0917 (Методическое пособие №0917), страница 3

Построение структурных схем детекторов сигналов ДОФТ зависит от вида применяемого в системе манипуляционного кода. При курсовом проектировании будем использовать код, заданный табл. 11. Рис.2 Таблица 11 Структурные схемы когерентного и некогерентного демодуляторов сирдалов ДОФТ приведены на рис.За) и Зб) соответственно. Эти демодуляторы строятся из тех же элементов, что и демодуляторы сигналов ОФТ (рис.2), кроме ннх в схемы входят 23 Рис.4 Рис.З фазовращатели на угол к/2. Для правильной работы демодулято- ров, изображенных на рис.26) и Зб)„на длительности элемен- тарной посылки должно укладываться целое число периодов промежуточной частоты. 2.2.

Особенности расчета связных РПУ непрерывных сигналов Проектирование РПУ сигналов АМ подробно изложено в 11,21. Ниже рассмотрены некоторые специальные вопросы, возникающие при проектировании приемников с однополосной (ОМ) и частотной (ЧМ) модуляцией. При проектировании РПУ с ОМ следует иметь в виду, что нестабильность частот передатчика и гетеродина (или гетеродннов) приемника влияет не только на полосу пропускання линейного тракта, но и на разборчивость принимаемых речевых сообщений. Экспериментально установлено, что при больших отношениях сигнал-шум на входе детектора (например, ) вх> 20 дБ) удовлетворительное качество приема обеспечивается, если суммарная нестабильность частот не превышает 150...200 Гц; при отношении сигнал-шум порядка 12 дБ допускается расстройка не более 50...100 Гц.

Поэтому при работе по радиоканалам с большими нестабильностями частоты используются сигналы ОМ с не полностью подавленной несущей; по остатку несущей работает система ФАПЧ (для компенсации уходов частоты). Одна нз возможных схем приемников сигналов ОМ с не полностью подавленной несущей приведена на рис.4, где ФОН вЂ” фильтр остатка несущей, ФБП вЂ” фильтр боковой полосы.

Детектирование сигнала ОМ осуществляется в синхронном детекторе, состоящем из перемножителя и ФНЧ. Функцию синхронного детектора в схеме выполняет ФД, не имеющий ограничителя на входе и, таким образом, реагирующий как на амплитуду, так и на фазу приходящего на него колебания боковой полосы. Опорное колебание для работы СД создается отдельным генератором, а для того, чтобы расхождение частот сигнала и этого 24 генератора не выходило за указанные выше пределы, в схеме присутствует система ФАПЧ, подстранвающая частоту гетеродина. В связи с тем, что боковая полоса частот сигнала ОМ не излучается в паузах речи, целесообразно автоматическую регулировку усиления (АРУ) осуществлять по остатку несущей (он излучается постоянно), как это отражено на рис.4.

В том случае„если взаимные уходы частот передатчика и гетеродинов приемника невелики и не превышают 150-200 Гц, используются сигналы ОМ с полностью подавленной несущей. При детектировании таких сигналов в качестве опорного генератора в приемнике можно использовать высокостабильный генератор без подстройки его частоты. Типовая структурная схема подобного приемника приведена на рис5, где Эà — автономный высокостабильный эталонный генератор, от которого синхронизируется гетеродин приемника и опорный генератор синхронного детектора. Система АРУ в этой схеме приемника работает по сигналу.

Поскольку в паузах речи сигнал не излучается, для сохранения коэффициента усиления линейного тракта постоянная времени разряда фильтра АРУ должна быть большой (г >10с), а по- ВУ УРЧ ПЧ УПЧ ФБП СД УНЧ ЭГ Рис.5 стояннак времени заряда — маленькой (г, < 0,1с). При расчете полосы пропускания РПУ следует учесть, что ширина спектра сигнала составляет: — при приеме сипилов с ОМ с остатком несущей Пс= гв (9) — при приеме сигналов с ОМ с полностью подавленной несущей Пс = Ев — гн. (10) Вычисляя коэффициент шума приемника сигналов ОМ (2), необходимо иметь в виду следующее. При построении приемника по схеме рис.4 (с точным фазированием опорного колебания с принимаемым сигналом) унх — — увых/2. При автономном генерировании опорного колебания (схема рис.5) Увх Увых При расчете приемников сигналов ЧМ следует обратить внимание на вычисление допустимого коэффициента шума (2), предварительно рассчитав по формуле [Ц к,„=~,~,~.,Гоъ Т ~4Ъ .

(11) где 1~„= ~Г2 — пик-фактор сигнала ЧМ. Формула (11) верна при увых > 10ДБ При расчете по формуле (11) величина у может оказаться слишком большой, а допустимый коэффициент шума приемника (2) — недостижимо малым. Преодолеть эту трудность позволяет применение сле- УНЧ дящих демодуляторов. Их положи- х .г ~ > г~. в 1> тельный эффект обусловлен тем, что они следят за текущим спекгром Рис.б сигнала ЧМ, который оказывается весьма узким.

Это позволяет выполнить линейный тракт РПУ узкополосным и, следовательно, работать при более низких отношениях сигнал-шум на входе демодулятора, т.е. понизить порог помехоустойчивости. Можно считать„что примене- УПЧ АО ФД ние следящего демодуч ~Я вЂ” ь лятора позволяет уменьшить величину г у в ~я раз при од- ной и той же величине Рис.7 27 7'вых 1 1.

Наибольшее распространение нашли демодуляторы с обратной связью по частоте (рис.б) и синхронно-фазовые детекторы (рис.7). Эти демодуляторы построены на основе ЧАП (рис.б) и ФАП (рис.7) с той лишь особенностью, что в цепи обратной связи отсутствует фильтр. Именно зто позволяет демодуляторам следить за мгновенной частотой сигнала ЧМ. Методика расчета систем ЧАП и ФАП приведена в [1,21. 2.3. Особенности расчета радиолокационных приемников Задания на проектирование радиолокационных приемников (таблицы 6-8) разработаны для импульсных РЛС обнаружения. Такие РЛС имеют широкое распространение и характеризуются относительной простотой технических решений.

При импульсном режиме работы облучение цели производится не одним импульсом, а последовательностью из и импульсов, т.е. пачкой. Пачка излучаемых (зондирующих) импульсов может быть когерентной или некогерентной. В некогерентной РЛС излучение производится пачкой некогерентных зондирующих импульсов, то есть импульсов, значения начальных фаз которых случайны и взаимонезависимы.

По отраженному от цели сигналу в некогерентном приемнике РЛС возможно оценить только дальность и угловое положение цели, определить ее скорость невозможно. Если в техническом задании на курсовой проект не задан» скорость цели, следует проектировать некогерентный радиолокационный приемник'.

Упрощенная структурная схема одного канала некогерентного приемника изображена на рис.8 13,5]. Отраженные от цели сигналы поступают на вход приемника от антенного переключателя (АП)„позволяющего использовать одну антенну для совместной работы передатчика и приемника. Входное устройство (ВУ) включает устройство защиты приемника от мощных зондирующих импульсов передатчика и полосовой фильтр, который производит предварительную фильтрацию сигнала от помех.

В качестве малошумящих усилителей (МШУ) обычно используются транзисторные, параметрические усилители, а также усилители на ЛБВ и туннельных диодах. Широкое распространение в РЛС получили балансные диодные преобразователи частоты (ПЧ) 13,5). Определение дальности до цели выполняется на основе измерения задержки отраженного импульса.

С этой целью на выходе ПЧ сигнал разветвляется на Ф ветвей (каналов дальности): А' =Ытстг = Тп/ги = апти (12) где гстр и ги — длительность стробирующего и зондирующего импульсов соответственно. Селектор дальности (СД) — аналоговый ключ, пропускающий отраженный сигнал, попадающий во временной интервал (строб), пока СД открыт. Стробы каналов сдвинуты друг относительно друга и перекрывают все дальности до цели. По номеру канала определяется дальность до цели. СД может быть выполнен как обычный каскад УПЧ, у которого стробирующим импульсом включается питание на длительность строба.

Для получения на входе АД максимального отношения сигнал-шум в УПЧ должен быль включен согласованный с одиночным импульсом фильтр (СФ) 13,51, однако с целью упрощения приемника на практике чаще используется не СФ, а квазиоптимальный фильтр, в качестве которого выступает избирательный каскад УПЧ с полосой пропускания П =1~ти .

Поскольку фаза отраженных импульсов при обработке не ВУ МШУ ФЗК ПЧ СД, упп, АЛ, ГФ, Рис.8 учитывается, в АД выделяется огибающая этих импульсов с последующим накоплением их в гребенчатом фильтре (ГФ). ГФ в простейшем случае представляет собой интегратор 13,5].

При превышении уровня сигнала на входе порогового устройства (ПУ) некоторого порога на выходе ПУ формируется сигнал, говорящий о наличии цели. Из-за различных дальностей до цели динамический диапазон сигналов на входе приемника велик, поэтому применение АРУ в виде ВАРУ или БАРУ становится необходимым. Повышение разрешающей способности и точности измерений в РЛС становится возможным при переходе от простых импульсных к сложным сигналам, например, с внутрнимпульсной линейной частотной модуляцией.

Обработка сложных сигналов в большинстве случаев производится некогерентно. Структурная схема приемника такая же, как для простых импульсцых сигналов (рис.8). Отличие состоит только в том, что использование квазиоптимального фильтра в этом случае неприемлемо, В тракте УПЧ обязательно устанавливается СФ для одного сложного импульса пачки. На выходе СФ импульсы сложной формы сжимаются в Ксж раз, снимается их внутриимпульсная модуляция н увеличивается амплитуда.

В качестве примера на рис.9 изображен сложный импульс с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и сигнал на выходе СФ. Амплитуда сигнала ЛЧМ на входе СФ вЂ” ()вх, длительность импульса — гн. В результате обработки импульса в СФ он сжался во времени в Ксж раз (длительность выходного импульса определена по уровню 0,637 ат максимального значения). Амплитуда сжатого импульса на выходе СФ составляет (1вых /КсжУих, т.е, значительно возрастает при больших коэффициентах сжатия Ксж=В=гиА(дав 14]. Выходной сигнал СФ имеет высокочастотное заполнение, которое на рис.