Определение реальной и пороговой чувствительности приёмника

1.2.4. Определение реальной и пороговой чувствительности приёмника

Реальная чувствительность приёмника оценивается минимальной ЭДС (или мощ-ностью ) сигнала на входе приёмника, при которой сигнал на выходе приёмника достигает требуемого значения при заданном отношении сигнал/шум на его выходе.

Значение реальной чуствительности при стандартной температуре =290 К оценивается следующими выражениями:

, В

, Вт

где – соотношение сигнал/шум на выходе приёмника. Для сигналов ЧМ =2…4. Выберем = 2;

= 50 Ом – сопротивление антенны, согласованной с антенно-фидерным трактом с волно-вым сопротивлением 50 Ом.

В = 13,6 мкВ

Вт = 0,9 пВт или дБВт

Под предельной чувствительностью понимается уровень сигнала на входе приёмника при равных уровнях сигнала и шума на выходе линейной части приёмника, т.е при отношении сигнал/шум на выходе приёмника равном 1.

Вт или дБВт

Таким образом можно сделать следующий вывод:

Так как уровень сигнала на входе приёмника составляет дБВт, а реальная чувствительность приёмника, при которой обеспечивается заданное отношение сигнал/шум на выходе его выходе дБВт, можно сказать, что будет обеспечено требуемое качество обработки сигнала ЧМ в демодуляторе.

2. Разработка структурной схемы СВЧ тракта приёмника

2.1. Общие положения

Общий тракт приёма (ОТП) приёмного устройства предназначен для переноса прини-маемого сигнала без нарушения его структуры из области частот, используемой для радиосвязи, в область относительно низких частот, в которой его обработка оказывается наиболее эффективной. ОТП образуют тракт радиочастоты (ТРЧ) и тракты промежуточной частоты (ТПЧ) приёмного устройства.

Под СВЧ трактом приёма понимается совокупность оборудования, обеспечивающего приём СВЧ сигнала, его предварительное усиление и преобразование. В состав приёмного оборудования ОТП входит:

- антенно-фидерный тракт (волноводный, коаксиальный);

- малошумящий усилитель;

- смеситель;

- СВЧ гетеродин;

- СВЧ полосно-пропускающие фильтры.

Антенно-фидерный тракт – предназначен для передачи принятого облучателем антенны СВЧ сигнала в приёмник.

Малошумящий усилитель – устройство, выполняющее функцию предварительного усиления СВЧ сигнала до определённого уровня, обеспечивающего дальнейшую обработку этого сигнала.

Смеситель – устройство, обеспечивающее преобразование СВЧ сигнала в более низкочастотный сигнал.

СВЧ гетеродин – устройство, выполняющее функцию формирования СВЧ высокоста-бильных колебаний, которые используются смесителем для преобразования СВЧ информационного сигнала.

СВЧ ППФ – устройства, предназначенные для выделения диапазона принимаемых СВЧ сигналов.

2.2. Сравнительный анализ структурных схем СВЧ трактов

Можно выделить четыре схемы (рис 2.1, а - г) приёмопередающих трактов СВЧ, включающих: антенну с эффективной шумовой температурой и коэффициентом передачи, принимаемым на СВЧ равным единице; передатчик мощностью ; диплексер Д с потерями и физической температурой ; фидер с потерями находящийся при температуре ; МШУ с эффективной шумовой температурой и коэффициентом усиления мощности ; приёмник Пр с коэффициентом шума .

Рис 2.1. Структурные схемы построения приёмопередающих трактов средств связи СВЧ

Приведём необходимые для определения выше приведённых схем известные соотношения, имеющие и самостоятельное значение.

Эффективная (эквивалентная) шумовая температура пассивного элемента с потерями L и физической температурой Т:

(2.1)

Эффективная шумовая температура четырёхполюсника и его коэффициент шума :

, (2.2)

Коэффициент шума цепочки N каскадно включённых четырёхполюсников, обладающих усилением и коэффициентом шума :

(2.3)

Эффективная шумовая температура цепочки N четырёхполюсников:

(2.4)

Сопоставляя (2.1) и (2.2) и характеризуя пассивный четырёхполюсник коэффициентом шума , можно заметить, что при Т=Т₀ коэффициент шума численно равен ослаблению L, вносимому этим четырёхполюсником, т.е. = L. Это обстоятельство позволяет быстро пересчитывать коэффициент шума к любой точке тракта, состоящего из цепочки пассивных элементов, добавляя к исходному значению для К_ш или вычитая из него соответствующее число децибел.

Коэффициент шума реального четырёхполюсника с усилением мощности в эффективной полосе частот равен отношению шумовой мощности на его выходе к той её части, которая обусловлена шумами согласованной нагрузки, находящейся на входе при стандартной температуре Т₀=290 К:

(2.5)

где - усиленные четырёхполюсником шумы согласованной нагрузки;

- собственные шумы четырёхполюсника.

Эффективная шумовая температура - это не физическая температура антенны. За принимается такая температура резистивного сопротивления , равного сопротивлению излучения реальной антенны, при которой его мощность шумов равна мощности шумов на выходе этой реальной антенны. Величина зависит от конструкции антенны и её антенны. Её значение изменяется в пределах от 100…150 К при нулевом угле места до 30…40 К при направлении антенны в зенит (без учёта осадков).

Подставив (2.1) – (2.3) в (2.4), получим следующие выражения для эффективной шумовой температуры приёмного тракта приведённой ко входу облучателя каждой из выше приведённых схем (рис. 2.1, а…г):

; (2.6)

; (2.7)

; (2.8)

; (2.9)

Как следует из анализа (2.6)…(2.9), наименьшее значение имеет система, выпол-ненная по схеме рис. 2.1,г, в которой МШУ и приёмник вынесены непосредственно к антенне. Величина падает с уменьшением , , и с увеличением .

Похожие работы

Проектирование информационной телекоммуникационной системы парома на трассе Калининград – Санкт-Петербург

Скачать

56087

1

6

... устройства воздействуют помехи в виде излучений космоса, Солнца, Земли и др. планет. Правильный и точный учет всех особенностей спутниковой связи позволяет выполнить оптимальное проектирование системы связи, обеспечить её надежную работу в наиболее сложных условиях и в то же время исключить излишние энергетические затраты, приводящие к неоправданному усложнению наземной и бортовой аппаратуры. В ...

Индивидуальный прием программ спутникового вещания

Скачать

62636

2

19

... Прием сигналов осуществляется в г. Гродно с географическими координатами ψ=53,700 с.ш., φз=23,800 в.д. с спутника HotBird 6/7A (130 з.д.) Большинство современных систем индивидуального и коллективного приёма программ спутникового вещания оснащены опорно-поворотным устройством (ОПУ) для оперативного наведения антенны на заданный ИСЗ. Наиболее простым механизмом перестройки антенны ...

Многопозиционная фазовая модуляция в системах спутниковой связи с МДЧ

Скачать

22170

2

0

... õ Тогда любой из интервалов: входящих в алгоритм (1), можно представить через (2) по формуле: Vi=Xo*cos(jj-jo) +Yo*sin(jj-jo) (3), следовательно общая схема когерентного демодулятора сигналов с многопозиционной ФМн может быть представлена в следующем виде: В этой схеме автономный генератор и фазовращатель на p/2 вырабатывают квадратурные опорные колебания с произвольной начальной ...

Проектирование сегментов радиорелейной линии связи

Скачать

29964

10

15

... F, которое учитывает потери в застройке . Расчитываем длину волны, распространяющейся в радиоканале Расчитываем высоту подъёма антенны радиопередатчика 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ СУММИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ВХОДЕ АНТЕННО-ФИДЕРНОГО ТРАКТА РАДИОРЕЛЕЙНЫХ И СПУТНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ При передаче сигнал с частотой f’4 от передатчика ПД4 (рис. 5.1) через полосовой фильтр ...