專利名稱：探空儀專用超高頻接收機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超高頻接收機，特別是一種高空氣象探測系統(tǒng)中測風用的調頻調幅雙頻道體制探空儀專用超高頻接收機。
背景技術：
我國現(xiàn)行的高空氣象探測系統(tǒng)主體是探空儀-二次測風雷達方式，調幅體制，發(fā)射機頻譜太寬，與國際電聯(lián)對氣象探測頻譜資源的要求相距甚遠，實際上已影響了衛(wèi)星云圖的接收。要解決這個問題，發(fā)射機必需采用調頻體制，但是調頻發(fā)射機不具有應答器功能，也就是不能接收二次測風雷達的詢問信號，因此，要在調頻體制上實現(xiàn)測距，就必須采用探空儀測風調頻調幅雙頻道體制，即，首先使探空儀發(fā)射機改變?yōu)檎{頻工作狀態(tài)，使其頻譜達到國際電聯(lián)對2010年以后氣象探測頻譜資源的要求；其次測距采用成熟的脈沖調幅體制，即雷達發(fā)射機采用二次測風雷達模式，探空儀增加超高頻接收機，將接收到的雷達詢問信號再調制到探空儀發(fā)射機，使其產生“回答脈沖”，計算詢問信號與回答脈沖之間的間隔時間，就可求出雷達與探空儀的距離。
本申請人已于2001年為探空儀設計了一種調頻發(fā)射機，為這一體制的實現(xiàn)開了個頭。具體請參見專利號為01253274.6的“三頻率移頻鍵控發(fā)射機”實用新型專利。
但是，普通的超高頻接收機只能對超高頻信號進行接收、解調、放大等常規(guī)處理，不能直接用于這一探測體制，因此必須設計一種專用于探空儀的具有超再生能力的超高頻接收機。

發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，為探空儀提供一種專用超高頻接收機，用以接收地面雷達發(fā)出的調幅測距詢問信號，并產生應答信號，通過調頻發(fā)射機發(fā)回地面，使探空儀測風調頻調幅雙頻道體制最終得以實現(xiàn)。
本實用新型采用了下列技術方案解決了其技術問題一種探空儀專用超高頻接收機，其特征在于它包括一超高頻接收電路1，該電路包括一個三點電容式振蕩器，以及與其相連接的并具有電阻R12跨接在上的短路線S；一超再生電路2，由兩組RC電路串聯(lián)連接而成，并分別通過各電阻與超高頻接收電路1、淬頻振蕩器3、展寬電路4相連接；一淬頻振蕩器3，包括一組RC電路與史密特電路，并與超再生電路2相連接；一展寬電路4，包括三組史密特電路及二極管V2、V3，其輸出端與發(fā)射機相連接，供輸出寬脈沖信號到發(fā)射機；一自激波關閉電路5，包括二組史密特電路，其輸出端經二極管V2連接展寬電路4。
本實用新型中的超高頻接收電路通過電阻在短路線上位置來調整接收頻率；超再生電路能產生應答信號所需的脈沖信號；采用淬頻振蕩器，能提高接收機的靈敏度；展寬電路對應答信號進行頻寬修正；自激波關閉電路對超高頻接收電路產生的自激脈沖信號進行抑制。本實用新型可以最終實現(xiàn)探空儀測風調頻調幅雙頻道體制，使高空氣象探測水平能達到世界先進水平。


附圖為本實用新型電原理圖。
具體實施方式
以下結合實施例以及附圖對本實用新型作進一步的描述。
參照附圖，本實用新型包括超高頻接收電路1、超再生電路2、淬頻振蕩器3、展寬電路4、自激波關閉電路5。
超高頻接收電路1包括一個三點電容式振蕩器，以及與其相連接的并具有電阻R12跨接在上的短路線S；超再生電路2由兩組RC電路串聯(lián)連接而成，并分別通過各電阻與超高頻接收電路1、淬頻振蕩器3、展寬電路4相連接；淬頻振蕩器3包括一組RC電路與史密特電路，與超再生電路2相連接；展寬電路4，包括三組史密特電路及二極管V2、V2，其輸出端與發(fā)射機相連接，供輸出寬脈沖信號到發(fā)射機；自激波關閉電路5，包括二組史密特電路，其輸出端經二極管V2連接展寬電路4。
上述的史密特電路在本實施例中采用了六組史密特集成的集成電路IC。下面進一步具體地闡述電路的連接結構
超高頻接收電路1由超高頻晶體管V1、電阻R12(零電阻)、電阻R13、電容C3、C4、C5、電容C8、電感L1、L2、L3及天線W1、小于1/4波長(75Cm)短路線S組成。在該超高頻接收電路1中，天線W1連接短路線S長線端并與電容C3相連接，該電容C3另一端與電容C4、電感L1相連接，并連接晶體管V1的基極，電感L1另一端與超再生電路2中電阻R1相連接，電容C4另一端與晶體管V1發(fā)射極、電容C5相連接并通過電感L2接地，晶體管V1集電極、電容C5另一端連接短路線S的短線，電阻R12跨接在短路線S的長、短線上，電感L3一端連接短路線S，另一端與電容C8、電阻R13相連接，電容C8另一端連接超再生電路2中電阻R7、電阻R8的連接點，電阻R13另一端通過電阻R15接電源。
在超高頻接收電路中小于1/4波長短路線S呈感性阻抗，因此超高頻接收電路本質上是一個三點電容式振蕩器，電容C4、電容C5是反饋電容。
當電阻R12向超高頻晶體管V1方向移動，短路線S長線電感變小，超高頻接收電路頻率升高；當電容C3向超高頻晶體管V1方向移動，相當于使短路線S的長線電感變小，超高頻接收電路頻率同樣升高。反之，當電阻R12、電容C3遠離超高頻晶體管V1，長線電感變大，超高頻接收電路頻率降低。故撥動電阻R12和電容C3的位置，就能調整超高頻接收電路的接收頻率。電感L1、電感L2、電感L3將超高頻振蕩電路與外電路隔離，以保證超高頻振蕩穩(wěn)定。
超再生電路2由電阻R1、R2、R3、R4、R7、R8、電容C1、C2組成。該電路中，電阻R1與電阻R2、電阻R7、電容C1相連接，電阻R2的另一端與電阻R3、電阻R4、電容C2相連接，電阻R3、電容C2的另一端接地，電阻R7另一端與電阻R8、電容C8相連接后再接展寬電路4中二級管V2負極，電阻R4另一端連接淬頻振蕩器3中的電容C7。
為了接收地面雷達發(fā)射的詢問信號，振蕩電路必需能處于超再生工作狀態(tài)(即間歇工作狀態(tài))。超再生工作狀態(tài)所產生的脈沖寬度和間歇振蕩重復頻率決定于電容C1、C2、電阻R1、R2、R3、R7、R8和供電電壓。
本電路采用兩組并聯(lián)的電容C1、電阻R2和電容C2、電阻R3串聯(lián)后，與單組RC電路的放電曲線有所不同，它有利于間歇振蕩器能更快地接近超高頻接收電路的起振閥電壓，而間歇振蕩周期與單組RC電路一樣，這樣有利于提高超高頻接收靈敏度。
淬頻振蕩器3由電阻R6、電容C7、C9及集成電路IC的腳3、腳4組成。在該淬頻振蕩器3中，電容C7另一端與電阻R6相連接后再接集成電路IC的腳4，電阻R6另一端與電容C9相連接后再接集成電路IC的腳3，電容C9另一端接地。
本電路中，電阻R6、電容C9與六史密特集成電路IC的腳3、4(一組史密特電路)構成淬頻振蕩器，調制在RC放電回路中，其正半周使間歇振蕩器能更快地接近超高頻接收電路的起振閥電壓，從而可以大大提高超高頻接收靈敏度。
展寬電路4由二極管V2、V3及集成電路IC的腳1、2、10、11、12、13組成。其中，集成電路IC的腳1、2；腳12、13；腳10、11三組史密特電路與其它相關器件相連接。該展寬電路的輸出端與發(fā)射機相連接，供輸出寬脈沖信號到發(fā)射機；當接收機接收到雷達0.8μS的詢問脈沖，經電容C8傳輸?shù)秸箤掚娐沸纬?～7μS寬度的脈沖通過插頭輸出到發(fā)射機。插頭與發(fā)射機連接后，同時從發(fā)射機板取出接收機所需要的電源電壓。
自激波關閉電路5由二極管V4、V5、電阻R5、電容C6及集成電路IC的腳5、6、8、9組成。在該電路5中，二極管V4負極連接集成電路IC的腳5，并通過電容C10接數(shù)字信號端口，其正極接地，二極管V5負極接集成電路IC的腳6，正極接集成電路IC的腳9，并通過電阻R14連接電源，電容C6、電阻R5相連接后接集成電路IC的腳13，電容C6另一端接地，電阻R5另一端接集成電路IC的腳2，集成電路IC的腳7接地，腳14接電源。
由于超再生接收電路在沒有外界詢問脈沖的情況下，自身也會產生自激脈沖信號，通過展寬電路也要輸出到發(fā)射機，產生點頻，因此，需要設置一個自激波關閉電路。本電路當數(shù)字信號輸入后，形成高電平經二極管V2輸入到集成電路IC的腳1，可以關閉展寬電路，使自激脈沖信號無法輸出到發(fā)射機，因此發(fā)射機在數(shù)字信號期間不再會產生點頻。
另外，電阻R9、R10、R11、R14、R15、電容C10、C11為輔助的信號耦合、電源濾波元件。
權利要求1.一種探空儀專用超高頻接收機，其特征在于它包括一超高頻接收電路(1)，該電路包括一個三點電容式振蕩器，以及與其相連接的并具有電阻(R12)跨接在上的短路線(S)；一超再生電路(2)，由兩組RC電路串聯(lián)連接而成，并分別通過各電阻與超高頻接收電路(1)、淬頻振蕩器(3)、展寬電路(4)相連接；一淬頻振蕩器(3)，包括一組RC電路與史密特電路，與超再生電路2相連接；一展寬電路(4)，包括三組史密特電路及二極管(V2、V3)，其輸出端與發(fā)射機相連接，供輸出寬脈沖信號到發(fā)射機；一自激波關閉電路(5)，包括二組史密特電路，其輸出端經二極管(V2)連接展寬電路(4)。
2.根據權利要求1所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的史密特電路可以為六組史密特集成電路(IC)。
3.根據權利要求1或2所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的超高頻接收電路(1)中，天線(W1)連接短路線(S)長線端并與電容(C3)相連接，該電容(C3)另一端與電容(C4)、電感(L1)相連接，并連接晶體管(V1)的基極，電感(L1)另一端與超再生電路(2)中電阻(R1)相連接，電容(C4)另一端與晶體管(V1)發(fā)射極、電容(C5)相連接并通過電感(L2)接地，晶體管(V1)集電極、電容(C5)另一端連接短路線(S)的短線，電阻(R12)跨接在短路線(S)的長、短線上，電感(L3)一端連接短路線(S)，另一端與電容(C8)、電阻(R13)相連接，電容(C8)另一端連接超再生電路(2)中電阻(R7)、電阻(R8)的連接點，電阻(R13)另一端通過電阻(R15)接電源。
4.根據權利要求1或2所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的超再生電路(2)中，電阻(R1)與電阻(R2)、電阻(R7)、電容(C1)相連接，電阻(R2)的另一端與電阻(R3)、電阻(R4)、電容(C2)相連接，電阻(R3)、電容(C2)的另一端接地，電阻(R7)另一端與電阻(R8)、電容(C8)相連接后再接展寬電路(4)中二級管(V2)負極，電阻(R4)另一端連接淬頻振蕩器(3)中的電容(電容(C7))。
5.根據權利要求1或2所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的淬頻振蕩器(3)中，電容(C7)另一端與電阻(R6)相連接后再接集成電路(IC)的腳(4)，電阻(R6)另一端與電容(C9)相連接后再接集成電路(IC)的腳(3)，電容(C9)另一端接地。
6.根據權利要求1或2所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的展寬電路(4)中，二極管(V2)負極與電阻(R7)、電阻(R8)、電容(C8)相連接后再接集成電路(IC)的腳(1)，并通過電阻(R10)、電阻(R11)分壓后接電源，其正極接集成電路(IC)的8腳，二極管(V3)負極連接集成電路(IC)的1腳(2)，正極接集成電路(IC)的腳(11)，并通過電阻(R9)連接電源，集成電路(IC)的腳(10)連接發(fā)射機。
7.根據權利要求1或2所述的探空儀專用超高頻接收機，其特征在于所述的自激波關閉電路(5)中，二極管(V4)負極連接集成電路(IC)的腳(5)，并通過電容(C10)接數(shù)字信號端口，其正極接地，二極管(V5)負極接集成電路(IC)的腳(6)，正極接集成電路(IC)的腳(9)，并通過電阻(R14)連接電源，電容(C6)、電阻(R5)相連接后接集成電路(IC)的腳(13)，電容(C6)另一端接地，電阻(R5)另一端接集成電路(IC)的腳(2)，集成電路(IC)的腳(7)接地，腳(14)接電源。
專利摘要一種探空儀專用超高頻接收機，包括由三點電容式振蕩器以及電阻跨接在上的短路線上的超高頻接收電路；由兩組RC電路串聯(lián)連接而成的超再生電路；由一組RC電路與史密特電路電路相連接的淬頻振蕩器；由三組史密特電路所構成的展寬電路；以及由二組史密特電路構成的自激波關閉電路。本實用新型中的超高頻接收電路通過電阻在短路線上位置來調整接收頻率；超再生電路能產生應答信號所需的脈沖信號；采用淬頻振蕩器，能提高接收機的靈敏度；展寬電路對應答信號進行頻寬修正；自激波關閉電路對超高頻接收電路產生的自激脈沖信號進行抑制。本實用新型可以最終實現(xiàn)探空儀測風調頻調幅雙頻道體制，使高空氣象探測水平能達到世界先進水平。
文檔編號H04B1/06GK2672964SQ20032012281
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權日2003年12月25日
發(fā)明者李吉明 申請人:上海長望氣象科技有限公司