Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987, страница 9

4.7, а). Обычно облучатель устанавливается в фокусе зеркала и излучает сферические ЭМВ. Зеркало изготовляется из метанлических листов нли сеток. Поверхности зеркала придается форма, =)/2 — ( — ). где )( — радиус линзы; г — удаление точки от центра РЛ. (4.3) пользуется для создания равносигнального направления (РСН) в РЛС слежения за целью. ЗА находят применение в радиолокации, радиосвязи, радиоуправлении в диапазоне СВЧ. Линзовые антенны (ЛА) применяются в диапазоне СВЧ для создания узких ДНА. ЛА состоит (рис.

4.8) из первичного излучателя и радиолнизы (РЛ). РЛ представляет собой прозрачное для ЭМВ ограниченное двумя поверхностями тело, показатель преломления которого п отличается от показателя преломления среды п,. С помощью РЛ сферический фронт ЭМВ облучателя преобразуется в плоский. По принципу действия РЛ подобны оптическим линзам. В качестве облучателей часто используются рупоры, которые помещаются в фокусе.,По виду материала РЛ разделяются на диэлектрические п,'= п, (рис. 4.8,а), металлопластинчатые п,с.п, (рис.

4.8,б). Управление положением главного лепестка осуществляется преимущественно перемещением облучателя в фокальной плоскости. На практике широко используется РЛ Люнеберга. Она имеет форму шара, показатель преломления которого плавно убывает от центра к его поверхности по закону Р))ОНО) д волны д Рис. 4.7. Зеркальная антенна (а) и ее диаграмма направленности (б) обеспечивающая формирование нужной ДНА. Наиболее распространенными являются зеркала в виде параболоида вращения йли усеченного параболоида (ПЗА), параболического цилиндра (ПЦЗА) или цилиндра специального 'профиля.

С помощью параболоида падающая сферическая волна облучателя преобразуется в плоскую. ДНА зеркальной антенны показана на рис. 4.7,б. ПЗА используются для создания игольчатых ДН, а ПЦЗА— веерных ДН. ЗА, создающие косекансные ДН в вертикальной плоскости )сз(8) =)созесе)т, применяются в бортовых РЛС обзора земной поверхности. Вращение облучателя вокруг фокуса ПЗА приводит к к(анусообразному вращению игольчатых ДН, что ис- 40 Рнс. 4.8. Линзовые антенны: лиалектричеекал (л); иеталлеллаетиичатак (б) А н т е н н ы с в р а щ а ю щ е й с я п о л я р и з а ц и е й.

Поле с вращающейся поляризацией можно рассматривать как результат сложения двух распространяющихся в одном направлении ЭМВ с линейной поляризацией со сдвигом по фазе на 90', плоскости поляризации которых перпендикулярны одна другой. Такое поле может быть создано с помощью двух полуволновых вибраторов, оси которых перпендикулярны, а токи отличаются по н фазе на 90 . В качестве антенн с круговой поляризацией мог" спользоваться крестообразные щелевые антенны, а также аитен"т ны, построенные на основе волноводных и рупорных антенн.

Большое применение получили спиральные антенны. Спиральная антвнна состоит из спирали, питаемой обычно с конца коакс альп ой линией (КЛ), и отражателя. Спиральные антенны применяются в диапазоне ДЦВ н МВ как самостоятельно, так и в каче- стае возбудителей рупорных антенн и облучателей зеркальных и линзовых антенн. Антенные решетки (АР). К достоинствам АР относятся: быстрое сканирование ДНА по заданной программе, изменение формы ДН, возможность увеличения мощности излуяения, получения многолепестковых ДНА. Для реализации возможностей АР необходимо управление амплитудно-фазовым распределением сигналов отдельных излучателей. АР, в которых управление положением главного лепестка осуществляется изменением фазы сигнала каждого излучателя, называются фазированными АР (ФАР).

Д4я изменения фазы сигнала каждого излучателя в его тракт вклЮчается фазовращатель. В таких ФАР имеет место фазовое сканирование ДНА. Если изменение фазы сигнала в излучателе осуществляется изменением частоты генератора, то в этом случае говорят о частотном сканировании ДНА. Антенны поверхностных волн (АПВ). На границе раздела двух сред могут распространяться так называемые поверхностные (замедленные) волны. Если замедляющая система имеет бесконечную длину или согласована с нагрузкой, то волна распространяется без излучения. При конечной длине замедляющей системы без нагрузки происходит излучение ЭМВ. Такая замедляющая система называется АПВ. АПВ в общем случае состоит нз возбудителя (рупора, )/4 в внбратора), направнтеля (диэлектрической пластины или ребристой структуры) и металлической пластины.

Такие антенны используются в диапазонах ДЦВ, СМВ, ММВ. Глава 5. ПРИЕЖИ~!Е УСТРОЙСТВА 5.1. Основные параметры приемных устройств Приемное устройство состоит из антенно-фидерного устройства и собственно приемника. В приемнике осуществляются селекция сигналов по частоте, их усиление и преобразование к виду, необходимому для работы выходных устройств. Современные приемные устройства бывают двух типов: прямого усиления и супергетеродинные. Они могут быть перестраеваемыми в широком диапазоне частот нли иметь фиксированную настройку на одну или несколько несущих частот. Основные параметры приемников: диапазон рабочих частот, чувствительность, избирательность, коэффициент шума. Диапазоном рабочих частот называется диапазон возможных частот настройки приемника.

Он определяется назначением РЭС и характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона й», который определяется отношением максимальной частоты 1шах к минимальной ~эм. 42 Чувствительность приемника — мера его способности обеспечивать прием слабых радиосигналов. Наиболее часто используется понятие «чувствительность, ограниченная шумами», которая определяется минимальным уровнем радиосигнала на его входе'при заданном отношении уровней полезного сигнала и шума н заданном уровне полезного сигнала на выходе приемника Чувствительность обозначается символом Р ршм (Ещ, ю ) и выражается в милливаттах (милливольтах) или в децибелах по отношению к мощности 1 Вт или 1 мВт.

Чувствительность современных приемников находится в пределах 1-10-' — 1 10 —" Вт. Она ограничивается внутренними шумами, а также внешними помехамн, наводимыми в антенне. Основную роль играют шумы первых каскадов, поскольку они усиливаются в большей степени. Избирательность (селективность) приемника характеризует способность приемника выделять н усиливать полезные сигналы и не пропускать мешающие сигналы. Избирательность обеспечивается использованием различий полезного и мешающих сигналов по поляризации, частоте, амплитуде, фазе, длительности и др.

В тех случаях, когда спектры полезных и мешающих сигналов не перекрываются, применяется частотная избирательность, реализуемая с помощью резонансных контуров и систем. Избирательность определяется формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) линейной части приемника (каскады до детектора). АЧХ представляет собой зависимость модуля передаточной функции К (а) от частоты: К (ш) = ~ К (м) ~ = ~ К (м) е — ~е < > /, (5.1) где <р (ь) — фазово-частотная характеристика. Максимум АЧХ соответствует настройке приемника на частоту еэ (10). АЧХ в нормированном виде (рис.

5.1) задается уравнением Т (1)=К(1)/КГ~о). Диапазон частот, в пределах которого величина Т (1) превышает уровень 1/)/2=0,707 ( — 3 дБ), называется полосой пропускання приемника. Полосу пропускания приемника можно определить и на другом уровне. ШиРина полосы пРопУсканиЯ Ь|пэ =7. — 7„ где 1. н 1, — веРхнЯЯ И нижняя граничные частоты, которые находятся из уравнения 1 7(Л= —. 1' 2 АЧХ позволяет определить ослабление сигнала на выходе линейной части при расстройке Ь|=)~ — 10 Здесь 10 в частота настройки; ),— несущая частота принимаемого сигнала.

Эффективность функционирования приемника при отсутствии внешних мешающих воздействий в существенной степени определяется уровнем его внутренних (собственных) шумов. Их наличие снижает отношение сигнал/шум на выходе линейной части приемника по сравнению с отношением сигнал/шум на его входе. Источникамя шума в приемнике являются резисторы, элект- родные и полупроводниковые приборы. При этом оснояную роль играют шумы входных цепей приемника, так как они усиливаются его последующими каскадами.

Мощность внутренних шумов приемника определяется выражением Ртд. др= ь Т (йы — 1) Ьуанрьь (5.2) где я=1,38 10-та Дж/К вЂ” постоянная Больцмана; Т вЂ” температура резистора в кельвинах; Жанры — полоса пропускания приемника, в пределах которой усиливаются шумы; й, — коэффициент шума (шум-фактор). Ряс. Пд, Амплитудно-частотная характеристика лк- кейной части пркемяпкд Коэффициент шума й показывает, во сколько раз возрастает отношение мощностей шума и сигнала на выходе линейной части приемника по сравнению с аналогичным отношением на входе. Для уменьшения уровня внутренних шумов в первых каскадах приемника применяют малошумдщие усилители (параметрические, ЛБВ и др,). 5.2.

Основные структурные схемы приемников В состав приемника входят линейная часть (избирательный усилитель), детектор и усилитель звуковой частоты УЗЧ (рис. 5.2). Линейная часть осуществляет частотную селекцию и основное усн- Ярнайяпя .асив Рнс. 6.2. Структурная схема прнемнкка прямого усплекня: Вц — входная цедь; урч — уснлнтель радночастоты; д — детехтор; УЗЧ вЂ” уснлнтель авуховой частоты: ВУ вЂ” выходное устройство ление полезного радиосигнала. Для неискаженного приема полезного сигнала и подавления мешающих сигналов необходимо, чтобы АЧХ линейной части приемника имела прямоугольную форму (кривая 1, рнс. 5.!) с шириной, равной полосе частот спектра радиосигнала, а фазово-частотная характеристика была линейной, Оптимальная форма АЧХ и ее ширина определяются спектром полезного сигнала, видом и уровнем мешающих сигналов, критерием оптимальности н др.

При настройке приемника на заданные частоты диапазона величина К (1о), ширина АЧХ и ее форма не должны подвергаться существенным изменениям. Линейная часть содержит несколько каскадов, соединенных последовательно. Общее усиление равно произведению коэффициентов усилении этих каскадов. В зависимости от схемы выполнения линейной части различают приемники прямого усиления и супергетеродинные приемники. Приемники прямого усиления.