Разработка функциональной схемы СВЧ тракта

3. Разработка функциональной схемы СВЧ тракта

3.1. Характеристика элементов приёмного тракта

Разработку функциональной схемы приёмного тракта произведём на основании выбран-ной супергетеродинной структурной схемы приёмника с двойным преобразованием частоты. Функциональная схема тракта приёма, должна содержать следующие части:

- антенну;

- диплексер;

- МШУ;

- полосно-пропускающие фильтры ;

- усилители промежуточной частоты ;

- смесители.

Рассмотрим более подробно элементы тракта СВЧ, которые используются для построения земной станции.

Антенна представляет собой параболический рефлектор диаметра D = 1.2 м и облучатель для приёма сигналов с круговой поляризацией правого вращения.

Отраженный рефлектором сигнал идет на облучатель. Его назначение – передать приня-тую антенной энергию ЭМВ спутника по волноводу к приёмнику.

Облучатель – один из важнейших узлов антенной системы, поэтому к нему предъяв-ляются определенные требования:

1) диаграмма направленности должна быть осесимметричной и без боковых лепестков;

2) облучатель не должен сильно затенять параболическую антенну, так как это приводит к

искажению её диаграммы направленности и снижению коэффициента использования поверхности параболоида вращения.

Облучателями параболических антенн служат слабонаправленные антенны. Это могут быть рупоры, щелевые антенны, спирали, диэлектрические антенны и др.

Волновод круглого сечения в большей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к облучателям антенных систем – диаграмма направленности осесимметрична, в отличие от пирамидального (прямоугольного) волновода.

Электромагнитная волна, распространяющаяся в пространстве от передающей антенны спутника до антенны земной станции, характеризуется поляризацией, т. е. ориентацией вектора

напряжённости электрического поля Е относительно поверхности Земли. Земная станция принимает со спутника «Экспресс-А» сигнал с круговой поляризацией правого вращения, а излучает сигнал с круговой поляризацией левого вращения.

C выхода облучателя сигнал поступает на диплексер, который выполнен на волноводе круглого сечения. Диплексер осуществляет разделение приёмного и передающего трактов, основанное на поляризационной селекции электромагнитных волн.

Диплексер должен удовлетворять требованию по подавлению сигнала передатчика, просачивающегося в приёмный тракт до необходимого уровня.

Ниже приведены типичные параметры диплексоров С – диапазона:

- развязка между приёмом и передачей: не менее 110 дБ;

- кроссполяризация: не менее – 40 дБ;

- рабочий диапазон частот:

а) на приём: 3600...4200 МГц;

б) на передачу: 5,925...6,525 МГц;

- потери: не более 0,25 дБ;

- диаметр волновода: D = 58 мм.

С выхода диплексора через сигнал поступает на вход Y–циркулятора, представляющего собой симметричное H-плоскостное сочленение трёх прямоугольных волноводов, в центр которого помещён ферритовый цилиндр.

Циркулятор – это устройство, в котором движение потока энергии происходит в строго определённом направлении, зависящем от ориентации внешнего магнитного поля, намагничи-вающего феррит.

Принцип работы циркулятора поясним с помощью рис. 3.1.

Рис. 3.1. Y-циркулятор

Волна Н₁₀, поступающая на вход циркулятора по волноводу 1, преобразуется в области феррита в две волны, которые обегают диск навстречу друг другу, одна по часовой стрелке, другая против неё. Направления вращения вектораобразовавшихся волн противоположны (в точках А и В), поэтому их фазовые скорости при подмагничивании феррита однородным полем

Н₀, различны. Параметры феррита и напряжённости поля подбирают так, чтобы обе волны приходили к волноводу 3 в противофазе. При этом электромагнитная энергия будет поступать из волновода 1 в волновод 2 и не попадать в волновод 3. Аналгичным образом поясняется прохождение энергии из плеча 2 в плечо 3, из плеча 3 в плечо 1.

В данном приёмном тракте циркулятор будет использоваться в качестве вентиля для устранения отражённой от входа полосового фильтра волны, а также для согласования выхода диплексора с волноводным входом полосового фильтра.

Рабочая полоса волноводных Y–циркуляторов достигает 30%, потери в прямом направ-лении составляют 0,15...0,5 дБ, в обратном – свыше 20...30 дБ.

С выхода циркулятора сигнал поступает на вход волноводного полосового фильтра.

В таблице 3.1 приведены справочные данные волноводных полосовых фильтров, выпускаемых ОАО „Радиофизика”, которые применяются во входных волноводных цепях земных станций спутниковых систем связи С–диапазона. Фильтры выпускаются в четырех модификациях: WF–12–1, WF–12–2, WF–12–3, WF–12–3В. Сечение волноводных входов фильтра 58х25 мм.

Таблица 3.1. Справочные данные полосовых фильтров

МШУ предназначен для усиления до необходимого уровня слабых входных сигналов, принимаемых антенной. В диапазоне частот 3600…4200 МГц сигнал с выхода полосового фильтра поступает на волноводный вход МШУ, а далее через волноводно-микрополосковый переход на вход первого каскада. МШУ выполнен по гибридно-интегральной технологии. Усиленный сигнал с волноводного выхода МШУ подаётся на вход первого смесителя.

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 ...