Зеркальной помехой называют такие высокочастотные мешающие сигналы, которые, взаимодействия в смесителе с колебаниями гетеродина, образуют биения на промежуточной частоте.

Рассмотрим случай, когда f_г > f_с (рис. 1.6, слайд).

Частота зеркальной помехи f_{з п} = f_г + f_пр. По отношению к частоте гетеродина зеркальная помеха и полезный сигнал симметричны и поэтому зеркальную помеху нельзя допустить до преобразователя частоты. Эту функцию выполняет преселектор.

Избирательность по соседнему каналу обеспечивается каскадами УПЧ.

Коэффициент частотной избирательности приемника равен относительному уменьшению его чувствительности при заданной расстройке частоты. Это равноценно ослаблению помехи в такое же число раз (рис. 1.7, слайд № 13).

 

σ = к_о / к; σ_дБ = 20 lg (к_о / к),

 

где к₀ - коэффициент усиления на резонансной частоте;

к - коэффициент усиления на заданной частоте.

Определить избирательность приемника – это значит узнать, во сколько раз (или на сколько децибел) ослабляется конкретная помеха по сравнению с полезным сигналом в процессе их одновременного прохождения через тракт.

 

Пример. Избирательность приемника 60 дБ. Определить, во сколько раз ослабляется помеха?

σ_дБ = 20 lg (к_о / к); 60 = 20 lg (к_о / к); lg = 3; (к_о / к) = 1000 раз. Полоса пропускания (2Δf) - это область частот, в пределах которой коэффициент усиления приемника уменьшается до уровня 0,707 максимального (рис. 1.7). Чем шире полоса пропускания, тем меньше искажения полезного сигнала. Однако при широкой полосе пропускания будут проходить сигналы от соседних станций (помех). На рис. 1.8 (карточка ТУ № 67) показаны частотные спектры сигналов трех РЛС, близких по частоте.

 

Приемник настроен на частоту f₀₁. Для неискаженного приема он должен усиливать все составляющие спектра полезного сигнала и не усиливать сигналы соседних РЛС. Для этого необходимо иметь соответствующую амплитудно-частотную характеристику. АХЧ, показанную на рис. 1.8, получают при помощи специальной настройки контуров приемника. Для импульсных радиолокационных приемников оптимальная полоса пропускания определяется по формуле:

 

2Δf = 1,37/τ_u,

 

где τ_u - длительность импульса принимаемого сигнала.

Современные радиолокационные приемники в зависимости от диапазона волн имеют полосу пропускания от 0,3 до 1 МГц.

 

Выходное напряжение (U_вых) ) приемника определяется свойствами индикаторного устройства. Для нормальной работы индикаторов с ЭЛТ требуются видеоимпульсы амплитудой в несколько десятков вольт.

 

Коэффициент усиления (к) приемника определяется отношением величин амплитуд напряжения сигнала на выходе и входе приемника.

к = U_{т вых} / U_{т вх}

На вход приемника поступают сигналы амплитудой в несколько микровольт, а выходное должно быть порядка нескольких десятков вольт, поэтому коэффициент усиления должен быть порядка 10⁶ ÷ 10⁷.

Диапазон принимаемых частот определяется теми несущими частотами от f_мин до f_мах, на которые настраивается приемник, сохраняя свои параметры.

Чем больше диапазон перестройки приемника, тем больше возможности РЛС по защите от активных помех. Количественно характеризуется коэффициентом перестройки по частоте к_f.

 

к_f = f_мах / f_мин.

 

Динамический диапазон (Д) – это диапазон уровней входных сигналов, на котором обеспечивается необходимое качество приема сигналов (способность приемника работать без перегрузок при воздействии сильных сигналов и помех), Количественно он определяется как отношение уровня максимально допустимого сигнала на входе приемника к минимальному:

 

Д = U_{вх мах} / U_{вх мин}; Д_дБ = 20lg = (U_{вх мах} / U_{вх мин}).

 

Пример. Динамический диапазон приемника 40 дБ. Определить отношение U_{вх мах} / U_{вх мин}.

 

Д_дБ = 20 lg (U_{вх мах} / U_{вх мин}); 40 = 20 lg (U_{вх мах} / U_{вх мин})

lg(U_{вх мах} / U_{вх мин}) = 2; U_{вх мах} / U_{вх мин} = 100

Динамический диапазон современных радиолокационных приемников составляет 80 ÷ 100 дБ.

Рассмотрев основные параметры, можно сформулировать требования, которые предъявляются к радиолокационным приемникам. Приемник должен обладать:

- высокой чувствительностью (малым коэффициентом шума), U_{пр мин} = 1,5 ÷ 4 мкВ (для метрового диапазона волн); Р_{пр мин} = 10^-13 ÷ 10^-14 Вт, 75 ÷ 85 дБ, к_ш = 1 ÷ 10 (для дециметрового и сантиметрового диапазонов волн);

- высоким коэффициентом усиления (порядка нескольких миллионов раз);

- большим динамическим диапазоном (80 ÷ 100 дБ);

- широкой полосой пропускания (0,3 ÷ 1 МГц).

Приемник должен устойчиво работать в условиях больших колебаний температуры и давления окружающего воздуха, прост в управлении, иметь малые габариты, минимальный вес и стоимость.

Лучшие показатели имеет супергетеродинный радиоприемник, который по сравнению с другими типами обладает лучшей чувствительностью, избирательностью, большим коэффициентом усиления и более устойчив в работе.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

Задание на самоподготовку:

Левичев. Радиопередающие и радиоприемные устройства. Воениздат, 1974. Стр. 199 – 209, 224 – 228.

Седышев. Радиоприемные устройства радиолокационных сигналов. Ч. 1, стр. 5 – 27, 57 – 61.

Знать принцип построения, структурную схему, параметры радиолокационного приемника и назначение его элементов.

Уметь нарисовать структурную схему радиолокационного приемника, определять параметры приемника по заданным величинам.

Окончание занятия;

Руководитель занятия: