2. Энергетический расчет радиоканала

Вычислим дальность прямой видимости:

где h₁ – высота передающей антенны в м,

h₂ – высота приемной антенны в м.

Вычислим эквивалентные высоты антенн:

где r_пр – дальность радиосвязи прямой видимости в м;

- эквивалентный радиус Земли в м;

, , - эквивалентные высоты в (м),

Вычислим рабочую длину волны:

Вычислим действующую высоту антенны РПМ:

где к - волновое число;

l – геометрическая длина антенны;

Вычислим напряженность электрического поля:

где Р₁ – мощность излучения передатчика в Вт;

– коэффициент усиления передатчика в разах;

[разы]=10^{0,1*1,8[дБ]}=1,51;

r – заданная дальность радиосвязи в м;

- КНД передающей антенны;

– КПД передающей антенны в метровом диапазоне;

Т.к. r>r_пр, то напряженность электрического поля находится по формуле Фока:

Вычислим напряжение на входе антенны:

Вычислим отношение спектральной плотности полезного сигнала к спектральной плотности шума на выходе группового тракта приема:

,

где - постоянная Больцмана;

Т = 300 –температура окружающей среды в Кельвинах;

R_A=60 Ом – сопротивление приемной антенны;

N_Ш = 6 раз – коэффициент шума.

Вычислим вероятность ошибки:

Вычислим вероятность доведения:

.

Полученный результат не удовлетворяет поставленной задаче по достоверности к информации Р_дов^зад = 0,999. В связи с эти поменяем штыревую антенну на магнитную со следующими параметрами: числом рамок n=10, магнитной проницаемостью =200, площадью рамки S=0,3 м²

Вероятность ошибки:

Вероятность доведения:

Вероятность ошибки:

Вероятность доведения:

Полученный результат удовлетворяет ограничению по достоверности к информации Р_дов^зад = 0,999.

3. Синтез структурной схемы устройства

В настоящее время применяются супергетеродинная схема усилительно-преобразовательного блока, позволяющая осуществлять основное усиление и фильтрацию на низкой промежуточной частоте. Благодаря двум преобразованиям частоты обеспечивается высокая избирательность по зеркальному и соседнему каналам приема.

Так как требуется обеспечить беспоисковую и бесподстроечную работу приемного тракта в диапазоне рабочих частот, то в структурной схеме (рис. 2.) УБ следует предусмотреть:

1. разбиение частотного диапазона на n поддиапазонов с установкой на каждый частотный поддиапазон входной цепи (ВЦ) и одного каскада усилителя сигнала радиочастоты (УРЧ) (этим обес­печивается одинаковое усиление и избирательность в рабочем диа­пазоне);

2. установку коммутаторов, осуществляющих подключение соот­ветствующих ВЦ и УРЧ для установленной рабочей частоты (тем самым время перестройки УБ сведено к минимальному значению);

3. наличие унифицированного синтезатора частот, обеспечива­ющего формирование высокостабильных опорных частот первого и второго преобразователей частоты, а также автоматическую настройку приемника на заданную частоту с помощью систем АПЧ;

4. один каскад УПЧ1 и. необходимое число каскадов УПЧ2, обеспечивающих необходимый коэффициент усиления сигнала;

5. схему АРУ, обеспечивающую требуемый динамический диапазон приемника;

6. демодулятор, тип которого определяется способом модуляции сигнала;

7. декодирующее устройство, предоставляющее собой вторую решающую схему и осуществляющее обнаружение и исправление ошибок принятом сообщении.

Рис. 2. Структурная схема приемника

Рассчитаем число поддиапазонов:

,

где - частотный интервал одного поддиапазона, выбираемый для метрового диапазона волн порядка .

Номиналы промежуточных частот f_пч1 и f_пч2 определяются по соотношениям

,

где = 1- параметр рассогласования антенно-фидерного тракта и входа радиоприемника;

d_зк[разы]=10^65[дБ]/20=1778;

d_зк= 65 Дб- требуемое подавление зеркальной помехи в разах;

F(n) - функция числа каскадов УПЧ;

n = 3 - число каскадов УПЧ2;

- полоса пропускания приемника.

- добротность контура в диапазоне частот от 20 до 60 МГц;

Для определения значения необходимо определить число каскадов УПЧ2. Это возможно благодаря заданному (найденному) коэффициенту усиления.

Коэффициент усиления:

,

. = 2В- выбранное напряжение на входе демодулятора (1...3 В);

U_A = - найденное напряжение на выходе приемной антенны.

Так как результирующий коэффициент усиления определяется произведением:

,

то, задаваясь значениями сомножителей, необходимо выполнить условие:

Согласно таблице 1 подставим значения коэффициентов усиления в произведение:

Каскад	ВЦ	УРЧ	ПЧ1	УПЧ1	ПЧ2	УПЧ2
Коэффициент усиления	0,7	3	3	7	3	10

Таблица 1. Коэффициенты усиления по каскадам

Тогда, чтобы обеспечить полученный коэффициент усиления и выполнить необходимое условие нужно использовать 5 каскадов УПЧ2.

Определим функцию числа каскадов УПЧ2:

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	0,64	0,51	0,43	0,39	0,35	0,32	0,3	0,28	0,27

Таблица 2.Значения функции числа каскадов

В нашем случае n=5. Тогда значение F(n) = 0,39.

Выбираем стандартное значение: 28 МГц;

Выбираем стандартное значение: кГц

Найдем частоты гетеродинов:

Рассчитаем частоту второго гетеродина :

Таким образом мы выбираем промежуточные частоты 28 МГц и кГц, а также частоты гетеродинов . Выбор подтвержден расчетами.