Генерування радіочастоти
Рисунок 1. Модуль передавача / збуджувача для генерування та модуляції радіочастоти
Генерування радіочастоти
Потрібні високочастотні коливання простіше за все генерувати за допомогою генератора, керованого напругою (ГКН, англ. VCO). Такий генератор забезпечує неперервні коливання у всій заданій смузі частот, а частота коливання залежить від поданої на нього керуючої напруги. В подальшому ГКН може бути інтегрований в контур фазової автопідстройки частоти (ФАПЧ), чим забезпечується більш висока стабільність частоти сигналу. Однак на початковому етапі достатньо використовувати просту схему без автопідстройки частоти.
Потужність, генерована ГКН, поділяється на дві частини за допомогою подільника потужності. Одна частина являє собою потужність передавача, а друга частина надходить до приймача у якості опорного сигналу для перетворення прийнятих сигналів відлуння з пониженням частоти. Таким чином, цей модуль має два виходи на передній панелі.
Між ГКН та навантаженням підключається буферний підсилювач, призначений для того, щоби коливання навантаження від антен не впливали на стабільність частоти. Для запобігання переходу буферного підсилювача в режим обмеження під дією дуже потужного сигналу генератора, перед ним встановлюється атенюатор. Конструкція модуля така, що цей атенюатор може бути легко замінений іншим атенюатором без розбирання модуля. Принципова схема цієї плати наведена на Рисунку 2.
Рисунок 2. Схема передавача (або збуджувача)
модуляція
Рисунок 2. Схема передавача (або збуджувача)
(інтерактивний рисунок)
В найпростіших модифікаціях розгляданого радіолокатора цей модуль функціонує як передавач. В подальшому, при підключенні додаткових модулів, таких як імпульсний модулятор і підсилювач потужності, цей модуль виконує функції збуджувача (формувача зондувального сигналу).
Рисунок 3. Схема кольцевого смесителя
Двофазна модуляція
Для розширення функціональних можливостей нашого саморобного радіолокатора може бути передбачена функція двофазної модуляції. Дана опція не є обов’язковою і в найпростіших варіантах радіолокатора відповідна схема може бути опущена.
Найбільш простим способом реалізації двофазної модуляції є використання стандартного кільцевого (мостового) змішувача, що включається в лінію живлення антени. В даному випадку змішувач не використовується за прямим призначенням.
Принцип реалізації двофазної модуляції пояснюється на принциповій схемі (Рисунок 3) змішувача. Оскільки схема є симетричною, то високочастотна енергія може протікати як від точки L (місцевий гетеродин) до точки R (вхід приймача), так і в зворотному напрямку. Напруга постійного струму прикладається в точці I (проміжна частота). В такому випадку діоди працюють як звичайні перемикаючі діоди. Залежно від полярності керуючої напруги (напруги зміщення), струм протікає або через діоди D1 та D3, або через діоди D2 та D4. Таким чином, залежно від полярності керуючої напруги напрям протікання високочастотного струму у вихідній котушці індуктивності змінюється на протилежний. Це означає, що його фаза змінюється на 180°.
В даній схемі перемикання можуть здійснюватися із циклом в 10 нс. Це відповідає тактовій частоті 50 МГц та теоретично забезпечує роздільну здатність з дальності близько 1,5 м. Така тактова частота є дуже високою для логічних схем і тому потребує узгодження за допомогою резистора на вхідному гнізді змішувача.
Якщо ж дана функція не використовується, то на вхід I має постійно подаватися керуюча напруга одної з полярностей.