Распределение искажений

При рассмотрении такой характеристики РПрУ, как допустимый уровень частотных и временных искажений сигнала, остановимся на наиболее существенном для приемников импульсных сигналов показателе - искажениях переднего фронта импульса. Распределение искажений этого вида по каскадам РПрУ можно выразить в величине времени установления переднего фронта импульса и записать следующим образом:

Искажения, вносимые входной цепью незначительны и составляют:

0,0064 мкс

УРЧ является инерционным звеном, поэтому искажения, вносимые им, довольно велики:

Искажения, вносимые преобразователем частоты, составляют:

Наибольшие искажения переднего фронта радиоимпульсов вносятся детектором из-за шунтирования выходного контура УПЧ входным сопротивлением детектора:

Оставшееся искажение переднего фронта импульса вносится сравнительно узкополосным УПЧ. Определим допустимые искажения, приходящиеся на один каскад УПЧ:

4. Расчёт и определение параметров структурной схемы рпру

4.1 Определение эквивалентных параметров антенны

Проектируемый радиолокационный приемник имеет настроенную антенну, т.е. её сопротивление чисто активно и равно сопротивлению фидера:

Z_А = R_А = R_ф = 75 Ом

Относительная шумовая температура антенны:

t_a=T_A/T₀,

где T₀ - стандартная температура приёмника Т₀=290 ⁰ К ;

Т_А - абсолютная шумовая температура антенны.

По графику зависимости шумовой температуры идеальных приемных антенн от частоты (рис 1.4 [3]) находим: Т_А =140 ⁰ К.

t_a=140 / 290=0,48

4.2 Расчет полосы пропускания линейного тракта рПрУ

Для импульсных сигналов полоса пропускания приемника выбирается исходя из получения максимального отношения сигнал/шум на выходе радиотракта. Такая полоса называется оптимальной и определяется как:

П_с= (0,8..1,4)/_уст ~1/0,2 мкс=5 МГц

Ширина полосы пропускания линейного тракта П складывается из ширины спектра принимаемого сигнала П_с, доплеровского смещения частоты сигнала f_д и запаса полосы, требуемого для учета нестабильностей и неточностей настроек приемника П_нс:

П=П_с+2f_д+П_нс

Доплеровское смещение:

f_д = 2f_сV_ц/с = 21,310⁹400/310⁸=3,5кГц,

где V_ц- скорость цели относительно антенны РЛС;

с - скорость света в вакууме.

Запас полосы для учёта нестабильностей:

,

где б_с - относительная нестабильность несущей частоты принимаемого сигнала; при использовании в передатчике кварцевой стабилизации частоты несущей можно получить б_с =(10^-5...10^-6)

б_г- относительная нестабильность частоты гетеродина, которую на данном этапе можно оценить лишь приблизительно, используя данные таблицы 2.1 [3]. Выбрав транзисторный однокаскадный гетеродин с кварцевой стабилизацией, можно получить б_г=10^-6;

б_пр - относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, принимаем б_пр=(0,0003...0,003);

б_н - относительная нестабильность частоты, вызванная неточностью настройки контуров гетеродина, б_н = (0,001...0,01)/

Промежуточная частота выбирается из условия:

f_пр>(10...20)/_и =15/110^-6=15 МГц.

В РЛП миллиметрового и сантиметрового диапазонов промежуточная частота равна либо 30, либо 60 МГц [5]. Выберем промежуточную частоту из стандартного ряда: f_пр=30 МГц.

Частота гетеродина:

f_г=f_c-f_пр=1,3-0,03=1,27 ГГц .

=

= 13 МГц

П_нс>(1,2...1,5)П_с,

следовательно придётся использовать частотную автоматическую подстройку частоты ( ЧАПЧ ) или фазовую автоподстройку частоты (ФАПЧ).

При использовании ЧАПЧс К_чапч=10 полоса пропускания приемника:

П_ЧАПЧ=П_с+(2f_д+П_нс)/К_чапч=510³+(7+1310³)/10 ~ 6,3 МГц .

При использовании ФАПЧс К_фапч →~ полоса пропускания приемника:

П_ФАПЧ=П_с+(2f_д+П_нс)/К_чапч=510³+(7+1310³)/~ 5 МГц .

П_ФАПЧ не намного уже, чем П_ЧАПЧ, поэтому для упрощения схемы будем использовать ЧАПЧ.

Расчет предельно допустимого коэффициента шума:

где: К_р.ф. ~0,8 - коэффициент передачи фидера по мощности.

П_ш = 1,1П = 1,16,3=6,93 МГц.

К - постоянная Больцмана К=1,3810^-23 Дж/К.

Ш_доп ~ (110^-12/(1,3810^-232906,9310⁶1,4)-0,48+1)0,8=(25,75-0,48+1)0,8 = 21,02