Приемник радиолокационной станции обнаружения - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Определение полосы пропускания и типа первых каскадов для обеспечения заданной чувствительности. Подбор избирательных систем преселектора, промежуточной частоты и коэффициента усиления. Расчет фильтра сосредоточенной селекции и детектора радиоимпульсов.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования Российской Федерации
Рязанская государственная радиотехническая академия
Устройства приема и обработки сигналов
"Приемник радиолокационной станции обнаружения"
С учетом вышеизложенных особенностей структурную схему супергетеродинного приемника РЛС обнаружения можно представить следующим образом (рис. 1).
АП УЗП - антенный переключатель и устройство защиты приемника;
См. - смеситель, в котором происходит перенос спектра сигнала с частоты f c ' на частоту f пч ';
УПЧ - усилитель промежуточной частоты, обеспечивает основное усиление приемника;
Д - детектор радиоимпульса, выделяет огибающую импульсов;
ДМ - делитель мощности, выделяет опорный сигнал для работы АПЧ;
ЧД - частотный дискриминатор, выделяет напряжение, управляющее частотой гетеродина;
Полосу пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника без системы АПЧ можно определить [9, стр. 39] по формуле
где - ширина спектра принимаемого сигнала, составляющие которого, с
учётом допустимых искажений, не должны выходить за пределы полосы пропускания приёмника; для приемника РЛС обнаружения, исходя из требований максимальной чувствительности полосу пропускания приемника выбирают оптимальной с точки зрения отношения сигнала к шуму. При этом с достаточной для практики точностью при любых формах радиоимпульса и резонансной характеристики радиоприемника можно полагать [9, стр. 129]
где - длительность принимаемого радиоимпульса. Согласно техническому заданию , тогда
- изменение несущей частоты сигнала за счёт доплеровского эффекта. Так как данный приемник - приемник наземной РЛС, можно считать ; - величина, на которую необходимо расширять полосу пропускания для учёта нестабильности частот передатчика и гетеродина приемника. Она равна
где - относительная нестабильность несущей частоты сигнала ; - относительная нестабильность частоты гетеродина приемника . Согласно таблице 2.1 [9, стр. 41] будем считать, что .
- диапазон изменения температуры окружающей среды. Для приемника, находящегося в полевых условиях, будем считать изменение температуры от до . Тогда . Частоты сигнала и гетеродина для расчета нестабильности примем одинаковыми: .
Подсчитаем коэффициент расширения полосы пропускания:
Как известно [6], от полосы пропускания зависят шумы приемника и минимально допустимый коэффициент шума. Для его увеличения, а следовательно, для достижения заданной чувствительности применим систему АПЧ с коэффициентом автоподстройки . Тогда полоса пропускания приемника определится из соотношения
Шумовую температуру антенны РЛС, находящейся в полевых условиях, примем равной 300 К, тогда
Таким образом, приемник должен обладать коэффициентом шума меньше полученного.
Полоса пропускания преселектора определяется избирательными системами входной цепи и каскадов усилителя высокой частоты. Минимальную полосу пропускания преселектора можно вычислить по формуле [9, стр. 55]
где - минимально осуществимое эквивалентное затухание контуров преселектора; эквивалентное затухание контуров преселектора в первом приближении можно вычислить по формуле , где - собственное затухание контуров. По таблице 2.4 [9, стр.55-56] : , , тогда ; - функция, определяющаяся схемой и количеством избирательных систем преселектора, согласно таблице 2.7 [9, стр. 61] , тогда
Как видно, полоса пропускания преселектора гораздо шире необходимой полосы пропускания приемника, которая равна 549,9 кГц.
Выберем промежуточную частоту согласно вышеизложенным условиям и методике, изложенной в [9].
С целью обеспечения необходимой фильтрации напряжения промежуточной частоты на входе видеоусилителя желательно выполнить условие
Так как полоса пропускания преселектора гораздо шире необходимой полосы пропускания приемника, то можно считать, что полоса пропускания приемника полностью определяется полосой пропускания тракта промежуточной частоты. Тип избирательных систем и число необходимых каскадов в тракте промежуточной частоты для обеспечения заданной избирательности по соседнему каналу и необходимой полосы пропускания наиболее удобно выбирать по величине требуемого коэффициента прямоугольности резонансной кривой приемника . Расстройка по соседнему каналу , требуемое подавление 50 дБ или . Необходимый коэффициент прямоугольности можно вычислить по формуле
Согласно таблице 2.7 [9], в УПЧ необходимо использовать фильтр сосредоточенной селекции (ФСС).
Для обеспечения заданной полосы пропускания промежуточная частота приемника должна удовлетворять неравенству
где - минимально осуществимое эквивалентное затухание ФСС, - функция числа каскадов и схемы избирательных систем. Отсюда
Для обеспечения заданного ослабления по зеркальному каналу одноконтурной входной цепью и УВЧ с каскадами и эквивалентным затуханием промежуточная частота должна удовлетворять условию
где , а . - затухание по зеркальному каналу. Тогда
Так как , то в качестве промежуточной частоты приемника можно принять любое значение от до . Из стандартного ряда промежуточных частот выбираем .
На вход приемника поступают слабые сигналы, отраженные от целей. Для обеспечения нормального режима работы наиболее часто используемых детекторов импульсных сигналов на вход необходимо подводить сигнал с амплитудой несущей более 1 в [9]. Таким образом можно считать, что требуемая амплитуда напряжения на выходе высокочастотного тракта определяется необходимой амплитудой входного напряжения детектора. Коэффициент усиления высокочастотного тракта приемника равен
где - амплитуда напряжения на выходе высокочастотного тракта; - чувствительность приемника; - сопротивление антенны. Тогда
Часть усиления обеспечивается усилителем радиочастоты (УРЧ), часть - усилителем промежуточной частоты. Преселектор, в состав которого входит УРЧ должен, на своем выходе обеспечивать напряжение, достаточное для работы смесителя. По сигнальной частоте в смесителе должен обеспечиваться линейный режим, поэтому напряжение на выходе преселектора не должно превышать 150 мкВ. Тогда
Наряду с усиливающими каскадами в приемнике присутствуют пассивные каскады, вносящие затухание. В данном приемнике это - АП и УЗП, входная цепь преселектора, ФСС УПЧ. Преобразователь частоты (ПЧ) в зависимости от схемы, может как усиливать, так и вносить затухание. Таким образом коэффициенты усиления собственно УРЧ и УПЧ должны рассчитываться с учетом затуханий пассивных каскадов.
Входная цепь приемника дециметровых волн связывает вход антенно-фидерного устройства со входом первого каскада приемника и должна выполнять функцию частотного селектора принимаемых сигналов для уменьшения уровня помех на нерабочих частотах. Частотную селекцию сигналов во входной цепи осуществляют с помощью СВЧ фильтра [11]. Основная задача избирательной цепи преселектора - обеспечить требуемое затухание по дополнительным каналам приема: зеркальному и прямого прохождения. Фильтры СВЧ на полосковых линиях строят как на коротких, так и на резонансных отрезках линий.
Входная цепь данного приемника должна представлять собой полосно-пропускающий фильтр (ППФ). Полоса пропускания фильтра должна быть равна полосе приемника , полоса заграждения, на границах которой обеспечивается требуемое затухание. Полоса заграждения определяется ближайшим к сигналу дополнительным каналом приема. Таким каналом является зеркальный канал. Его частота . Полоса заграждения . Согласно техническому заданиию избирательность по зеркальному каналу, а значит затухание на границе полосы прохождения . Для аппроксимации частотной характеристики ППФ воспользуемся чебышевской характеристикой, которая обеспечивает довольно хороший коэффициент прямоугольности частотной характеристики. Зададимся максимальными потерями в пределах полосы пропускания . Для расчета параметров фильтра воспользуемся методикой, изложенной в [2].
Выберем параметры полоскового волновода следующим образом: высота подложки волновода ; отношение толщины проводника к высоте подложки ; относительная диэлектрическая проницаемость ; угол диэлектрических потерь .
1) Определим необходимое число резонаторов:
2) Находим значения элементов (таблица 3.4, [2]) для относительной полосы прототипа
3) Определяем величину переходных затуханий (дБ) связанных звеньев:
По данным электрического расчета определяем конструктивные размеры элементов фильтра, используя таблицу 3.5, графики рис. 3.6, 3.10 и формулы (3.12), (3.13) [2]: для нахождении ширины проводника и зазора между соседними проводниками воспользуемся таблицей 3.5; характеристическое сопротивление отрезка из рис. 3.6; диэлектрическую проницаемость из рис. 3.10; концевую емкость по формуле ; длину резонатора по формуле . Результаты приведены в таблице 1.
4) Ширина оконечных 50-омных полосок находится по графику рис:
Как видно из таблицы 1, полученные отрезки полосковых линий при относительно малой ширине достаточно длинные. Поэтому при конструктивном исполнении этого фильтра целесообразно их изогнуть. Согласно рекомендациям, изложенным в [11, стр. 152], выбираем уголковый срез с глубиной среза . Тогда ; . Геометрия токонесущего проводника показана на рис. 4.
При чебышевской аппроксимации АЧХ фильтра получим:
Согласно данной зависимости затухание на частоте зеркального канала (720 МГц) составляет: , что удовлетворяет требованиям технического задания.
- снижение коэффициента шума приемника, что обеспечивает повышение реальной чувствительности приемника;
- обеспечение линейности усиления и ослабления нелинейных явлений в приемнике, возникающих в условиях одновременного приема сигнала и сигнальных помех.
В качестве УРЧ и смесителя выберем микросхему К174ПС4. Эта микросхема представляет собой двойной балансный смеситель. Эта микросхема предназначена для использования в качестве смесителя частоты в диапазоне частот до 1000 МГц, модулятора, усилителя в блоках селекторов каналов телевизоров дециметрового диапазона. Содержит 17 интегральных элементов.
Номинальное напряжение питания В+10%;
Ток потребления при напряжении 6.6 В мА;
Коэффициент шума на частоте 1000 МГцдБ;
Предельно допустимые режимы эксплуатации:
Максимальная частота входного сигнала0 МГц;
Максимальная частота опорного сигнала0 МГц;
Максимальное сопротивление нагрузки >= 50 Ом;
Гетеродин приемника формирует вспомогательное гармоническое напряжение, необходимое для преобразователя частоты. Основными требованиями, предъявляемыми к гетеродину, являются [11, стр. 349]:
- обеспечение необходимого значения рабочей частоты;
- стабильность частоты генерируемых колебаний;
- обеспечение необходимой амплитуды выходного напряжения и ее постоянство;
- минимальный уровень гармоник выходного напряжения.
Широко распространены схемы гетеродинов с кварцевой стабилизацией частоты. Их достоинством является возможность получения стабильных колебаний при относительной простоте.
В дециметровом диапазоне в качестве гетеродина используют автогенераторы с кварцевой стабилизацией частоты с последующим умножением частоты. В последнее время для умножения частоты широко используются полупроводниковые диоды (варикапы), емкость которых нелинейно зависит от обратного напряжения. Поскольку емкость является нелинейной функцией напряжения, ток будет содержать большое число гармоник, которые могут быть выделены фильтрами.
На рис. 9. приведена схема гетеродина с умножением частоты.
Автогенератор с кварцевой стабилизацией выполнен на транзисторе VT 1 , в качестве которого можно взять транзистор КТ-316БМ, граничная частота которого составляет 800 МГц [13]. Гетеродин обеспечивает стабильные колебания на частоте 110 МГц. Ручная подстройка частоты гетеродина может осуществляться подстроечным конденсатором С 4 , подстройка системой АПЧ - варикапом VD 1 . На рабочую частоту автогенератора настроен контур L 3 C 7 . Умножение частоты происходит на варикапе VD 2 , исходное смещение на котором устанавливается переменным резистором R 5 . Рабочая частота гетеродина (, то есть 6-я гармоника колебаний автогенератора) выделяется в полосковом резонаторе l 1 , который представляет собой четвертьволновый короткозамкнутый отрезок. Напряжение на смеситель подается через петлю связи L СВ .
Усилители промежуточной частоты РЛС приемников обладают рядом особенностей [12]. Поскольку на радио- и видеочастотах не может быть получено большого усиления, основное усиление в приемниках СВЧ осуществляется на промежуточной частоте. В настоящее время распространение получили УПЧ с ФСС, в которых разделены функции избирательности и усиления. Избирательность обеспечивается ФСС (см. п. 3.6), а усиление - каскадами с апериодической нагрузкой. В апериодических каскадах УПЧ нагрузкой транзисторов служат резисторы. Это является существенным достоинством, так как при реализации каскадов УПЧ позволяет обходиться без индуктивных катушек. Оконечный каскад УПЧ, как правило, выбирают одноконтурным.
Рассчитаем необходимый коэффициент усиления УПЧ.
С учетом усиления УРЧ, смесителя, затуханий, вносимых фидером, АП, УЗП, входной цепью и ФСС
Выберем транзисторы для УПЧ исходя из условия . По этому требованию подходит транзистор КТ339-А для которого .
Для расчета УПЧ воспользуемся методикой, изложенной в [11, стр. 297]. Согласно этой методике необходимо знать G-параметры транзистора на рабочей частоте. Для расчета G-параметров по справочным данным транзистора воспользуемся следующими формулами [11, стр. 113]
где - статический коэффициент усиления тока базы в схеме с общим эммитером; , - относительные граничные частоты; - входное сопротивление транзистора в схеме с общей базой на низкой частоте; - постоянная времени цепи обратной связи; - емкость коллектора; - циклическая частота. Тогда
Рассчитаем последний одноконтурный каскад (рис.10) при полосе пропускания контура равной . Необходимое эквивалентное затухание контура одноконтурного каскада, обеспечивающее заданную полосу пропускания:
Минимально допустимое с точки зрения стабильности формы частотной характеристики отношение эквивалентной емкости контура каскада к емкости, вносимой в контур транзистором
Вычислим критические значения эквивалентного затухания контура:
Как видно, . В этом случае режим максимального усиления каскада при заданной полосе пропускания оказывается реализуемым без ограничений. Максимальное усиление каскада достигается при эквивалентной емкости контура
Как видно из расчета, значение меньше конструктивно осуществимого. Принимаем (таблица 6.2, [11]). Тогда значение емкости контура
Рассчитаем коэффициент усиления одноконтурного каскада на частоте настройки контура
Рассчитаем коэффициент устойчивого усиления
Так как , каскад является устойчивым.
Характеристическое сопротивление контура
Зададимся добротностью контурной катушки , тогда эквивалентное сопротивление контура .
Рассчитаем усиление апериодического каскада (рис. 11). Зададимся током коллектора , напряжением питания и падением напряжения на нагрузке . Проводимость нагрузки , тогда коэффициент усиления каскада
Рассчитаем необходимое число апериодических каскадов:
Таким образом, УПЧ будет состоять из одного одноконтурного каскада и двух апериодических. Оба апериодических каскадов охватываются цепью АРУ.
Как было показано выше, система АПЧ приемника РЛС обнаружения имеет ряд особенностей, основная из которых заключается в том, что опорным сигналом системы АПЧ является часть сигнала передатчика.
В системе АПЧ будем использовать частотный детектор на расстроенных контурах (рис.15).
Контура выполнены на разомкнутых полуволновых отрезках полосковой линии и , настроенных на разные частоты. Опорный сигнал от передатчика подается на эти отрезки через петлю связи . Усилитель АПЧ усиливает сигнал, снимаемый с детектора до величины, необходимой для регулировки частоты гетеродина. представляет собой фильтр нижних частот.
Выбор и расчет блок-схемы приемника, полосы пропускания, промежуточной частоты. Выбор числа контуров преселектора. Определение необходимого числа каскадов усиления. Расчет детектора АМ диапазона, усилителя звуковой и промежуточной частоты, гетеродина. курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2012
Расчет радиолокационного приемника: определение необходимой полосы пропускания; выбор средств обеспечения его избирательности и чувствительности. Расчет входной цепи, подбор фильтра преселектора усилителя радиочастоты. Расчет импульсного детектора. курсовая работа [2,1 M], добавлен 06.08.2013
Выбор промежуточной частоты. Определение количества каскадов для обеспечения заданной чувствительности. Расчет полосы пропускания приемника и определение его отдельных трактов. Составление и обоснование функциональной, структурной и принципиальной схемы. курсовая работа [385,0 K], добавлен 11.12.2012
Выбор структурной схемы первых каскадов преселектора, числа преобразования частоты. Определение числа диапазонов. Расчет смесителя, параметров электронных приборов, детектора с ограничителем амплитуды, сквозной полосы пропускания телевизионного приемника. курсовая работа [870,8 K], добавлен 11.03.2014
Структурная схема приемника. Расчет полосы пропускания приемника. Выбор промежуточной частоты и транзистора для входного каскада УВЧ. Расчет реальной чувствительности, коэффициента усиления детекторного тракта, параметров высокочастотной части приемника. курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2013
Выбор промежуточной частоты, расчёт полосы пропускания линейного тракта приемника. Выбор и обоснование структурной и принципиальной схемы, расчет преселектора. Выбор интегральных микросхем, оценка реальной чувствительности и свойства приемника. курсовая работа [467,7 K], добавлен 04.03.2011
Требования, предъявляемые к приемнику. Расчет полосы пропускания общего радиотракта. Выбор числа преобразований частоты. Расчет числа каскадов высокочастотного тракта. Определение требуемого усиления до детектора и частот гетеродинов. Расчет УПЧ-1. курсовая работа [327,6 K], добавлен 16.06.2019
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Приемник радиолокационной станции обнаружения курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Пример Дневника По Производственной Практике Инженера
Дипломная работа по теме Тенденции развития потребительского кредитования в России (на материалах АКБ 'Банк Москвы')
Культура Речи В Современном Обществе Сочинение
Реферат по теме Поэтика стихотворения 'Silentium!' в аспекте мифологии и фольклора
Реферат: Учет расчетов с поставщиками, покупателями и подотчетными лицами на сельскохозяйственном предприятии
Реферат: Анализ линейной стационарной цепи
Устройство динамической индикации
Курсовая Работа Гражданское Право Право Собственности
Реферат: Составление и обоснование индивидуального комплекса физических упражнений и использование других доступных средств физической культуры. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа по теме Стадии формирования качества продукции
Пример Из Жизни Про Смелость Для Сочинения
Дипломная работа по теме Система составов экологических преступлений
Курсовая работа по теме Организация набора и отбора кадров в администрации Тотемского муниципального района
Сочинение На Тему Сын Памятник Отцу
Системы Автоматизации Реферат
Курсовая работа по теме Ценообразование в торговых организациях
Морская Администрация Порта Калининград Дипломный Отдел
Курсовая работа: Семейные отношения. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Понятие о культуре
Курсовая работа по теме Экологический менеджмент туристической деятельности
Бухгалтерский учет хозяйственных операций по приобретению (списанию) лицензий - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Полномочия прокурора в гражданском и арбитражном процессе - Государство и право реферат
Потребительское право - Государство и право контрольная работа