1.5 Чувствительность приемника

Радиотракт приемника может быть представлен эквивалент­ным линейным четырехполюсником (рис.1.9) с коэффициентом усиления по мощности К_Р, к входу которого подключена антен­на с активным сопротивлениемR_A, являющаяся источником квазигар­монического сигнала с ЭДСE_Aи шумовой ЭДС_A в соответствии с (1.5). При этом реальный шумящий УТ до де­тектора заменен идеальным не шумящим трактом с эквивалент­ным генератором ЭДС приведенных ко входу собственных шумовE_шпр, обусловленных внутренними шумами УП и тепловыми шу­мами омических сопротивлений. Превышение сигнала над шумом С/Ш на выходе УТ задается коэффициентом различимостиh= P_СВЫХ /P_ШВЫХ, минимально допустимое значение которогоh₀ за­висит от характера принимаемого сообщения, требуемого качест­ва приема и вида модуляции сигнала.

Рис.1.8 – Эквивалентная схема радиотракта

Реальная чувствительность приемникаопределяется при заданном отношении С/Шh₀на выходе УТ. По определениючувствительность —это мощность, при которой на выходе УТ обеспечиваются требуемыеP_СВЫХ иh₀. Реальная чувствительность ограничена внутренни­ми шумами

P_А0 = P_СВХ = P_СВЫХ /К_P = P_ШВЫХ h₀ /К_P. (1.10)

Пороговая,илипредельная, чувствительностьопределяется уровнем входного сигнала, при которомP_СВЫХ = P_ШВЫХ (h₀=1), т. е.P_А0 = P_ШВЫХ /К_P. Другое определение чувствительности РПрУ – уровень, равный половине ЭДС генератора испыта­тельных сигналов, при котором отношение С/Ш равно 12 дБ.

Реальная чувствительность выражается через коэффи­циент шума приемника Ш_пр. Полная мощность шумов на входе приемникаP_ШВХ =P_ША + P_ШПРВХскладывается из мощности шумов от согласованной антенныP_ША = E²_шA /4R_A=T_A П_Ш и мощности соб­ственных шумов приемника (его УТ), отнесенных ко входу,P_{Ш прВХ}. Последняя составляющая определяется на основании (1.6) соотношением

P_ШПРВХ = P_Шсоб /К_P = (Ш_пр1) P_ШПР = (Ш_пр1)kT₀П_Ш

где P_ШПР = kT₀П_Шмощность, отдаваемая эквивалентным источ­ником собственных шумов с ЭДСE_шПРна согласованный вход приемника (т]==1), находящегося при комнатной температуре (Т = Т₀). Отсюда получаем

P_ШВХ =kT_A П_Ш +kT₀ П_Ш (Ш_пр1) = kT₀ П_Ш (t_A+Ш_пр1).

Мощность шумов на выходе УТ P_ШВЫХ =kT₀ П_Ш (t_A+Ш_пр1)К_Р. Следуя (1.10), получаем соотношение

P_А0 = P_СВХ = P_СВЫХ h₀ /К_P = kT₀ П_Ш (t_A+Шпр1). (1.11)

Соотношение (1.11) удобно для оценки реальной чувствительнос­ти приемников СВЧ. На умеренно высоких частотах чувствитель­ность оценивают в единицах напряжения:

_______{______}________________________{___________}

E_A0 = 4R_A P_А0 =  kT₀ П_Шh₀ R_A (t_A + Ш_пр 1). (1.12)

Из выражений (1.11) и (1.12) можно сделать вывод о том, какие меры следует принимать для повышения реальной чувстви­тельности приемников. Прежде всего нужно снижать коэффициент шума Ш_прпутем использования на входе МШУ и глубокого охлаж­дения входных цепей и каскадов приемника с применением крио­генной техники. Коэффициент различимостиh₀может быть сни­жен за счет применения помехоустойчивых сигналов и их слож­ной последетекторной обработки с целью наилучшего извлечения информации из смеси сигнала и шума. К повышению реальной чувствительности ведет в принципе и сужение шумовой полосыП_Ш, связанной с полосой пропускания приемника, определяемой шириной спектра принимаемого сигнала. Однако сузитьП_Шбез угрозы появления искажений удается сравнительно редко, в част­ности ценой уменьшения скорости передачи информации.

Контрольные вопросы к гл.1

1. Укажите основные функции, которые должны обеспечивать РПрУ.

2. Поясните структурную схему радиоприемного устройства.

3. Приведите классификацию радиоприемных устройств.

4. Перечислите важнейшие параметры радиоприемных устройств.

5. Какие функции выполняет тракт адаптации, управления и контроля?

6. Что такое информационный тракт?

7. Поясните место РПрУ в схеме информационной радиосистемы.

8. Укажите классификационные признаки для РпрУ.

9. Поясните назначение отдельных блоков РпрУ.

10. Поясните назначение антенны.

11. Перечислите качественные основные показатели РПрУ.

12. Что такое чув­ствительность РПрУ?

13. Что такое избирательность РПрУ?

14. Чем достигается пространственная избирательность?

15. Как реа­лизуется поляризационная избирательность?

16. Как реа­лизуется временная избирательность

17. Что такое эффективная избирательность. РПрУ?

18. Что такое помехоустойчивость РПрУ?

19. Что такое электромагнитная со­вместимость РПрУ?

20. Чем обусловлены фазовые искажения РПрУ?

21. Чем обусловлены нелинейные искажения РПрУ?

22. Что такое интермодуляция?

23. Что харак­теризует динамический диапа­зон РПрУ?

24. Перечислите и поясните дина­мические характеристики РПрУ.