專利名稱：寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線電測(cè)控領(lǐng)域中的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)。特別適用于航空航天測(cè)控領(lǐng)域中作自跟蹤接收機(jī)裝置。
在較早的航空航天測(cè)控系統(tǒng)中，被跟蹤的飛行目標(biāo)一般為點(diǎn)頻的信標(biāo)信號(hào)，而后發(fā)展為跟蹤窄帶的已調(diào)制信號(hào)。隨著綜合測(cè)控技術(shù)發(fā)展的需要，被跟蹤飛行目標(biāo)已變?yōu)閷拵У囊颜{(diào)制信號(hào)。在要求不高的測(cè)控系統(tǒng)中，現(xiàn)有的普通的干涉儀體制自跟蹤接收機(jī)也可以直接跟蹤這種寬帶的已調(diào)制信號(hào)。但信道的帶寬太寬，自跟蹤接收機(jī)的靈敏度很低，是此類接收機(jī)無法克服的缺點(diǎn)。而現(xiàn)代航空航天測(cè)控系統(tǒng)中，對(duì)飛行器的控制距離要求越來越遠(yuǎn)，跟蹤接收機(jī)的靈敏度太低就不能滿足目前航空航天測(cè)控工程的需要，因此如何提高這種寬帶自跟蹤接收機(jī)的靈敏度就成為目前測(cè)控工程中必須解決的難題之一。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種在不用改變接收機(jī)天線配置及高頻頭前端的情況下，就能大幅度提高跟蹤寬帶已調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)靈敏度和作用距離的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)。本實(shí)用新型還具有線路簡(jiǎn)單、生產(chǎn)容易、性能穩(wěn)定可靠、成本低廉等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它由混頻器1、2、5、6、7、8、一本振源3、功分器4、移頻環(huán)9、放大器10、相加器11、解調(diào)器12、天線13、14和電源15組成。其中天線13、14分別與混頻器1、2各入端1腳連接，一本振源3二路輸出分別與混頻器1、2各入端2腳連接，混頻器1出端3腳與功分器4入端1腳連接，混頻器2出端3腳與混頻器6入端1腳連接，功分器4二路輸出分別與混頻器5、7各入端1腳連接，移頻環(huán)9的三路輸出分別與混頻器5、6、7各入端2腳連接，混頻器5出端3腳與相加器11入端2腳連接，混頻器6出端3腳與相加器11入端1腳連接，混頻器7出端3腳串接放大器10后與混頻器8入端2腳連接，相加器11出端3腳與混頻器8入端1腳連接，混頻器8出端3腳與解調(diào)器12入端1腳連接，解調(diào)器12輸出外接天線伺服系統(tǒng)，電源15輸出電壓+V端與各級(jí)電源端連接。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施達(dá)到本實(shí)用新型的功分器4由變壓器T1、電阻R1至R3、電容C1至C3組成，其中混頻器1出端3腳串接電容C1和變壓器T1初級(jí)線圈后接地端，變壓器T1次級(jí)線圈一端串接電阻R1、電容C2后與混頻器7入端1腳連接，變壓器T1次級(jí)線圈另一端串接電阻R2、電容C3后與混頻器5入端1腳連接，變壓器T1中心抽頭串接電阻R3后與地端連接。
本實(shí)用新型的混頻器7或8由變壓器T2和T3、二極管D1至D4、電容C4至C6組成，其中移頻環(huán)9的第三路或放大器10的輸出分別輸入混頻器7或B入端2腳，入端2腳串接電容C4和變壓器T2初級(jí)線圈后接地端，變壓器T2次級(jí)線圈一端與二極管D1負(fù)極和D2正極并接，另一端與二極管D3負(fù)極和D4正極并接、中心抽頭與地端連接。功分器4的出端2腳或相加器11出端3腳分別輸入混頻器7或8入端1腳，入端1腳串接電容C5和變壓器T3初級(jí)線圈后接地端，變壓器T3次級(jí)線圈一端與二極管D1正極和D3正極并接、另一端與二極管D2負(fù)極和D4負(fù)極并接、中心抽頭串接電容C6后、即，混頻器7或8出端3腳與放大器10或解調(diào)器12的入端連接。
本實(shí)用新型的放大器10由寬帶放大器16、17、電阻R4至R6、R7至R9構(gòu)成的衰減器、電感L1至L3、電容C9至C15構(gòu)成的帶通濾波器組成，其中混頻器7的出端3腳串接電容C7后與寬帶放大器16入端1、2腳連接，寬帶放大器16入端5腳與電源15的輸出電壓+V端連接，入端4、8腳接地端，入端6、7腳并接后再依次串接電容C8、電阻R5、電容C9、電感L1、電容C11、C13、電感L3、電容C15、電阻R8、電容C16后與寬帶放大器17入端1腳連接、電阻R4、R6分別并接在電阻R5兩端后再接地端，電容C10、C12分別并接在電容C11兩端后再接地端，電感L2、電容C14分別并接在電容C13兩端后再接地端，電阻R7、R9分別并接在電阻R8兩端后再接地端，寬帶放大器17出端2腳串接電容C17后與混頻器8入端2腳連接，入端4腳接地端、入端3腳依次串接電阻R10、電感L4后與電源15的輸出電壓+V端連接，電容C18、C19分別并接在電感L4兩端后再接地端。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型在保持原有的接收機(jī)天線配置及高頻頭前端不變的情況下，只在接收機(jī)中增加了由功分器4、混頻器7、8、放大器10構(gòu)成的雙通道，這就大幅度提高了跟蹤寬帶已調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)靈敏度和作用距離，而且跟蹤精度較高，滿足了航空航天測(cè)控工程的要求。
2.本實(shí)用新型增加的通道電路簡(jiǎn)單，原有的天線配置及高頻頭前端也不變動(dòng)，因此整個(gè)接收機(jī)線路簡(jiǎn)單，研制生產(chǎn)容易，成本低廉，便于普及推廣應(yīng)用。
3.本實(shí)用新型采用線路成熟可靠，使整個(gè)接收機(jī)的性能穩(wěn)定可靠，保證了航空航天測(cè)控中自跟蹤接收機(jī)高可靠性要求。本實(shí)用新型既可以跟蹤寬帶調(diào)頻信號(hào)，又可以跟蹤寬帶擴(kuò)頻調(diào)相信號(hào)，在工程中有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的電原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型功分器4的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型混頻器7或8的電原理圖。
圖4是本實(shí)用新型放大器10的電原理圖。
參照?qǐng)D1至圖4，本實(shí)用新型由混頻器1、2、5、6、7、8、一本振源3、功分器4、移頻環(huán)9、放大器10、相加器11、解調(diào)器12、天線13、14、電源15組成。其中天線13、14分別與混頻器1、2各入端1腳連接，一本振源3二路輸出分別與混頻器1、2各入端2腳連接，混頻器1出端3腳與功分器4入端1腳連接，混頻器2出端3腳與混頻器6入端1腳連接。實(shí)施例天線13、14采用定向螺旋天線制作，其作用是接收飛行目標(biāo)被測(cè)信號(hào)。實(shí)施例一本振源3采用通用鎖相環(huán)振蕩器電路制作，其輸出工作頻率二路均為1100MHz。實(shí)施例混頻器1、2采用通用雙平衡混頻器電路制作。混頻器1、2把天線13、14接收的被測(cè)信號(hào)與一本振源3輸入的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，混頻輸出同一個(gè)240MHz第一中頻信號(hào)。
本實(shí)用新型功分器4的作用是把被測(cè)信號(hào)的一路240MHz中頻信號(hào)分成二路，分別輸入混頻器5、7各入端1腳。其中功分器4的連接線路如下功分器4由變壓器T1、電阻R1至R3、電容C1至C3組成，其中混頻器1出端3腳串接電容C1和變壓器T1初級(jí)線圈后接地端，變壓器T1次級(jí)線圈一端串接電阻R1、電容C2后與混頻器7入端1腳連接，變壓器T1次級(jí)線圈另一端串接電阻R2、電容C3后與混頻器5入端1腳連接，變壓器T1中心抽頭串接電阻R3后與地端連接。實(shí)施例變壓器T1采用市售NXO型磁環(huán)制作。在磁環(huán)上分別繞制初、次級(jí)線圈各12匝，次級(jí)線圈在6匝中心抽頭，使其次級(jí)線圈的另兩端平衡輸出相同的兩路中頻信號(hào)。因此變壓器T1主要耦合信號(hào)，電阻R1、R2和電容C1至C3均采用市售通用器件。
本實(shí)用新型移頻環(huán)9的三路輸出分別與混頻器5、6、7各入端2腳連接?；祛l器5出端3腳與相加器11入端2腳連接，混頻器6出端3腳與相加器11入端1腳連接，混頻器7出端3腳串接放大器10后與混頻器8入端2腳連接，相加器11出端3腳與混頻器8入端1腳連接，混頻器8出端3腳與解調(diào)器12入端1腳連接，解調(diào)器12輸出外接天線伺服系統(tǒng)。實(shí)施例移頻環(huán)9實(shí)際上是三個(gè)共源本振，由一個(gè)固定的晶體振蕩器輸出一個(gè)基準(zhǔn)本振頻率信號(hào)170MHz。該本振信號(hào)輸入混頻器5入端2腳，使混頻器5與第一中頻信號(hào)相減混頻，輸出一個(gè)70MHz的第二中頻信號(hào)。移頻環(huán)9再用同一個(gè)晶振頻率源的基準(zhǔn)頻率構(gòu)成二個(gè)晶體壓控振蕩器VCO。其中一路晶體壓控振蕩器VCO作為第二路本振信號(hào)輸出170.001MHz的本振信號(hào)。該本振信號(hào)輸入混頻器6入端2腳，使混頻器6與第一中頻相減混頻，輸出一個(gè)70.001MHz的第二中頻信號(hào)。另一路晶體壓控振蕩器VC0作為第三路本振信號(hào)輸出200MHz的本振信號(hào)。該本振信號(hào)輸入混頻器7入端2腳，使混頻器7與第一中頻相減混頻，輸出一個(gè)40MHz的第二中頻信號(hào)。實(shí)施例移頻環(huán)9采用通用晶體振蕩器和通用晶體壓控振蕩器VC0制作。
混頻器5輸出的70MHz第二中頻信號(hào)與混頻器6輸出的70.001MHz第二中頻信號(hào)輸入相加器11進(jìn)行相加。實(shí)施例相加器11采用通用的電阻相加電路制作，其作用相當(dāng)于輸出70MHz的100％調(diào)幅信號(hào)。該相加后的信號(hào)作為射頻源輸入混頻器8入端1腳?；祛l器7輸出的40MHz第二中頻信號(hào)輸入放大器10。本實(shí)用新型放大器10的電原理連接線路如下放大器10由寬帶放大器16、17、電阻R4至R6、R7至R9構(gòu)成的衰減器、電感L1至L3、電容C9至C15構(gòu)成的帶通濾波器組成，其中混頻器7的出端3腳串接電容C7后與寬帶放大器16入端1、2腳連接，寬帶放大器16入端5腳與電源15的輸出電壓+V端連接，入端4、8腳接地端，入端6、7腳并接后再依次串接電容C8、電阻R5、電容C9、電感L1、電容C11、C13、電感L3、電容C15、電阻R8、電容C16后與寬帶放大器17入端1腳連接、電阻R4、R6分別并接在電阻R5兩端后再接地端，電容C10、C12分別并接在電容C11兩端后再接地端，電感L2、電容C14分別并接在電容C13兩端后再接地端，電阻R7、R9分別并接在電阻R8兩端后再接地端，寬帶放大器17出端2腳串接電容C17后與混頻器8入端2腳連接、入端4腳接地端、入端3腳依次串接電阻R10、電感L4后與電源15的輸出電壓+V端連接，電容C18、C19分別并接在電感L4兩端后再接地端。放大器10的作用是把混頻器7輸出的混頻信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)可以減小由于通道的不一致引入的系統(tǒng)誤差，提高系統(tǒng)的跟蹤精度。實(shí)施例寬帶放大器16采用市售XN363型集成塊制作。寬帶放大器17采用市售XN402型集成塊制作。電阻R4至R6、R7至R9構(gòu)成Π型衰減3dB匹配網(wǎng)絡(luò)。電感L1至L3、電容C9至C15構(gòu)成的帶通濾波器，提高被放大的信號(hào)質(zhì)量。電阻、電容均采用市售普通器件裝配制作。
混頻器8把相加器11輸入的70MHz中頻信號(hào)與放大器10輸入的40MHz第二中頻信號(hào)相減混頻，輸出30MHz的第三中頻信號(hào)，使兩通道中帶調(diào)制的載波信號(hào)經(jīng)混頻器8混頻后把調(diào)制信息相關(guān)掉，恢復(fù)出載波信號(hào)。也就是說混頻器8一方面作混頻用，另一方面把帶寬變窄，提高了接收機(jī)的靈敏度。
混頻器7或8的電原理連接線路如下混頻器7或8由變壓器T2和T3、二極管D1至D4、電容C4至C6組成，其中移頻環(huán)9的第三路或放大器10的輸出分別輸入混頻器7或8入端2腳，入端2腳串接電容C4和變壓器T2初級(jí)線圈后接地端，變壓器T2次級(jí)線圈一端與二極管D1負(fù)極和D2正極并接，另一端與二極管D3負(fù)極和D4正極并接、中心抽頭與地端連接。功分器4的出端2腳或相加器11出端3腳分別輸入混頻器7或8入端1腳，入端1腳串接電容C5和變壓器T3初級(jí)線圈后接地端，變壓器T3次級(jí)線圈一端與二極管D1正極和D3正極并接、另一端與二極管D2負(fù)極和D4負(fù)極并接、中心抽頭串接電容C6后、即混頻器7或8出端3腳與放大器10或解調(diào)器12的入端連接。實(shí)施例變壓器T2和T3采用市售NXO磁環(huán)制作，在磁環(huán)上分別繞制初、次級(jí)線圈各12匝，次級(jí)線圈在6匝處中心抽頭，二極管D1至D4構(gòu)成雙平衡混頻器。實(shí)施例二極管D1至D4采用市售2CK型二極管，電路中的電容采用市售通用器件。
本實(shí)用新型簡(jiǎn)要工作原理如下本實(shí)用新型采用干涉儀體制，利用成對(duì)天線13、14接收被測(cè)飛行目標(biāo)上的連續(xù)波載波信號(hào)，天線13輸入的信號(hào)經(jīng)混頻器1后輸出的第一中頻信號(hào)輸入功分器4分為兩個(gè)中頻信號(hào)，同時(shí)分別輸入混頻器5、7，天線14輸入的信號(hào)經(jīng)混頻器2后輸出的第一中頻信號(hào)輸入混頻器6，混頻器5、6、7分別與移頻環(huán)9產(chǎn)生的三個(gè)相位相同但頻率不同差固定值的本振信號(hào)混頻，產(chǎn)生出三個(gè)第二中頻信號(hào)。然后把兩個(gè)獨(dú)立通道中混頻器5、6產(chǎn)生的第二中頻信號(hào)經(jīng)相加器11線性相加在一起輸入混頻器8。線性相加后的信號(hào)與混頻器7輸出的第二中頻信號(hào)經(jīng)放大器10放大后，輸入混頻器8就可以恢復(fù)出載波信號(hào)，混頻器8輸出的恢復(fù)出的載波信號(hào)上帶有相位誤差信息。然后輸入解調(diào)器12，就可解調(diào)出誤差信息，再將其轉(zhuǎn)變?yōu)檎`差電壓，提供給天線伺服系統(tǒng)，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)天線向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使天線始終自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤定位。實(shí)施例解調(diào)器12的作用是把混頻器8輸出的第三中頻載波信號(hào)攜帶的相位誤差信息解調(diào)出來，送天線伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)天線跟蹤。解調(diào)器12采用通用解調(diào)器電路自制而成。實(shí)施例電源15采用一般通用的低壓穩(wěn)壓線路電源自制而成，其輸出端電壓為+12V。
本實(shí)用新型安裝結(jié)構(gòu)如下本實(shí)用新型除附圖1中的天線13、14外，把其余所有電路按圖1、圖2所示的連接方法分別安裝在5塊長(zhǎng)×寬為240×150毫米的印制板上，再將5塊印制板分別安裝在5個(gè)長(zhǎng)×寬×高為250×160×25毫米的屏蔽盒內(nèi)，再將5第三個(gè)屏蔽盒安裝在長(zhǎng)×寬×高為350×260×200毫米的機(jī)箱內(nèi)。屏蔽盒側(cè)板上分別裝有相應(yīng)的電纜插座，按連接關(guān)系用電纜將屏蔽盒連接起來。在機(jī)箱的面板上安裝有天線13、14的輸入電纜插座和解調(diào)器12輸入天線伺服系統(tǒng)的輸出電纜插座。天線13、14一般安裝在離機(jī)箱不遠(yuǎn)的室外，輸入輸出均通過外接電纜線連接。
權(quán)利要求1.一種由混頻器(1)、(2)、(5)、(6)、一本振源(3)、移頻環(huán)(9)、相加器(11)、解調(diào)器(12)、天線(13)、(14)、電源(15)組成的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)，其特征在于還有功分器(4)、混頻器(7)、(8)、放大器(10)組成。其中天線(13)、(14)分別與混頻器(1)、(2)各入端1腳連接，一本振源(3)二路輸出分別與混頻器(1)、(2)各入端2腳連接，混頻器(1)出端3腳與功分器(4)入端1腳連接，混頻器(2)出端3腳與混頻器(6)入端1腳連接，功分器(4)二路輸出分別與混頻器(5)、(7)各入端1腳連接，移頻環(huán)(9)的三路輸出分別與混頻器(5)、(6)、(7)各入端2腳連接，混頻器(5)出端3腳與相加器(11)入端2腳連接，混頻器(6)出端3腳與相加器(11)入端1腳連接，混頻器(7)出端3腳串接放大器(10)后與混頻器(8)入端2腳連接，相加器(11)出端3腳與混頻器(8)入端1腳連接，混頻器(8)出端3腳與解調(diào)器(12)入端1腳連接，解調(diào)器(12)輸出外接天線伺服系統(tǒng)，電源(15)輸出電壓+V端與各級(jí)電源端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)，其特征在于功分器(4)由變壓器T1、電阻R1至R3、電容C1至C3組成，其中混頻器(1)出端3腳串接電容C1和變壓器T1初級(jí)線圈后接地端，變壓器T1次級(jí)線圈一端串接電阻R1、電容C2后與混頻器(7)入端1腳連接，變壓器T1次級(jí)線圈另一端串接電阻R2、電容C3后與混頻器(5)入端1腳連接，變壓器T1中心抽頭串接電阻R3后與地端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)，其特征在于混頻器(7)或(8)由變壓器T2和T3、二極管D1至D4、電容C4至C6組成，其中移頻環(huán)(9)的第三路或放大器(10)的輸出分別輸入混頻器(7)或(8)入端2腳，入端2腳串接電容C4和變壓器T2初級(jí)線圈后接地端，變壓器T2次級(jí)線圈一端與二極管D1負(fù)極和D2正極并接，另一端與二極管D3負(fù)極和D4正極并接、中心抽頭與地端連接，功分器(4)的出端2腳或相加器(11)出端3腳分別輸入混頻器(7)或(8)入端1腳，入端1腳串接電容C5和變壓器T3初級(jí)線圈后接地端，變壓器T3次級(jí)線圈一端與二極管D1正極和D3正極并接、另一端與二極管D2負(fù)極和D4負(fù)極并接、中心抽頭串接電容C6后、即混頻器(7)或(8)出端3腳與放大器(10)或解調(diào)器(12)的入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)，其特征在于放大器(10)由寬帶放大器(16)、(17)、電阻R4至R6、R7至R9構(gòu)成的衰減器、電感L1至L3、電容C9至C15構(gòu)成的帶通濾波器組成，其中混頻器(7)的出端3腳串接電容C7后與寬帶放大器(16)入端1、2腳連接，寬帶放大器(16)入端5腳與電源(15)的輸出電壓+V端連接，入端4、8腳接地端，入端6、7腳并接后再依次串接電容C8、電阻R5、電容C9、電感L1、電容C11、C13、電感L3、電容C15、電阻R8、電容C16后與寬帶放大器(17)入端1腳連接、電阻R4、R6分別并接在電阻R5兩端后再接地端，電容C10、C12分別并接在電容C11兩端后再接地端，電感L2、電容C14分別并接在電容C13兩端后再接地端，電阻R7、R9分別并接在電阻R8兩端后再接地端，寬帶放大器(17)出端2腳串接電容C17后與混頻器(8)入端2腳連接、入端4腳接地端、入端3腳依次串接電阻R10、電感L4后與電源(15)的輸出電壓+V端連接，電容C18、C19分別并接在電感L4兩端后再接地端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種寬帶雙通道高靈敏度自跟蹤接收機(jī)。它由混頻器、本振源、相加器、移頻環(huán)、解調(diào)器、電源、天線等部件組成。利用移頻環(huán)采用兩通道自相關(guān)的原理恢復(fù)載波信號(hào),壓窄解調(diào)前的信息帶寬,從而提供了靈敏度。在不改變天線配置及高頻頭前端的情況下,提高了控制跟蹤距離和跟蹤精度。它還具有線路簡(jiǎn)單、生產(chǎn)容易、性能穩(wěn)定可靠、成本低廉等特點(diǎn),可以跟蹤寬帶調(diào)頻信號(hào)和寬帶擴(kuò)頻調(diào)相信號(hào),在測(cè)控工程中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04B1/16GK2291757SQ9722298
公開日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者李瑞榜, 唐志華, 高延生, 韓敬杰 申請(qǐng)人:電子工業(yè)部第五十四研究所