Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиотехнических систем (РТС)

«ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАПАЗОННОЙ ВХОДНОЙ ЦЕПИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СВЯЗЯХ С НЕНАСТРОЕННОЙ АНТЕННОЙ»

Отчёт по лабораторной работе по дисциплине «Радиоприемные устройства»

Выполнили:

Студенты гр. 122–1

________ Е.И. Гуляев

________ Г.М. Дударев

________ М.А. Проскуряков

«__» ___________ 2026 г.

Руководитель:

Старший преподаватель каф. РТС

________ ______ М.О. Охремчук

«__» ___________ 2026 г.

Томск 2026

Введение

Целью данной лабораторной работы является экспериментальное и расчетное исследование диапазонной входной цепи с ненастроенной антенной при емкостной, индуктивной и комбинированной связях.

1. Теоретическая часть

Входная цепь (ВЦ) радиоприёмного устройства представляет собой узел, соединяющий антенну с первым каскадом приёмника (обычно с усилителем радиочастоты или смесителем). Основное назначение ВЦ – обеспечить передачу сигнала от антенны к последующим каскадам с минимальными потерями, а также осуществить предварительную частотную селекцию, ослабляя сигналы мешающих станций и помехи, находящиеся за пределами рабочего диапазона.

В диапазонных радиоприёмниках широкое применение получили ненастроенные антенны, которые обладают простотой конструкции и не требуют перестройки при смене рабочей частоты. Однако такая антенна вносит дополнительные потери и реактивность, что влияет на характеристики входной цепи. Поэтому выбор способа связи контура ВЦ с ненастроенной антенной является важной инженерной задачей.

В рассматриваемой лабораторной работе исследуются три основных вида связи (рисунок 1.1):

1. Ёмкостная связь – осуществляется через конденсатор связи C_св, включаемый последовательно с антенной. Такой способ обеспечивает хорошую избирательность, но может приводить к заметному изменению резонансного коэффициента передачи по диапазону;

2. Индуктивная (трансформаторная) связь – реализуется с помощью катушки связи L_св, индуктивно связанной с контурной катушкой L_к. При этом возможны два режима:

   • Режим удлинения – резонансная частота антенной цепи ниже нижней частоты рабочего диапазона (f_ац < f_min);

   • Режим укорочения – резонансная частота антенной цепи выше верхней частоты рабочего диапазона (f_ац > f_max);

3. Комбинированная связь – одновременное использование ёмкостной и индуктивной связей, что позволяет скомпенсировать изменение коэффициента передачи по диапазону и получить более равномерную частотную характеристику.

Качество работы входной цепи оценивается следующими параметрами:

1. Резонансный коэффициент передачи по напряжению определяется как отношение напряжения на нагрузке ВЦ при резонансной частоте f₀ к электродвижущей силе (ЭДС) в антенне:

Для случая емкостной связи справедливо приближенное выражение:

где – полная емкость антенной цепи;

L – индуктивность контура ВЦ;

– эквивалентное затухание контура.

2. Эквивалентное затухание входной цепи с учетом потерь, вносимых антенной и нагрузкой, определяется выражением:

где – конструктивное затухание;

– сопротивление антенны.

3. Полоса пропускания входной цепи определяется на уровне 0,707 (по напряжению) и рассчитывается по формуле:

4. Изменение границ диапазона рабочих частот ВЦ при различных значениях емкости связи обусловлено вносимой реактивностью. При этом диапазон перекрываемых частот смещается в сторону меньших частот. Это смещение характеризуется коэффициентом перекрытия по частоте:

где и максимальная и минимальная эквивалентная емкость конура ВЦ с учетом вносимой емкости антенной цепи;

– полная емкость контура ВЦ без учета вносимых реактивностей со стороны антенны и нагрузки;

– максимальное и минимальное значение переменного конденсатора контура ВЦ, соответственно;

– емкость монтажа схемы входной цепи.

Границы диапазона принимаемых частот определяются выражениями:

Входная цепь с индуктивной (трансформаторной) связью состоит из двух контуров, настроенных на разные частоты. Один контур образован индуктивностью связи L_св и емкостью антенной цепи С_ац. Частота резонанса антенного контура определяется выражением:

Режим работы определяется сравнением f_ац с границами рабочего диапазона:

Удлинение: (диапазон смещается в сторону больших частот);

Укорочение:

В схеме с комбинированной связью (в режиме удлинения) изменение резонансного коэффициента передачи обусловлено влиянием индуктивной и емкостной связями. Это позволяет получить минимальное изменение резонансного коэффициента передачи во всем рабочем диапазоне принимаемых частот.

Переключение вида связи контура входной цепи с ненастроенной антенной выполняются переключателями S1 … S4.