Выбор структурной схемы СВЧ тракта приёма

2.3. Выбор структурной схемы СВЧ тракта приёма

В качестве приёмного выберем тракт, обеспечивающий минимум суммарной эффективной шумовой температуры. Это реально позволяет снизить уровень шумов тракта и увеличить чувствительность приёмника, понизить требования к элементам тракта, т.е упростить его, что является очень важным элементом при построении спутниковой системы связи. Структурная схема этого тракта показана на рис.2.2.

Рис. 2.2. Структурная схема выбранного приёмного тракта СВЧ

Существует два основных типа структурных схем радиоприёмников: прямого усиления и супергетеродинного типа. Выбор типа структуры ОТП осуществим на основании сравнения заданных исходных данных с обобщенными реализуемыми характеристиками приемников, построенных по каждой из схем.

По структурной схеме бывают приёмники прямого усиления и приёмники супергетеро-динного типа.

Рис. 2.3. Структурная схема приёмника прямого усиления

Структурная схема приёмника прямого усиления (рис. 2.3) включает входную цепь (ВЦ), усилитель радиочастоты (УРЧ), демодулятор (Д), усилитель низкой частоты (УНЧ) и оконечное устройство (ОУ).

Достоинства приёмников прямого усиления:

простота построения и дешевизна;

несложная перестройка в диапазоне частот при условии малого коэффициента перек-

рытия по частоте;

отсутствие побочных каналов приёма;

Недостатки:

низкая чуствительность из-за трудностей получения большого усиления на высоких

частотах;

слабая избирательность, а также неравномерность избирательных свойств в диапазоне

рабочих частот, поскольку для любых избирательных систем их полоса пропускания растёт с ростом частоты:

,

где – добротность избирательной системы.

Таким образом, можно утверждать, что структурная схема приёмника прямого усиления не может быть использована при построении СВЧ тракта, так как не обеспечиваются требования по получению реальной чувствительности дБВт и избирательности частотного ствола с полосой МГц.

Приёмные тракты земных станций спутниковых систем связи обычно выполняют по супергетеродинной схеме (рис 2.4).

Структурная схема приёмника супергетеродинного типа включает тракт радиочастоты (ТРЧ) и дополнительно тракт промежуточной частоты (ТПЧ), состоящий из смесителя (СМ), усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и гетеродина (Г), которые образуют общий тракт приёма (ОТП). В тракте ПЧ осуществляется перенос радиосигнала на постоянную и более низкую промежуточную частоту, на которой легче реализовать фильтры с узкой полосой пропускания и крутыми скатами характеристики затухания для лучшего ослабления

Рис.2.4. Структурная схема супергетеродинного приёмника

помех соседнего колебания и следовательно обеспечить более высокую избирательность по сравнению с приёмником прямого усиления.

Такая схема построения позволяет получить большой коэффициент усиления (без опас-

ности самовозбуждения тракта), т.е обеспечить высокую чувствительность системы.

Недостатки:

гораздо большая сложность и стоимость;

возможность попадания в антенну с последующим излучением колебания гетеродина;

появление побочных каналов приёма (зеркальный канал приёма, канал промежуточной частоты, соседний канал приёма).

Для подавления побочных каналов приёма применяется двойное, тройное а иногда и чет-вертное преобразование частоты.

2.4. Выбор количества преобразований частоты

При проектировании супергетеродинного приёмника следует стремиться к одному преобразованию частоты в приёмнике, поскольку увеличение числа преобразований приводит к росту количества побочных каналов приёма. Однако при строгих требованиях ослабления помех в зеркальном и соседних каналах приёма может возникнуть необходимость применения двух, а иногда и трёх преобразований частоты. Поскольку определение количества преобразований частоты и выбор номиналов ПЧ многовариантны при учёте всего комплекса требований к приёмнику, то процесс проектирования носит итеративный характер.

Из-за невозможности реализовать в избирательных системах ТРЧ и ТПЧ коэффициент прямоугольности, меры по ослаблению помех по зеркальному каналу и помех соседних каналов, а также канала ПЧ, являются взаимно противоречивыми. Для их одновременного

удовлетворения необходимо определить диапазон возможных значений , в пределах которого выполнение требований по подавлению в ТРЧ помехи зеркального канала из-за «увода» ПЧ вверх позволяет реализовать заданную величину ослабления помех

соседних каналов приёма и помехи по ПЧ. Если такой диапазон найден, то производится выбор , если нет – принимается решение об использовании большего числа преобразований частоты, где удовлетворение противоречивых требований по подавлению помехи зеркального канала, канала ПЧ и соседнего канала производится раздельно. Кроме того, при выборе промежуточных частот желательно, чтобы их номиналы не находились в диапазонах частот мощных радиостанций (вещательных, точного времени и т.д.) и соответствовали некоторым нормированным значениям. На выбранной промежуточной частоте последнего преобразования должно обеспечиваться требуемое ослабление помех соседних каналов приёма при заданной величине коэффициента прямоугольности характеристики основной избирательности, а также качественная демодуляция принимаемых сигналов.

Выберем схему с двойным преобразованием частоты (рис.2.5), которая позволяет улучшить односигнальную избирательность: по комбинационным каналам приёма (особенно по зеркальному каналу), по соседнему каналу и по каналу промежуточной частоты.

Рис. 2.5. Структурная схема супергетеродинного приёмного тракта СВЧ

Под приёмником в данном случае понимается высокочастотная часть тракта от входа малошумящего усилителя до выхода второго усилителя промежуточной частоты, в котором происходит преобразование и усиление сигнала для дальнейшей передачи его оконечному устройству.

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 ...