Высокочастотный приемный тракт - Дипломная работа

6.1.2 Обеспечение безопасности трудаПриложение BПриложение DВ настоящее время приемопередающие устройства СВЧ используются для решения чрезвычайно большого круга задач. Они широко применяются в радиолокации, системах космической связи, радиоастрономии, системах высококачественного телевидения. Так, например, созданный отечественными специалистами радиолокационный комплекс для космических исследований, в состав которого входит приемопередающее устройство используется при изучении планет Венеры, Меркурия, Марса и Юпитера. Радиолокация позволяет получить более точные данные о расстоянии до планет и о скорости их вращения вокруг собственных осей, а так же информацию о структуре атмосферы и поверхности планет. Приемопередающие устройства в составе радиолокационных станций и комплексов большое применение находят также в военном деле.Входная цепь в виде резонансной системы или фильтра обеспечивает частотную избирательность. Принципиальным моментом является отсутствие усиления сигнала до детектора, ведущее к серьезному упрощению устройства приемника, но одновременно обуславливающее его низкую чувствительность и избирательность. Схема приемника прямого усиления отличается наличием усилителя радиочастоты (УРЧ) и, как следствие, значительно большими чувствительностью и избирательностью. Входная цепь и избирательные цепи УРЧ настроены на частоту принимаемого радиосигнала, на которой и осуществляется усиление, причем входная цепь обеспечивает предварительную, а УРЧ основную частотную избирательность и значительное усиление сигнала. Трудности, связанные с многокаскадностью УРЧ, позволяет устранить в принципе использование регенеративных и сверхрегенеративных усилителей, обеспечивающих большее усиление на каскад.Зондирующий сигнал представляет собой непрерывный сигнал с несимметричным пилообразным законом модуляции частоты. Причем несущая частота меняется с частотой 5 МГЦ, разница между несущими частотами 808 МГЦ, это предназначено для развязки передатчика и приемника, т.е когда передатчик излучает одну частоту, то приемник настроен на другую частоту. После смесителя, на входе разрабатываемого приемника будут возникать биения с частотой 808МГЦ fд fдоп.Такой подход к спектрам мешающих сигналов является наиболее общим, так как включает и все случаи движения радиолокатора по поверхности и над поверхностью земли. Вследствие перемещения радиолокатора относительно поверхности земли отраженные от этой поверхности сигналы, а также сигналы всех целей, расположенных на поверхности земли, получают допплеровские приращения частоты и образуют широкий шумоподобный спектр помех земли. Этот спектр имеет три характерные области: отражения от поверхности земли, приходящие по главному лепестку характеристики направленности, отражения от поверхности земли, приходящие по боковым лепесткам характеристики направленности, пассивные помехи на линии высоты. Ширина и положение спектра частот этих отражений зависят от формы главного лепестка (особенно его ширины) и от направления максимума излучения относительно вектора путевой скорости. Преобразуем формулу 1.4.1 в случае определения чувствительности в децибелах относительно ватта, получим: (1.4.2) где N - коэффициент шума приемника, выраженный в децибелах, ?f - полоса пропускания приемника, выраженная в децибелах относительно одного герца,-203,8 - постоянное слагаемое.Для обеспечения однозначности уходов частоты 1-ого и 2-ого гетеродинов можно образовать эти частоты путем умножения частоты общего задающего генератора, при этом использовать один кварцевый резонатор для стабилизации частот 1-ого и 2-ого гетеродинов. При такой расстановке частот, могут появиться зеркальная помеха относительно частоты 1-ого гетеродина fзк1=fc 2fп1 и помеха fзк2=fc-2fп2, которая после первого преобразования частоты превращается в fп1 2fп1 и становиться зеркальной относительно частоты 2-ого гетеродина. В нашем случае частота сигнала fc=808 МГЦ, первая промежуточная частота fп1=5 МГЦ, следовательно первая зеркальная помеха будет на частоте: fзк1=fc 2fп1=808 2?5=818 МГЦ - эта помеха должна как сказано выше должна подавляться в преселекторе до смесителя. Вторая помеха, которая после преобразования частоты становиться зеркальной относительно частоты 2-ого гетеродина, расположена достаточно близко к частоте принимаемого сигнала, поэтому в преселекторе существенно не ослабляется. Таким образом исходя из выше приведенных соображений можно сформулировать технические требования для ПАВ-фильтра: центральная частота 808 МГЦ, полоса пропускания МГЦ, полоса пропускания по уровню-25ДБ - МГЦ, так в преселекторе стоит два ПАВ-фильтра, то они обеспечат избирательность при расстройке ±20 МГЦ - 50 ДБ, что требуется в техническом задание. прямые потери не более 0,2-0,5 ДБ, чтобы фильтр не сильно увеличил коэффициент шума приемника.В преселекторе для увеличения динамического диапазона поставим схему ослабления сигнала, состоящих из двух переключателей в одной ветви стоит МШУ, а в другой ветви аттенюатор. При измерении большой дальности - сиг

Содержание

Введение

1. Анализ технических требований

1.1.Выбор структурной схемы приемника

1.2 Структура зондирующего сигнала

1.3 Пассивные помехи

1.4 Расчет чувствительности приемного устройства

1.5 Выбор средств обеспечения избирательности приемника

1.6 Расчет коэффициента усиления приемного устройства

1.7 Выбор функциональной схемы приемного устройства

2. Расчет преселектора

2.1 Выбор схемы малошумящего усилителя

2.2 Выбор элементной базы

2.3 Расчет схемы малошумящего усилителя

2.4 Расчет микрополосковой линий

3. Расчет смесителя

3.1 Выбор схемы смесителя

3.2 Выбор элементной базы

3.3 Расчет смесителя

4. Результаты экспериментального исследования

4.1 Результаты исследования малошумящего усилителя

4.2 Результаты исследования смесителя

4.3 Результаты исследования приемника

5. Организационно-экономическая часть

5.1 Технико-экономическое обоснование работы

5.2 Планирование работ

5.3 Расчет стоимости разработки ВЧ тракта

6. Охрана труда

6.1 Обеспечение безопасности работающих

В настоящее время приемопередающие устройства СВЧ используются для решения чрезвычайно большого круга задач. Они широко применяются в радиолокации, системах космической связи, радиоастрономии, системах высококачественного телевидения. Так, например, созданный отечественными специалистами радиолокационный комплекс для космических исследований, в состав которого входит приемопередающее устройство используется при изучении планет Венеры, Меркурия, Марса и Юпитера. Радиолокация позволяет получить более точные данные о расстоянии до планет и о скорости их вращения вокруг собственных осей, а так же информацию о структуре атмосферы и поверхности планет.

Приемопередающие устройства в составе радиолокационных станций и комплексов большое применение находят также в военном деле. Так, например, в авиации современные самолеты оборудуются большим количеством радиолокационных устройств. К ним относятся: панорамный радиолокатор, радиовысотомер, радиолокатор защиты хвоста самолета, радиолокационный бомбардировочный прицел, аппаратура слепой посадки. Наряду с бомбардировочным прицелом (или вместо него) на самолете может быть установлена радиолокационная станция наведения ракет класса “воздух-земля”. В бортовое оборудование ракет также входят радиолокационные устройства. В Военно-морском флоте военные корабли оснащаются разнообразными радиолокационными устройствами. К ним относятся: радиолокационные станции обнаружения надводных кораблей и воздушных целей, станции управления оружием, радионавигационные средства.

В войсках ПВО радиолокационная техника применяется для получения информации о средствах воздушного нападения противника, дальности, азимуте, угле места и скорости цели. Радиолокационные станции широко применяются в аппаратуре орудийной наводки. Такие станции достаточно точно определяют место расположения батарей противника по траектории снарядов или мин.

Наземные войска также используют радиолокационные станции (РЛС) для обнаружения танков, автомобилей и другой наземной техники противника.

В современных условиях значительно больше внимания уделяется радиолокационным станциям наведения ракет. Из зарубежной литературы видно [1], что противовоздушная и особенно противоракетная оборона требует использования специальных радиолокационных комплексов, которые должны включать в себя несколько автоматических и полуавтоматических РЛС различного назначения и стартовое оборудование управляемых антиракет.

Приведенный выше краткий перечень показывает, что современная наука и техника очень широко использует самые разнообразные СВЧ устройства, в состав которых входят приемопередающие модули.

По сравнению с аппаратурой, работающей на длинных, средних, коротких и ультракоротких волнах, радиоприемные устройства СВЧ обладают рядом особенностей [2,3]. Так, в диапазоне СВЧ уровень внешних помех чрезвычайно мал, если, конечно, помехи не создаются преднамеренно. Основную роль играют внутренние шумы, которые ограничивают чувствительность радиоприемного устройства. В связи с этим в радиоприемных устройствах диапазона СВЧ большое внимание уделяется уменьшению шумов всех элементов: частотно-избирательных систем, усилителей, преобразователей частоты и др. Первые каскады радиоприемного устройства обязательно должны быть малошумящими [4]. Отметим, что создание малошумящих усилителей СВЧ - одна из важнейших проблем современной радиоприемной техники. Так как приемопередающий модуль предназначен для работы в составе бортового радиовысотомера, расположенного внутри летательного аппарата, то возможности увеличения мощности передатчика и размеров антенны для повышения дальности ограничены заданным весом и размерами аппаратуры. Поэтому для повышения чувствительности и уменьшения коэффициента шума следует применить малошумящий усилитель. Использование малошумящих усилителей позволяет при сохранении дальности в несколько раз снизить мощность передатчика, повысив тем самым его надежность, и при этом получить выигрыш в общем весе аппаратуры [5].