Анализ исходных данных

Проектирование радиоприемников должно выполнятся согласно техническому заданию.

Назначение разрабатываемого устройства – прием и обработка радиолокационного сигнала.

Из анализа исходных данных следует, что приемник предназначен для работы на одной частоте f=9700 МГц. Заданная рабочая частота соответствует длине волны λ=3.093 см. Для соединения отдельных блоков, воспользуемся стандартным прямоугольным волноводом, сечением 2.3 Х 1 см.

Чувствительность характеризует способность приемника принимать слабые сигналы. Заданная чувствительность P=3.6*10^-12 Вт. При такой чувствительности необходимо применять блок ВАРУ и супергетеродинный тип приемника.

Требования к избирательности оговорены в техническом задании ослаблением по соседнему каналу 60 дБ и ослаблением по зеркальному каналу 50 дБ. Данные параметры характеризуют способность приемника выделять полезный сигнал из помех.

Изменение сигнала на входе приемника возможно до 80 дБ, для этого необходимо применить блок автоматической регулировки усиления, по заданию это ВАРУ.

Изменение сигнала на выходе приемника не должно превышать 10 дБ. Амплитуда выходного напряжения U_вых=20 В.

1. Расчет основных характеристик приемника

1. Расчет полосы пропускания линейного тракта

Необходимая полоса пропускания линейного тракта в приемнике с АПЧ [1]:

, (1.1)

Где ,

, (1.2)

Где и - относительные нестабильности частоты сигнала и гетеродина приемника ; – относительная погрешность настройки приемника ( =0, для приемников, работающих на фиксированной частоте); - относительная погрешность и нестабильность частоты настройки ПЧ .

Величина существенно зависит от температурного коэффициента индуктивности катушек контуров тракта ПЧ ( =0.0003…..0.003). Возьмем величины ; ; =0; =3* ; ; , и, подставив их в формулу (1.2), получим:

=13.802 МГц

Полоса пропускания приемника (1.2) равна:

Т.к. в приемнике используется АПЧ, найдем значение полосы пропускания с учетом АПЧ:

(1.3)

Где - коэффициент автоподстройки, порядка 30….35. Примем , тогда

2. Выбор промежуточной частоты

Промежуточная частота определяется разностью частоты сигнала и частоты гетеродина:

(1.4)

Выберем в качестве гетеродина генератор на диоде Ганна. Наиболее высокий КПД такого генератора будет на частоте 1….10 ГГц, при этом с ростом частоты, значение КПД уменьшается.

При более низкой промежуточной частоте, можно получить высокое устойчивое усиление на один каскад. Однако при более высокой промежуточной частоте выше избирательность по зеркальному каналу. Для обеспечения заданной избирательности по зеркальному каналу, промежуточная частота определяется по формуле:

(1.5)

Где - эквивалентное затухание контуров преселектора; - обобщенная расстройка зеркального канала.

Для радиолокационных приемников величина промежуточной частоты, как правило, выбирается в пределах 10….100 МГц. Учитывая все выше сказанное, выберем =100 МГц.

3. Определение допустимого коэффициента шума

Допустимый коэффициент шума определяется по формуле:

(1.6)

Где - коэффициент передачи мощности фидера, =1.38* Дж/К – постоянная Больцмана; =293 К; - шумовая полоса приемника; - коэффициент различимости; – чувствительность приемника; - относительная шумовая температура антенны.

Коэффициент передачи мощности фидера можно определить по формуле:

(1.7)

Где - общее затухание сигнала в антенно-фидерном тракте, дБ. Оно зависит от вида волновода и марки кабеля. Примем =0.06 дБ. Тогда .

При разработке структурной схемы приемника можно принять . Тогда .

Коэффициент различимости можно определить по формуле:

(1.8)

Вероятности ложной тревоги и правильного обнаружения соответственно равны: =10^-6, . Тогда .

Примем =0.4.

Согласно ТЗ, =3.6*10^-12 Вт.

Подставляя данные в формулу (1.6), получим

Для того, чтобы реализовать приемник с заданной чувствительностью, при полученном коэффициенте шума, применим малошумящий усилитель радиочастоты.