I. Предварительный расчёт

1. Расчет полосы пропускания

Полоса пропускания приемника П складывается из ширины спектра сигнала П_с и нестабильностей в тракте и неточности настроек П_н: П=П_с+П_нс+2·∆f_д. - доплеровское смещение частоты. Принимаем.

Ширина спектра сигнала при амплитудной модуляции определяется по формуле:

Нестабильность частоты сигнала берем из задания:

Промежуточную частоту возьмем равной.

Частота гетеродина

Нестабильность частоты гетеродина:

Нестабильность настройки УПЧ: .

Нестабильность настройки гетеродина:

.

Проверка , n-число каналов

2. Расчёт коэффициента шума

Определив полосу линейного тракта, перейдем к выбору первых каскадов приемника, обеспечивающих требуемую чувствительность. Этот параметр характеризуется допустимым коэффициентом шума Ш_ДОП.

Шумовая полоса тракта: В=1.1·П=1.1·276,6∙10³ Гц=304.26∙10³ Гц.

Допустимый коэффициент шума составляет:

; так как.

где Р_с - номинальная мощность сигнала, отдаваемая антенной согласованному с ней приемнику, γ - соотношение эффективных напряжений сигнал/шум, Т₀=300К - стандартная температура приемника, В- шумовая полоса линейного тракта,

k=1,3810^-23Дж/град -постоянная Больцмана.

Определим номинальную мощность сигнала. Р_с=-120дБ/Вт=10^-12Вт

Примем условно, что

Допустимый коэффициент шума составит

Определим реальный коэффициент шума приемника:

,

где Ш_вц - коэффициент шума входной цепи, Ш_УРЧ - коэффициент шума УРЧ, Ш_ПЧ - коэффициент шума ПЧ, Ш_УПЧ - коэффициент шума УПЧ,

K_Pвц - коэффициент передачи мощности входной цепи, K_PУРЧ - коэффициент передачи мощности УРЧ, K_PПЧ - коэффициент передачи мощности ПЧ.

Так как Ш_р<Ш_Д, данная схема удовлетворяет заданным условиям.

3.Обеспечение избирательности приёмника

Определим отношение: полосы запирания фильтра при заданном ослаблении к полосе пропускания фильтра на уровне 0,7 от максимума:

Класс фильтра (количество резонаторов) определим по графику на рис.2., где:

ΔF- полоса пропускания;

ΔF_з- полоса запирания фильтра;

n - класс фильтра, равный количеству резонаторов фильтра;

- избирательность по зеркальному каналу;

S – избирательность.

Класс фильтра (количество резонаторов) определяется из графиков для Чебышевских фильтров (рис.2) : Из графиков получаем n=3

Рис.2. Класс фильтра

Получили в ВЦ- 2 каскада, в УРЧ- 2 каскада. (1 с запасом)

4. Расчет коэффициента усиления линейного тракта приемника

Найдем коэффициент усиления линейного тракта приемника:

, где – коэффициент запаса.

- выходное напряжение УПЧ (для большинства детекторов).

- задается в техническом задании.

;

Следовательно, определяем количество каскадов основного усиления, входящих в состав УПЧ:

где ,,,.

Количество каскадов ОУ _.

II. Основной расчёт

1. Расчет входной цепи

В сантиметровом диапазоне волн применяются коаксиальные и полосковые резонансные линии. Входное сопротивление таких линий при настройке в резонанс имеет большую величину и является чисто активным. При расстройке в ту или другую сторону от резонанса входное сопротивление уменьшается и приобретает емкостной или индуктивный характер.

Средняя частота настройки приемника: f₀= 1.055 ГГц,

Полоса пропускания ПРМ: f= 276.6 кГц,

Промежуточная частота: f_П=30МГц,

Избирательность по зеркальному каналу: S_ЗК= 50 дБ .

На входе фильтр согласован с антенной, следовательно, входное сопротивление фильтра 50 Ом.

1. Ввиду высокой рабочей частоты применим фильтр с полуволновыми разомкнутыми резонаторами.

2. Выбираем Чебышевскую аппроксимацию характеристики затухания фильтра с пульсацией на вершине .

3. Зеркальный канал расположен на частоте: f_зк =f₀f_ПР=1055 МГц30МГц = 10251085 МГц.

4. Полоса запирания фильтра:

Выберем полосу пропускания преселектора в несколько раз больше, чем полоса пропускания ПРМ F=50·f= 13.83МГц.

5. Находим значение отношения:

Из графика (рис. 2) находим, что n= 4. Преселектор приёмника состоит из входной цепи и УВЧ, целесообразно данную избирательность по ЗК поделить поровну между ВЦ и УВЧ по 25 дБ. Из графиков (рис.2), видно, что этому условию удовлетворяют два фильтра сn= 2 . Для реализации фильтра выберем несимметричную микрополосковую линию.

6) Рассчитаем электрические характеристики фильтра приn=2:

_А=_В=50 ОмY_A=Y_B=1 /_А= 0.02

Вычисляем относительную полосу пропускания:

Из таблицы 2.2 [2] находим параметры прототипа:

g_o= 1g₁=1,82g₂= 0,68g₃= 2,65.

Рассчитаем параметры интервалов проводимости:

Рассчитаем волновое сопротивление для четных и нечетных типов колебаний :

;

;

;

В качестве материала подложки выберем поликор:_r= 9.8,tg =

Определим эффективную диэлектрическую проницаемость несимметричного полоска

_ЭФ= 1 +q(_r–1) = 1 + 0,7(9,8-1) = 7,16, гдеq=0,550,85

;

;

;

7) Определим конструктивные параметры фильтра.

Рис. 3

По номограммам рис 3 находим нормированную ширину полосок

W/bи расстояние между нимиS/b

Выбираем поперечный размер фильтра b=10 мм, тогда

Уточняем: , где

h- высота подложки;

s- ширина полоски.

Определим длину полоского резонатора: , где

d₀=0,16510^-3b– укорочение резонатора за счет краевой емкости.

Полная длина полоска: 2l= 234,46= 51,4мм.

8) Рассчитаем потери фильтра в полосе пропускания, для этого по рис.2,8[2] при иопределяем=2500