Расчет допустимого коэффициента шума радиоприемного устройства (рпу)

Допустимый коэффициент шума – это коэффициент шума при котором гарантированна заданная чувствительность проектируемого РПУ.

Чувствительность РПУ определяется следующим соотношением:

,

где t_А= 0,5 – шумовая температура антенны, Ш_РПУ– коэффициент шума РПУ,T₀=293⁰К – стандартная температура,k= 1,38 • 10^-23– постоянная Больцмана, а

f_ш=1.4e6– полоса шума. Таким образом, можно получить из предыдущего выражения формулу для коэффициента шума РПУ:

Шрпу=1+Pcmin/kT0fлтпqпор^2-ta=5.003,

ЛТП находится на некотором расстоянии от антенны и связывается с ней кабелем, в котором сигнал ослабляется. Следовательно, надо ввести некий запас в допустимом коэффициенте шума. А так как f_ш почти не отличается от полосы пропускания ЛТП, то перепишем формулу и вычислим значение Ш_РПУ:

Шрпу=1+Pcmin/kT0fлтпqпор^2-ta=4.102,

где =1,25 – коэффициент запаса по чувствительности.

Расчет допустимого коэффициента шума ЛТП

Коэффициент шума ЛТП определяется следующим образом:

,

где k_PФ–коэффициент передачи фидера по мощности, равный:

,

где _с= 0,25 – потери на согласование,_ф= 0,5 – погонное затухание в фидере

l_ф=2– длина фидера

Таким образом, получим:

Шлтп=ШрпуКф=4.1020.75=3.0765

Выбор метода подавления зеркального канала.

Для подавления зеркального канала наиболее распространён частотный метод. Однако в моём случае промежуточная частота fпримеет порядок десятков МГц, поэтому этот метод очень проблематичен в выполнении. В данном случае используется фазовый метод подавления зеркального канала. Структурная схема устройства, реализующего такой метод представлена на рис 1.

Рис1.Структурная схема фазового метода подавления ЗК.

Сигнал основного канала поступает на два смесителя СМ1 и СМ2, переносящих его на промежуточную частоту (ПЧ). Сигналы промежуточной частоты имеют относительно друг друга фазовый сдвиг /2, который впоследствии компенсируется двумя фазовращателями/4 и -/4. Поступающие таким образом на вход сумматора сигналы основного канала синфазны, а значит складываются.

Сигнал зеркального канала также поступает на два смесителя СМ1 и СМ2 и переносится на ПЧ. Однако колебания на выходе смесителей имеют относительный фазовый сдвиг -/2, поэтому фазовращатели/4 и -/4 не компенсируют его ,а доводят до. Поступающие таким образом на вход сумматора сигналы дополнительного канала противофазны, а значит компенсируются.

Подавление зеркального канала на частотах 1…10Ггц при реализации ПЧ на микрополосковых линиях в реальных схемах составляет 20…30 дБ, а допустимый диапазон перестройки частоты входного сигнала может достигать 20%. В качестве смесительных секций СМ1 и СМ2 обычно используются балансные ПЧ.

Выбор преобразовательного диода

Выберем смесительный диод 3А120. Он обладает следующими характеристиками:

Потери по мощности в преобразователе L_пр– 5,5 дБ

Выходное сопротивление преобразователя на данном диоде r_вых– 450 Ом

Коэффициент шума преобразователя совместно с УПЧ

(коэффициент шума ЛТП без УПЧ) Ш_{пр. ном}– 6,5 дБ = 4,467

Мощность колебаний гетеродина, при которой достигается

minкоэффициент шума диодного ПЧP_г– 1,5 мВт