Курсовая работа: Оценка потенциальных значений основных технических параметров контрольного ответчика

Наиболее совершенным является супергетеродинный приемник. Он позволяет получить высокую избирательность и полосу пропускания практически любой необходимой величины: как широкую (десятки МГц), так и весьма узкую (сотни Гц). В зависимости от полосы пропускания в приемнике может быть реализована чувствительность 10-14 ÷ 10-20 Вт.

Если в супергетеродинном приемнике необходимо иметь узкую полосу пропускания и одновременно высокую избирательность по зеркальному каналу, применяют многократное преобразование частоты. Необходимость в многократном преобразовании частоты выявляется после того, когда станет ясно, что при выбранной с точки зрения обеспечения полосы пропускания промежуточной частоте требуемая избирательность по зеркальному каналу оказывается трудно обеспечиваемой. Многократное преобразование частоты может применяться также для облегчения корреляционно-фильтровой обработки сигнала.

Основу структурной схемы радиоприемного устройства составляет сигнальный тракт. Сигнальный тракт может быть одноканальным и многоканальным. Приемное устройство оказывается многоканальным в случаях определения угловых координат по методу мгновенной равносигнальной зоны и парциальных каналов, приема сигналов на разнесенные антенны (в моноимпульсных системах радиолокации, при реализации апертурной обработки, параллельном обзоре пространства и измерении координат многих целей и т.д.).

При проектировании и конструктивном оформлении приемника выделяют три основных блока сигнального тракта: блок высокой частоты, блок промежуточной частоты и блок низкой частоты. В свою очередь блок высокой частоты (БВЧ) включает в себя входную цепь, усилитель высокой частоты (УВЧ) и преобразователь частоты. Иногда по конструктивным соображениям к этому блоку относят также и предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ). Блок высокой частоты обеспечивает требуемую чувствительность приемника и его избирательность по побочным каналам приема (прежде всего по зеркальному).

В состав блока промежуточной частоты входит усилитель промежуточной частоты (УПЧ) (главный усилитель), обеспечивающий основное усиление и заданную избирательность по соседнему каналу приема. В случае применения многократного преобразования частоты блок промежуточной частоты может содержать несколько усилителей, работающих на разных промежуточных частотах.

Блок низкой частоты состоит из детектора и усилителя низкой частоты (УНЧ). В зависимости от числа устройств последетекторной обработки сигналов низкочастотный блок приемника может иметь различное число каналов, включать в себя устройство интегрирования на низкой частоте, а также пороговое устройство. Элементы структурной схемы сигнального тракта по своему предназначению одинаковы при различных входных сигналах. Однако в случае сложных сигналов, когда осуществляется их оптимальная обработка, обычная супергетеродинная схема дополняется новыми элементами: согласованным фильтром либо коррелятором.

Кроме блоков сигнального тракта, приемное устройство может содержать вспомогательные системы: автоматическую подстройку частоты (АПЧ), автоматическую регулировку усиления (АРУ), помехозащиту и блок питания.

Приемное устройство является составной частью контрольного ответчика. Поэтому электрические характеристики, особенности схемы и конструкции приемника должны определяться в соответствии с тактико-техническими и конструктивными особенностями ответчика в целом.

С учетом анализа особенностей различных схем построения приемных устройств, а также требований, предъявляемых к контрольному ответчику, таких как чувствительность приемника и его динамический диапазон, целесообразно радиоприемное устройство контрольного ответчика строить по супергетеродинной схеме.

3. Оценка выбора значения промежуточной частоты

При выборе промежуточной частоты необходимо исходить из следующих соображений:

1.  Промежуточная частота должна лежать вне диапазона принимаемых частот и возможно дальше отстоять от границ этого диапазона.

2.  Должна обеспечивать заданное ослабление зеркального и соседнего каналов приема.

3.  Должна обеспечивать необходимую полосу пропускания приемника.

4.  Должна обеспечивать возможность конструктивной реализации затухания контуров межкаскадных цепей

ƒПР ≤ (0,8 ÷ 1,2 ) П / dК                                                                                                               (1)

где dК – собственное затухание контуров УПЧ.

В радиоприемниках непрерывных сигналов промежуточная частота должна удовлетворять условие ƒПР ≥(10 ÷ 20) FМАКС , где FМАКС – максимальная частота модуляции принимаемого сигнала.

Для импульсных сигналов с длительностью τИ , кроме того должно выполняться условие

ƒПР ≥(10 ÷ 20) / τИ                                                                                    (2)

обеспечивающее хорошее воспроизведение формы сигнала.

При уточнении промежуточной частоты следует учитывать, что более низкая промежуточная частота позволяет:

- получить меньший коэффициент шума в УПЧ, что важно для приемников сантиметровых и миллиметровых волн, не имеющих УВЧ;

- повысить коэффициент устойчивого усиления и стабильность работы УПЧ;

- снизить величину изменений показателей УПЧ (коэффициента усиления, полосы пропускания) при смене ламп;

- легче реализовать усилитель с узкой полосой пропускания.

С увеличением промежуточной частоты:

- лучше выполняются соотношения

ƒПР ≥(5 ÷ 10) ƒМ МАКС и ƒПР ≥(10 ÷ 20) / τИ

- повышается подавление зеркального и других побочных каналов приема;

- уменьшается влияние шумов гетеродина на чувствительность радиоприемника, что существенно в приемниках без УВЧ, работающих в диапазоне сантиметровых волн;

- облегчается получение широких полос пропускания в УПЧ;

-облегчаются условия надежной работы системы АПЧ гетеродина;

- уменьшаются габариты контуров УПЧ.

Если значения промежуточной частоты, определяемой из разных требований (например, фильтрация промежуточной частоты и полоса пропускания), оказываются существенно различными, то необходимо применять двойное преобразование частоты. Двойное преобразование применяется также при повышенных требованиях к подавлению помех по соседнему и зеркальному каналам приема. В таком усилителе тракт первой промежуточной частоты имеет относительно небольшое усиление и избирательность. Задачей главного усилителя, настроенного на более низкую промежуточную частоту, является обеспечение основного усиления и избирательности по сигналу.

Значения промежуточных частот приемников могут быть выбраны в диапазоне от 30 кГц до 100 МГц и определяются параметрами элементов обработки радиолокационных сигналов.

С учетом приведенных рекомендаций по выбору промежуточной частоты, тактико-технических характеристик СОМ-64К, а также данных приведенных в приложении 1, можно заключить, что разработчиками контрольного ответчика была выбрана несколько заниженное значение промежуточной частоты, которая, тем не менее, обеспечивает эффективное подавление зеркального канала приема и удовлетворяющее условиям (1 и 2). Как показывают расчеты, по выражению (1):

ƒПР ≤ (0,8 ÷ 1,2 ) П / dК ≤ (0,8 ÷ 1,2 ) 5 / 0,008 ≤ 500 МГц

и по выражению (2):

ƒПР ≥(10 ÷ 20) / τИ ≥(10 ÷ 20) / 0,6 ≥ 20 МГц.

Анализ принципиальной схемы приемника контрольного ответчика СОМ-64К показывает, что при выбранной промежуточной частоте ƒПР= 24,4 МГц , полосе пропускания П= 5 МГц и требуемом обеспечении нормальной работы детектора блок усилителей промежуточной частоты содержит восемь каскадов усиления, из которых первые шесть реализованы на двойках расстроенных контуров.

4. Оценка выбора полосы пропускания

Полоса пропускания приемника оказывает решающее влияние на ряд других технических показателей приемника.

При ее определении необходимо учитывать:

1.  Максимальную ширину и ширину информативной части спектра принимаемого сигнала (в случаях частотной модуляции и фазовой манипуляции).

2.  Допустимые искажения сигнала.

3.  Нестабильность частот генератора передатчика и гетеродина приемника.

4.  Вид обработки принимаемого сигнала (неоптимальная, квазиоптимальная, оптимальная).

Для приемников простых импульсных сигналов полоса пропускания П определяется по разному в зависимости от назначения приемника. В приемниках РЛС точного определения координат выбор полосы пропускания резонансного тракта производится из условия обеспечения заданного времени нарастания импульса (длительности фронта): П=(2÷4)/τИ , где τИ – длительность зондирующего сигнала. В приемниках РЛС обнаружения полоса пропускания резонансного тракта составляет: П=(1÷1,3)/τИ .

При наличии нестабильности частот генератора передатчика и гетеродина приемника и доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного от движущейся цели, полосу пропускания приемника, в котором не имеется системы АПЧ, следует расширить на величину

∆П=F(∆ƒГЕН, ∆ƒГЕТ, ∆ƒРЕЗ, ∆ƒД. .МАКС)

где ∆ƒГЕН и ∆ƒГЕТ - вероятные уходы частот задающего генератора передатчика и гетеродина приемника соответственно; ∆ƒРЕЗ – возможная расстройка резонансного тракта приемника; ∆ƒД. .МАКС – возможная максимальная частота Доплера.

Если в приемнике предусмотрена система АПЧ, обладающая коэффициентом автоподстройки КАПЧ (КАПЧ =20-30), то зависимость ∆П от ∆ƒГЕН и ∆ƒГЕТ уменьшается на соответствующую величину КАПЧ раз.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5