книги из ГПНТБ / Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие

Ucи пппппппппп

(рис. 4. э4о). Длительность импульсов имеет порядок микро­ секунд при скважности Q порядка сотен или тысяч.

Известно, что частотный спектр радиоимпульсов состоит из большого числа составляющих, так как огибающая радио­

импульсов (модулирующее напряжение) является видеоим­ пульсом (рис. 4. 55) .

220

Каждая из гармоник спектра видеоимпульсов создает в спектре радиоимпульсов две боковые частоты. Практически можно считать, что для удовлетворительного воспроизведе­ ния формы импульсов при генерировании и усилении необхо­ димо иметь полосу пропускания не уже, чем ширина первой группы составляющих спектра радиоимпульса. Поэтому при определении ширины частотного спектра радиолокационного сигнала используют формулу

Так как длительность импульсов ти имеет порядок микросе­ кунд, ширина спектра радиолокационных сигналов велика и достигает нескольких мегагерц.

Из формулы видно: чем меньше ти, тем более широкополос­ ные устройства необходимы для его неискаженного генери­ рования и усиления, тем более сложным становится радио­ электронное устройство. Для подавления работы такого устройства потребуется более сложный передатчик помех, ге­ нерирующий эффективную помеху в широком спектре частот.

221

Увеличение длительности импульсов дает возможность уменьшить 2Af приемника, то есть улучшить чувствитель­ ность его. Это приводит к увеличению дальности действия Р Л С . Но такая станция в большей степени подвержена воз­ действию помех со стороны передатчиков помех противника.

При импульсном режиме работы в большинстве случаев применяют анодную модуляцию. Импульсный модулятор в этом случае вырабатывает мощные видеоимпульсы высокого напряжения, используемые в качестве напряжения анодного питания генераторных ламп. Во время действия модулирую­ щего видеоимпульса генератор вырабатывает радиоимпуль­ сы, форма и длительность которых соответствуют форме и длительности видеоимпульса (см. главу I).

Д . Типовая схема анодной модуляции шумовым напряже­ нием магнетронного генератора

В специальных передатчиках, применяемых для создания непрерывных шумовых помех с целью подавления Р Л С про­ тивника, в качестве модулирующего напряжения используют генераторы шумов. В таких устройствах схема модуляции служит для генерирования высокочастотных колебаний, ам­ плитуда которых изменяется по закону шумов.

Рассмотрим устройство и работу такой схемы (рис. 4.56). С о с т а в и н а з н а ч е н и е э л е м е н т о в с х е м ы .

1)М — магнетрон, перестраиваемый по частоте;

2)источник анодного питания служит для подачи посто­ янного напряжения в анодную цепь магнетрона, достаточного для его генерирования (Еа= 5— 18 кв);

3)модулятор — возбуждает шумовые колебания, мощность которых должна быть достаточной для осуществления ампли­

тудной анодной модуляции магнетрона (имср= 500-^600 в );

4) Трі — накальный трансформатор магнетрона. Напря­ жение накала — единицы вольт;

5)Д рі, Ср — элементы параллельного питания магнетрон­ ного генератора;

6)К — переключатель для подами шумовых сигналов на катод магнетрона (модулирующего напряжения).

П р и н ц и п р а б о т ы

При подаче постоянного напряжения от источника анод­ ного напряжения и напряжения накала на магнетрон (при

222

выключенном ключе К) последний генерирует синусоидальные колебания с частотой f0 (рис. 4. 56 в, участок 0—tj).

Величина Е а выбрана не оптимальной, то есть при измене­ нии Е а амплитуда высокочастотных колебаний может увели­ чиваться и уменьшаться.

При замыкании ключа К (рис. 4. 56а) от генератора шу­ ма через усилитель мощности подается модулирующее шумо­ вое напряжение, которое изменяет амплитуду высокочастот-

223

Г л а в а V

Р А Д И О П Р И Е М Н Ы Е У С Т Р О Й С Т В А

§5.1. Назначение и качественные показатели радиоприемных устройств

А. Общие сведения

Ра д и о п р и е м н о е устройство предназначено для улав­ ливания, преобразования, усиления и использования энергии

радиоволн.

Всякое радиоприемное устройство состоит из трех основ­ ных элементов: приемной антенны, радиоприемника и око­ нечного прибора (рис. 5. 1).

Рис. 5. 1. Структурная схема приемного устройства.

Антенна улавливает энергию электромагнитных волн и преобразует ее в энергию высокой частоты.

Радиоприемник выделяет нужные нам полезные сигналы, преобразует и усиливает их до величины, необходимой для нормальной работы оконечного прибора.

В качестве оконечных приборов используют телефоны, громкоговорители, пишущие или буквопечатающие аппара­ ты, электронно-лучевые трубки и другие устройства.

Наша страна является родиной техники радиоприема. Первое в мире радиоприемное устройство было создано А . С. Поповым и продемонстрировано 7 мая 1895 г. Оно со­ держало все три основных элемента, характерных для совре­ менных радиоприемных устройств. До 1915 г. основным сред­ ством приема сигналов радиостанций были детекторные при­ емники. Применение электронных ламп в приемниках дало

возможность резко улучшить все качественные показатели радиоприемных устройств.

Решающий шаг в совершенствовании радиоприемных ус­ тройств сделан в связи с появлением в 1950— 1955 гг. доста­ точно эффективных полупроводниковых диодов, триодов и тетродов. В современных радиоприемных устройствах для улучшения качественных показателей применяются параметри­ ческие и квантовые усилители.

Б. Классификация радиоприемных устройств

П о р о д у р а б о т ы :

а) радиотелеграфные, б) радиотелефонные, в) телевизионные,

г) радиолокационные, д) радионавигационные, е) радиоразведки и др.

П о х а р а к т е р у м о д у л я ц и и п р и н и м а е м ы х с и г н а л о в :

226

В. П а р а м е т р ы р а д и о п р и е м н ы х у с т р о й с т в

Всякий приемник имеет определенные параметры (ка­ чественные показатели), по которым можно судить о возмож­ ностях его использования.

К основным параметрам относятся: !) чувствительность,

2)избирательность,

3)полоса пропускания,

4)диапазон волн,

5) выходная мощность (РЕых) или выходное напряжение

( и вых),

6)качество воспроизведения,

7)устойчивость работы.

Ч у в с т в и т е л ь н о с т ь есть способность приемника при­ нимать слабые сигналы, которые обеспечивают на выходе приемника заданную мощность или напряжение, что необхо­ димо для нормальной работы его оконечного прибора.

Количественно чувствительность измеряется минимальной величиной э. д. с. сигнала (в микровольтах) или мощностью сигнала (в ваттах) на входе приемника, при которых на вы­ ходе приемника выделяется заданная мощность или напря­ жение. Чем меньше э. д. с. (мощность), тем выше чувстви­ тельность радиоприемника. Например, чувствительность ра­ диоприемника второго класса Ес.Мин = 200 мкв, а радиоприем­ ника первого класса — Ес.мин = 50 мкв, то есть выше чувстви­ тельности первого в четыре раза. Н а волнах короче 20 м при определении чувствительности приемника необходимо учиты­ вать собственные шумы приемника. Высокая чувствитель­ ность может быть получена только при условии, когда уро­ вень собственных шумов на выходе приемника будет в не­ сколько раз ниже уровня сигнала. Для оценки чувствительнос­ ти приемника с учетом влияния помех внутреннего происхож­ дения введено понятие р е а л ь н о й чувствительности, то есть минимальной э. д. с. в антенне, обеспечивающей нормальную мощность на выходе приемника и определенное превышение уровня сигнала над уровнем собственных шумов

Приемники сантиметрового диапазона Р Л С имеют чувст­ вительность порядка ІО-14 вт, а метрового диапазона — 1— 3 мкв. Величину чувствительности приемников, кроме ее измерения в абсолютном значении (микровольтах, микроват-

тах), часто определяют в логарифмическом сравнении с неко­ торой величиной, принятой за условный опорный (нулевой) уровень (Р0). За условный опорный уровень обычно прини­ мают мощность в 1 мет или 10 мквт. Тогда реальную чув­ ствительность приемника в децибелах находят по формуле

то есть реальная чувствительность приемника выше одного милливатта в 500-ІО6 раз, или на 87 дб. Чем больше число отрицательных децибел, тем выше реальная чувствительность приемника.

Величину шумов на выходе приемника определяют по коэффициенту шума.

К о э ф ф и ц и е н т о м ш у м а называется число, показы­ вающее, во сколько раз отношение мощности сигнала к мощ­

Коэффициент шума приемника определяется его входной цепью и двумя-тремя первыми каскадами, так как после

228

них практически отношение сигнала к шуму не изменяется. Чем меньше коэффициент шума, тем качественнее приемник. В идеальном («нешумящем») приемнике Кш= 1 , так как сиг­ нал и шум усилены в одно и то же число раз. Значение Кщ в реальном приемнике увеличивается в связи с возникновением собственных шумов. Вследствие этого мощность шума на вы­ ходе приемника возрастет, а отношение сигнал-шум умень­ шится по сравнению с идеальным («нешумящим») приемни­ ком. С повышением частоты коэффициент шума увеличивает­ ся. Его часто выражают в децибелах (д б ):

Например, Кш = 50 соответствует величина Кш (дб) =

=1 0 - l g 5 0 = 1 7 0 6 .

Внутренние шумы возникают в различных элементах ра­ диоприемника: резисторах, колебательных контурах и элек­ тронных лампах. По своей природе внутренние шумы разде­ ляются на шумы теплового характера (в резисторах) и шу­ мы электронных ламп.

Т е п л о в ы е шумы обусловлены беспрерывным хаоти­ ческим движением электронов внутри проводника, вызван­ ным тепловым воздействием внешней окружающей среды. При этом в каждый очень малый промежуток времени в разных точках проводника сосредоточивается неодинаковое число электронов и вдоль проводника возникают различные потенциалы. Беспорядочное движение электронов в провод­

жение, создаваемое этим током на концах проводника, на­ зывается ф л у к т у а ц и о н н ы м и является напряжением шума. Шумы, вызванные тепловыми флуктуациями, харак­ теризуются спектром частот, ширина которого охватывает самые низкие частоты и выходит за пределы самых высоких частот, используемых в радиотехнике. Интенсивность (ам­ плитуда) шума по всей ширине спектра приблизительно одинакова (белый шум). Вредное воздействие на работу приемника оказывают только те частотные составляющие шумового напряжения, которые входят в полосу пропуска­ ния приемника и усиливаются им. Шумы на выходе прием­

2 29