Выбор и обоснование структурной схемы радиолокационного приемника. Расчет полосы пропускания и коэффициента шума линейного тракта. Вычисление параметров электронных приборов, преобразователя частоты, детектора, системы автоматической регулировки усиления.
Аннотация к работе
Активные радиолокационные станции (РЛС) облучают объект (самолет, корабль и т.д.) радиоволнами и определяют его параметры (координаты, скорость, ускорение и т.д.), принимая отраженную от объекта энергию радиоволн. Радиоприемное устройство состоит из антенны, собственно приемника и оконечного устройства. В радиолокации под приемным устройством понимают цепи, расположенные между выходами антенны и оконечного устройства, принимающего решение об обнаружении сигнала или оценки его параметров.Радиолокационный приемник предназначен для усиления отраженных от целей сигналов и их дальнейшей обработки для выделения полезной информации. Для обеспечения работы РПУ в реальных условиях, когда параметры сигнала изменяются, в состав структурной схемы вводят такие устройства, как устройства автоматической подстройки частоты (АПЧ), автоматическую регулировку усиления (АРУ). Так как используется одна антенна на прием и передачу сигналов, для этого в схему введем антенный переключатель (АП). С помощью антенного переключателя осуществляют подключение антенны к тракту передатчика и запирание приемника на время излучения, а после окончания действия импульса - подключение с минимальной задержкой выхода антенны к выходу приемника и отключения тракта передатчика.Полоса пропускания высокочастотного тракта приемника П определяется шириной спектра сигналов ?fc, доплеровского смещения частоты и запаса полосы, требуемого для учета нестабильностей частот настройки узлов приемопередающего тракта ?fн. Для импульсных сигналов полоса пропускания приемника выбирается исходя из получения максимального отношения сигнал/шум на выходе радиотракта. Такая полоса зависит от вида АЧХ и называется оптимальной и определяется как: ?fc = (0,8..1,37)/уст @?1/0.3 <:A=3.33 МГЦ Рассчитаем доплеровское смещение: Возьмем скорость цели равной 580 м/с (макс скорость F22 Raptor) Для лучшего воспроизведения формы импульсных сигналов, а также сохранения их длительности, выберем fпч, исходя из следующих условий: fпр>(10...20)/и С другой стороны промежуточная частота должна выбираться как можно более низкой: более высокое устойчивое усиление можно получить на один каскад меньше зависимость усиления пи полосы пропускания от разброса и изменения параметров ламп и транзисторов меньший коэффициент шума можно реализовать в каскадах усиления промежуточной частотыОбщее усиление радиотракта определяется, с одной стороны, необходимым напряжением на входе детектора, а с другой заданной чувствительностью приемника. Нагрузку по обеспечению рассчитанного коэффициента усиления возложим на УПЧ, поскольку он - основное усилительное звено схемы.Тракт радиочастоты состоит из разрядника, защищающего вход приемника в момент излучения сигнала передатчиком, и усилителя радиочастоты. В тракт промежуточной частоты входят смеситель СМ1, гетеродин Г, усилитель промежуточной частоты УПЧ-1 и амплитудный детектор АД. Для защиты приемника от действия мощных импульсных помех, длительность которых превышает длительность полезного сигнала, введена система быстродействующей автоматической регулировки усиления БАРУ.Выберем элементную базу для звеньев радиоприемного устройства, обозначенных в эскизном проектировании. Для выбора транзистора главным требованием является то, что рабочая частота (частота сигналов, с которыми работают транзисторные каскады) должна быть меньше граничной частоты (один из параметров транзистора). Для смесителя будем использовать транзистор КТ371А, а для каскадов, работающих на промежуточной частоте биполярный транзистор КТ368А. Ниже приведем необходимые паспортные значения указанных транзисторов и рассчитанные для них Y-параметры. Рассчитаем Y-параметры и шумовые характеристики биполярного транзистора КТ371А в схеме с ОЭ на частоте сигнала FC = 10 МГЦ.В схеме используется микрополосковая линия, расчет которой выходит за рамки курсовой работы.Этот каскад в основном будет выполнять только функции преобразования частоты (ее снижения), поэтому особенных требований по усилению сигнала предъявлять к нему не стоит. Схема ПЧ: Расчет преобразователя частоты начнем с колебательного контура LKCK, который должен быть настроен на промежуточную частоту, то есть обеспечивать селективность, чтоб получить на нем напряжение сигнала с новой частотой - промежуточной частотой. При увеличении коэффициента усиления полоса пропускания колебательного контура сужается: где П0,7 - необходимая полоса пропускания каждого каскада (в нашем случае 3,39 МГЦ), N - число каскадов (1 ПЧ и 4 УПЧ (рассчитывается дальше) - итого 5), - функция числа каскадов, dэ - затухание контура, f0 = 10 МГЦ. Как видно, для получения заданной полосы пропускания надо расширить полосу каждого каскада. Рассчитаем коэффициенты включения транзистора, на котором собран ПЧ, в контур (m) и следующего каскада в этот же контур (n): Gэ=G0 m2 g22 n2 gн =0.014Как было указано ранее, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) будет обеспечивать основное усиление в радиоприемнике. В нем также осуществляется наряду с усилением частотная фильтрац
План
Содержание
Задание на курсовое проектирование
Введение
1. Эскизное проектирование. Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника
1.1 Расчет полосы пропускания линейного тракта РПРУ
1.2 Выбор первых каскадов приемника
1.3 Распределение усиления между трактами радиоприемника
1.4 Структурная схема радиоприемника
2. Электрическое проектирование
2.1 Расчет параметров электронных приборов
2.2 Расчет входной цепи
2.3 Расчет преобразователя частоты
2.4 Расчет усилителя промежуточной частоты
2.5 Расчет детектора
2.6 Расчет системы автоматической регулировки усиления
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Активные радиолокационные станции (РЛС) облучают объект (самолет, корабль и т.д.) радиоволнами и определяют его параметры (координаты, скорость, ускорение и т.д.), принимая отраженную от объекта энергию радиоволн. Поэтому радиолокационный приемник является частью РЛС и работает от общей с передатчиком приемопередающей антенны. Различают РЛС непрерывного и импульсного излучения. Сейчас наиболее широко используются импульсные РЛС.
Радиоприемное устройство состоит из антенны, собственно приемника и оконечного устройства. В радиолокации под приемным устройством понимают цепи, расположенные между выходами антенны и оконечного устройства, принимающего решение об обнаружении сигнала или оценки его параметров. Обработка сигнала в приемнике предусматривает обнаружение сигнала, отраженного от цели, и (или) определение его параметров. Функции обнаружения сигнала и измерения его параметров могут быть расчленены.
В радиолокации при работе на сверхвысоких частотах (СВЧ) колебания усиливаются параметрическими и квантовыми парамагнитными усилителями. Узлы СВЧ проектируют с помощью интегральной технологии (полосковая техника). На более низких и видеочастотах в усилителях в качестве элементной базы используют транзисторы и устройства микроэлектронной (интегральной) аналоговой техники.