Технические науки/6. Электротехника и радиоэлектроника

Главный конструктор проекта к.т.н. Зикий А.Н.,

Ведущий инженер-конструктор Зламан П.Н.

Научно-конструкторское бюро моделирующих и управляющих систем Южного Федерального Университета, Россия

Передатчик сигналов с ППРЧ

Вопросам формирования сложных сигналов СВЧ посвящены десятки монографий, учебников, учебных пособий, диссертаций и других изданий [1-7]. Однако в этих работах недостаточно освещены вопросы генерирования и формирования сложных сигналов с помощью современных микроэлектронных устройств. Целью настоящей работы является попытка восполнить указанный пробел.

К передатчику предъявляются следующие требования:

· диапазон рабочих частот 1000-1500МГц;

· выходная мощность 10 мВт;

· быстрое переключение частот (от импульса к импульсу);

· длительность радиоимпульсов 6,4 мкс, длительность паузы 6,4 мкс;

· внутриимпульсная фазовая манипуляция 0-;

· длительность элементарной посылки 0,2 мкс;

· регулирование мощности выходного сигнала в пределах 0-30 дБ с шагом 1дБ.

На рисунке 1 приведена функциональная схема передатчика сигналов с ППРЧ. Передатчик содержит 6 узлов:

· два одинаковых синтезатора частот;

· ячейку управления;

· ячейку модуляторов;

· ячейку питания;

· выходной фильтр гармоник.

Кроме того, передатчик содержит два галетных переключателя на передней панели прибора, которые в ручном режиме управления (без ПЭВМ) позволяют устанавливать по 10 значений частоты на каждом из синтезаторов частот, т.е. выполняют роль датчиков кода частоты.

Ячейка модуляторов для этого передатчика описана ранее в работе [8]. В качестве синтезаторов частот использованы пробные платы синтезаторов фирмы Analog Devices типа ADF4350EB1Z. В качестве выходного фильтра гармоник использован 5-ти звенный фильтр на четвертьволновых резонаторах. Функции ячейки управления кратко описаны в [8]. Она выполнена на ПЛИС фирмы ALTERA типа ACEX (EPM1K50TC144-1).

Рисунок 1 – Функциональная схема передатчика

Экспериментальные исследования передатчика проводились на установке, структурная схема которой приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структурная схема измерительной установки

В качестве источника управляющих сигналов использован персональный компьютер. В качестве индикатора выходных сигналов применен анализатор спектра 8564EC фирмы Agilent. На рисунке 3 можно видеть спектры двух фазоманипулированных сигналов с разносом частот 73 МГц с модуляцией «меандр». На рисунке 4 показан спектр фазоманипулированного сигнала с модуляцией 32-битной псевдослучайной последовательностью (ПСП).

Рисунок 3 – Фото спектров двух сигналов с модуляцией меандр. Разнос несущих частот 73 МГц.

Рисунок 4 - Фото спектра одного сигнала с модуляцией ПСП

Выводы

1. Разработана эскизная конструкторская документация и изготовлен макет передатчика в габаритах 360х200х180 мм.

2. Результаты испытаний передатчика показатели соответствие всем предъявленным требованиям.

Литература

1. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: пер. с англ./ Под ред. В.И. Журавлева. М.: Радио и связь. 2000.

2. Шахгильдян В.В., Карякин В.Л. Проектирование устройств генерирования и формирования сигналов в системах подвижной радиосвязи. Учебное пособие. М.: Солон-Пресс. 2011.

3. Белов Л.А. Формирование стабильных частот и сигналов. М.: Академия. 2005.

4. Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты. М.: Издательский дом МЭИ. 2010.

5. Журавлев В.И., Руднев А.Н.. Цифровая фазовая модуляция. –М.: Радиотехника, 2012.

6. Еремеев И.Ю., Замарин А.И. Структурный анализ сигналов со скачками частоты. Часть 1. Теоретические основы. Под ред. А.И. Замарина. Архангельск, Изд-во Архангельской ГМА, 1999.

7. Додаев С.Э., Зикий А.Н. Передатчик сигналов с ППРЧ. Вопросы специальной радиоэлектроники, серия общие вопросы радиоэлектроники, 2004, №2.

8. Додаев С.Э., Зикий А.Н., Зламан П.Н., Слащева В.О. Модулятор передатчика сложных сигналов. Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2012, т.8 ,№2, с. 3-5.