Приемное устройство импульсной РЛС

Их АЧХ еще более приближаются к П образной форме. Связь между контурами может осуществляться через электрическое поле (благодаря емкости) или через магнитное поле (благодаря взаимоиндуктивности или индуктивности). На рис. 16 показаны три разновидности связи двух колебательных контуров: а) трансформаторная, когда связь между контурами осуществляется благодаря взаимоиндуктивности между катушками L1 и L2.Рис. 16. Виды связи двух колебательных контуровПолосой пропускания системы связанных контуров называют полосу частот, в пределах которой ток во втором контуре не падает ниже 1/ от наибольшего Полоса пропускания связанных контуров при критическойсвязи в раз больше полосы пропускания одиночного контура. Форма резонансной кривой при небольших расстройках описывается полиномом 4-й степени, то есть характеризуется более плоской вершиной в полосе пропускания и более крутым спадом в полосе подавления.Для последовательного  колебательного контура в  RLC-цепях, в котором все три элемента включены последовательно:где R, L и C — сопротивление, индуктивность и ёмкостьрезонансной цепи, соответственно, ω— частота резонанса. Выражение } часто называют характеристическим или волновым сопротивлением колебательного контура. Таким образом, добротность в колебательном контуре равна отношению волнового сопротивления к активному.Поскольку мощность и энергия пропорциональны квадрату амплитуды колебаний, ширина полосы частот на АЧХ определяется на высоте  1/ от высоты максимума (примерно −3 дБ). Поэтому чаще используется другое эквивалентное определение добротности, которое связывает ширину амплитудной резонансной кривой по уровню  1/ с круговой частотой резонанса Поэтому зная ширину полосы пропуская ∆ω =2·π·1.5·106/ ≈ 3·2π 106рад.определяем значения элементов. Значение элемента связи определим из моделирования. мкГнМодельРисунок 17.РасчетПолучаем характеристику фильтра. Рисунок 17.Для получения необходимого подавления включим два фильтра последовательно через развязывающие элементы (усилитель).Рисунок 18.Определим частоты,на которых получается развязки 50 дБ между каналами. Для одного фильтра отстройка частоты для подавления сигнала на 25 дБ должна быть∆f = 73 - 60 = 13 МГцТак как полоса пропускания есть 3 МГц, то шаг между каналами должен бытьШf =∆f +П /2 = 13 +3 / 2 = 14.5 МГцВ полосе 200 МГц таких каналов может бытьN = 200 / 14.5 = 13.8.3.3 Выбор активных элементовПреобразователи частотыВ современных приемниках СВЧ в большинстве случаев применяют двухдиодные балансные смесители (БС). Главнымплюсом является способность подавить шум амплитудной модуляции колебаний гетеродина, это важно для получения низкого коэффициента шума. Так же БС обладает и другими плюсами перед однодиодным небалансным смесителем. БС работает при маленькой мощности гетеродина, у него есть повышенная помехоустойчивость к сигналам помех определенных частот, что позволит уменьшить мощность гетеродина, которая просачивается в антенну.Схема БС состоит из двух диодов и СВЧ моста. К двум плечам моста подключаются смесительные секции, а к двум другим подводят соответственно напряжения сигнала Uс и гетеродина Uг.Функционирование БС основывается на равном распределении мощности сигнала и гетеродина между двумя диодами, но с определенными относительными фазовыми сдвигами, это обеспечивает СВЧ мост. В итоге мы получаем, что на выходе смесителя, на промежуточной частоте, у преобразованного сигнала диодами, имеются одинаковые фазы и поэтому они складываются, а шум гетеродина вычитается, так как он на выходе диодов оказывается противофазным. Рисунок 21 - Схема балансного смесителяПроведем расчет балансного смесителя. Используем ДБШ типа АА112Б. Его данные:C=0.01 пФ.R = 3 Ом.Составим модель в программе MWO.Рисунок 22. Проведем расчет по гармоникам в канале ПЧ.Рисунок 23.Видим, что есть гармоника на частоте 1 ГГц.Для усиления сигнала в канале ПЧ1 в качестве усилителя выберем модуль усилителяс малым коэффициентом шума BGA416 1.8 дБ и BGA427.Граничная частота работы микросхемы 3 ГГц. Номинальный ток 20-30 мА.Рисунок 23.Для усиления сигнала в канале ПЧ выберем усилитель на транзисторе KT368. Схема усилителя одного каскадаРисунок 24.Составим схему усилителя в MWO.Рисунок 25.Рассчитаем характеристики. Для R2 = 0 характеристика усиления представлена на рисунке 26.Рисунок 26.Характеристика усиления существенно зависит от значения сопротивления R2. Как видно один каскад усилителя обеспечивает усиление 10 дБ. Поэтому для усиления сигнала в канале ПЧ на 27.5 дБ необходимо применить 3 каскада усилителей на транзисторе KT368.На основе такого усилителя можно составить схему с регулируемым коэффициентом усиления. Схема регулируемого усилителя представлена ниже:Рисунок 27.Такая схема имеет усиление от 12 дБ до 0 дБДля динамического диапазона 80 дБ при диапазоне детектора 20 дБ необходим усилитель с регулируемым усилением 60 дБ. Поэтому для регулируемого усилителя применим 5 каскадов с усилением 12 дБ в максимуме. В качестве время задающей цепочки ВАРУ используем схему из [1].Интегральная схема К2УИП1 обладаем параметрами , приемлемыми для данной цепи АРУ Ку >3, τ =1 мс, Rнагр = 400 Ом.Рисунок 28. Принципиальная схема времязадающей импульсной АРУ.Диод выпрямляет радиоимпульс. Транзистор Т1 выдает поднимающееся напряжение по времени соответствующей входному импульсу.Схема диодного детектора приведена в [2].Рисунок 29. Схема последовательного диодного детектора радиоимпульсов.4 Принципиальная схема приемникаДля разработки КД принципиальной схемы приемника нужно приложить достаточно много усилий, так как основные узлы приемника состоят из готовых элементов и элементов, требующих серьезной разработки по размещению и расположению. Кроме того узлы работают в разном частотном диапазоны и соединяются различными типами линий передач. Электрическая схема также должна быть разделена как по виду линий передач, корпусного разделения и т.д. Поэтому принципиальная схема приемника обычно состоит их нескольких устройств соединенных линиями передачи и к которым подключаются питание и контакты управления.Каждое устройство приемника А состоит из своих устройств и электрических схем. Разработка отдельного устройства является даже более трудоемкой задачей и может быть вынесена на магистерскую диссертацию. Для каждого устройства формируется отдельное ТЗ. Литература1. Проектирование радиолокационных приемных устройств. Уч.пособие. /под. ред. М.А. Соколова, М.Высшая школа,19842. Проектирование устройств приема и обработки сигналов: учебно-методическое пособие / Ю.В. Марков, А.С. Боков.— Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 112 с.3.Проектирование радиоприемных устройств / под ред. А.П. Сиверса. М., Сов. радио 1976.4. Поликарпов Э.Д. Устройства приема и обработки сигналов: практические занятия / Учебное издание. ГОУВПО Воронежский государственный технический университет. 2010. 5. Д.А. Бакеев, А.А. Дуров. Методическое указание к проектированию радиоприемных устройств / Камчатский государственный технический университет г. Петропавловск- Камчатск 2007 г. с. 40.6 .В.В. Саломасов. Радиоприемные устройства. Методич. указания к курсовому проекту, ЛИАП,1985.7. Горшелев В. Д., Красноцветова З. Г., Федорцов Б. Ф. Основы проектирования радиоприемников. Л., Энергия, 1977. 8. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, диоды импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник / Под ред. А. В. Голомедова. - М: Радио и связь, 1988. 9. MicrowaveOffice - универсальное программное решение для разработки всех видов радиочастотных и СВЧ устройств.10. Косых Т.Б., Кузнецов Ю.И. Связанные колебательные контуры. Методическая разработка к одноименной задаче «Практикума колебаний» кафедры физики колебаний. - М., изд. физического факультета МГУ, 2013, 16 с.