Н. Ф. Николенко. Основы теории РЭБ. М., Воениздат, 1987 (1083410), страница 22
Текст из файла (страница 22)
д. Однако применение полупроводниковых при- боров ограничивается максимальной рассеиваемой в них мощ- ностью, которая в настоящее время не превышает нескольких десятков аатт. Основное внимание'далее будет удельно рассмот- рению передатчиков помех на вакуумных .приборах: ЛБВ-О, ЛОВ-М, и агнетронах. Процессы, происходящие в СВЧ приборах при усилении или геиерировании электромагничиых колебаний, весьма сложны, Их подробное описание требует привлечения достаточно сложного математического аппарата, К его использованию прибегают при конструировании приборов.
Специалистам, эксплуатирующим ап- паратуру, в которой используются геиераторные и усилительные приборы СВЧ-диапазона, нсобходимо и достаточно знать основные идеи, положенные в основу их построения, и, главное, четко пред- ставлять себе, как изменения режимов работы того или нного згрибора СВЧ влишот иа параметры генерируемого илн усилива- емого колебания. ' 62.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ ПРЯМОШУМОВЫХ РАДИОПОМЕХ Известно, что наилучшими маскирующими свойствами обладают «белые» гауссовы шумы. К «белым» шумам, подчиняющимся гауссову закону распределения мгновенных значений, относятся тепловые шумы резисторов, дробовые шумы электронных ламп и полупроводниковых приборов, фоторезисторов и фотоэлементов. Поэтому естественно стремление использовать указанные источники шумов для получения помеховых сигналов.
Реализуется это в так называемых передатчиках прямошумовых радиозлектроиных помех. Шумы первичных источников усиливаются, проходят цепь преобразований спектра и антенной передатчика излуча1отся и пространство, Характерной особенностью помсхового сигнала такого вида является то, что все его параметры — амплитуда, фаза (частота) изменяются по случайным законам. Общее выражение для напряжения прямошумовых помех имеет вид и„(1) = (l„(1) соз (ык1+ А~р (1) ).
(6.1) Здесь 0„,(1), Ьф(1) — случайные функции времени. Естественно, что и текущее значение частоты помехового сигнала "(г)= = — !"ог + АФ(г)1=ьа .'- — ' иэ (г) д, а (ц) ш ш ' ш являсгся случайной функцией времени с математи ческим ожиданием, равным м». Обычно для этих сигналов удовлетворяется условие А1«/)а«1 (б),— ширина спектра помехового сигнала), в связи с чем их часто называют квазигармоническими шумами. На практике нашли прнмснение два типа псредатчиков прямо- шумовых радиопомех: с прямым усилением шумов первичного источника и с перекосом спектра шумов первичного источника методом гстсродниирования.
Упрощенная структурная схема передатчика прямошумовых радиопомех с непосредственным (прямым) усилением шумов представлена на рис, 6.1, а. Графики спектральных плотностей шума первичного источника б (1) и формируемого помехового сигнала 6,()) приведены на рис. 6.1, б. Там жс показан примерный вид амплитудно-частотной характеристики перестраиваемого фильтра К'«()) В передатчиках прямошумовых помех (с прямым усилением) используются специалыю разработанные вакуумные или полупроводниковые шумовые диоды. В вакуумном диоде для повышения уровня дробовых шумов используют высокотемпературный катод прямого накала. Диод работает в режиме насыщения аиодного 107 ппнд. Р (1) к'()) 6„(Г) Р, „=ба((о) Л(п 109 108 Рпс.
6Л. Г!срсдатчггк прямошумопых радпопомсх с прямой фпль- трапися снсмгра шума псрпшгпого псггщппкн: а — структурная схема; б — травяна аогю~ и панс его р:богу тока. В полупроводниковых шумовых диодах используют явления лавинного пробоя. Но несмотря па принимаемые меры, уровень спектральной плотности шумов таких источников не превышает сгш(!) =1 10-" — 1 10-" Вт!Гц, а ширина спектра не превышает 2.10в 3.10в Гц Требуемая ширина спектра помех Л!и формггруется узкополосным перестраиваемым фильтром. Настройка на несущую частоту подавляемой РЛС )с производится по сигналам разведывательной части станции помех. Часто настройке полосового фильтра бывает фиксированной, и каждьш передатчик работает на фиксированной частоте, а заданный диапазон рабочих частот перекрывается по- меховыми сигналами от нескольких передатчиков, спектры которых примыкают друг к другу.
Так как мошность передатчика помех сушсственно (в сотни и тысячи раз) превосходит мощность первичного источника шума, то при формировании узкополосных помеховых сигналов вынуждены применять миогокаскадные резонансные усилители. Число каскадов может быть уменыпено при построении передатчика помех по структурной схеме, приведенной на рис. 6.2, бь Графики спектров, поясняющие работу передатчика, изображены на рис.
6.2, б. Сравнительно низкочастотные шумы и (г), имею- Ряс 62 Передптчпк прямошумопых помех с перекосом спекгра а — структурная схема; б — гра$нкя, поясняющие его работу шие неравномерную спектральггуго плотность, поступают на корректируюШий фильтр. Амплитудно- гастотная характеристика фильтра выбирается из условия выравнивания спектра сигнала первичного источника, т. е. К,р(Р) = )с П (Г) в интервале О~Е(Е „., Это позволяет выравнять («отбелить») шум первичного источника (6' (г) на рис.
6.2, б). Далее эти и (1)=(У созвпп1+(/ т (У) соз и,м„(1) =й,ми,(1) и'ш(1), П шпХ Р "и(' у ип(т) = (у шсозо)пг Р, в=Рп+Ргм ип 11) = Ь'шп (1) созпур1, где аю = (уп/опь (6.2) ип (1) = 1/,ш, (1+т„(1) ] созеупй 110 шумы поступают иа смеситель. Иа второй вход смесителя поступают сииусопдальные колебания с перестраивасмого по частоте генератора. Смеситель сооран по балансной схеме. В нем с сигналами осуществляется операция, близкая к операции умножения, так что где й„, — коэффициент передачи смесителя. В результате такого п еобразования на выходе смесителя выделяются две полосы р спектра )у=(р-+-Ру (Р; — 1-я составляющая спектра шума первичного источника).
Из спектра сигнала на выходе смесителя резонансным перестраивасмым фильтром вьщсляется полоса частот А)п. Г!олучснный таким обри.кум гипшл уснлиипстгн и нилу шстся в пространство. Балансный смеситель можно рассматривать и как амплитудный модулятор с подавленном несущего колебания. Но традиционно принято считать рассматриваемый передатчик помех прямо- шумовым с переносом спектра. В качестве первичных источников шума в таких передатчиках наиболес часто используются тиратроны в поперечном магнитном поле и полупроводниковые шумовые диоды. Поскольку у них значение спектральной плотности в области частот 0 —:1 10' Гц в 10' — 10е раз выше спектральной плотности гцумовых вакуумных диодов, то передатчики помех с переносом спектра оказьпинотся несколько ирои~с ит олу меищпего числа каскадов усиления сформированного шума.
6.3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ ШУМОВЫХ РАДИОПОМЕХ С АМПЛИТУДНОИ МОДУЛЯЦИЕИ В пе сдатчике этого типа высокочастотное синусоидальное рколебание. модулируется видеошумами ип,(1) по амплитуде. Помеховый сиг нал в этом случае описывается выражением (l (у) =(/шн+А(утшп(в) = Г шп+ллмиш(у) Здесь илм — крутизна модуляционной характеристики передатчика. Обозначим йлмиш(1)(1у» =тв(т) Коэффициент т„(1) называют мгновенным коэффициентом амплитудной модуляции.
Окончательно для АМ-шумов получим Представим формулу (6.2) в виде Из этого выражения следует, что спектр АМШП (бп(!) на рис. 6.3, б) содержит регулярную составляющую на часто~с (п —— Рне. 6.3. Спектрнлмпне плптнпетн; в — молулврушшнв шумов, о — внплнтунно-молулнроввнноп шуновоп помвнн =мру2п, а спектр модулнрующих шумов ип,(1) образует боковые полосы с частотами ) =)п+Р, н ) =!е — Рь где Р; — 1-я составляющая спектра модулнрующнх шумов. Полная мощность передатчика АМ-помех где Рп — мощность регулярной составляющей несущего колебания; Ре — мощность боковых составляющих спектра помехового сигнала. Маскирующий эффект прн подавлении РЛС обзора создает преимущественно боьовыс составлуноцтие спектра.
Поэгому естественно стрсмлсуупе перераспределить мощность Рн и в пользу Ро. Это до определенного предела удастся сделать за счет предвари; тельного двустороьнсго ограничения шумового напряжения, как показано на рпс. 6.4, а, где приведены характеристика ограничителя ивм,=ф(и„,) и графики шумовых напряуксннй ин,(1) и инмв (1) . Основной хаРактеРистикой огРаничителЯ Явлаетса относительный уровень ограничения ибых( бх ь) 8 Зак. 5621 где 1го — абсолютный уровень ограничения шумов; ои, — эффективное значение напряжения ограничинасмых шумов. При росте ок, и губ=сонэ) происходит перераспределение мощиости передатчика в пользу Рго Можно показать, что при прочих гавных )словиях модуляция практически нсограничсниьм шумом Рис. 6.4. Ограничение модулированных шумов н передатчике АМ1ПП: о — ларлктернгтнка ограничители; б — форма колебаний иа ныкале перелатчика АМШП прк глубоком ограничении малулиругощего шума '1асп 3) дает Рб=-0,11 Рш а при аб-лО )предельное ограничение) Рб — 0,5Ри.
В связи с этим для модуляции применяют только ограниченные по мгновенным значениям шумовые напряжения. Но здесь следует иметь в виду одно обстоятельство. С ростом степени ограничения модулирующнх шумов амплитуда АМ-шумов становится все более регулярной, а при предельном ограничении 1при аб -0) она будет принимать только два значения — 1 и 0 1рис. 6.4, б). При этом, естественно, ухудшаются маскирующие свойства АМШП При ограничении модулирующих шумов изменяется и их спектральная плотность. Поэтому боковые полосы спектральной плотНОСтн ПОЛуЧЕНПОГО ПОМЕХОВОГО СНГНаЛа 6п11) НЕ будут ПО фОрМЕ воспроизводить спектральную плотность шумов на входе ограничителя.
Боковые полосы расширятся, образуются новые состав- ляющие. Но при симметричном двустороннем ограничении в добавочных боковых полосах будет содержаться не более 207а мощ. ности и можно считать, г1то ширина спектра АМШП ст1п-2Ггпак при любом уровне ограничения. Несмотря на определенные потери в маскирующих свойствах АМШП при аб — «О, в СВЧ-диапазоке просто необходимо использовать предельно ограничепныс модулирующие шумы. Последнее обстоятельство связано с явлением паразиткой частотной или фазовой модуляции, на котором мы остановимся при рассмотрении конкретных типов передатчиков АМШП. В СВЧ-диапазоне преимущественно использу1от два типа передатчиков АМШП вЂ” в виде автогеиераторов на магнетронах и модуляторш1 иа лалсипх бегущей 1юлиы (ЛБтВ-Й), Функци1ш»льиаи схема генератора на магнстроне (М) приведена иа рис. 6.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
