Лекция 7.

Шумовая чувствительность радиоприемного устройства (чувствительность, ограниченная внутренними шумами) – величина, характеризующаяся минимальной необходимой мощностью сигнала в антенне, при которой на выходе линейного тракта обеспечивается заданное отношение сигнал/шум. Линейный тракт ПРМ заканчивается перед демодулятором.

Понятием коэффициент шума можно пользоваться лишь для линейного устройства; в приемнике- это тракт до детектора. Коэффициент шума пассивного четырехполюсника (например антенного фидера) при согласовании его с источником сигнала и нагрузкой определяется коэффициентом передачи по мощности

Ш=1/К_р - коэффициент шума

При потерях в пассивной цепи К_р <1, Ш>1

Для сравнения шумов с сигналом на выходе удобно относить все шумы ко входу, полагая, что сам приемник не шумит, а лишь усиливает входные шумы.

Найдем коэффициент шума линейного тракта из последовательно соединенных четырехполюсников, каждый из которых характеризуется коэффициентом передачи по мощности К_рi и коэффициентом шума Ш_i. Предположим, что коэффициент рассогласования η₁, η_2, … η_n на стыках четырехполюсников известны

Мощность шумов первого четырехполюсника на выходе:

Шумы каждого последовательного четырехполюсника усиливаются всеми каскадами, кроме предыдущих. В конечном итоге получим:

Рассмотрим приемное устройство, как последовательно соединенные антенна (Z_A,E_A), АФУ.

t_А - относительная шумовая температура .

- выражение для расчета чувствительности приемника по известному коэффициенту шума ПРМ, полосе приема, П, волновому сопротивлению антенного входа r_a, относительной шумовой температура антенны t_A.

Задача: найти чувствительность 50 Омного приемника с полосой пропускания 20 кГц, отношение сигнал/шум на выходе - 4 раза(по напряжению), коэффициент шума равен 4, T=300K, 4kT=1.6*10^20.

Ответ: e=0.5 мкВ

0 dBm -225 мВ

-113 dBm-0.5 мкВ х=20lg =-113 dBm

Лекция 8 Входные цепи приемника.

Входная цепь (ВЦ) предназначена для согласования импеданса антенны и последующей цепи, передачи сигнала из антенны в последующие цепи и для предварительной частотной селекции сигнала.

Основные характеристики ВЦ :

1. Коэффициент передачи - отношение напряжения на входе следующего каскада к ЭДС в антенне.

2. Полоса пропускания – ширина области частот с допустимой неравномерностью коэффициента передачи.

3. Селективность характеризует уменьшение коэффициента передачи при заданной расстройке по сравнению с его значением на частоте резонанса.

Определяем К₁, затем отношение К_1/К₀ будет являться селективностью (в разах).

S=K₁-K₀, (дБ)

4. Перекрытие заданного диапазона частот (при перестройке ВЦ).

Обобщенная эквивалентная схема вц.

Приемную антенну можно представить в виде:

Z_a=r_a+X_a

Y_a=G_a+jB_a I_a= Y- проводимость Z – импеданс

Y=

Иногда ЭДС антенны представляют в виде напряженности ЭМ поля и действующей высоты антенны

E_a=

Ненастроенная антенна представляет собой цепь с распределенными параметрами, следовательно импеданс антенны сложным образом зависит от частоты.

Ненастроенную антенну используют на длинноволновых диапазонах, а на ВЧ используют настроенную антенну, обладающую активным сопротивлением на частоте собственного резонанса.

Если R_A=R_ф (сопротивление фидера), то такую антенну подключают к фидеру напрямую.

Схема ненастройенной антенны:

ВЦ классифицируют:

1. По виду связи с антенной:

-автотрансформаторная;

-емкостная.

2) по способу согласования со следующим каскадом:

-полное;

-неполное.

3) по числу контуров.

4) по способу перестройки.

5) по конструктивным особенностям.

Способы перестройки ВЦ:

1. Индуктивностью

-характеристическое сопротивление.

d_k –эквивалентное затухание

r-резонансное сопротивление контура.

Обычно r пропорционально ω, следовательно d_k пропорционально ω²_.

При настройке индуктивностью параметры контура резко меняются в зависимости от частоты, а это нежелательно.

2. При перестройке контура с помощью конденсатора.

Сопротивление контура будет изменяться пропорционально (R_n ω).

Исходя из этого, наиболее оптимальной является перестройка контура путем изменения емкости конденсатора, а переключение поддиапазонов – путем ступенчатого изменения индуктивности.