专利名称：宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线电测控领域中的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机。特别适用于航空航天测控领域中作自跟踪接收机装置。
在较早的航空航天测控系统中，被跟踪的飞行目标一般为点频的信标信号，而后发展为跟踪窄带的已调制信号。随着综合测控技术发展的需要，被跟踪飞行目标已变为宽带的已调制信号。在要求不高的测控系统中，现有的普通的干涉仪体制自跟踪接收机也可以直接跟踪这种宽带的已调制信号。但信道的带宽太宽，自跟踪接收机的灵敏度很低，是此类接收机无法克服的缺点。而现代航空航天测控系统中，对飞行器的控制距离要求越来越远，跟踪接收机的灵敏度太低就不能满足目前航空航天测控工程的需要，因此如何提高这种宽带自跟踪接收机的灵敏度就成为目前测控工程中必须解决的难题之一。
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种在不用改变接收机天线配置及高频头前端的情况下，就能大幅度提高跟踪宽带已调制信号的接收机灵敏度和作用距离的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机。本实用新型还具有线路简单、生产容易、性能稳定可靠、成本低廉等特点。
本实用新型的目的是这样实现的它由混频器1、2、5、6、7、8、一本振源3、功分器4、移频环9、放大器10、相加器11、解调器12、天线13、14和电源15组成。其中天线13、14分别与混频器1、2各入端1脚连接，一本振源3二路输出分别与混频器1、2各入端2脚连接，混频器1出端3脚与功分器4入端1脚连接，混频器2出端3脚与混频器6入端1脚连接，功分器4二路输出分别与混频器5、7各入端1脚连接，移频环9的三路输出分别与混频器5、6、7各入端2脚连接，混频器5出端3脚与相加器11入端2脚连接，混频器6出端3脚与相加器11入端1脚连接，混频器7出端3脚串接放大器10后与混频器8入端2脚连接，相加器11出端3脚与混频器8入端1脚连接，混频器8出端3脚与解调器12入端1脚连接，解调器12输出外接天线伺服系统，电源15输出电压+V端与各级电源端连接。
本实用新型的目的还可以通过以下措施达到本实用新型的功分器4由变压器T1、电阻R1至R3、电容C1至C3组成，其中混频器1出端3脚串接电容C1和变压器T1初级线圈后接地端，变压器T1次级线圈一端串接电阻R1、电容C2后与混频器7入端1脚连接，变压器T1次级线圈另一端串接电阻R2、电容C3后与混频器5入端1脚连接，变压器T1中心抽头串接电阻R3后与地端连接。
本实用新型的混频器7或8由变压器T2和T3、二极管D1至D4、电容C4至C6组成，其中移频环9的第三路或放大器10的输出分别输入混频器7或B入端2脚，入端2脚串接电容C4和变压器T2初级线圈后接地端，变压器T2次级线圈一端与二极管D1负极和D2正极并接，另一端与二极管D3负极和D4正极并接、中心抽头与地端连接。功分器4的出端2脚或相加器11出端3脚分别输入混频器7或8入端1脚，入端1脚串接电容C5和变压器T3初级线圈后接地端，变压器T3次级线圈一端与二极管D1正极和D3正极并接、另一端与二极管D2负极和D4负极并接、中心抽头串接电容C6后、即，混频器7或8出端3脚与放大器10或解调器12的入端连接。
本实用新型的放大器10由宽带放大器16、17、电阻R4至R6、R7至R9构成的衰减器、电感L1至L3、电容C9至C15构成的带通滤波器组成，其中混频器7的出端3脚串接电容C7后与宽带放大器16入端1、2脚连接，宽带放大器16入端5脚与电源15的输出电压+V端连接，入端4、8脚接地端，入端6、7脚并接后再依次串接电容C8、电阻R5、电容C9、电感L1、电容C11、C13、电感L3、电容C15、电阻R8、电容C16后与宽带放大器17入端1脚连接、电阻R4、R6分别并接在电阻R5两端后再接地端，电容C10、C12分别并接在电容C11两端后再接地端，电感L2、电容C14分别并接在电容C13两端后再接地端，电阻R7、R9分别并接在电阻R8两端后再接地端，宽带放大器17出端2脚串接电容C17后与混频器8入端2脚连接，入端4脚接地端、入端3脚依次串接电阻R10、电感L4后与电源15的输出电压+V端连接，电容C18、C19分别并接在电感L4两端后再接地端。
本实用新型与背景技术相比有以下优点1.本实用新型在保持原有的接收机天线配置及高频头前端不变的情况下，只在接收机中增加了由功分器4、混频器7、8、放大器10构成的双通道，这就大幅度提高了跟踪宽带已调制信号的接收机灵敏度和作用距离，而且跟踪精度较高，满足了航空航天测控工程的要求。
2.本实用新型增加的通道电路简单，原有的天线配置及高频头前端也不变动，因此整个接收机线路简单，研制生产容易，成本低廉，便于普及推广应用。
3.本实用新型采用线路成熟可靠，使整个接收机的性能稳定可靠，保证了航空航天测控中自跟踪接收机高可靠性要求。本实用新型既可以跟踪宽带调频信号，又可以跟踪宽带扩频调相信号，在工程中有较高的推广应用价值。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的电原理方框图。
图2是本实用新型功分器4的电原理图。
图3是本实用新型混频器7或8的电原理图。
图4是本实用新型放大器10的电原理图。
参照图1至图4，本实用新型由混频器1、2、5、6、7、8、一本振源3、功分器4、移频环9、放大器10、相加器11、解调器12、天线13、14、电源15组成。其中天线13、14分别与混频器1、2各入端1脚连接，一本振源3二路输出分别与混频器1、2各入端2脚连接，混频器1出端3脚与功分器4入端1脚连接，混频器2出端3脚与混频器6入端1脚连接。实施例天线13、14采用定向螺旋天线制作，其作用是接收飞行目标被测信号。实施例一本振源3采用通用锁相环振荡器电路制作，其输出工作频率二路均为1100MHz。实施例混频器1、2采用通用双平衡混频器电路制作。混频器1、2把天线13、14接收的被测信号与一本振源3输入的本振信号进行混频，混频输出同一个240MHz第一中频信号。
本实用新型功分器4的作用是把被测信号的一路240MHz中频信号分成二路，分别输入混频器5、7各入端1脚。其中功分器4的连接线路如下功分器4由变压器T1、电阻R1至R3、电容C1至C3组成，其中混频器1出端3脚串接电容C1和变压器T1初级线圈后接地端，变压器T1次级线圈一端串接电阻R1、电容C2后与混频器7入端1脚连接，变压器T1次级线圈另一端串接电阻R2、电容C3后与混频器5入端1脚连接，变压器T1中心抽头串接电阻R3后与地端连接。实施例变压器T1采用市售NXO型磁环制作。在磁环上分别绕制初、次级线圈各12匝，次级线圈在6匝中心抽头，使其次级线圈的另两端平衡输出相同的两路中频信号。因此变压器T1主要耦合信号，电阻R1、R2和电容C1至C3均采用市售通用器件。
本实用新型移频环9的三路输出分别与混频器5、6、7各入端2脚连接。混频器5出端3脚与相加器11入端2脚连接，混频器6出端3脚与相加器11入端1脚连接，混频器7出端3脚串接放大器10后与混频器8入端2脚连接，相加器11出端3脚与混频器8入端1脚连接，混频器8出端3脚与解调器12入端1脚连接，解调器12输出外接天线伺服系统。实施例移频环9实际上是三个共源本振，由一个固定的晶体振荡器输出一个基准本振频率信号170MHz。该本振信号输入混频器5入端2脚，使混频器5与第一中频信号相减混频，输出一个70MHz的第二中频信号。移频环9再用同一个晶振频率源的基准频率构成二个晶体压控振荡器VCO。其中一路晶体压控振荡器VCO作为第二路本振信号输出170.001MHz的本振信号。该本振信号输入混频器6入端2脚，使混频器6与第一中频相减混频，输出一个70.001MHz的第二中频信号。另一路晶体压控振荡器VC0作为第三路本振信号输出200MHz的本振信号。该本振信号输入混频器7入端2脚，使混频器7与第一中频相减混频，输出一个40MHz的第二中频信号。实施例移频环9采用通用晶体振荡器和通用晶体压控振荡器VC0制作。
混频器5输出的70MHz第二中频信号与混频器6输出的70.001MHz第二中频信号输入相加器11进行相加。实施例相加器11采用通用的电阻相加电路制作，其作用相当于输出70MHz的100％调幅信号。该相加后的信号作为射频源输入混频器8入端1脚。混频器7输出的40MHz第二中频信号输入放大器10。本实用新型放大器10的电原理连接线路如下放大器10由宽带放大器16、17、电阻R4至R6、R7至R9构成的衰减器、电感L1至L3、电容C9至C15构成的带通滤波器组成，其中混频器7的出端3脚串接电容C7后与宽带放大器16入端1、2脚连接，宽带放大器16入端5脚与电源15的输出电压+V端连接，入端4、8脚接地端，入端6、7脚并接后再依次串接电容C8、电阻R5、电容C9、电感L1、电容C11、C13、电感L3、电容C15、电阻R8、电容C16后与宽带放大器17入端1脚连接、电阻R4、R6分别并接在电阻R5两端后再接地端，电容C10、C12分别并接在电容C11两端后再接地端，电感L2、电容C14分别并接在电容C13两端后再接地端，电阻R7、R9分别并接在电阻R8两端后再接地端，宽带放大器17出端2脚串接电容C17后与混频器8入端2脚连接、入端4脚接地端、入端3脚依次串接电阻R10、电感L4后与电源15的输出电压+V端连接，电容C18、C19分别并接在电感L4两端后再接地端。放大器10的作用是把混频器7输出的混频信号进行放大，同时可以减小由于通道的不一致引入的系统误差，提高系统的跟踪精度。实施例宽带放大器16采用市售XN363型集成块制作。宽带放大器17采用市售XN402型集成块制作。电阻R4至R6、R7至R9构成Π型衰减3dB匹配网络。电感L1至L3、电容C9至C15构成的带通滤波器，提高被放大的信号质量。电阻、电容均采用市售普通器件装配制作。
混频器8把相加器11输入的70MHz中频信号与放大器10输入的40MHz第二中频信号相减混频，输出30MHz的第三中频信号，使两通道中带调制的载波信号经混频器8混频后把调制信息相关掉，恢复出载波信号。也就是说混频器8一方面作混频用，另一方面把带宽变窄，提高了接收机的灵敏度。
混频器7或8的电原理连接线路如下混频器7或8由变压器T2和T3、二极管D1至D4、电容C4至C6组成，其中移频环9的第三路或放大器10的输出分别输入混频器7或8入端2脚，入端2脚串接电容C4和变压器T2初级线圈后接地端，变压器T2次级线圈一端与二极管D1负极和D2正极并接，另一端与二极管D3负极和D4正极并接、中心抽头与地端连接。功分器4的出端2脚或相加器11出端3脚分别输入混频器7或8入端1脚，入端1脚串接电容C5和变压器T3初级线圈后接地端，变压器T3次级线圈一端与二极管D1正极和D3正极并接、另一端与二极管D2负极和D4负极并接、中心抽头串接电容C6后、即混频器7或8出端3脚与放大器10或解调器12的入端连接。实施例变压器T2和T3采用市售NXO磁环制作，在磁环上分别绕制初、次级线圈各12匝，次级线圈在6匝处中心抽头，二极管D1至D4构成双平衡混频器。实施例二极管D1至D4采用市售2CK型二极管，电路中的电容采用市售通用器件。
本实用新型简要工作原理如下本实用新型采用干涉仪体制，利用成对天线13、14接收被测飞行目标上的连续波载波信号，天线13输入的信号经混频器1后输出的第一中频信号输入功分器4分为两个中频信号，同时分别输入混频器5、7，天线14输入的信号经混频器2后输出的第一中频信号输入混频器6，混频器5、6、7分别与移频环9产生的三个相位相同但频率不同差固定值的本振信号混频，产生出三个第二中频信号。然后把两个独立通道中混频器5、6产生的第二中频信号经相加器11线性相加在一起输入混频器8。线性相加后的信号与混频器7输出的第二中频信号经放大器10放大后，输入混频器8就可以恢复出载波信号，混频器8输出的恢复出的载波信号上带有相位误差信息。然后输入解调器12，就可解调出误差信息，再将其转变为误差电压，提供给天线伺服系统，通过伺服电机驱动天线向相反的方向转动，使天线始终自动对准目标，从而实现对飞行目标的自动跟踪定位。实施例解调器12的作用是把混频器8输出的第三中频载波信号携带的相位误差信息解调出来，送天线伺服系统驱动天线跟踪。解调器12采用通用解调器电路自制而成。实施例电源15采用一般通用的低压稳压线路电源自制而成，其输出端电压为+12V。
本实用新型安装结构如下本实用新型除附图1中的天线13、14外，把其余所有电路按图1、图2所示的连接方法分别安装在5块长×宽为240×150毫米的印制板上，再将5块印制板分别安装在5个长×宽×高为250×160×25毫米的屏蔽盒内，再将5第三个屏蔽盒安装在长×宽×高为350×260×200毫米的机箱内。屏蔽盒侧板上分别装有相应的电缆插座，按连接关系用电缆将屏蔽盒连接起来。在机箱的面板上安装有天线13、14的输入电缆插座和解调器12输入天线伺服系统的输出电缆插座。天线13、14一般安装在离机箱不远的室外，输入输出均通过外接电缆线连接。
权利要求1.一种由混频器(1)、(2)、(5)、(6)、一本振源(3)、移频环(9)、相加器(11)、解调器(12)、天线(13)、(14)、电源(15)组成的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机，其特征在于还有功分器(4)、混频器(7)、(8)、放大器(10)组成。其中天线(13)、(14)分别与混频器(1)、(2)各入端1脚连接，一本振源(3)二路输出分别与混频器(1)、(2)各入端2脚连接，混频器(1)出端3脚与功分器(4)入端1脚连接，混频器(2)出端3脚与混频器(6)入端1脚连接，功分器(4)二路输出分别与混频器(5)、(7)各入端1脚连接，移频环(9)的三路输出分别与混频器(5)、(6)、(7)各入端2脚连接，混频器(5)出端3脚与相加器(11)入端2脚连接，混频器(6)出端3脚与相加器(11)入端1脚连接，混频器(7)出端3脚串接放大器(10)后与混频器(8)入端2脚连接，相加器(11)出端3脚与混频器(8)入端1脚连接，混频器(8)出端3脚与解调器(12)入端1脚连接，解调器(12)输出外接天线伺服系统，电源(15)输出电压+V端与各级电源端连接。
2.根据权利要求1所述的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机，其特征在于功分器(4)由变压器T1、电阻R1至R3、电容C1至C3组成，其中混频器(1)出端3脚串接电容C1和变压器T1初级线圈后接地端，变压器T1次级线圈一端串接电阻R1、电容C2后与混频器(7)入端1脚连接，变压器T1次级线圈另一端串接电阻R2、电容C3后与混频器(5)入端1脚连接，变压器T1中心抽头串接电阻R3后与地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机，其特征在于混频器(7)或(8)由变压器T2和T3、二极管D1至D4、电容C4至C6组成，其中移频环(9)的第三路或放大器(10)的输出分别输入混频器(7)或(8)入端2脚，入端2脚串接电容C4和变压器T2初级线圈后接地端，变压器T2次级线圈一端与二极管D1负极和D2正极并接，另一端与二极管D3负极和D4正极并接、中心抽头与地端连接，功分器(4)的出端2脚或相加器(11)出端3脚分别输入混频器(7)或(8)入端1脚，入端1脚串接电容C5和变压器T3初级线圈后接地端，变压器T3次级线圈一端与二极管D1正极和D3正极并接、另一端与二极管D2负极和D4负极并接、中心抽头串接电容C6后、即混频器(7)或(8)出端3脚与放大器(10)或解调器(12)的入端连接。
4.根据权利要求3所述的宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机，其特征在于放大器(10)由宽带放大器(16)、(17)、电阻R4至R6、R7至R9构成的衰减器、电感L1至L3、电容C9至C15构成的带通滤波器组成，其中混频器(7)的出端3脚串接电容C7后与宽带放大器(16)入端1、2脚连接，宽带放大器(16)入端5脚与电源(15)的输出电压+V端连接，入端4、8脚接地端，入端6、7脚并接后再依次串接电容C8、电阻R5、电容C9、电感L1、电容C11、C13、电感L3、电容C15、电阻R8、电容C16后与宽带放大器(17)入端1脚连接、电阻R4、R6分别并接在电阻R5两端后再接地端，电容C10、C12分别并接在电容C11两端后再接地端，电感L2、电容C14分别并接在电容C13两端后再接地端，电阻R7、R9分别并接在电阻R8两端后再接地端，宽带放大器(17)出端2脚串接电容C17后与混频器(8)入端2脚连接、入端4脚接地端、入端3脚依次串接电阻R10、电感L4后与电源(15)的输出电压+V端连接，电容C18、C19分别并接在电感L4两端后再接地端。
专利摘要本实用新型公开了一种宽带双通道高灵敏度自跟踪接收机。它由混频器、本振源、相加器、移频环、解调器、电源、天线等部件组成。利用移频环采用两通道自相关的原理恢复载波信号,压窄解调前的信息带宽,从而提供了灵敏度。在不改变天线配置及高频头前端的情况下,提高了控制跟踪距离和跟踪精度。它还具有线路简单、生产容易、性能稳定可靠、成本低廉等特点,可以跟踪宽带调频信号和宽带扩频调相信号,在测控工程中具有推广应用价值。
文档编号H04B1/16GK2291757SQ9722298
公开日1998年9月16日 申请日期1997年5月27日 优先权日1997年5月27日
发明者李瑞榜, 唐志华, 高延生, 韩敬杰 申请人:电子工业部第五十四研究所