Способ регулировки выходных параметров сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда

Изобретение относится радиотехнике и может быть использовано для регулировки чувствительности и взаимного положения частоты приема и передачи сверхрегенеративных приемопередающих устройств аэрологических радиозондов (АРЗ), работающих в составе систем радиозондирования атмосферы. Техническим результатом изобретения является обеспечение раздельного регулирования частоты приема и передачи, а также достижение максимальной чувствительности сверхрегенеративного приемопередатчика АРЗ к запросному сигналу наземной радиолокационной станции (РЛС). Предлагается способ регулировки выходных параметров сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда, основанный на оптимальном выборе коэффициента обратной связи автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, сопротивления нагрузки, резонансной частоты колебательной системы, отличающийся тем, что при запуске автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика обеспечивают режим самовозбуждения с жестким характером переходного процесса установления автоколебаний, стабилизируют средний ток и напряжение питания активного прибора автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, регулируют импульсный ток управляющего электрода - базы транзистора активного прибора автогенератора, тем самым устанавливают частоту приема относительно несущей частоты автоколебаний сверхрегенеративного приемопередатчика, регулировкой крутизны экспоненциально нарастающего переднего фронта и длительности суперирующего импульса устанавливают требуемый уровень чувствительности сверхрегенеративного приемопередатчика. 8 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аэрологических радиозондах (АРЗ) систем радиозондирования атмосферы для измерения дальности до радиозонда импульсным методом, пеленгации по угловым координатам и передачи телеметрической информации на одной несущей частоте, также может быть использовано для построения высокостабильных и экономичных сверхрегенеративных приемо-передающих устройств систем радиолокации и связи.

Отечественные системы радиозондирования атмосферы (СР) построены по угломерно-дальномерному методу измерения координат, скорости и направления движения радиозонда в свободной атмосфере. Измерение угловых координат: азимута (β), угла места (ε), а также наклонной дальности (R_H) осуществляется радиоимпульсным методом с активным ответом. Особенно эффективным оказалось использование в составе радиозондов сверхрегенеративных приемопередатчиков-ответчиков (СПП). Интенсивное излучение СПП обеспечивает надежную передачу телеметрической информации и сопровождение по угловым координатам. Высокая чувствительность СПП к радиоимпульсному запросному сигналу позволяет сформировать ответный сигнал по дальности в виде короткой паузы в излучении СПП при пониженной мощности передатчика запросных радиоимпульсов РЛС. Весьма важным, в конечном счете, оказывается тот факт, что система определения координат и канал передачи телеметрической информации системы радиозондирования работают на одной несущей частоте (см. В.И.Ермаков и др. "Системы зондирования атмосферы", Гидрометеоиздат, 1977, с.247-249).

Общей проблемой в современных АРЗ является сложность регулировки выходных параметров сверхрегенеративных приемопередатчиков (СПП) вследствие их взаимного влияния, затрудняющего процесс настройки при производстве, и невозможности достижения оптимальных соотношений чувствительности и излучаемой мощности, взаимного положения частоты приема и передачи СПП.

Также проблемой производства и эксплуатации АРЗ является создание недорогих конструкций приемо-передающих устройств, стабильных по радиотехническим параметрам в условиях изменения давления, окружающей температуры, напряжения питания и параметров антенной системы АРЗ.

Известен способ регулировки лампового сверхрегенеративного приемопередатчика АРЗ с отдельным генератором вспомогательных колебаний путем настройки несущей частоты, регулировки постоянной времени инерционной цепи автосмещения СВЧ-автогенератора и связи с антенной, служащий для приема запросных импульсов и передачи ответного и телеметрического сигналов (см. В.И.Ермаков и др. "Системы зондирования атмосферы",; Гидрометеоиздат, 1977, с.240-259). Недостатком является невозможность его использования для настройки полупроводниковых СПП.

Известен способ регулировки СПП радиозонда, заключающийся в настройке резонансной частоты колебательной системы на номинальное значение несущей частоты СПП, подборе величины активной нагрузки СВЧ-автогенератора путем изменения связи с приемо-передающей антенной АРЗ, регулировки постоянной времени инерционной цепи автосмещения СВЧ-автогенератора путем изменения величины выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения, включенного в цепь базы транзистора СВЧ-автогенератора (см. патенты РФ №2172965, №2214614).

Известен способ регулировки СПП радиозонда, заключающийся в настройке резонансной частоты колебательной системы на номинальное значение несущей частоты СПП, регулировке коэффициента обратной связи в СВЧ-автогенераторе СПП, подборе величины активной нагрузки СВЧ-автогенератора путем изменения связи с приемо-передающей антенной АРЗ, регулировки постоянной времени инерционной цепи автосмещения СВЧ-автогенератора путем изменения величины выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения, включенного в цепь базы транзистора СВЧ-тогенератора (см. патент РФ №2291467 - ПРОТОТИП).

Недостатком известных решений способов настройки и ПРОТОТИПА является существенная взаимозависимость несущей частоты СПП от регулировки чувствительности путем изменения величины выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения включенного в цепь базы транзистора СВЧ-тогенератора.

Технической задачей изобретения является повышение точности настройки частот приема и передачи, а также чувствительности СПП за счет исключения их взаимного влияния при настройке АРЗ в условиях производства путем:

- создания схемо-технического и конструктивного решения, позволяющего устранить влияние регулировки чувствительности на взаимное смещение частоты приема и несущей частоты СПП при настройке в условиях серийного производства, тем самым повысить чувствительность, мощность излучения и стабильность режима работы сверхрегенеративного приемопередатчика;

- повышения технологичности настройки СПП и снижения стоимости производства радиозондов.

Для решения поставленной задачи предлагается способ регулировки выходных параметров сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда, основанный на оптимальном выборе коэффициента обратной связи автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, сопротивления нагрузки, резонансной частоты колебательной системы, при запуске автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика обеспечивают режим самовозбуждения с жестким характером переходного процесса установления автоколебаний, стабилизируют средний ток и напряжение питания активного прибора автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, регулируют импульсный ток управляющего электрода - базы транзистора активного прибора автогенератора, тем самым устанавливают частоту приема относительно несущей частоты автоколебаний сверхрегенеративного приемопередатчика, регулировкой крутизны экспоненциально нарастающего переднего фронта и длительности импульсов генератора суперирующего напряжения (ГСН) устанавливают требуемый уровень чувствительности сверхрегенеративного приемопередатчика.

Для пояснения сути предлагаемого изобретения приведены следующие структурные и электрические схемы и графики:

фиг.1 - Структурная схема сверхрегенеративного приемопередатчика аэрологического радиозонда;

фиг.2 - Зависимость затухания контура СВЧ-автогенератора от амплитуды автоколебаний;

фиг.3 - Осциллограммы сигналов, поясняющие принцип работы СПП с жестким характером установления автоколебаний, действующих в различных точках СПП;

фиг.4 - Графики, поясняющие принцип безударного запуска СВЧ-автогенератора СПП;

фиг.5 - а) График изменения частоты автоколебаний в режиме процесса установления автоколебаний; б) график изменения импульсного тока эмиттера СВЧ-транзистора в процессе установления автоколебаний;

фиг.6 - а) Форма суперирующих импульсов на выходе ГСП СПП при регулировке постоянной времени фильтра низких частот на входе эмиттерного повторителя; б) форма суперирующих импульсов на выходе ГСП при регулировке их длительности;

фиг.7 - Функциональная схема СПП, включающая генератор суперирующего напряжения, инерционную цепь автосмещения, стабилизатор тока и СВЧ-АГ сверхрегенеративного приемопередатчика АРЗ;

фиг.8 - Принципиальная схема СВЧ-автогенератора СПП.

Структурная схема СПП, приведенная на фиг.1, содержит: источник питания - 1; стабилизатор среднего тока СВЧ-автогенератора - 2; стабилизатор напряжения питания СВЧ-автогенератора - 3; генератор суперирующего напряжения (ГСП) - 4; инерционную цепь автосмещения - 5; СВЧ-автогенератор - 6; СВЧ-полосовой фильтр - 7; приемопередающую антенну АРЗ - 8.

Структурная схема СПП (фиг.1) имеет следующие соединения: источник питания - 1 соединен со стабилизатором напряжения - 3, первый выход последнего соединен со стабилизатором среднего тока автогенератора - 2, а второй выход соединен с входом питания генератора суперирующего напряжения - 4, выход которого соединен с входом инерционной цепи автосмещения - 5; первый выход стабилизатора тока - 2 соединен с входом питания СВЧ-автогенератора - 6, а второй выход стабилизатора тока - 2 соединен с выходом инерционной цепи автосмещения - 5 и входом СВЧ-автогенератора - 6, выход\вход которого соединен через СВЧ-полосовой фильтр 7 с приемопередающей антенной 8; вход модуляции подключен к генератору суперирующего напряжения.

Принципиальные особенности функционирования СПП можно пояснить, анализируя его работу в течение одного периода суперирующей частоты Т_c (фиг.3). На фиг.3 изображены: U_изл - огибающая радиоимпульсов, излучаемых СПП, длительностью τ_и; U_c - напряжение суперирующей частоты, характеризующееся периодом Т_с и длительностью τ_с; δ_(t) - закон изменения декремента затухания контура СВЧ-автогенератора; I_эо - видеоимпульсы постоянного тока эмиттера СВЧ-транзистора.

СВЧ-автогенератор (СВЧ-АГ) периодически включается в момент t₁ появления суперирующего импульса U_c и выключается в момент t₃ по его окончании на интервале демпфирования τ_д. Рабочая частота СВЧ-АГ составляет порядка 1680 МГц. Частота импульсов суперирующего напряжения составляет 800 кГц (период Т_с=1,25 мкс). Колебательная система в выключенном состоянии СПП характеризуется собственным затуханием δ₀. Изменение затухания контура в течение импульса суперизации τ_с определяет процесс развития и установления автоколебаний в СВЧ-автогенераторе СПП.

Сверхрегенеративный эффект усиления сводится к сокращению времени задержки τ_з переднего фронта радиоимпульсов СВЧ-АГ на величину ∆τ_з при появлении внешнего сигнала U_зс в течение приемного интервала работы τ_пр, примыкающего к моменту запуска СПП. Соответственно возрастает длительность радиоимпульса и его энергия. Уровень выходного сигнала СПП в зависимости от уровня запросного сигнала в режиме первичной реакции можно оценить с помощью выражения [1]

где ; ; ;

A_∑ - эффективная амплитуда шумов в контуре СПП в момент запуска;

A_c - амплитуда внешнего сигнала.

Приведенные выражения (1) показывают, что эффект усиления ∆τ_з в основном определяется величиной пускового затухания δ_п. Возникновение автоколебаний происходит при пусковом затухании δ_п≥0, когда ток эмиттера активного прибора превышает граничное значение I_эо≥I_гр. Развитие автоколебаний происходит при δ_п>0, которое определяется пусковым током автогенератора I_п>I_гр в момент запуска. Поэтому изменение величины I_п приводит к регулировке времени задержки τ_з и эффекта усиления - приращения времени задержки ∆τ_з.

Измерение наклонной дальности до радиозонда, снабженного СПП, осуществляется путем измерения времени задержки между моментом подачи коротких запросных радиоимпульсов и приема ответных радиоимпульсов СПП, увеличенных по длительности на приращение времени задержки ∆τ_з. Таким образом, по существу, СПП является приемопередатчиком с временным разделением приемного и передающего режимов работы в течение одного периода суперирующей частоты Т_с.

Для обеспечения высокой чувствительности и усиления в приемном режиме необходимо осуществлять включение СВЧ-автогенератора с минимальным значением пускового отрицательного затухания δ_п. Для достижения максимальной выходной мощности, пропорциональной А_ст, в СПП требуется увеличивать отрицательное затухание в области средних и больших амплитуд для данного типа активного прибора автогенератора (см. фиг.2). Для осуществления этих противоречивых требований оказалось необходимым реализовать в контуре СПП режим жесткого установления колебаний [1]. Данный результат может быть получен при анализе упрощенного варианта нелинейного уравнения автогенератора

Качественный анализ уравнения (2) позволяет выяснить особенности поведения функции δ(t,A) в зависимости от амплитуды колебаний А (фиг.2) и во временной области (фиг.3). Исследование различных вариантов реализации функции δ(t,A) показывают, что, в отличие от рекомендуемого в известной литературе мягкого режима установления колебаний в классическом сверхрегенераторе (при δ(А)=δ_п1) [2], в СПП необходимо реализовать переходной процесс с жестким характером установления колебаний [1]. В этом случае запуск СПП может происходить с минимальным отрицательным значением затухания при δ(А)=δ_п3, что обеспечивает минимальную полосу приема и высокую чувствительность. При этом установление стационарного режима происходит в области максимальных значений амплитуд А_ст, следовательно, при высоком уровне выходной мощности. Необходимо подчеркнуть, что изменение пускового затухания δ_п практически не влияет на А_ст. Это позволяет, в конечном счете, раздельно и эффективно регулировать параметры приемного и передающего режимов работы СПП путем регулировки пускового тока СВЧ-АГ в момент включения. Следует подчеркнуть, что для обеспечения переходного процесса с жестким характером установления колебаний необходимо цепь базы транзистора СВЧ-автогенератора управлять импульсами напряжения, вырабатываемыми генератором суперирующего напряжения (ГСН) с низким выходным сопротивлением. Практически импульсы ГСН формируются с помощью эмиттерного повторителя, обеспечивающего низкое дифференциальное выходное сопротивление ГСН (см. патент РФ №93546). Коэффициент регенерации (коэффициент обратной связи) в СВЧ-автогенераторе должен быть оптимальным. Максимум отрицательного затухания δ(t)=δ_мах в области средних значений амплитуд обеспечивает быстрый переход от приемного к передающему режиму работы СПП. Это способствует формированию практически прямоугольных радиоимпульсов и симметричного спектра излучения СПП, характерного для последовательности радиоимпульсов классических импульсных автогенераторов.

Необходимо подчеркнуть, что в транзисторном СВЧ-автогенераторе СПП пусковой ток I_п в течение приемного интервала превышает граничное значение I_гр практически всего на десятки-сотни мкА. Поэтому для снижения эффекта ударного возбуждения контура СВЧ-АГ и обеспечения высокой чувствительности форма импульсов тока эмиттера в течение приемного интервала должна быть плавно нарастающей от нуля до пускового значения I_п=5-10 мА (см. фиг.3). Далее постоянная составляющая тока эмиттера I_эо (и тока коллектора I_ко=I_эо) изменяется синхронно с амплитудой автоколебаний за счет жесткого характера переходного процесса до максимальных значений для данного активного прибора вплоть до установления стационарного режима I_ко=180-250 мА. При этом следует подчеркнуть, что стационарные амплитуды А_ст и I_эоmax не зависят от величины пускового тока I_п. Необходимо отметить, что среднее значение постоянного тока коллектора I_{к ср} за период суперизации определяется соотношением τ_з и τ_с. Поскольку величина τ_з регулируется пусковым током I_п, то оказывается, что регулировка среднего тока I_{к ср} вызывает соответствующее изменение пускового тока СВЧ-автогенератора. Например, под действием дестабилизирующих факторов при увеличении среднего тока I_{к ср} нарастает пусковой ток I_п, что приводит к уменьшению времени задержки τ_з, увеличению длительности радиоимпульсов τ_и и снижению чувствительности. При уменьшении среднего тока I_{к ср} процесс идет в обратном направлении. Таким образом, стабилизация тока I_{к ср} позволяет стабилизировать τ_з чувствительность и полосу пропускания в приемном режиме, а также длительность и мощность излучаемых радиоимпульсов СПП τ_и. Соответственно выбор длительности суперирующих импульсов τ_с позволяет оптимизировать соотношение чувствительности и излучаемой средней мощности СПП [1]. Таким образом, стабилизатор среднего тока I_{к ср} - 2 СВЧ-автогенератора - 6 является важным узлом СПП.

Введение в структуру СПП стабилизатора напряжения - 3 источника питания - 1 связано с необходимостью обеспечения стабильности несущей частоты СВЧ-автогенератора СПП в диапазоне f₀=1680±5 МГц.

Как отмечалось выше, генератор суперирующего напряжения - 4 вырабатывает видеоимпульсы с частотой порядка F_c=800 кГц, управляющие непосредственно работой СВЧ-автогенератора (фиг.3). Практически эти импульсы формируются с помощью эмиттерного повторителя, включенного на выходе ГСН (см. патент РФ №93546), обеспечивающего его низкое дифференциальное выходное сопротивление. Параметры ГСН имеют принципиальное значение для оптимизации работы СПП.

Инерционная цепь автосмещения - 5 необходима для повышения стабильности работы СВЧ-автогенератора - 6 и обеспечения режима работы с «ответной паузой» при измерении дальности в составе системы радиозондирования (см. патент РФ №2214614). Ответная пауза формируется за счет реакции инерционной цепи автосмещения - 5 получающей дополнительный заряд в течение приращение времени задержки ∆τ_з, что приводит к запиранию СВЧ-автогенератора на время генерации следующего радиоимпульса.

На фиг.7 приведен упрощенный вариант функциональной схемы СПП, содержащей ГСН, эмиттерный повторитель которого выполнен на транзисторе VT1. СВЧ-АГ реализован на транзисторе VT2. Инерционная цепь автосмещения СВЧ-АГ образована резистором R2 и конденсатором С4. Регулировка R2 позволяет изменять постоянную времени инерционной цепи автосмещения и обеспечивает формирование ответной реакции СПП на запросный сигнал РЛС, как это предлагалось в патентах РФ №2172965, №2214614. Однако при регулировке R2 происходит из-за изменения режима работы СВЧ-АГ смещение несущей частоты, что не позволяет одновременно настроить чувствительность, совместить частоту приема и несущую частоту СПП.

На фиг.8 для сведений изображена принципиальная схема СВЧ-автогенератора - 6 (СВЧ-АГ) СПП. Технические характеристики и особенности настройки СВЧ-АГ подробно рассмотрены в патенте РФ №104326, поэтому в здесь не рассматриваются.

Далее необходимо пояснить принцип обеспечения безударного запуска СВЧ-автогенератора СПП, обеспечивающего его максимальную чувствительность. На фиг.4 изображены колебания U_∑ в контуре СВЧ-автогенератора в процессе запуска. На интервале времени от 0 до t₁ активный прибор СВЧ-АГ (СВЧ-транзистор) выключен. В контуре существуют тепловые флуктуационные колебания. В момент t₁ генератором суперирующего напряжения включается ток запуска автогенератора I_Э0, который экспоненциально нарастает. На этом интервале времени током I_Э0 в контуре возбуждаются ударные колебания U_уд. Поскольку на декрементном интервале затухание контура до момента t₂ остается положительным, то ударные колебания экспоненциально затухают вплоть до флуктуационных шумов U_ф, которые на этом интервале определяются суммарным воздействием тепловых флуктуаций и флуктуациями дробового тока активного прибора. В момент t₂ ток достигает граничного значения I_Э0=I_гр. В этот момент среднее значение затухания контура d_cp равно нулю. Однако действующее значение затухания определяется эффективным значением флуктуационной составляющей затухания d_эфф, которое принципиально не может быть равно нулю. Поэтому полоса пропускания контура СПП в этот момент имеет минимальное, но конечное значение. Если интервал времени ∆t=t₂-t₁ достаточен, чтобы ударные колебания успели затухнуть до уровня флуктуации U_ф, то развитие автоколебаний U_aк, начиная с момента t₂, на инкрементном участке происходит от уровня флуктуации U_ф. Ток активного прибора далее нарастает до уровня пускового значения I_Э0=I_п. Важно подчеркнуть, что в транзисторном СВЧ-автогенераторе СПП с выходной средней мощностью не более 0,5 Вт граничный ток имеет значение порядка I_Э0=5-8 мА, a I_п пусковой ток I_п в течение приемного интервала превышает граничное значение I_гр практически всего на десятки мкА. Такой режим запуска СПП является безударным и принципиально обеспечивает максимальную чувствительность СПП к запросному сигналу. Поскольку фаза и амплитуда флуктуаций, определяющие начальные условия запуска, являются случайными процессами, то спектр излучения радиоимпульсов СПП в этом случае будет сплошным. Если интервал времени ∆t=t₂-t₁ недостаточен для затухания ударных колебаний, то развитие автоколебаний U_ак СПП будет определяться ударными колебаниями U_уд. Поэтому фаза радиоимпульсов СПП будут синхронизоваться ударными колебаниями, а чувствительность СПП к внешнему сигналу резко снизится. Спектр излучения радиоимпульсов СПП в этом случае будет дискретным, линейчатым. Такой режим запуска характерен для классических импульсных автогенераторов. Необходимо подчеркнуть, что далее постоянная составляющая тока эмиттера I_эо (и тока коллектора I_ко=I_эо) изменяется синхронно с амплитудой автоколебаний за счет жесткого характера переходного процесса до максимальных значений, вплоть до установления стационарного режима (см. фиг.3, 4). При этом следует подчеркнуть, что стационарные амплитуды А_ст и I_эоmах практически не зависят от величины пускового тока I_п.

Требуемый закон изменения формы импульсного тока СВЧ-автогенератора в момент запуска обеспечивается импульсами суперирующего напряжения, вырабатываемого эмиттерным повторителем ГСН (см. фиг.6а, б).

Для пояснения особенности регулировки частоты излучения относительно частоты приема на фиг.5 (а) приведены зависимости изменения частоты СВЧ-автогенератора в процессе установления амплитуды автоколебаний А для разных режимов работы СПП. Частота приема f_пр соответствует частоте автоколебаний в момент запуска СПП при амплитуде А=0. На фиг.3 этот режим соответствует моменту t₂. Несущая частота излучения f_изл СПП соответствует частоте установившихся автоколебаний при А=А_ст. При условии f_пр=f_{изл 2} частота приема и частота передачи СПП совпадают. При условиях f_пр≤f_{изл 2} и f_{изл 3}≤f_пр несущая частота будет выше или ниже частоты приема СПП. По-существу частота приема f_пр определяется резонансной частотой колебательной системы СВЧ-АГ в момент запуска СПП. Далее процесс установления частоты автоколебаний определяется зависимостью интегральных реактивных параметров активного прибора от амплитуды действующих токов и напряжений в схеме СВЧ-АГ. Как отмечалось ранее, в СПП постоянный ток СВЧ-транзистора I_эо изменяется синхронно с амплитудой высокочастотных колебаний фиг.5 (б). Поэтому регулировка его стационарного значения I_{эо ст} позволяет эффективно управлять частотой установившихся автоколебаний относительно частоты приема f_пр. Наиболее просто управлять импульсным значением тока I_{эо ст} путем регулировки импульсного тока управляющего электрода активного прибора (тока базы СВЧ-транзистора) изменением выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения. На фиг.7 регулировка выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения (выход эмиттерного повторителя VT1) осуществляется резистором R2. Увеличение сопротивления R2 приводит к уменьшению импульсного тока I_{эо ст1} и соответствующему росту несущей частоты радиоимпульсов СПП в положение f_пр<f₁. Уменьшение сопротивления R2 позволяет совместить частоты приема и излучения f_пр=f₂ при I_{эо ст2} или установить частоту излучения ниже частоты приема f_пр>f₃ при I_{эо ст3}. Частота приема f_пр определяется настройкой резонансной частоты колебательной системы СВЧ-АГ в момент запуска СПП. Таким образом, регулировкой амплитуды видеоимпульсов тока активного прибора (СВЧ-транзистора) путем изменения выходного сопротивления генератора суперирующего напряжения R2 удается управлять взаимным положением частот приема и передачи СПП с необходимой точностью. При этом мощность излучения СПП практически не изменяется. Однако для сохранения оптимального значения постоянной времени цепи автосмещения - 5, необходимого для формирования ответного сигнала по дальности - «ответной паузы», требуется осуществить соответствующий подбор емкости конденсатора С4.

Как было показано выше, для достижения максимальной чувствительности необходимо обеспечить безударный запуск СВЧ-автогенератора СПП. Практически это достигается путем регулировки постоянной времени τ=R1C1 - фильтра нижних частот образованного резистором R1 и конденсатором С1 на входе эмиттерного повторителя VT1 ГСН (фиг.7). Увеличение сопротивления резистора R1 приводит к снижению крутизны нарастания напряжения на входе СВЧ-автогенератора (см. фиг.4 и 6) и уменьшению уровня ударных колебаний. Однако при этом уменьшается эффективная длительность суперирующих импульсов и снижается усиление СПП, пропорциональное среднему времени задержки τ_з, см. соотношение (2). Для восстановления необходимого уровня усиления СПП требуется соответственно увеличить длительность суперирующих импульсов. Уменьшение сопротивления резистора R1 приводит к обратному изменению параметров СПП. При оптимальном значении постоянной времени τ=R1C1 достигается максимальная чувствительность и усиление СПП, в том числе, в режиме «ответной паузы». Другой вариант регулировки чувствительности и усиления СПП принципиально может быть реализован путем изменения длительности суперирующих импульсов, как это показано на фиг.6 (б). Следует подчеркнуть, что частота излучения СПП при регулировке чувствительности приемного режима не изменяется.

Собственно работа СПП в составе радиотехнической системы подробно описана в упомянутых выше патентах РФ и работах этого же автора и поэтому в описании данной заявки не повторяется.

Предлагаемый способ настройки параметров СПП позволяет гарантировано обеспечить производство СПП радиозондов на современных СВЧ-транзисторах с чувствительностью на уровне минус 95÷100 дБ/Вт при средней мощности излучения 250÷350 мВт и к.п.д. не менее 35%. Данный приемопередатчик АРЗ обеспечивает точное измерение наклонной дальности наземной РЛС до 250-300 км с погрешностью не хуже ±15 м, при малом уровне запросной мощности наземной РЛС. Так, импульсная мощность передатчика РЛС составляет 200 Вт, средняя - 0,2 Вт. Передача телеметрических сигналов АРЗ осуществляется путем частотной или фазовой модуляции суперирующих импульсов, т.е на одной несущей частоте осуществляется измерение всех координат АРЗ: угла места, азимута, наклонной дальности - и осуществляется передача телеметрических сигналов метеорологических величин. В конечном счете применение СПП в составе АРЗ позволяет значительно снизить затраты на получение аэрологической информации на сети Росгидромета РФ.

Литература

1. Иванов В.Э., Фридзон М.Б., Ессяк С.П. «Радиозондирование атмосферы, Технические и метрологические аспекты разработки и применения радиозондовых измерительных средств», под ред. В.Э.Иванова. Екатеринбург. УрО РАН. 2004. 596 с. ISBN 5-7691-1513-0.

2. Сверхрегенераторы. М.К.Белкин, Г.И.Кравченко, Ю.Г.Скоробутов, Б.А.Стрюков; Под редакцией М.К.Белкина. - М.: Радио и связь, 1983. - 248 с., ил.

Способ регулировки выходных параметров сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда, основанный на оптимальном выборе коэффициента обратной связи автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, сопротивления нагрузки, резонансной частоты колебательной системы, отличающийся тем, что при запуске автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика обеспечивают режим самовозбуждения с жестким характером переходного процесса установления автоколебаний, стабилизируют средний ток и напряжение питания активного прибора автогенератора сверхрегенеративного приемопередатчика, регулируют импульсный ток управляющего электрода - базы транзистора активного прибора автогенератора, тем самым устанавливают частоту приема относительно несущей частоты автоколебаний сверхрегенеративного приемопередатчика, регулировкой крутизны экспоненциально нарастающего переднего фронта и длительности суперирующего импульса устанавливают требуемый уровень чувствительности сверхрегенеративного приемопередатчика.