7. Входные цепи рпц. Схемы и характеристики. Эквиваленты приемных антенн.

Входные цепи приемника связывают антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором, который в дальнейшем будем называть активным элементом (АЭ). Основное назначение входной цепи (ВЦ) – передача сигнала от антенны к входу первого активного элемента приемника, предварительная фильтрация помех на частотах побочных каналов приема, а также интенсивных по уровню помех.

Рис. 3.1 – Трансформаторная связь между LC- контуром и антенной

Входная цепь представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности колебательных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наиболее просты в технической реализации одноконтурные ВЦ – рис. 3.1…3.3. Двух- и многоконтурные входные цепи применяются при очень высоких требованиях к избирательности.

Рис.3.2 – Емкостная связь входного контура с антенной.

Схемы на рис. рис.3.1…3.3 отличаются способами связи входного контура с антенной: трансформаторная связь между входным контуром L_КC_К и антенной – рис. 3.1; емкостная связь входного контура с антенной – рис.3.2; автотрансформаторная связь входного контура с антенным фидером – рис.3.3.

Основные электрические характеристики входных цепей:

1. Коэффициент передачи напряжения – определяется как отношение напряжения сигнала на входе первого АЭ приемника (U_ВХ) к ЭДС в антенне Е_ВХ, а в случае магнитной (ферритовой) антенны – к напряженности поля сигнала. 2. Полоса пропускания – ширина области частот с допустимой неравномерностью коэффициента передачи. 3. Избирательность – характеризует уменьшение коэффициента передачи напряжения K(f) при заданной расстройке f = f – f₀ по сравнению с резонансным значением K₀ (1.2):Se = K₀ /K(f). 4. Перекрытие диапазона частот – входная цепь должна обеспечивать возможность настройки на любую частоту заданного диапазона приемника, и при этом показатели (коэффициент передачи, полоса пропускания, избирательность и т. п.) не должны заметно изменяться; диапазон рабочих характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона k_Д = f_0max / f_0min. 5. Постоянство параметров ВЦ при изменении параметров антенны и АЭ – это важно при ненастроенных антеннах, которые вносят в ВЦ активное и реактивное сопротивления; вносимое активное сопротивление увеличивает потери ВЦ, расширяет полосу пропускания и ухудшает избирательность;вносимое реактивное сопротивление изменяет настройку ВЦ.

Эквиваленты приемных антенн

Приемную антенну, находящуюся в электромагнитном поле, можно представить в виде эквивалентного генератора ЭДС Ė_А или тока İ_А – рис. 3.5. Внутреннее сопротивление генератора ЭДС в общем случае содержит активную и реактивную составляющие Z_A = R_A + jX_A. Электродвижущая сила эквивалентного генератора Ė_А = Ę/h_Д, где Ę – напряженность электрической составляющей поля сигнала в месте приема; h_Д – действующая высота (или длина) антенны.

генератор ЭДС

г енератор тока

Рис.3.5 – Эквивалентные генераторы ЭДС – а) и тока – б)

Параметры эквивалентного генератора тока определяются выражением

İ_А = Ė_А/Z_A = Ė_АY_A, (3.1)

где Y_A = 1/Z_A = G_A + jB_A — комплексная проводимость антенны.

Активная G_A и реактивная B_A составляющие проводимости антенны

G_A = R_A / |Z_A|²; B_A = – X_A / |Z_A|². (3.2)

Сопротивление (импеданс) Z_A ненастроенной антенны зависит от частоты – антенна представляет собой цепь с распределенными параметрами. Если размеры антенны невелики по сравнению с длиной волны, то схема замещения антенны может быть представлена в виде последовательного соединения индуктивности L_A, емкости C_A и активного сопротивления R_A – рис. 3.6, а).