супергетеродинный приемник

Формула изобретения

Супергетеродинный приемник, содержащий последовательно включенные приемную антенну, входную цепь, усилитель радиочастоты, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель частоты модуляции и оконечное устройство, отличающийся тем, что он снабжен двумя аттенюаторами, двумя полосовыми фильтрами, двумя измерителями отношений сигнал/шум, блоком сравнения, ключом и электронным переключателем с одним выходом и двумя сигнальными и двумя управляющими входами, на которые подают управляющие напряжения с выходов измерителей отношений сигнал/шум, обеспечивающие прохождение на выход электронного переключателя сигнала с большим отношением сигнал/шум, причем к выходу усилителя радиочастоты последовательно подключены первый аттенюатор, второй вход которого через схему автоматической регулировки усиления (АРУ) соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, первый полосовой фильтр и первый измеритель отношения сигнал/шум, к выходу усилителя радиочастоты последовательно подключены второй аттенюатор, второй вход которого через схему АРУ соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй полосовой фильтр и второй измеритель отношения сигнал/шум, выходы первого и второго измерителей отношения сигнал/шум подключены соответственно к первому и второму управляющим входам электронного переключателя и к первому и второму входам блока сравнения, первый и второй сигнальные входы электронного переключателя соединены с выходами первого и второго полосовых фильтров соответственно, а выход электронного переключателя подключен к первому входу смесителя, выход первого полосового фильтра соединен с сигнальным входом ключа, управляющий вход ключа соединен с выходом блока сравнения, а выход ключа подключен к первому входу смесителя.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый приемник относится к радиотехнике и может использоваться в радиотехнических системах различного целевого назначения.

Известны супергетеродинные приемники (авт. свид. 1718695, 1758883, 1785410, 1799226, 1799227; патенты РФ 1838882, 2001533, 2007046. Радиоприемные устройства. Под ред. А. Г. Зюко. - М.: Связь, 1975, с. 8, рис.1.2 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Супергетеродинный приемник" (см. Радиоприемные устройства. Под ред. А.Г. Зюко. - М.: Связь, 1975, с. 8, рис.1.2), который и выбран в качестве прототипа.

Указанный приемник обладает по сравнению с приемниками прямого усиления более высокой чувствительностью, что, безусловно, является одним из основных его достоинств.

Однако в любом супергетеродинном приемнике существуют дополнительные каналы приема. Это обусловлено тем, что одно и тоже значение промежуточной частоты может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах f_c и f_з, т.е. f_пр=f_c-f_г и f_пр=f_г-f_з. Следовательно, если частоту настройки f_c принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота f_з которого отличается от частоты основного канала приема на удвоенную промежуточную частоту 2f_пр и расположен симметрично (зеркально) относительно частоты гетеродина f_г (фиг.3). Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основному каналу приема. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехозащищенность супергетеродинного приемника. Основным методом ослабления приема по зеркальному каналу является улучшение избирательных свойств преселектора. Решение этой задачи, очевидно, упрощается при выборе более высокой промежуточной частоты. Однако последнее, в свою очередь, затрудняет формирование требуемой резонансной характеристики усилителя промежуточной частоты, особенно если полоса пропускания его должна быть достаточно узкой. Разрешение возникающего противоречия возможно путем применения двойного преобразования частоты.

В ряде случаев ослаблять и подавлять сигналы, принимаемые по зеркальному каналу, нецелесообразно, особенно в условиях сложной электромагнитной обстановки, когда требуется использовать сигналы, принимаемые по основному и зеркальному каналам, для расширения частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина.

Задачей изобретения является расширение диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркального канала приема.

Поставленная задача решается тем, что супергетеродинный приемник, содержащий последовательно включенные антенну, входную цепь, усилитель радиочастоты, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель частоты модуляции и оконечное устройство, снабжен двумя аттенюаторами, двумя полосовыми фильтрами, двумя измерителями отношения сигнал/шум, блоком сравнения, ключом и электронным переключателем, причем между выходом усилителя радиочастоты и первым входом смесителя последовательно включены первый аттенюатор, второй вход которого через схему АРУ соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, первый полосовой фильтр, первый измеритель отношения сигнал/шум и электронный переключатель, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, к выходу усилителя радиочастоты последовательно подключены второй аттенюатор, второй вход которого через схему АРУ соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй полосовой фильтр и второй измеритель отношения сигнал/шум, выход которого подключен к третьему входу электронного переключателя, четвертый вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра, к выходу первого полосового фильтра подключен ключ, второй вход которого через блок сравнения соединен с выходами первого и второго измерителей отношения сигнал/шум, а выход подключен к первому входу смесителя.

Структурная схема предлагаемого супергетеродинного приемника представлена на фиг.1. Принципиальная схема электронного переключателя изображена на фиг. 2. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования зеркального канала приема, показана на фиг.3.

Супергетеродинный приемник содержит последовательно включенные приемную антенну 1, входную цепь 2, усилитель 3 радиочастоты, первый аттенюатор 4, второй вход которого через схему 16 АРУ соединен с выходом усилителя 15 промежуточной частоты, первый полосовой фильтр 6, первый измеритель 8 отношения сигнал/шум, электронный переключатель 10, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра 6, смеситель 14, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 13, усилитель 15 промежуточной частоты, детектор 17, усилитель 18 частоты модуляции и оконечное устройство 19. К выходу усилителя 3 радиочастоты последовательно подключены второй аттенюатор 5, второй вход которого через схему 16 АРУ соединен с выходом усилителя 15 промежуточной частоты, второй полосовой фильтр 7 и второй измеритель 9 отношения сигнал/шум, выход которого подключен к третьему входу переключателя 10, четвертый вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра 7, к входу первого полосового фильтра 6 подключен ключ 12, второй вход которого через блок 11 сравнения соединен с выходами первого 8 и второго 9 измерителей отношения сигнал/шум, а выход соединен с первым входом смесителя 14.

Супергетеродинный приемник работает следующим образом. Принимаемые сигналы с выхода приемной антенны 1 через входную цепь 2, усилитель 3 радиочастоты и регулируемые аттенюаторы 4 и 5 поступают на входы полосовых фильтров 6 и 7, частоты настройки которых равны соответственно частотам основного f_о и зеркального f_з каналов приема (фиг.3). С выходов полосовых фильтров 6 и 7 сигналы на частотах f_o и f_з поступают соответственно на первый и второй сигнальные входы электронного переключателя 10 и на измерители 8 и 9 отношения сигнал/шум. На выходе измерителей 8 и 9 отношений сигнал/шум вырабатываются управляющие напряжения, пропорциональные отношениям сигнал/шум в каналах, которые подаются соответственно на управляющие входы электронного переключателя 10, а также на два входа блока 11 сравнения. Электронный переключатель 10 обеспечивает прохождение на его выход сигнала с большим отношением сигнал/шум. В зависимости от электромагнитной обстановки это может быть сигнал или на частоте f_o или f_з. Сигнал на частоте f_o или f_з с большим отношением сигнал/шум с выхода электронного переключателя 10 поступает на первый вход смесителя 14 и с помощью гетеродина 13 преобразуется на промежуточную частоту f_пр. После выделения и усиления усилителем 15 промежуточной частоты, детектирования детектором 17 и усиления в усилителе 18 частоты модуляции низкочастотный сигнал, содержащий полезную информацию, регистрируется оконечным устройством 19.

Сигнал на промежуточной частоте с выхода усилителя 15 промежуточной частоты одновременно поступает на схему 16 АРУ, на выходе которой вырабатывается управляющее напряжение U_упр. Поскольку управляющее напряжение, пропорциональное уровню сигнала с большим отношением сигнал/шум, подается на регулируемые аттенюаторы 4 и 5 обоих каналов, то слабый сигнал будет подавляться. Это приводит к тому, что прием полезного сигнала всегда будет проходить по каналу с большим отношением сигнал/шум.

Если отношения сигнал/шум на выходе измерителей 8 и 9 будут одинаковы, то электронный переключатель 10 в этом случае не работает и на первый вход смесителя 14 может быть подан любой сигнал с выходов полосовых фильтров 6 или 7. Для обеспечения однозначности используются блок 11 сравнения и ключ 12, которые подключают к первому входу смесителя 14 выход первого полосового фильтра 6.

Электронный переключатель 10 имеет два сигнальных входа 1_с и 2_с, на которые поступают соответственно сигналы с выходов полосовых фильтров 6 и 7 на частотах f_o и f_з, и два сигнальных выхода, которые подключаются к первому входу смесителя 14, а два управляющих входа 3_упр и 4_упр, на которые подаются управляющие напряжения соответственно с выходов измерителей 8 и 9 отношения сигнал/шум. Конденсаторы 30-34 являются разделительными. Резисторы 24-27 уменьшают влияние разброса параметров диодов 20-23 при их замене. Резисторы 28 и 29 образуют делитель для получения напряжения, прикладываемого к диодам. В исходном состоянии диоды 20-23 подзаперты положительным напряжением, которое снимается с резистора 28 и прикладывается к катодам диодов. Управляющее напряжение, поступающее на управляющие входы электронного переключателя 10, должно быть положительной полярности.

Электронный переключатель 10 работает следующим образом. Если отношение сигнал/шум на частоте f_o больше отношения сигнал/шум на частоте f_з, то управляющее напряжение U_упр.1 на входе 3_упр по величине превосходит управляющее напряжение U_упр.2 на входе 4_упр. В этом случае диоды 20 и 21 открываются, а диоды 22 и 23 дополнительно подзапираются. Открытые диоды 20 и 21 пропускают сигнал на частоте f_o на первый вход смесителя 14. И, наоборот, если отношение сигнал/шум на частоте f_з больше отношения сигнал/шум на частоте f_o, то диоды 22 и 23 открываются, а диоды 20 и 21 подзапираются. Следовательно, на первый вход смесителя 14 будет поступать сигнал на частоте f_з.

Если отношения сигнал/шум на частотах f_o и f_з одинаковы, то диоды 20-23 остаются в закрытом состоянии. В этом случае блоком сравнения 11 формируется управляющее напряжение, которое открывает ключ 12, в результате чего сигнал на частоте f_o с выхода полосового фильтра 6 через открытый ключ 12 поступает на первый вход смесителя 14.

Таким образом, предлагаемый супергетеродинный приемник по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности. Он обеспечивает расширение диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина. Это достигается использованием зеркального канала приема. Кроме того, предлагаемый приемник обладает повышенной помехозащищенностью, поскольку позволяет обеспечивать прием полезной информации и в условиях сложной электромагнитной обстановки, в том числе и при создании преднамеренных помех. Анализ отношения сигнал/шум в двух каналах позволяет автоматически подключать к первому входу смесителя тот канал, в котором в данный момент времени будет максимальное отношение сигнал/шум.