Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Мы обратим особое внимание на характеристики, важные с точки зрения точного сопровождения по углам и дальности. Мы не будем рассматривать приемники для других типов излучения или имеющих другое назначение, если даже они построены на тех же самых принципах. Приемники, которыми мы будем заниматься, почти всегда относятся к типу супергетеродинных, т. е. использующих местный гете- родин и смеситель для того, чтобы преобразовать входной сигнал к значительно более низкой частоте, с которой проще иметь дело. Преобразованный сигнал подвергается очень большому усилению в усилителе промежуточной частоты и выпрямляется в диодном детекторе промежуточной частоты. Выход этого детектора состоит из видеоимпульсов, представляющих собой огибающую принятых эхоимпульсов высокой частоты.
Эти импульсы обычно усиливаются соответствующим видеоусилителем, за которым следует специальный видеодетектор, называемый расширителем импульсов. Это устройство преобразует последовательность видеоимпульсов в напряжение постоянного тока, на которое наложен сигнал переменного тока, пропорциональный огибающей последовательности импульсов. Составляющая переменного тока содержит в себе информацию об углах.
Составляющая постоянного тока зависит от средней амплитуды импульса и служит для регулировки усиления приемника. Либо в усилителе промежуточной частоты, либо в видеоусилителе предусматривается селектирование по дальности, чтобы возможно было сопровождение только одной цели. Селекция достигается резким уменьшением чувствительности приемника в течение всего времени, за исключением короткого интервала, в течение которого ожидается присутствие желаемого сигнала. 426 «олчучйннв и пвйовнлзовАинв иннногнлцин [гл. 10 10.20. Смеснтели и местные гетероднны В смесителе напряжение сигнала, принятого антенной системы, взаимодействует с напряжением значительно большей амплитуды, выработанным местным гетеродином.
Частота местного гетеродина отличается от частоты сигнала на промежуточную частоту. При частотах порядка 3000 мггц кристаллические смесители могут быть коаксиального или волноводного типов. При более высоких частотах используются смесители только волноводного типа. На рис. 10.22, а показан разрез широкополосного коаксиального смесителя на частоту 3000 иггц, а на рис. 10.22, б — простейший волноводный смеситель. Рнс. 10,22. Смесителя: а) широкополосный коакснальный смеситель иа частоту 3000 мгац, б) волиоводный смеситель на частоту 10000мггц.
Местный гетеродин для высокочастотных радиолокационных приемников может быть обычного низкочастотного типа с отрицательным напряжением на сетке, с подстраиваемыми контурами, состоящими из коаксиальных элементов; однако более часто применяют лампы с модуляцией по скорости. Последний тип практически является единственным, пригодным для частот выше 4000 иггц. Наиболее известной лампой с модуляцией по скорости является отражательный клистрон, существующий в двух видах. В первом резонатор находится частично вне вакуума, во втором он находится целиком в вакууме. Если резонатор находится вне вакуума, то настройка на нужную частоту осуществляется погружением в резонатор на различную глубину металлических винтов. Клистроны, у которых резонатор составляет одно целое с корпусом лампы, настраиваются путем деформирования резонатора, причем изменяется расстояние между сетками. Существует несколько узких областей изменения управляющего напряжения, в которых клистрон будет давать колебания; между этими областями колебаний не возникает.
В каждой области частота увеличивается с увеличением отрицательного напряжения на отражателе, причем выходная мощность увеличивается от нуля до максимума, а затем снова падает до нуля. Отличный способ управления частотой отражательного клистрона состоит в небольшом 429 10.271 о коэевициянтв шэмов изменении напряжения на отражателе около точки максимальной мощности.
На практике обычно пределы этого измерения устанавливают так, что на их границах падение мощности равно половине максимальной. Когда применяется автоматическая подстройка частоты (АПЧ), управляющее напряжение обычно подают на отра* жатель. Поэтому наклон кривой частоты по напряжению на отражателе и положение ее точек, соответствующих нулевой мощности, представляют собой параметры, существенные при проектировании АПЧ. Рабочие напряжения, вообще говоря, желательно стабилизировать. Лампы, в которых используется наружный резонатор, и стабилизированные напряжения на всех ее элементах могут быть защищены от влияния на частоту перемен температуры и давления путем применения очень массивных резонаторов, сделанных из металла с малым коэффициентом расширения.
Типы ламп с внутренним резонатором весьма подвержены таким влияниям; поэтому, если требуется работать без автоматической подстройки частоты, их нужно помещать в контейнер, где тщательно поддерживаются постоянная температура и давление. 10.27. О ковффициенте шумов При температуре выше абсолютного нуля всякое сопротивление является генератором шумов, мощность которых пропорциональна абсолютной температуре и полосе пропускания. Эти шумы называются шумами Джонсона (эоппзоп), их мощность можно вычислить по формуле И =КТВ, (10.
26) где А7 — мощность шумов в ваттах, К вЂ” постоянная Больцмана, Т вЂ” абсолютная температура в градусах Кельвина,  — полоса пропускания в герцах. Шумы Джонсона порождаются не только омическим сопротивлением, но и активной составляющей внутреннего импеданца любого генератора, включая антенны. Поэтому приемник, если даже он не имеет источников шума внутри самого себя, будет иметь шум на выходе, если он связан с антенной. Такой приемник будет иметь то же самое отношение сигнал — шум на выходе, какое существует на входе, и величина, известная как коэффициент шумов, будет равна единице. Всякий приемник добавляет ко входному сигналу свой шум, и поэтому отношение сигнал в шум на выходе меньше, чем иа входе. Это уменьшение измеряется при помощи коэффициента шумов'), который имеет следующее выражение".
Х (10. 27) Е) См. Гольдман С., Гармонический анализ, модуляция и шумы, ИЛ, !951, стр. 251. (Прим. перев.) 430 полвчвннй н пваоввлзовлний инэовмлцин 1гд. 10 Р=Рт+ г: (Р17 1)' 1 (10.28) Величина Рв есть коэффициент шумов, который получится, если на вход усилителя подать напряжение от источника с импеданцем, равным выходному импеданцу смесителя и связанных с ним цепей. Выходной шум й7в в уравнении (10.27) эквивалентен шуму Джонсона от сопротивления при некоторой температуре Т;, поэтому (10.29) И =Ктвв. Уравнение (10.27) можно переписать так: Т т 0 Т (10.30) Отношение,— мовкно назвать внвавалентной температурой т Г шумов, Теперь уравнение (10.28) можно переписать в форме, особенно удобной для изучения кристаллических смесителей; П(Т+ вГ )' (10.81) Оставим пока в стороне величину Т';г', нам важно выяснить, каким образом можно улучшить работу смесителя и тем самым сде- лать отношение — малым.
Коэффициент преобразования кристалт, Т лического смесителя (всегда меньший единицы) зависит от мощности, поглощенной им от местного гетеродина, особенно при малой по- глощаемой мощности. Эквивалентная температура шумов кристалла 1) См. Я 7.7. 1,Прилв. перев.) где р †коэффицие шумов, 5 †мощнос сигнала у источника излучения, Яв — мощность сигнала на выходе, Ив — мощность шумов на выходе, К вЂ” постоянная Больцмана, т — абсолютная температура источника сигналов,  — полоса шумов рассматриваемого устройства '). 8 1 Отношение — = — есть обратная величина усиления по мощов ности.
Полоса шумов В очень близка к ширине полосы по половинной мощности, если определяющие частоту цепи имеют три или больше АС-контуров, настроенных на одну частоту. В радиолокационном приемнике шумы всего приемника определяются двумя главными элементами, именно смесителем и усилителем промежуточной частоты (УПЧ).
Обозначив коэффициент шумов смесителя и усилителя промежуточной частоты через р,„и рвт соответственно, а усиление смесителя через 6, для полного коэффициентз шумов получим: 431 10.27) о коэввицивнтв шгмов Ямеад гге агагеад аты аагааа ееагеага гегаегагааа Рис. 10.23. Балансиый смеситель. изоляцию. Такая изоляция позволяет выбрать для местного гетеро- дина нагрузку, обеспечивающую наибольшую стабильность, и, кроме того, предотвращает утечку сигнала по направлению к гетеродину. На практике мощность местного гетеродина должна быть больше поглощаемой в кристалле, по крайней мере, на 20 дб.
Эквивалентная температура шумов кристалла возрастает, если сигнал местного гетеродина содержит модуляционные боковые полосы, соответствующие частотам, отличающимся от несущей на величину промежуточной частоты приемника. Такой шум появляется благодаря дробовому эффекту') и сопровождающим его явлениям в скоростной модуляции местных гетеродинов. Этот шум детектируется смесителем и появляется на его выходе по промежуточной частоте. Вообще же в радиолокационных приемниках применяется !) В го'мп, Е!ес!гоысз, р.
5!О, аппп 'йг!!еу й Яопа, Меж Уог!с, !954. возрастает вместе с поглощенной мощностью местного гетеродина. Существует некоторое наивыгоднейшее соотношение межлу коэффициентом преобразования и эквивалентной температурой. Общий коэффициент шумов быстро возрастает, если мощность возбуждения кристалла становится ниже наивыгоднейшего значения; это возрастание протекает значительно медленнее, если мощность местного гетеродина становится выше наивыгоднейшего значения. Местный гетеродин должен обладать мощностью в несколько раз выше мощности, потребляемой кристаллом, чтобы между местным гетеродином и смесительным элементом можно было иметь достаточную 432 1гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
