Абсолютная нестабильность частоты передатчика задаётся в техническом задании. Принимаю DfНСТ. ПРД. = DfНСТ. ГЕТ. =4×105Гц

2.2.2.3 Абсолютная нестабильность частоты передатчика задаётся в техническом задании. Принимаю DfНСТ. ПРД. = DfНСТ. ГЕТ. =4×105Гц.

2.2.2.4 Скорость объектов v, за которыми ведётся радиолокационное наблюдение, обычно не превышает 5Mah. Или по отношению к скорости звука vЗ:

v=5×vЗ,(2.8)

где vЗ - скорость звука, vЗ=330м/с.

v=5×330=1650м/с

Доплеровское смещение частоты:

,(2.9)

где c - скорость света, с=3×108м/с.

2.2.3 Полоса пропускания с учётом нестабильности частоты

,(2.10)

где КАПЧГ - коэффициент автоматической подстройки частоты, КАПЧГ=10…30 (чем сложнее АПЧГ, тем больше коэффициент).

Замечу, что АПЧГ не уменьшает влияние явления доплеровского смещения частоты эхо-сигнала, так как она отслеживает лишь отклонения разности частоты гетеродина и частоты передатчика от значения промежуточной частоты.

Для простой АПЧГ КАПЧГ=10:

2.2.3.1. Полоса пропускания входной цепи и УРЧ обычно много шире полосы пропускания приёмника в целом. Можно задаться значением эквивалентной добротности Qэкв контуров входной цепи и УРЧ порядка 50…200 и найти их эквивалентную полосу пропускания (точное значение полосы пропускания входной цепи и УРЧ находятся в соответствии с требованием избирательности по зеркальному каналу).

Пусть Qэкв»100, тогда полоса пропускания тракта радиочастоты:

(2.11)

2.2.3.2 Полоса пропускания тракта ПЧ 2DFТПЧ обычно близка к полосе пропускания приёмника 2DFП. Найду её с учётом найденной полосы пропускания тракта радиочастоты 2DFТРЧ:

(2.12)

Как и предполагалось 2DFТПЧ»2DFП.

2.2.3.3 Выбор величины промежуточной частоты fпр играет важную роль в работе всего приёмного устройства.

При выборе значения промежуточной частоты следует руководствоваться следующими основными соображениями:

1) для достаточной фильтрации сигналов промежуточной частоты после видеодетектора необходимо, чтобы верхняя модулирующая частота FВ была ниже промежуточной частоты в 5…10 раз.

2) для лучшего воспроизведения формы импульса период промежуточной частоты Тпр должен составлять не менее 0,05…0,1 длительности импульса tи.

Кроме этого замечу, что слишком высокое значение промежуточной частоты приведёт к уменьшению устойчивого коэффициента усиления УПЧ и сложности получения узкой и стабильной полосы пропускания в УПЧ. А слишком низкое - к сложности получения необходимой избирательности по зеркальному каналу без применения специальных мер (использование заградительных фильтров по зеркальному каналу в преселекторе).

Верхняя частота в спектре видеосигнала составляет примерно половину ширины полосы пропускания приёмника:

FВ=0,5×DFП,(2.13)

FВ=0,5×3,77×105=1,89×105Гц=189кГц.

Итак, первое требование к величине промежуточной частоты:

fпр≥(5…10) ×FВ(2.14)

Второе требование:

Тпр≥(0,05…0,1) ×τи. (2.15)

Или с учётом, что

:

(2.16)

Получаю систему двух требований:

(2.17)

Очевидное решение этой системы двух неравенств:

fпр≥4×106Гц.

Выбираю ближайшее меньшее значение промежуточной частоты из рекомендуемого ряда: 30МГц, 60МГц и 120МГц.

Итак, значение промежуточной частоты приёмника:

fпр=30×106Гц=30МГц.

2.2.4 Определю допустимый коэффициент шума приёмника

2.2.4.1 Для начала выберу тип и марку фидера снижения антенны. Выбираю коаксиальный кабель марки РК75-4-19, для которого:

волновое сопротивление ρ=75Ом;

удельные потери на частоте 1ГГц α=0,21дБ/м.

Коэффициент передачи по мощности фидера снижения антенны:

,

где L - длина кабеля снижения, L=5м.

2.2.4.2 В техническом задании чувствительность задана в единицах напряжения. Переведу её в единицы мощности:

Pc. min=,

где RA - сопротивление антенны, RA=ρ=75Ом.

Pc. min=.

2.2.4.3 Отношение сигнал/шум в относительных единицах:

γ=100,1×γ [дБ],

γ=100,1×12=15,8.

2.2.4.4 Допустимый коэффициент шума приёмника:

,

где Pс. min - чувствительность приёмника;

k - постоянная Больцмана;

T0 - нормальная абсолютная температура, T0=293К;

TA - шумовая температура антенны, TA=50К.

2.2.5 Найду действительный коэффициент шума приёмника без применения УРЧ

2.2.5.1 Коэффициент шума входной цепи:

Nвц,

где KР. ВЦ - коэффициент передачи по мощности входной цепи, обычно не менее 0,8, принимаю KР. ВЦ=0,8.

.

Рисунок 2.2. Схема структурная первых узлов приёмника без применения УРЧ.

2.2.5.2 В настоящее время в профессиональных приёмниках в смесителях преобразователей и в усилителях дециметрового диапазона широко используются полевые транзисторы. Объясняется это малыми нелинейными искажениями при преобразовании и большим динамическим диапазоном входного сигнала. Современные преобразователи частоты на лампах имеют динамический диапазон 70-80дБ, на биполярных транзисторах до 50-60дБ, а на полевых транзисторах до 90-100дБ и более. Малые нелинейные искажения важны с точки зрения уменьшения эффектов блокирования, перекрёстной модуляции и взаимной модуляции 2-го и 3-го порядков. Большой динамический диапазон важен в радиолокационных приёмниках в связи с большим диапазоном входного напряжения.

Выбираю в качестве смесителя преобразователя частоты схему усилителя на полевом транзисторе с изолированным затвором типа 2П310А, характеристики которого приведены в приложении А. Выбор транзистора обусловлен в первую очередь величиной усиления по мощности, которая составляет не менее 5дБ на частоте 1ГГц. Во-вторых, протяжённым линейным участком на зависимости крутизны от напряжения затвор-исток. В-третьих, относительно низким коэффициентом шума. Коэффициент шума преобразователя частоты превышает в 3…5 раз коэффициент шума усилительного элемента. Для выбранного полевого транзистора составляет не более 6дБ на частоте 1ГГц, или в относительных единицах:

NТ=100,1×6=4

Принимаю коэффициент шума преобразователя равным:

NПЧ=5×NТ,

NПЧ=5×4=20.

Коэффициент усиления по мощности преобразователя частоты, выполненного на выбранном полевом транзисторе, составляет около 2:

КПЧ≈2.

2.2.5.3 Коэффициент шума УПЧ NУПЧ=4

2.2.5.4 Ожидаемый коэффициент шума приёмника без УРЧ:

,

Ожидаемый коэффициент шума приёмника без УРЧ превышает предельно допустимый коэффициент шума:

26,9>11,5

Следовательно, необходимо применить перед преобразователем частоты малошумящий усилитель радиочастоты.

Рисунок 2.3 Схема структурная первых узлов приёмника с использованием УРЧ.

2.2.6 Найду действительный коэффициент шума приёмника при применении малошумящего УРЧ перед преобразователем частоты