритель промежуточной частоты 11 и второй вход схемы сравнения кодов 12. Ко входу первого гетеродина 4 подключен первый выход схемы управления частотой гетеродинов 13, второй выход которой подключен ко входу второго гетеродина 5. К выходу схемы сравнения кодов 12 подключен третий вход решающего устройства 14, первый вход которого подсоединен к выходу первого измерителя частоты 10, а второй вход решающего устройства 14 подсоединен к третьему выходу схемы управления частотой гетеродинов 13.The superheterodyne receiver-frequency meter contains an amplifier 1 of the input signals, the first 2 and second 3 mixers, the first 4 and second 5 local oscillators, the first 6 and second 7 bandpass filters of the intermediate frequency, the first 8 and second 9 amplifiers of the intermediate frequency, the first 10 and second 11 meters of the intermediate frequencies, a code comparison circuit 12, a local oscillator frequency control circuit 13 and a resolver 14. Moreover, the first mixer 2 is connected in series to the output of the input signal amplifier 1, the first local oscillator 4 is connected to its second input, the first the first intermediate frequency bandpass filter 6, the first intermediate frequency amplifier 8, the first intermediate frequency meter 10 and the first input of the code comparison circuit 12. In addition to the output of the amplifier 1, a
Супергетеродинный приемник-частотомер работает следующим образом. Сигнал с антенны А поступает на вход усилителя 1, с выхода усилителя 1 сигнал подается на вход смесителя 2 (3), на второй вход которого подается сигнал гетеродина 4 (5). На выходе смесителя 2 (3) выделяется сигнал разностной (промежуточной) частоты с помощью полосового фильтра промежуточной частоты 6 (7). Поиск входных сигналов в полосе приемаSuperheterodyne receiver-frequency counter operates as follows. The signal from antenna A is fed to the input of amplifier 1, from the output of amplifier 1, the signal is fed to the input of mixer 2 (3), the second input of which supplies the signal from local oscillator 4 (5). At the output of mixer 2 (3), a difference (intermediate) frequency signal is allocated using a bandpass filter of intermediate frequency 6 (7). Search for input signals in the receive band
где fВ - верхняя частота приема;where f In - the upper frequency of reception;
fН - нижняя частота приема;f N - lower frequency of reception;
осуществляется за счет перестройки гетеродина 4 (5), на вход которого поступает сигнал управления из схемы управления частотой гетеродинов 13. Гетеродин 4 (5) выполняется как цифровой синтезатор частоты, структурная схема которого показана на фиг.2. Сигнал частотой fОБР с выхода генератора образцовой частоты 15 поступает на первый вход интегральной схемы 16, выход которой через фильтр низкой частоты 17 поступает на вход генератора, управляемого напряжением (ГУН) 18. Второй вход интегральной схемы 16 подсоединен к выходу ГУН 18, который является выходом гетеродина 4 (5). На третий вход интегральной схемы 16 поступает сигнал управления с коэффициентом деления, соответствующим заданной частоте гетеродина fГ. Тип интегральной схемы (ИС) 16, которая включает в себя частотно-фазовый детектор, делитель образцовой частоты и программируемый делитель частоты гетеродина, выбирается в зависимости от диапазона входных частот приемника ΔfС. При работе в диапазоне частот до нескольких ГГц удовлетворяет, например, ИС типа AD4153 фирмы Analog Devices. Работу до 900 МГц обеспечивает отечественная ИС типа КН1015ПЛ5А (см. Радио, 1999, №5, с.45-46).carried out by tuning the local oscillator 4 (5), the input of which receives a control signal from the frequency control circuit of the local oscillators 13. The local oscillator 4 (5) is executed as a digital frequency synthesizer, the structural diagram of which is shown in figure 2. The signal with frequency f OBR from the output of the
Полоса одновременного приема (ΔF) всего устройства формируется с помощью полосового фильтра 6 (7), ширина полосы (ΔFПЧ) которого равнаThe simultaneous reception bandwidth (ΔF) of the entire device is formed using a band-pass filter 6 (7), the bandwidth (ΔF IF ) of which is
Ширина спектра (ΔFc) любого из входных сигналов не превышает полосы пропускания тракта промежуточной частоты, т.е.The spectrum width (ΔFc) of any of the input signals does not exceed the passband of the intermediate frequency path, i.e.
Частота f1 первого гетеродина 4 выбирается выше частоты fГ2 второго гетеродина 5, так что при поиске сигналов в полосе ΔfС всегда сохраняется условие fГ1>fГ2 иThe frequency f 1 of the first local oscillator 4 is selected above the frequency f G2 of the second local oscillator 5, so that when searching for signals in the band Δf C the condition f G1 > f G2 is always preserved and
На фиг.3 представлена частотная диаграмма, иллюстрирующая прием в основной полосе, когда выполняется условие3 is a frequency diagram illustrating reception in a baseband when a condition is satisfied
и в зеркальной полосе приема, когда выполняется условиеand in the specular reception band when the condition
В рассматриваемом случае широкополосного приема выполняется также условиеIn the case of broadband reception under consideration, the condition
Как следует из диаграммы на фиг.3, при приеме сигналов в основной полосе с частотой fOCH величина промежуточной частоты в первом каналеAs follows from the diagram in figure 3, when receiving signals in the main band with a frequency f OCH, the value of the intermediate frequency in the first channel
получается меньше величины промежуточной частоты во втором каналеit turns out less than the intermediate frequency in the second channel
т.е. fПЧ1<fПЧ2. При этом справедливо равенствоthose. f IF1 <f IF2 . Moreover, the equality
При приеме сигналов в зеркальной полосе с частотой fЗЕРК, наоборот, fПЧ1>fПЧ2 и выполняется равенствоWhen receiving signals in a mirror band with a frequency f ZERK , on the contrary, f IF1 > f IF2 and the equality
Сравнение промежуточных частот на выходе первого и второго каналов позволяет определить полосу приема (основная или зеркальная) и найти частоту сигнала при приеме в основной полосе какComparison of intermediate frequencies at the output of the first and second channels allows you to determine the reception band (main or mirror) and find the frequency of the signal when received in the main band as
а при приеме в зеркальной полосе какand when received in the mirror strip as
Полосовые фильтры 6 и 7 промежуточной частоты выполняются практически одинаковыми. Средняя частота этих фильтров одна и та же. Ширина полосы фильтра 7 второго канала делается на величину 2ΔfГ больше, чем ширина полосы (ΔFПЧ) фильтра 6 первого канала. Сигнал с выхода фильтра 6 (7) усиливается усилителем промежуточной частоты 8 (9) и поступает на измеритель промежуточной частоты 10 (11).Bandpass filters 6 and 7 of the intermediate frequency are almost identical. The average frequency of these filters is the same. The bandwidth of the filter 7 of the second channel is made 2Δf G larger than the bandwidth (ΔF IF ) of the filter 6 of the first channel. The signal from the output of filter 6 (7) is amplified by an intermediate frequency amplifier 8 (9) and fed to the intermediate frequency meter 10 (11).
Измеритель промежуточной частоты 10 (11) выполняется по известной схеме приемника мгновенного (моноимпульсного) измерения частоты (см. Stein К.J. - Aviation Week & Space Technology, 1981, v.115, №1).The intermediate frequency meter 10 (11) is performed according to the well-known receiver circuit of instant (monopulse) frequency measurement (see Stein K.J. - Aviation Week & Space Technology, 1981, v. 115, No. 1).
На фиг.4 изображена структурная схема моноимпульсного измерителя промежуточной частоты с одной линией задержки (с однобазовым измерителем разности фаз), реализация которого значительно проще, чем реализация приемника МИЧ на основной частоте сигнала. Сигнал промежуточной частоты fПЧ1(2) разветвляется на два синфазных сигнала с помощью разветвителя 19. Первый выход разветвителя 19 поступает на первый вход моноимпульсного измерителя разности фаз 21, а второй выход разветвителя 19 подается на второй вход измерителя разности фаз 21 через широкополосную линию задержки 20. С выхода измерителя разности фаз 21 параллельный двоичный код разности фаз (φ) подается на преобразователь 22 кода φ в код частоты (fПЧ). С выхода преобразователя 22 код промежуточной частоты (код ПЧ) подается дальше на первый вход решающего устройства 14. Величина разности фаз φ сигналов, подаваемых на входы измерителя разности фаз 21, при заданной (постоянной) величине задержки второго сигнала по времени, создаваемой линией задержки 20, прямо пропорционально зависит от величины промежуточной частоты FПЧ сигнала на выходе первого усилителя промежуточной частоты 8.Figure 4 shows a structural diagram of a monopulse intermediate frequency meter with one delay line (with a single-base phase difference meter), the implementation of which is much simpler than the implementation of the MIC receiver at the main frequency of the signal. The intermediate frequency signal f IF1 (2) is branched into two common-mode signals using a
На второй вход решающего устройства 14 поступает текущий код частоты первого гетеродина 4 с третьего выхода схемы управления (контроллера) 13. Решающее устройство осуществляет сложение этих кодов согласно уравнению (12), если на третий вход решающего устройства поступает команда с выхода схемы сравнения кодов 12, соответствующая приему сигнала fС в основной полосе, когда выполняется условие (5). Когда выполняется условие (6) и осуществляется прием сигнала в зеркальной полосе частот, соответствующая команда с выхода схемы сравнения кодов 12 приводит к вычитанию кодов согласно уравнению (13), выполняемому решающим устройством 14. На выходе решающего устройства получаем код частоты сигнала fС, независимо от того, в какой полосе (основной или зеркальной) осуществляется прием сигнала в данный момент.The second input of the resolver 14 receives the current frequency code of the first local oscillator 4 from the third output of the control circuit (controller) 13. The solver performs the addition of these codes according to equation (12), if a command from the output of the code comparison circuit 12 is received at the third input of the resolver, corresponding to receiving the signal f C in the main band when condition (5) is satisfied. When condition (6) is fulfilled and a signal is received in the mirror frequency band, the corresponding command from the output of the code comparison circuit 12 leads to the subtraction of the codes according to equation (13) executed by the resolver 14. At the output of the resolver, we obtain the signal frequency code f C , independently on which band (main or mirror) the signal is currently being received.
Таким образом, вместо использования сложного канала защиты от приема на зеркальной частоте предлагаемое устройство путем введения второго гетеродина и последовательно соединенных второго смесителя, второго полосового фильтра, второго усилителя промежуточной частоты, второго измерителя промежуточной частоты и схемы сравнения кодов позволяет осуществлять прием одновременно как в основной, так и в зеркальной полосе частот, что приводит при заданной полосе промчастотного тракта к увеличению полосы одновременного приема и измерения параметров сигналов в два раза по сравнению с традиционной схемой супергетеродинного приемника.Thus, instead of using a complex channel of protection against reception at the mirror frequency, the proposed device by introducing a second local oscillator and a series-connected second mixer, a second bandpass filter, a second intermediate frequency amplifier, a second intermediate frequency meter and a code comparison circuit allows reception at the same time as in the main, and in the mirror frequency band, which leads for a given band of the industrial frequency path to an increase in the band of simultaneous reception and measurement of pa ametrov signals twice in comparison with the conventional superheterodyne receiver circuit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004125828/09A RU2279095C2 (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Super-heterodyne receiver and frequency meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004125828/09A RU2279095C2 (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Super-heterodyne receiver and frequency meter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004125828A RU2004125828A (en) | 2006-02-10 |
RU2279095C2 true RU2279095C2 (en) | 2006-06-27 |
Family
ID=36049638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004125828/09A RU2279095C2 (en) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | Super-heterodyne receiver and frequency meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279095C2 (en) |
-
2004
- 2004-08-24 RU RU2004125828/09A patent/RU2279095C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЩЕРБАКОВ В.И. и др. Приемные устройства систем радиоэлектронной борьбы. Зарубежная радиоэлектроника. №5, 1987. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004125828A (en) | 2006-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7751791B2 (en) | L1/L2 GPS receiver | |
CN107015206B (en) | Adaptive antenna interference detection system and method | |
US20090115659A1 (en) | Receiver device for satellite positioning system | |
FI109624B (en) | Method for tuning the filter | |
US20090239489A1 (en) | Receiver configurable in a plurality of modes | |
US6621277B2 (en) | Phase noise measurement module and method for a spectrum analyzer | |
CN103518144A (en) | Interference wave signal removal device, GNSS receiver device, mobile terminal, interference wave signal removal program, and interference wave signal removal method | |
EP1248360A2 (en) | Multi-Frequency-Converter with spur avoidance | |
JPS6048625A (en) | Receiver capable of eliminating residual spurious | |
JP2010178338A (en) | Method and apparatus for extracting data from multi-carrier signal, method of using the method, global navigation satellite system receiver using the method, and machine-readable storage device | |
JP5117999B2 (en) | Distance measuring device | |
RU2279095C2 (en) | Super-heterodyne receiver and frequency meter | |
JPS60142604A (en) | Frequency modulation detector | |
RU2287833C2 (en) | Super heterodyne receiver and frequency meter | |
US6198436B1 (en) | Integrated interferometer and instantaneous frequency measurement device and method | |
US6847811B2 (en) | Receiver circuit compensation for filter response error | |
LU101013B1 (en) | A double frequency continuous wave doppler radar circuit structure for suppressing DC bias | |
KR100696411B1 (en) | Single chip cmos transmitter/receiver and method of using same | |
JPH10260210A (en) | Microwave radiation meter | |
RU2680974C1 (en) | Microwave radio receiver | |
RU2100821C1 (en) | Receiver for user equipment of global satellite navigation system | |
RU2097919C1 (en) | Microwave receiver of signals from satellite navigation systems | |
RU2173862C2 (en) | Method and device for processing radio signals of navigation satellites gps and glonass | |
RU2110149C1 (en) | Receiver for signals of satellite navigation systems | |
KR100291559B1 (en) | Phase difference measurement apparatus for tuned oneself |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120825 |