Направленный фильтр

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в РЛС работающих с двумя многочастотными генераторами. Техническим результатом является обеспечение передачи двух разных по частоте СВЧ-сигналов поочередно или одновременно, а многочастотных сигналов - поочередно на одну антенну от двух передатчиков. Направленный фильтр содержит два полосно-пропускающих фильтра, тройниковое соединение и два двухканальных коммутатора. Каналы роторов коммутаторов включены в плечи тройникового соединения, которые с учетом длины каналов роторов составляют λ/4 или λ/2 соответственно, где λ - длина волны в плечах тройникового соединения. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в РЛС работающих с двумя многочастотными генераторами. Оно может работать как на прием, так и на передачу и обеспечивает прохождение СВЧ-импульсных сигналов на одну антенну.

Известен многоканальный фильтр по авт. свид. SU №1085001, Н04J 1/08, опубл. 07.04.84, бюл. №13, который является одним из разновидностей направленных фильтров. Он имеет n каналов, где n=2,3,4... Схема такого фильтра из двух каналов обеспечивает прохождение на одну антенну по одному сигналу от двух разночастотных генераторов поочередно или одновременно.

Однако, прохождение в антенну многочастотных сигналов от двух генераторов не реализуется из-за наличия в схеме фильтров.

Известен направленный фильтр, наиболее близкий по своим техническим данным к предлагаемому изобретению и принятый за прототип (Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи, т.2. Д.Л.Маттей, Л.Янг, Е.М.Т.Джонс. Перевод с английского под общей редакцией Л.В.Алексеева и Ф.В.Купшира. Издательство "Связь". Москва 1972. Стр.382, рис.16.02.2). Он образован из двух полосно-пропускающих фильтров ППФ1, ППФ2 и двух гибридных соединений ГС1, ГС2. В таком фильтре (фиг.1) при работе в обратном направлении СВЧ-сигналы от генератора Г1 проходят через гибридное соединение ГС1 и трансформируются в плечо с выходом на антенну. Две частоты сигнала из многочастотных сигналов не выделяются, так как сигналы не проходят через фильтры. СВЧ-сигнал от генератора Г2 проходит через гибридное соединение ГС2, полосно-пропускающие фильтры ППФ1, ППФ2, настроенные на одну и ту же частоту и далее через гибридное соединение ГС1 с выходом на антенну. Многочастотные сигналы с генератора Г2 на антенну не проходят из-за фильтров ППФ1 и ППФ2. Таким образом, обеспечивается прохождение сигналов на антенну от двух генераторов поочередно и одновременно в широкой полосе частот первого генератора и одночастотного сигнала (через фильтры) второго генератора. Однако прохождение сигналов двух частот в антенну (через фильтры) первого генератора и прохождение широкой полосы частот второго генератора в антенну не реализуется.

Предлагаемым изобретением решается задача передачи двух разных по частоте СВЧ-сигналов через фильтры поочередно или одновременно, а многочастотных сигналов - минуя фильтры поочередно на одну антенну от двух передатчиков.

Указанный технический результат достигается тем, что направленный фильтр, содержащий два полосно-пропускающих фильтра, снабжен тройниковым соединением и двумя двухканальными коммутаторами, каналы роторов которых включены в плечи тройникового соединения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявитель не обнаружил средство, характеризующееся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Результаты дополнительного поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4, где

- на фиг.1 показана схема направленного фильтра прототипа;

- на фиг.2 - первое положение роторов коммутаторов;

- на фиг.3 - второе положение роторов коммутаторов;

- на фиг.4 - третье положение роторов коммутаторов.

Направленный фильтр состоит из двух полосно-пропускающих фильтров (ППФ) 1 и 2, представляющих собой узкополосные высокодобротные резонаторы, каждый из которых настроен на любые из частот f1, f3, f5... или f2, f4, f6... соответственно генераторов Г1 и Г2, тройникового соединения 3, представляющего собой коаксиальный тройник в котором мощность суммарного канала 6 разделана поровну между плечами 4 и 5, двух двухканальных электромеханических коммутаторов 7 и 9, включающих в себя роторы 8 и 10.

Коммутаторы 7, 9 включены в тракт передачи таким образом, что первый к₁ и второй к₂ каналы их роторов 8, 10 составляют соответственно часть плеч 4 и 5 тройникового соединения 3. Длина каждого плеча тройникового соединения с учетом длины канала ротора составляет λ/4 или λ/2 соответственно при индуктивной или емкостной связи тройникового соединения с фильтром 1 и фильтром 2, где λ - длина волны в плече тройникового соединения.

При первом положении роторов 8, 10 коммутаторов 7 и 9, когда вторые каналы к₂ включены в соответствующие им плечи 4, 5 тройникового соединения 3, осуществляется передача двух разных по частоте сигналов от генераторов Г1 и Г1 поочередно или одновременно.

При выключенном генераторе Г2 сигнал генератора Г1 частоты f1, соответствующей фильтру 1, проходит через первый канал к₁ ротора 8, фильтр 1, плечо 4 тройникового соединения 3 и отражаясь от фильтра 2 трансформируется в плечо 6 тройникового соединения с выходом на антенну.

Аналогичным образом на антенну проходит сигнал генератора Г2 на частоте f2, соответствующей фильтру 2, когда генератор Г1 выключен. Сигнал частоты f2 проходит первый канал к₁ коммутатора 9, фильтр 2, плечо 5 тройникового соединения 3 и отражаясь от фильтра 1 трансформируется в плечо 6 тройникового соединения с выходом на антенну.

При совместной работе генераторов Г1 и Г2 на одну антенну импульсные сигналы складываются в суммарном плече 6 тройникового соединения 3 или проходят с расстановкой по времени (в зависимости от работы РЛС).

При втором положении роторов, соответствующем включению первого канал к₁ ротора 8 в плечо 4, а второго канала к₂ ротора 10 в плечо 5 тройникового соединения 3 многочастотные сигналы генератора Г1 при выключенном генераторе Г2 проходят через первый канал к₁ ротора 8, тройниковое соединение 3 и отражаясь от фильтра 2 трансформируются в суммарное плечо 6 с выходом на антенну.

При третьем положении роторов, а именно при включении каналов к₂ и к₁ соответственно роторов 8 и 10 в плечи 4, 5 тройникового соединения 3, многочастотные сигналы генератора Г2 при выключенном генераторе Г1 проходят через первый канал к₁ ротора 10, тройниковое соединение 3 и отражаясь от фильтра 1 трансформируются в суммарное плечо 6 с выходом на антенну.

Применение предлагаемого направленного фильтра совместно с широкополосными приемо-передающей системой и фазированной антенной решеткой позволит повысить тактико-технические характеристики РЛС и придать ей гибкость в отстройке от активных и пассивных помех, повысить дальность обнаружения объектов, обеспечить возможность работы РЛС двумя лучами, формируемыми фазированной антенной решеткой. Использование двух разночастотных ППФ и двух коммутаторов в конструкции направленного фильтра позволит обеспечить не только одновременную работу двух генераторов на одну антенну, но и дополнительно увеличить подавление побочных составляющих зондирующих СВЧ-сигналов на выбранных частотах, что в свою очередь повышает электромагнитную совместимость РЛС с соседними станциями.

Предлагаемый направленный фильтр может быть изготовлен с помощью известных средств и методов, таким образом изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Изготовленный опытный образец направленного фильтра имеет следующие технические характеристики:

- КСВН по входам со стороны генераторов Г1 и Г2 во всех положениях роторов коммутаторов не более 1,45;

- потери сигналов между входами со стороны генераторов Г1 и Г2 и выходом на антенну при всех положения роторов коммутаторов не более 1,5 дБ;

- развязка между входом со стороны генератора Г1 и входом со стороны генератора Г2 при первом положении роторов коммутаторов не менее 50 дБ, а при втором и третьем положениях роторов - не менее 30 дБ;

- время переключения коммутаторов 0,2 секунды.

Направленный фильтр, содержащий два полосно-пропускающих фильтра, тройниковое соединение и два двухканальных коммутатора, каналы роторов которых включены в плечи тройникового соединения, отличающийся тем, что плечи тройникового соединения с учетом длины каналов роторов составляют λ/4 или λ/2 соответственно при индуктивной или емкостной связях тройникового соединения с полосно-пропускающими фильтрами, где λ - длина волны в плечах тройникового соединения.