Справочник по радиолокации. Книга 1 (1151798), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Даже если у самого усилителя высокой частоты динамический диапазон является более чем достаточным, выбор динамического диапазона смесителя является следствием компромисса между уровнем шума входных цепей и смесителя, как это показано ниже в таблице. б.2. Сооора;женил, касающиеся шума и динамического диаиазона 287 ~ Шум приемной системы. Уровень шума системы — это совокупный шум антенны и приемника. Как правило, входной шум приемника будет превышать уровень шума самого приемника, так что приемник оказывает всего лишь незначительное воздействие на шумовую температуру системы или коэффициент шума. Таким образом, при задании параметров динамического диапазона, в частности таких, как отношение сигнал/шум, важно указать, относится ли данный уровень шума к шуму собственно приемника или к шуму всей системы.
Минимальный уровень сигнала, иредставляющий интерес. В прошлом использовались определения минимального уровня сигнала. такие как минимальный уРо- булава 6. Радиолокаиионные приемники Р у~1 у)= 2Р~~ + Р~2 = 2Р/р (6,1) Р2;2 ~-, -— — Р у1+ 2Ру-» — 2Р~р, (6.2) где Р ~ — мощность входного сигнала на частоте/~, Р~2 — мощность входного сигнала на частоте ~, Р— мощность помеховыу сигнал,пов. я точке пгхи*.сечения тпеть- 1,, е ,1 влияние оказывают только сигналы с частотами 2 ~~ — 6, 2„~~ — „~1.
Основное бес- покойство, как правило, представляет собой искажение третьего порядка. Уровни мощности этих интермодуляционных составляющих третьего порядка выражаются следующим образом: 6.2. Соодраокения, касающиеся шума и динаминескоео диаоазона 289у ~Ъ Количество уровней квантования аналого-цифрового иреобразователя. Количество уровней квантования аналого-цифрового преобразователя определяет величину максимального уровня сигнала, при котором он может быть переведен в цифровой вид.
Как правило, приемники реализуют управляемое ограничение ~разд. 6.8) для того, чтобы не допустить превышения пиковым значением амплитуды сигнала диапазона квантования аналого-цифрового преобразователя. Исходя из практических соображений считают, что максимальный уровень входного сигнала должен устанавливаться на 1 дБ ниже максимального уровня квантования в целях предотвращения перегрузки преобразователя вследствие колебания го пялят~ тпоя Таблица б.1. Характеристики шума и динамического диапазона Поло- Поло- Аттенюатор Огра- Аналого- Глава 6. Радиолокационные приемиики 6.3.
Соображения, касающиеся ширины полосы частот Определения. Мгновенная полоса пропускания модуля приемника — это полоса частот, в пределах которои данный модуль может одновременно обрабатывать два или более сигналов с заданной точностью. Когда термин «мгновенная полоса лролуекаиия. применяется в отношении приемника РЛС. то речь идет о результирующей его полосе пропускания, определяемой высокочастотной его частью, модулями промежуточной частоты, видео- и цифровой фильтрацией, входящими в 6З. Соображения, касающиеся ширины полосы частот 293 ~ Ъ~ помехами, позволяя отстроиться от помех, но если помехи являются преднамеренными, как в случае подавления РЛС, может потребоваться изменение высокой частоты на межимпульсной основе с помощью переключаемых или электронно настраиваемых фильтров.
Если фильтрация по высокой частоте организуется до модуля усиления сигналов высокой частоты, то вносимые потери фильтра будут составлять 1 дБ на 1 дБ изменения коэффициента шума приемника. Данный пример лишний раз демонстрирует, как поступаются шумовой температурой ради сохранения требуемого качества функционирования РЛС. Для обеспечения необходимой скорости переключения частоты используются фильтры на железоиттрие- Глава 6.
Радиолокационние ириемники 6.4. ВЧ-тракт приемника Структура тракта. Высокочастотный' ~ЗЧ) тракт РЛС включает малошумящий усилитель и полосовой фильтр, после которого следует преобразователь частоты„ обеспечивающий перенос спектра принимаемого сигнала на более низкую частоту. В результате частота сигнала, принимаемая РЛС, становится равной промежуточной частоте, на которой возможна реализация фильтров с подходящими избирательными характеристиками. Сам смеситель и предшествующие цепи, как правило, являются относительно широкополосными. Настройка приемника в пределах полосы пропускания предварительного селектора или смесителя осу- 6.4.
ВЧ-тракт приемника 29$ «~~~ обеспечивают поглощение большей части отраженной энергии основной частоты, но они, как правило, гораздо менее эффективны по отношению к сигналам гармонических составляющих. Более того, эти ферритовые устройства являются нелинейными и могут генерировать паразитные гармоники в спектре полезного сигнала. Паразитные составляющие в спектре доплеровских частот создаются люоым нелинейным процессом, который не повторяется при прохождении в тракте каждого передаваемого импульса.
Газоразрядные устройства защиты приемника ионизируются при генсрировании мощных сигналов передатчиком, но имеет место не- Глава 6. Радиолокационные приемники 6.5. Гетеродины Предназначение гетеродина. В супергетеродинном приемнике используется один или более гетеродинов и смесителей для преобразования сигнала на промежуточную частоту, которая удобна лля последующих операций фильтрации и обработки. Приемник может настраиваться путем изменения первой частоты гетеродина без воздействия на модули промежуточной частоты приемника.
Последующие преобразования на промежуточной частоте часто осуществляются внутри приемника посредством использования дополнительных гетсродинов, в основном фиксированной частоты. Эти гетеродины, как правило, также исполь- 6.5. Гетеродины высокие сигналы амплитуды или шума создают такой сдвиг по фазе, который приводит к дополнительному вносимому шуму в цепи приемника. Чувствительность к вибрации. Кроме фазового шума, генерируемого стабильным гетеродином в благоприятной среде, к исто шикам нежелательной фазовои модуляции относятся эффекты пульсации источников питания и паразитных сигналов, а также механическая или акустическая вибрация вентиляторов, двигателей и других источников. Эффекты от вибрации могут быть сильными, в особенности в бортовых условиях, где присутствуют высокие уровни вибрации. Чувствительность к вибрации гетеродина задается вибрационной чувствительностью дробной Общий фазовый шум сгабильного гетеродина ) -(1) азовый шуы после понижающего реобразования Г(1) Глава б.
Радиолокационные ириемники ~ ® Фазовый шум после понижающе~ о преобразования частоты и фильтрации приемника ч ти со сдвиюм по фазовому муму Глава 6. Радиолокациопные приемники фазовый отклик значительной продолжительности„временная пульсация по времени переключения может переводиться в фазовую модуляцию сигнала передатчика или приемника.
Общая нестабильность РЛС. Основными источниками нестабильности РЛС обычно являются: общий фазовый шум приемника-возбудителя. раздельный фазовый шум приемника и возбудителя. а также фазовый шум передатчика. Если имеются спектры сигналов, соответствующие данным элементам, полученные посредством либо измерений, либо прогнозов на основе аналогичных устройств, то свертка общего фазового шума приемника-возбудителя„с учетом характера изменения дальности при наличии других элементов, обеспечивает расчет спектра от- б.5. Топеродины 305) кристаллы.
Это позволяет им обеспечивать более низкий фазовый шум и оптимизированную устойчивость к вибрации в силу свойств, уникальных для конкретной оси вращения. Умножение частоты этих источников УВЧ часто используется для генерирования необходимых радиочастот РЛС; однако данный процесс умножения приводит к увеличению фазового шума на 20 1ц (М) дБ, где М вЂ” коэффициент умножения. Для улучшения эффективности по фазовому шуму использовались другие разнообразные технологии источника, в частности такие, как генераторы на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Такие генераторы позволяют обеспечить более низкий удаленный от несущей частоты фазовый шум главным обра- г Глава 6.
Радиолокационные ириемники иметь одну из любых Ж фаз, где Ж вЂ” коэффициент деления. Переключение делителей может привести к фазовой неопределенности, вычисляемой как 2л/Л~. Если в процессе синтеза частоты используются частотные делители, они должны работать постоянно без переключения входной частоты или коэффициента деления во избежание этой фазовой неопределенности, Цифровые синтезаторы прямого синтеза (ВВЯ) могут использоваться либо для генерирования частот гетеродина напрямую, либо для генерирования модулированных сигналов перед повышающим преобразованием частоты. Когда требуется межимпульсная фазовая когерентность, начальная фаза сбрасывается обратно до нуля в начале каждого импульса.
Если все используемые частоты гетеродина являются кратными величинами частоты повторения % 6. б; Регулировка усиления 30~7' Боковые лепестки сжатых импульсных кодированных сигналов в РЛС по шкале времени могут изменяться в результате временной регулировки чувствительности. Обычно с флуктуациями уровня сигнала можно смириться, но на малой дальности скорость изменения уровня может быть очень большой. В большинстве современных РЛС, имеющих временную регулировку чувствительности, используется цифровой контроль временной регулировки чувствительности, который может приводить к большим изменениям шага дискретности уровня на малой дальности, если не используются высокие скорости оцифровки, Фазовая стабильность аттенюатора ~.~~,~рвгк т тък~~ъв ссэ1 ~1 ~,гЪту ° Ълг\ ~П Глава 6.
Радиолокационньк ириемники Автоматическая регулировка уровня шума. Ельце одно широко используемое применение для автоматической регулировки усиления заключается в поддержании желаемого уровня шума приемника на аналого-цифровом преобразователе. Как будет описано в разделе 6.10, слишком малый шум относительно шага квантования аналого-цифрового преобразователя приводит к потере чувствительности. Выборки шума берутся на большой дальности, часто за пределами инструментальной дальности РЛС или во время какого-либо запланированного периода.
Если РЛС имеет временную регулировку чувствительности в канале радиочастоты до процедуры усиления, то ее можно устанавливать в положение полного ослабления сигналов для 6. 7. Фиаьтрация 309)~ ближе к тракту ВЧ, можно обрабатывать сигналы большого уровня за сче~ снижения уровня усиления, воздействия интермодуляции или искажений, вызываемых перекрестной модуляцией. Недостаток использования устройств внесения ослабления в тракт ВЧ заключается в том, что, как правило, оно оказывает большее воздействие на коэффициент шума приемника, чем устройства ослабления, размещаемые дальше в приемнике. Это обычно не представляет собой проблему, если цель заключается в том, чтобы увеличить ослабление для загрубления чувствительности приемника, как это имеет место при временной регулировке чувствительности (ВРЧ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
