Свч передатчик своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 07.09.2024
Для повышения скрытности в последние годы стали использовать инфракрасный канал. В качестве передатчика звука от микрофона используется полупроводниковый лазер. В качестве примера рассмотрим устройство ТRМ-1830. Дальность действия днем составляет 150 м, ночью - 400 м, время непрерывной работы - 20 часов. Габариты не превышают 26х22х20 мм. К недостаткам подобной системы можно отнести необходимость прямой видимости между передатчиком и приемником и влияние помех. Самое громкое дело с применением ИК канала - Уотергейт.
Повысить скрытность получения информации можно также с помощью использования канала СВЧ диапазона - более 10 ГГц. Передатчик, выполненный на диоде Ганца, может иметь очень небольшие габариты. В эксперименте, проведенном авторами, обеспечивалась дальность более 100 м. К преимуществам такой системы можно отнести отсутствие помех, простоту и отсутствие в настоящее время эффективных средств контроля. К недостаткам следует отнести необходимость прямой видимости, хотя и в меньшей степени, т.к. СВЧ сигнал может все-таки огибать небольшие препятствия и проходит (с ослаблением) сквозь тонкие диэлектрики, например, шторы на окнах. Данных о применении СВЧ канала в России у авторов не имеется.
На рис. 10 представлены схемы простых оптических передатчиков для светотелефонов.
На рис.10 — оптические передатчики с модуляцией луча света: а, б — примеры схем передатчиков, использующих видимый (а) и инфракрасный (б) свет. Устройство на рис.10 а обеспечивает передачу информации АМ-модуля-цией интенсивности светового луча (электромагнитное излучение видимой части спектра). При использовании простейшей оптической системы дальность связи может составить в дневное время несколько сотен метров, а в ночное -- более 1 км, В качестве простейшей оптической системы можно использовать следующие средства: у источника излучения (электрическая лампочка) — рефлектор (например, электрический фонарик), у приемника (фотодиод) — фокусирующая линза или рефлектор.
Элементы для схемы передатчика светотелефона с модуляцией луча видимого света, рис.10 а:
R1=50к-100к (определяет входное сопротивление устройства), R2=300к, R3=300к (регулировка начального тока через излучающий элемент — лампочку накаливания), R4=300к, R5=1к-5к, R6=100к-300к (коэффициент усиления каскада на ОУ — 1+R5/R5), R7=5-10 (уменьшает влияние разброса параметров лампочки и изменение ее сопротивления от протекающего тока, повышает температурную стабильность); С1=0.1-0.3, С2=0.1мкФ-5мкФ, С3=5мкФ-50мкФ, С4=0.1, С5=100мкФ-1000мкФ; А1 — ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ, напряжение питания может быть увеличено или уменьшено до уровня, которое допускают технические условия на ОУ. Т1 — КТ3102 или другие аналогичные транзисторы; Т21 и Т2 одного транзистора КТ827; L1 — лампочка накаливания на 6.3В, возможно использование лампочек на другие напряжения, например, 3.6В, 12В и т.д. — КТ815 или другие аналогичные транзисторы, возможно использование вместо Т
Настройка:
Переменным резистором R3 устанавливается рабочая точка выходного транзистора (ОУ, Т1, Т2). Ток покоя, протекающий через этот транзистор, задает начальную интенсивность свечения лампы. Значительный начальный ток необходим для компенсации инерционных свойств лампы накаливания. Именно из-за инерционных свойств лампы, вызывающих искажения сигнала, глубина модуляции не может быть значительной: ток покоя не достигает нуля. Глубина модуляции (громкость) уртанавливается с помощью резистора R1 (громкость). С целью ограничения искажений сигнала этот уровень обычно составляет всего несколько процентов. Величина начального тока и величина R7 зависят от типа используемой лампочки. Величина начального тока выбирается с учетом изменения тока модуляции. Для нормальной эксплуатации и достижения максимальной дальности связи необходимо выполнить взаимную ориентацию излучающего элемента передатчика и датчика приемника. Это означает, что линия, вдоль которой осуществляется излучение, должна быть направлена на датчик приемника. Датчик же должен быть направлен на источник и ориентирован так, чтобы сигнал был максимален.
В данном устройстве возможно использование современных светоизлучающих диодов, обеспечивающих сравнительно высокую яркость излучения. Частотные свойства, надежность и экономичность у элементов этого класса значительно лучше, чем у ламп накаливания. Для достижения большей мощности излучения и дальности передачи возможно одновременное использование нескольких светодиодов.
Настройка:
Переменным резистором R3 устанавливается рабочая точка выходного транзистора. Ток транзистора задает начальный ток и интенсивность потока (свечения) излучающего в отсутствии сигнала. Величина начального тока выбирается с учетом изменения модуляции. Глубина модуляции (громкость) устанавливается с помощью резистора R1 (громкость) и значительно выше, чем в предыдущем случае: ток через диод от максимального уровня уменьшается практически до нуля. Для нормальной эксплуатации и максимальной дальности связи, как и в предыдущем случае, необходимо выполнить взаимную ориентацию излучающего элемента передатчика и приемника.
На рис.11 приведены примеры схем оптических приемников, которые могут быть использованы совместно с описанными оптическими передатчиками - устройствами, обеспечивающими модуляцию световых лучей видимого и инфракрасного диапазонов. На рис.11 а представлен вариант схемы приемника на ИС 548УН1А, содержащей в своем составе два малошумящих ОУ, требующих для своей работы однополярного питания напряжением 9В-30В. Данная схема может быть использована в составе фотоприемопередатчика как для диапазона видимого света, так и для инфракрасного излучения. На рис.11 б представлен вариант схемы приемника на ОУ широкого применения. Особенностью данной схемы является использование в первом каскаде полевого транзистора. Это позволило достичь высокого уровня соотношения - сигнал/шум и необходимого высокого входного сопротивления усилителя при использовании ОУ с низким входным сопротивлением.
Передатчик СВЧ относится к усилителям и передатчикам СВЧ и может быть использован в радиолокации, радиосвязи и других областях техники. Техническим результатом является получение оптимальной выходной мощности в диапазоне частот и снижение уровня амплитудных и фазовых шумов. Технический результат достигается тем, что для подачи оптимальной входной мощности на вход усилителя СВЧ и снижения уровня шумов на его входе и выходе в состав передатчика СВЧ между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n-аттенюатора включены частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока. Источник тока обеспечивает стабилизацию постоянного тока через p-i-n-аттенюатор и, как следствие, стабилизирует входную мощность и снижает уровень шумов усилителя СВЧ. Управление источником тока осуществляется от дискриминатора, который формирует частотно-зависимое напряжение управления током p-i-n-аттенюатора. Управление оптимальной входной мощностью происходит автоматически и с достаточным быстродействием. 2 ил.
Изобретение относится к СВЧ передатчикам и усилителям и может быть использовано в радиолокации, радиосвязи, радионавигации и других областях техники.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение оптимальной выходной мощности передатчика СВЧ в диапазоне частот и снижение уровня амплитудных и фазовых шумов.
Данный технический результат достигается тем, что с целью подачи оптимальной входной мощности на вход усилителя СВЧ и снижения уровня шумов на его входе и выходе, в состав передатчика СВЧ включены между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n - аттенюатора частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока. Источник тока обеспечивает стабилизацию постоянного тока через p-i-n - аттенюатор и, как следствие, стабилизирует входную мощность и снижает уровень шумов усилителя СВЧ.
Коэффициент шума любого усилителя определяется по формуле: где (Рс/Рш)вх - отношение мощностей сигнала и шума на входе, (Рс/Рш)вых - отношение мощностей сигнала и шума на выходе.
Поэтому уровень суммарного шума на выходе усилителя зависит от коэффициента шума на входе усилителя.
Управление источником тока осуществляется от дискриминатора, формирующего частотно-зависимое напряжение. На вход дискриминатора могут подаваться либо сигнал СВЧ с выхода задающего генератора, либо команды управления частотой задающего генератора от устройства, в которое входит передатчик СВЧ. Причем дискретные команды могут подаваться как для каждой частоты, так и для группы частот (поддиапазонов).
На фиг.1 изображена схема передатчика СВЧ. Сигнал с задающего генератора 1 поступает на вход усилителя СВЧ через развязывающее устройство 2 p-i-n - аттенюатор 3, второе развязывающее устройство 4. С выхода усилителя СВЧ 5 сигнал поступает на согласованную нагрузку 6 или антенну. Развязывающие устройства представляют собой циркуляторы или вентили и служат для согласования генератора и нагрузки и согласования других цепей передатчика. Для снижения уровня шумов ток на p-i-n-аттенюатор подается от стабилизированного источника тока 7. Изменяя величину тока, можно поддерживать мощность на входе усилителя СВЧ оптимальной. Применение источника тока вместо источника напряжения позволяет снизить влияние наводок и паразитную модуляцию на входе усилителя СВЧ. В диапазоне частот необходимо изменять величину тока. Эту функцию выполняет дискриминатор 8, который определяет на какой частоте работает задающий генератор, включает соответствующий диапазону частот сигнал для изменения тока p-i-n - аттенюатора. Дискриминатор определяет частоту и формирует сигнал управления источником тока. Источник питания и модулятор 9 обеспечивают питание и его импульсную модуляцию.
На фиг.2 изображена амплитудно-частотная характеристика усилителя СВЧ на ЛБВ. Штриховой линией обозначена зависимость выходной мощности от частоты при малом входном сигнале. Характеристика неравномерная, потому что коэффициент усиления ЛБВ в диапазоне частот неравномерен. При увеличении мощности до оптимальной выходная мощность увеличивается и амплитудно-частотная характеристика выравнивается (сплошная линия). При оптимальной входной мощности шумы имеют минимальное значение. При увеличении входной мощности выше оптимальной шумы ЛБВ увеличиваются от перенасыщения по входной мощности. Огибающая СВЧ импульса на осциллографе становится размытой, возникает паразитная модуляция.
Предлагаемое изобретение позволяет получить оптимальную выходную мощность передатчика СВЧ в диапазоне частот и снижение уровня амплитудных и фазовых шумов за счет применения дискриминатора и управляемого источника стабилизированного тока, позволяющего производить регулировку тока на оптимум. Передатчик может работать в непрерывном или импульсном режимах. Применение данного технического решения позволяет расширить диапазон работах частот передающего устройства, ограниченный возможностями оконечного СВЧ усилителя.
Схема передатчика СВЧ промышленно применима, так как реализуется на элементной базе широкого применения, не требует уникальных технологий.
Источники информации 1. Передающие устройства СВЧ / Вамбергский М.В. и др. М.: Высшая школа, 1984, с. 9-14, 315.
2. Справочник по радиолокации / Под ред. Сокольник М., т. 3. М.: Советское радио, 1979.
Передатчик СВЧ, содержащий последовательно включенные задающий генератор, первым выходом соединенный с первым развязывающим прибором, p-i-n-аттенюатор, второй развязывающий прибор, усилитель СВЧ, нагрузку и подключенные к второму входу усилителя СВЧ источник питания и модулятор, отличающийся тем, что между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n-аттенюатора включены частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Топ авторов темы
kecha 11 постов
Panther 6 постов
dayton 8 постов
shax4micro 7 постов
Популярные посты
18 августа, 2007
Мысль одна- ну его нафиг. Не здорово СВЧ влияет на общее здоровье.
kecha
5 сентября, 2007
dayton
18 августа, 2007
Магнетро́н (от греч. μαγνήτης — магнит и электрон) — электровакуумный прибор для генерации радиоволн сверхвысокой частоты. В радарных устройствах и микроволновых печах магнетрон применяется довольно
Передатчик СВЧ относится к области передачи сигналов, в частности к системам радиосвязи, предназначенным для связи между двумя или более объектами, и может быть использована в радиолокации и навигации. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, и техническим результатом, достигаемым при ее использовании является создание передатчика СВЧ, обеспечивающего при работе в режиме прерывистых колебаний получение оптимального значения выходной мощности близкого или равного максимальному значению выходной мощности, получаемому в режиме непрерывных колебаний. Технический результат достигается тем, что в передатчик, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, первый развязывающий прибор, аттенюатор, второй развязывающий прибор, усилитель СВЧ и последовательно соединенные амплитудный детектор выходной мощности, синхронный детектор и интегратор, при этом аттенюатор выполнен с тремя входами, два из которых являются управляющими, причем один управляющий вход соединен с выходом генератора поискового сигнала и со вторым входом синхронного детектора, а выход усилителя является выходом передатчика и соединен со входом амплитудного детектора выходной мощности и с нагрузкой дополнительно введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный с двумя входами, и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого соединен с другим управляющим входом аттенюатора, причем первый вход АЦП соединен с выходом интегратора, а на второй вход АЦП подается внешний управляющий сигнал.
Заявляемая полезная модель относится к области передачи сигналов, в частности к системам радиосвязи, предназначенным для связи между двумя или более объектами, и может быть использована в радиолокации и навигации.
Данный передатчик может работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах.
Недостатком известного технического решения является нестабильность входной мощности усилителя СВЧ, которая возникает при изменении температуры окружающей среды и нестабильности источников питания, что приводит к отклонению входной мощности от оптимального значения, к ухудшению коэффициента полезного действия усилителя СВЧ, росту амплитудных и фазовых шумов на его выходе и искажению частотного спектра сигнала.
Недостатки известного технического решения заключаются в том, что при работе в режиме прерывистых колебаний (кратковременная передача кодоимпульсной информации к внешнему управляемому объекту) не удается поддерживать значение выходной мощности такого же максимального уровня, что и при работе в режиме непрерывных колебаний, ввиду малой длительности кодовых импульсов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, и техническим результатом, достигаемым при ее использовании является создание передатчика СВЧ, обеспечивающего при работе в режиме прерывистых колебаний получение значения выходной мощности близкого или равного к максимальному значению выходной мощности, получаемому в режиме непрерывных колебаний.
Кроме того, заявляемая полезная модель расширяет арсенал известных технических средств аналогичного назначения.
Технический результат достигается тем, что в передатчик, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, первый развязывающий прибор, аттенюатор, второй развязывающий прибор, усилитель СВЧ и последовательно соединенные амплитудный детектор выходной мощности, синхронный детектор и интегратор, при этом аттенюатор выполнен с тремя входами, два из которых являются управляющими, причем один управляющий вход соединен с выходом генератора поискового сигнала и со вторым входом синхронного детектора, а выход усилителя является выходом передатчика и соединен со входом амплитудного детектора выходной мощности и с нагрузкой, дополнительно введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный с двумя входами, и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого соединен с другим управляющим входом аттенюатора, причем первый вход АЦП соединен с выходом интегратора, а на второй вход АЦП подается внешний управляющий сигнал.
Предлагаемая полезная модель поясняется рисунком, на котором представлена блок-схема передатчика СВЧ.
Передатчик СВЧ (см. рисунок) содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, первый развязывающий прибор 2, аттенюатор 3, второй развязывающий прибор 4, усилитель СВЧ 5, амплитудный детектор выходной мощности 6. Кроме того, в состав передатчика СВЧ входит генератор поискового сигнала 7 и последовательно соединенные синхронный детектор 8, интегратор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, цифро-аналоговый преобразователь 11. Аттенюатор 3 выполнен с тремя входами, два из которых являются управляющими. Один управляющий вход соединен с выходом ЦАП 11, а другой - с выходом генератора поискового сигнала 7 и одновременно со вторым входом синхронного детектора 8. АЦП 10 выполнен с двумя входами, на один из которых поступает внешний управляющий сигнал, а второй соединен с выходом интегратора 9. Выход усилителя СВЧ 5 является выходом передатчика и одновременно соединен со входом амплитудного детектора 6 и - с нагрузкой (на чертеже не показана).
В режиме непрерывных колебаний внешний управляющий сигнал на втором входе АЦП 10 отсутствует и в этом случае передатчик СВЧ работает следующим образом. Сигнал с задающего генератора 1 поступает на вход усилителя СВЧ 5 через последовательно соединенные первый развязывающий прибор 2, аттенюатор 3, второй развязывающий прибор 4, а с выхода усилителя СВЧ 5 одна - основная часть сигнала поступает в нагрузку, а другая - в амплитудный детектор 6.
Оптимальный уровень мощности на входе усилителя СВЧ 5 поддерживается автоматически посредством изменения величины тока на первом управляющем входе аттенюатора 3 путем формирования контура экстремального регулирования с отрицательной обратной связью, состоящего из генератора поискового сигнала 7 и последовательно включенных амплитудного детектора выходной мощности 6, синхронного детектора 8, интегратора 9, АЦП 10 и ЦАП 11. В генераторе поискового сигнала 7 формируется низкочастотный периодический поисковый сигнал, который поступает на второй управляющий вход аттенюатора 3 для модуляции сигнала на входе усилителя СВЧ 5. С выхода усилителя СВЧ 5 сигнал, содержащий информацию об отклонении уровня выходной мощности усилителя СВЧ 5 от максимального значения, поступает на амплитудный детектор 6. Выходное напряжение с амплитудного детектора 6, кроме постоянной составляющей, содержит и переменную составляющую с частотой генератора поискового сигнала 7. Амплитуда переменной составляющей поискового сигнала зависит от величины отклонения мощности сигнала от максимального значения выходной мощности усилителя СВЧ 5, а фаза от зоны отклонения текущего значения уровня мощности СВЧ. Сигнал с выхода амплитудного детектора 6 поступает на вход синхронного детектора 8, где с учетом амплитуд и фаз сигналов происходит перемножение сигнала низкочастотной модулирующей поисковой составляющей с поисковым сигналом, поступающим с генератора поискового сигнала 7, и выделение постоянной составляющей. Сигнал с выхода синхронного детектора 8 поступает на вход интегратора 9, который обеспечивает медленное изменение входного сигнала в соответствии с выходом синхронного детектора 8. С выхода интегратора 9 сигнал поступает на вход АЦП 10, в котором происходит его преобразование из аналогового в цифровой двоичный код. Далее сигнал, пропорциональный текущему значению сигнала на выходе интегратора 9, в виде двоичного кода поступает на вход ЦАП 11, где цифровой сигнал преобразуется в аналоговый и поступает на первый управляющий вход аттенюатора 3. Посредством изменения магнитного поля аттенюатора 3 в соответствии со значением тока в его обмотке устанавливается и поддерживается оптимальный уровень мощности на входе усилителя СВЧ 5, при котором его выходная мощность достигает максимального значения.
В режиме прерывистых колебаний (кратковременная передача кодоимпульсной информации к внешнему управляемому объекту) передатчик СВЧ работает следующим образом. При включении режима прерывистых колебаний на второй вход АЦП 10 поступает внешний управляющий сигнал, например от цифровой вычислительной машины (ЦВМ) в виде дискретного сигнала, который останавливает процесс преобразования путем остановки счетчика, импульсов, входящего в состав АЦП 10. Контур экстремального регулирования с отрицательной обратной связью размыкается. При этом на выходе АЦП 10 текущее значение сигнала в виде двоичного кода, соответствующее оптимальному уровню мощности на входе усилителя СВЧ 5, фиксируется и остается постоянным в течение всего времени работы передатчика СВЧ в режиме прерывистых колебаний. Далее этот сигнал в виде зафиксированного двоичного кода поступает на вход ЦАП 11 и затем на первый управляющий вход аттенюатора 3, что приводит к фиксации оптимального значения мощности на входе усилителя СВЧ 5.
Предлагаемый передатчик СВЧ может быть технически реализован по известным правилам из стандартных элементов, выпускаемых промышленностью, что позволяет сделать вывод о его промышленной применимости.
Передатчик РЛС, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, первый развязывающий прибор, аттенюатор, второй развязывающий прибор, усилитель СВЧ и последовательно соединенные амплитудный детектор выходной мощности, синхронный детектор и интегратор, при этом аттенюатор выполнен с тремя входами, два из которых являются управляющими, причем один управляющий вход соединен с выходом генератора поискового сигнала и со вторым входом синхронного детектора, а выход усилителя является выходом передатчика и соединен со входом амплитудного детектора выходной мощности и с нагрузкой, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, выполненный с двумя входами, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с другим управляющим входом аттенюатора, при этом первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом интегратора, а на второй вход подается внешний управляющий сигнал.
Читайте также: