Без ЛЧМ

1. Без ЛЧМ.

2. С ЛЧМ.

Т.к. база сигнала В=5, а

В = tи • 2DFд т.е.

2DFд = В /tи = 5/7мкс = 710 Кгц

2.Выбор оптимальной структуры приемного устройства.

РПУ работает при воздействии помех. Помехи мешают приему сигнала. Качество приема сигналов приемником в присутствии помех оценивают некоторым критерием . Под синтезом РПУ понимают синтез алгоритма обработки сигналов.

Для нашего типа сигнала М-4 , т.е. одиночный импульс с неизвестной амплитудой и фазой.

Алгоритм обработки :|Z|³ Zn, или ½Z½²³ Zn²:

Квадрат модуля корреляционного интеграла :½Z½= ÖZ1²(V) + Z2²(V)

И реализуется с помощью следующей схемы:

½Z½²

 Фо  Фв  КД

 

1 2 3 4

Рис. 2

1.  Фо- фильтр, согласованный одиночным радиоимпульсов пакета.

2.  Фв- дискретный сумматор на скользящем интервале.

3.  КД- квадратичный детектор.

4.  Пороговое устройство.

3.Определение основных качественных показателей и выбор структурной схемы РПУ:

 Радиолокационный приемник предназначен для усиления отраженных от целей сигналов и их дальнейшей обработки для выделения полезной информации. На вход приемника поступает смесь полезных сигналов и помех. Для полного использования полезной информации необходимо применять оптимальные алгоритмы обработки . При проектировании структурной схемы РПУ необходимо предусмотреть устройства , реализующие операции оптимального алгоритма принимаемых сигналов. Схема алгоритма обработки принимаемого сигнала указана на рис.2.

Эту структурную схему алгоритма необходимо преобразовать в структурную схему устройства, технически реализующий данный алгоритм. Для этого требуется заменить все логические операции техническими устройствами , которые реализуют соответствующие логические операции.

В качестве Фо применяют линейные фильтры, построенные на пассивных элементах. Технически проще реализовать фильтр Фо на промежуточной частоте (ПЧ). Для этого в схему РПУ перед Фо вводят преобразователь частоты, содержащий смеситель и гетеродин (СМ) и (Г) . В качестве квадратичного детектора (КД) применяют амплитудный детектор (АД).

Пороговое устройство (ПУ) заменяют решающим устройством, а пороговое напряжение Uп задают исходя из вида критерия обнаружения. Для обеспечения работы РПУ в реальных условиях , когда параметры сигнала изменяются , в состав структурной схемы вводят такие устройства, как устройства автоматической подстройки частоты (УАПЧ), автоматическую регулировку усиления (АРУ) и т.д.

Так как используется одна антенна на прием и передачу сигналов , для этого в схему введем антенный переключатель (АП).

Для увеличения чувствительности и избирательности по зеркальному каналу перед смесителем включен усилитель высокой частоты (УВЧ) и входная цепь (ВЦ). Для обеспечения работы в динамическом диапазоне входных сигналов в состав РПУ включают устройство временной автоматической регулировки порога (АРП). Для частотной автоподстройки в схему вводят смеситель (СМ2) и усилитель промежуточной частоты (УПЧ2), различитель (РЗ) и управитель (У). Сигнал от передатчика (ПРД) через делитель мощности подают на СМ2 . В схему вводят АП.

Сигналы с выхода КД подают на видеоусилитель ( ВУ ), а затем на индикатор (ИНД), с помощью которого оператор РЛС осуществляет визуальное наблюдение. Общую синхронизацию осуществляют с помощью синхронизатора импульсов (СИ), которые запускают ПРД , ИНД и схему ИАРУ.  

 

Расчет основных параметров структурной схемы.

Исходные данные:

Рабочая частота 17.5Ггц

Коэффициент шума 6

Суммарная нестабильность частоты радио линии 10 Е-7

Чувствительность ?

Ширина спектра сигнала 710Кгц

Будем искать шумовую полосу пропускания приемника и исходя из значения допустимого коэффициента шума. Выберем типы каскадов.

 

Полоса пропускания приемника, необходимая для приема сигнала, складывается из полросы энергетического спектра одиночного сигнала,

2fд max - полосы, учитывающей доплеровское смещение частоты и Пнс- запас полос частот для учета нестабильности и неточной настройки.

Ппр=Пс+Пнс+(2fд max)

Пс- ширина спектра сигнала .

Пс= 0,71 Мгц

Пнс= 2fс fнс

fнс- суммарная нестабильность частоты радио линии.

Пнс= 21.7510Мгц10= 3.5 Кгц

Примем максимальную скорость цели Vmax= 600, тогда

2fд max= 22Vmaxfc

c

2fд max= 2260017500/ 310= 0.14 Мгц

Ппр= 710+ 140+ 3.5= 853.5 Кгц

Т.к. Пнс / Ппр 0.1- 0.2 , то в состав РПУ можно не включать систему АПЧ.

Шумовая полоса пропускания приемника:

Пш= Ппр1.1 = 853.51.1= 940 Кгц

Шп= 6

Исходя из этого, выясним нужно ли использовать УВЧ.

При его отсутствии Шп= Шпч + Шупч-1

Крпч

где Шпч- коэффициент шума преобразователя частоты.

Шупч- коэффициент шума УПЧ (усилителя промежуточной частоты).

Крпч- коэффициент передачи по мощности ПЧ.

Шпч= 3.5- 10 (для балансного ПЧ на п/п диоде).

Шупч= 1.5- 2(для малошумящего транзистора).

Крпч= 0.1-0.5(для малошумящего транзистора).

Шп= 5+(2-1)/0.5= 7 Шп>Шпдоп

Значит в схему необходимо ввести усилитель высокой частоты (УВЧ).

Т.к. Шпдопдостаточно мал, то в качестве УВЧ используют диодный параметрический усилитель на полупроводниковом диоде без охлаждения.

В качестве преобразователя частоты (ПЧ) можно использовать балансный ПЧ

на полупроводниковом диоде.

4.Определение качественных показателей структурных узлов схемы.

В предыдущем разделе установлено, что для получения необходимого

коэффициента шума в тракт РПУ необходимо ввести УПЧ.

Рассчитаем чувствительность приемника.

Рап=NoRТоПш

где R=1,3810Дж/град.

Пш- шумовая полоса линейной части приемника (Гц).

То- температура шумов в антенне.

No- коэффициент шума.

Рап= 62001,381094010= 15.510Вт.

Рассчитаем коэффициент передачи тракта РПУ.

Детектор работает при малых напряжениях.

Допустим, Uвых= 0.1В

Определим напряжение на входе УВЧ (Uвх).

Примем Rвх(УВЧ)= 500 Ом.

Uвх ш=

Uвх ш= = 2.810В

Коэффициент передачи линейного тракта:

Кус= = 3.610

Если коэффициент шума УВЧ = 1.3 табл.6.2 [1], то

 

Шп= Шувч+ [(Шпч-1)/Крувч] +[(Шупч-1)/КрувчКрпч, где

Шп- коэффициент шума РПУ,

Шувч- коэффициент шума УВЧ,

Шупч- коэффициент шума УПЧ,

Крувч, Крпч- коэффициент передачи по мощности УВЧ и ПЧ.

Шп= Шувч+ [(Шпч-1)/Крувч] +[(Шупч-1)/КрувчКрпч

Шп= 1.3 + 9/ Крувч + 10/ Крувч = 3

Значения (Шпч-1) и (Шупч-1) выбраны по таблице 6.2 [1].

Крувчmin = 20.

Достаточный коэффициент передачи УВЧ: Кувч = 6.

На УПЧ происходит основное усиление. Рассчитаем коэффициент усиления для УПЧ.

Кпч0.8, Кувч= 6.

= Кпч Кувч Купч.

Купч= / Кпч Кувч = 8/6.08 = 1.6

Теперь предварительно установим, сколько каскадов усиления будет иметь УПЧ.

Купч= ( К1упч ) , где n- число каскадов .

n = log к1упч  К упч

К 1упч