Разработка радиоприемного устройства импульсных сигналов

Уровень
внешних шумов
в СВЧ диапазоне
сравнительно
невысок и поэтому
чувствительность
СВЧ приемников
ограничивается
их собственными
шумами и коэффициентом
усиления, при
этом чувствительность
тем выше, чем
больше коэффициент
усиления, т.е.
при измерениях
желательно
отключать
систему АРУ,
которая ограничивает
амплитуду
сигнала и шумов,
при максимальном
усилении. Для
исключения
действия различных
электромагнитных
наводок измерение
следует проводить
в экранированной
камере (помещении)
при заданных
значениях
температуры,
влажности и
давления.

Таким
образом, для
измерения
реальной
чувствительности
СВЧ приемника
необходимо
найти значение
предельной
чувствительности
Рпр
= NKTш
Пш
= Ршвых/Кпр
и умножить
на заданное
отношение
сигнал /
шумр
=10. Рас
=
р
Рпр=р
NKTш
Пш
[2]
где N-
коэффициент
шума приемника;
К= 1,38 *10-23
Дж/град-
постоянная
Больцмана;

Тш-
шумовая температура
приемника
Пш-
шумовая полоса
пропускания
Кпр-
коэффициент
усиления линейной
части приемника
Рш
вых-
мощность шумов
на выходе приемника
при
р=
1 Для
замера предельной
чувствительности
приемника
необходимо
поместить его
в экранированное
помещение при
заданных внешних
условиях, отключить
или нейтрализовать
действие системы
АРУ и закоротив
вход приемника
замерить с
помощью квадратичного
вольтметра
напряжение
шумов на выходе
линейной части
приемника. Зная
напряжение
шумов, находят
мощность шумов
и, используя
соотношение
Рас
=
р
Ршвых
/Кпр
находят реальную
чувствительность
приемника.
Поскольку
величина мощности
шумов относительно
мала, то при
оценке реальной
чувствительности
приемника
необходимо
так же учитывать
погрешность
измерений. Зная
мощность шумов
на выходе приемника
можно определить
коэффициент
шума приемника,
используя
соотношение:
Ршвых=
NKTш
Пш
отсюда
N=
Ршвых/
KTш
Пш

ИЗМЕРЕНИЕ
ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ.

Избирательные
свойства приемника
оценивают по
частотной
характеристике
тракта УПЧ и
находят как
соотношение
чувствительности
приемника U(f)
при расстройке
f
к чувствительности
настроенного
на рабочую
частоту приемникаUo
.
Различают
избирательность
по соседнему
и зеркальному
каналам, а также
по каналу
промежуточной
частоты. Селективность
(избирательность)
по зеркальному
каналу, отстоящему
на две промежуточной
частоты в сторону
частоты
гетеродина.з.к=20lg(Uзк
/ Uо
) Селективность
на промежуточной
частоте .пч=20lg(Uпч
/ Uо
)
Селективность
по соседнему
каналу при
f= 5,5МГц .с.к=20lg(Uск
/ Uо
) Для
определения
избирательности
используют
метод одного
или двух сигналов.
Для определения
избирательности
приемника в
условиях близких
к реальным,
используем
метод двух
сигналов,
заключающийся
в том, что на
вход приемника
одновременно
подают два
сигнала, один
из которых
имитирует
полезный сигнал,
другой - сигнал
помехи.

Измерение
двухсигнальной
избирательности
по соседнему
каналу производится
следующим
образом:
берется два
ГСС, один из
которых настраивается
на частоту 2
ГГц, а второй
расстраиваем
относительно
первого на 5,5
МГц в сторону
частоты гетеродина

т.е.
настраиваем
на частоту f=
1994,5МГц

Для повышения
точности определения
избирательности
частоту настройки
обоих ГСС
контролируем
с помощью
частотомера.
Оба генератора
через эквивалент
антенны подключаются
ко входу приемника,
при этом действие
системы АРУ
должно быть
скомпенсировано
или система
должна быть
отключена.
Включаем ГСС,
настроенный
на частоту
полезного
сигнала и подаем
на вход приемника
модулированный
полезный сигнал,
уровень которого
равен значению
измеренной
ранее чувствительности
приемника, при
этом второй
ГСС должен быть
выключен, хотя
и подключенный
ко входу приемника,
что нужно для
того чтобы
создать приемнику
на входе условия
работы без
помех. С помощью
селективного
вольтметра
замеряем напряжение
на выходе приемника.
Затем выключаем
модуляцию
первого генератора
и включаем
второй ГСС,
осуществляя
требуемую
модуляцию
мешающего
сигнала. Изменяя
напряжение
мешающего
сигнала на
выходе второго
ГСС добиваемся
получения на
выходе приемника
напряжения,
в заданное
число раз меньше,
чем при подаче
полезного
сигнала (в данном
случае в 10 раз
или 20 Дб). Отношение
полученного
напряжения
мешающего
сигнала к напряжению
полезного
сигнала на
входе приемника,
выраженное
в Дб, является
показателем
избирательности
по соседнему
каналу. Аналогично
производится
измерение
избирательности
по зеркальному
каналу и на
промежуточной
частоте, при
этом второй
ГСС настраивается
на частоту,
отстоящую от
частоты полезного
сигнала на две
промежуточных
частоты в сторону
меньших частот
так как

fг
= 1.997 ГГЦ
< fс
= 2ГГЦ
или соответственно
на частоту
равную промежуточной.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА
СПРОЕКТИРОВАННОГО
РПУ.

В
процессе
проектирования
РПУ были реализованы
требования
технического
задания. Электрическая
схема выполнена
с применением
интегрированных
микросхем
практически
одной

серии
К 228, при этом
применение
стандартных
ИЭТ достигает
80, что обеспечивает
достаточно
высокую технологичность,
ремонтопригодность
и надежность
РПУ. Настройка
и регулировка
РПУ заключается
практически
в настройке
избирательных
систем в процессе
изготовления
устройства
на одну фиксированную
частоту, т.е.
регулировка
устройства
в процессе
эксплуатации
практически
не нужна. Предполагаемое
применение
в качестве
источника
питания двухполярного
источника
постоянного
тока позволяет
уменьшить массу
и габариты РПУ
и обеспечить
его работу в
автономном
режиме , что не
маловажно для
РПУ, применяемых
в РРЛ связи.
Применение
микроволновой
технологии
обеспечивает
возможность
автоматизации
процессов
изготовления
ППФ и смесителя,
что позволяет
получить их
с более высокими
характеристиками,
а значит улучшить
параметры РПУ.
Поскольку
мощность потребления
РПУ незначительна,
то при соответствующей
более глубокой
проработке
все РПУ может
быть реализовано
по интегральной
технологии
в виде одной
гибридной или
интегральной
микросхемы
БИС.

СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ.

Проектирование
радиопередающих
устройств под
редакцией
А.П.Сиверса -
М: «Советское
радио»,1976г

Справочник
по учебному
проектированию
приемно-усилительных
устройств под
редакцией
М.К.Белкина -
К : « Высшая
школа »,1982г.

Проектирование
радиоприемных
устройств,
В.Д.Екимов,
К.М.Павлов - М:
« Связь
» , 1970г.

Справочник
по элементам
волноводной
техники, А.Л.Фельдштейн
- М: « Cоветское
радио»,
1967г.

Устройство
приема и обработки
сигналов. Программа
и методические
указания для
студентов
специальности
2007, - Красноярск
1992г.

Микроэлектронные
устройства
СВЧ,под редакцией
Г.И.Веселова
- М: « Высшая
школа
», 1988г

Расчет
системы АРУ
транзисторных
усилителей
. С.А.Подлесный
- Красноярск,КПИ,
1972г.

Радиоприемные
устройства.
Методическое
указание к
выполнению
контрольных
заданий и курсового
проектирования
по курсу РПУ,
- Красноярск
,1975г.

Расчет
радиоприемников.
Н.В.Бобров и
другие - М:
« Воениздат
», 1971г.

ПАРАМЕТРЫ
ПРИЕМНИКА:

Вид
модуляции –
ВИМ

ОБЩИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
К ПРИЕМНИКУ
СВЧ ДИАПАЗОНА:

Отношение
сигнал /
шум на
выходе линейной
части приемника
10

Допустимое
изменение
амплитуды
сигнала на
выходе линейной
части 6 дБ

Длина
фидера

4 м

Затухание
сигнала в фидере

0,02 дБ/м

Выходное
напряжение
приемника

+ 5 В

Сопротивление
нагрузки

150 Ом

Емкость
нагрузки

10 пФ

Интервал
температур

-20…+45°С

ПАРАМЕТРЫ
ПРИЕМНИКА:

Средний
период следования
импульсов

2,8 мкс

Относительная
нестабильность
несущей частоты
принимаемого
сигнала
4·10-5

Реальная
чувствительность

4•10-12
Вт

Ослабление
зеркального
канала

25 дб

Ослабление
соседнего
канала при
расстройке
5,5 МГц
25 дб

Динамический
диапазон входного
сигнала
80
дб