11.3 Расчет основных показателей радиоприемника ис

Реальная чувствительность

• Постоянная Больцмана

К=1.38*10^-23 Вт/˚СГц

• Шумовая полоса радиоприемника

П_ш-1.1П_П,

где П_П – полоса пропускания РП.

• Требуемое привышение мощности сигнала над мощностью внутреннего шума на выходе РП Значение определяется заданной точностью воспроизведения сигнала или качественными показателями его обнаружения- вероятностью правильного обнаружения или ложной тревоги.

• Шумовая температура антены.

T_A=T_∑=T_кш+Т_АТ+Т+Т_ДН≈100..500К.

• Космические шумы Галактики. Интенсивность шумов зависит от частотного диапазона и она быстро падает с уменьшением длины волны. В диапазоне СМВ Т_КШ≤10…30К.

• шумы атмосферы обусловлены поглощением и переизлучением кислородом воздуха и парами воды излучением Солнца . Интенсивность этого процесса зависит от частоты и при направлении антенны вдоль горизонта возрастает. Т_АТ≤10…30К.

• Шумы Земли. Земля излучает и переизлучает шумовые колебания. Интенсивность шума зависит от угловой ориентации А:

1. при направлении на Землю Т_Э=250…300К;

2. при горизонтальной ориентировки Т_Э =10…30К

• Шумы дискретных источников излучения (Солнце, Лебедь А,Телец и др.) Т_ДН=10К

• Стандартная температура Т₀=293К(20˚С).

• Коэффициент шума радиоприемника.

Ш_П=Ш₁+П_Ш3.2/П_Ш*(Ш₂-1)/К_Р1+П_Ш3/П_Ш*(Ш₃-1)/К_р1*К_р2

• Ш_П=6…10;Р_{А min}=10^-12Вт, если УСЧ не применяется, БД на диодах с барьером Шотки.

• Ш_П=2.8…3.5;Р_{А min}=10^-13 Вт, если УСЧ на транзисторе , БД на диодах с барьером Шотки.

• Ш_П=1.75…2; Р_Аmin=10 Вт , если УСЧ параметрический, БД на диодах с барьером Шотки.

• Для реализации повышенной реальной чувствительности необходимо предусмотреть (рис. 38, г):

• малошумящий УСЧ с большим коэффициентом усиления мощности (^IШ₂,↑К_р2);

• до минимума снизить полосу пропускания узлов 2 и 3 (↓П_Ш3,↓П_2.3- шумоваяполоса второго и третьего узлов);

• обеспечить максимальный коэффициент усиления мощности первого узла (↑К_р1);

Повышению реальной чувствительности РПУ уделяют первостепенное значение:

• возможность приема слабых сигналов;

• обеспечение необходимой и помехозащищенности от внутреннего шума;

• возможность уменьшения мощности РПДУ и упрщения антенной системы при заданной дальности связи.

• Чувствительность в современных РПУ РЛС выражают в децибелах

N=10lg(P_{A min}/P_{A эт}), P_{A эт}=1мВт

Показывает во сколько раз мощность реальной чувствительности меньше эталонной (Р_А,ЭТ) выраженной в децибелах.

При Р_{А min}=10^-13Вт, Т=100дБ/мВт

Выбор несущей частоты РС

• Если увеличить несущую частоту сигнала, то:

• лучше условия отражения ражиоволн от объектов;

• возможно создание А с узкой диаграммой направленности;

• можно использовать импульсы с меньшей длительностью;

• благоприятные условия для уменьшения габаритных размеров и массы;

• Если уменьшить несущую частоту сигнала, то уменьшаются:

• потери в атмосфере водных паров;

• потери в отражающей поверхности.

ƒ_пр.ОПТ=30мГц

• Из условия хорошего воспроизведения формы огибающей радиоимпульса при детектировании

ƒ_пр≥(10-20)/τ_иПри τ_и = 3мкс,, ƒ_пр=20/τ_и=20/3≥6.6МГц.

• Для обеспечения фильтрации несущего колебания при детектировании _пр≥10/τ_и. При τ-3 мкс , _пр=10/3=3.3МГц

• Из условия обеспечения повышенной избирательности по зеркальной помехе.

• Промежуточная частота выбираетсяиз рекомендованного ряда: 30, 60, 90 или 120 МГц.

Выбор полосы пропускания.

• Полоса пропускания РПУ определяется ФСИ УПЧ.

• Максимальная реальная чувствительность РП обеспечивается , при обработке радиоимпульсного сигнала с прямоугольной формой огибающей, если полоса пропускания квазиоптимального фильтра выбрана равной П_П=Ш_с=1.37/τ_и. Искажение формы импульса для данной РЛС не имеет принципиального значения. Форма импульса на выходе ФСИ близка к треугольной, а время установления t_y=(0.7-0.8) τ_u.

• Полосу пропускания РПУ рассчитывают по формуле

П_П=Ш_с+ΔF_д+П_НС/К_АПЧ,

где:

-Ш_с- полоса радиосигнала;

- ΔF_д –доплеровский сдвиг по частоте;

- П_НС – общая нестабильность частот РПДУ и Г приемника;

- К_АПЧ – коэффициент автоподстройки системы АПЧ.

При К_АПЧ >20, ΔF_д<< Ш_с. П_П= (1.1-1.2) Ш_с≈3/τ_и

Если τ_и=3мкс, П_П=1МГц.

Расчет коэффициента усиления УПЧ.

• Коэффициент усиления УПЧ по напряжению

К_{и УПЧ}=(U_{вых,УПЧm}/U_вх,УПЧm)η=[(1-2) η/ U_вх,УПЧm]=10⁵-10⁷

• Амплитуда выходного напряжения УПЧ из условия обеспечения линейного детектирования

U_{вых,УПЧ=} , где

К_р1К_р2К_рПЧ – коэффициенты передачи мощности АФУ, УСЧ, ПЧ соответственно;

g_к – собственная проводимость контура ПФ;

g_вхПЧ – входная проводимость ПЧ.

• Коэффициенты усиления по напряжению основного блока УПЧ.

К_{U УПЧ2}=К_{U УПЧ}/К_{U П УПЧ}

• Микросхемы УПЧ: 175УВ, 265УВ, 435УВ.

Лекция № 12

Тема лекции: