Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

/

Рис. 5. 6. Резонансные характеристики, имеющие одинаковую полосу пропускания, но разные коэффициенты прямоуголь­ ное™.

В радиоприемниках, предназначенных для радиосвязи и радиовещания, обычно задаются наибольшей выходной мощ­ ностью, выделяемой на нагрузке при отсутствии заметных ис­ кажений принимаемых сигналов. Практически Р Вых измеряет­ ся долями — единицами ватта.

Для приемников специального назначения, имеющих в ка­ честве выходного прибора электронно-лучевую трубку, вместо выходной мощности обычно задают выходное напряжение. В зависимости от назначения приемника величина выходного напряжения может изменяться от долей вольта до десятков вольт.

К а ч е с т в о в о с п р о и з в е д е н и я — это способность ра­

диоприемника как можно точнее воспроизводить на выходе форму огибающей кривой модулированного сигнала, воздей­ ствующего на его вход. Принятый сигнал в радиоприемниках последовательно проходит через ряд электрических цепей, со­ держащих нелинейные элементы. Поэтому в процессе приема

235

возникают искажения, вследствие чего точное воспроизведе­ ние сигнала на выходе приемника оказывается нарушенным.

У с т о й ч и в о с т ь р а б о т ы

Работа приемника считается устойчивой, если он не само­ возбуждается и не склонен к самовозбуждению, а его качест­ венные показатели при нормальной эксплуатации изменяются в допустимых пределах.

§ 5.2. Структурные схемы приемников

Почти все существующие радиоприемники по схеме разде­ ляются на приемники прямого усиления и супергетеродинные.

А. Структурная схема приемника прямого усиления

тенны к входу первого каскада. Входная цепь содержит коле­ бательный контур, благодаря резонансным свойствам которо-

до величины, достаточной для нормальной работы детектора, и осуществляет дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций за счет резонансных свойств контуров. Контур вход­ ной цепи и контуры У В Ч настраивают на частоту полезного сигнала одновременно при помощи одной ручки управления.

С выхода УВЧ радиосигнал и3, усиленный по амплитуде, поступает на вход детектора.

Д е т е к т о р преобразует модулированные колебания вы­ сокой частоты в колебания низкой частоты, которые соответ­ ствуют частотам передаваемых сигналов (речь, музыка, ви­ деоимпульсы).

Следовательно, детектирование есть процесс, обратный процессу модуляции. При детектировании используют нели-

236

Y

Рис. 5. 7. Структурная схема приемника прямого усиления,

нейные элементы (электронную лампу или полупроводнико­ вый прибор). С выхода детектора полезный сигнал поступает па вход усилителя низкой частоты — У Н Ч .

В радиолокационном приемнике после детектора постав­ лен видеоусилитель (В У С ), служащий для увеличения ампли­ туды видеоимпульсов до величины, обеспечивающей нормаль­ ную работу оконечного прибора.

23

У Н Ч усиливает колебания низкой частоты до величины, необходимой для нормальной работы оконечного прибора (громкоговоритель, ЭЛ Т идр. ).

Оконечное устройство преобразует энергию электрических колебаний в звуковую (громкоговоритель), световую (Э Л Т ), механическую (буквопечатание) и т. д.

Достоинство приемника прямого усиления — простота уст­ ройства (когда к приемнику не предъявляется больших тре­ бований в обеспечении высокой чувствительности и избира­ тельности при малых искажениях сигнала).

Недостатки:

1.Низкая частотная избирательность приемника. (Для получения высокой избирательности применяют большое чи­ сло каскадов У В Ч . Многокаскадные же перестраиваемые ре­ зонансные усилители (УВЧ) легко самовозбуждаются и поэ­ тому в эксплуатации оказываются ненадежными).

2.Неравномерность усиления и избирательности в диапа­ зоне частот. (Чем выше частота принимаемых сигналов, тем хуже качество контуров, меньше величина резонансного со­

противления контура, то есть меньше избирательность и ко­ эффициент усиления каждого каскада и всего приемника в целом).

3. Низкая чувствительность приемника и большие частот­ ные искажения. (Это связано с малым коэффициентом усиле­ ния на высоких частотах и недостаточной прямоугольностью резонансной характеристики).

Для уменьшения этих недостатков разработана схема су­ пергетеродинного приемника.

Б. Структурная схема приемника

дится не на частоте сигнала, а на более низкой, так называе­

сле преобразования частоты не изменяется.

Новыми элементами схемы приемника супергетеродинного типа являются преобразователь частоты и усилитель проме­ жуточной частоты (У П Ч ). Остальные элементы имеют такое же назначение, как и в приемнике прямого усиления.

2 38

ч

Полезный сигнал, выделенный входной цепью и усиленный в У В Ч (и3), поступает на вход преобразователя частоты.

П р е о б р а з о в а т е л ь частоты предназначен для преоб­ разования напряжения с частотой сигнала в напряжение бо­ лее низкой промежуточной частоты без изменения закона мо­ дуляции (формы передаваемых сигналов).

Рис. 5. 8. Структурная схема приемника супергетеродинного типа.

239

Преобразователь состоит из смесителя и гетеродина. Гете­

лебаний, имеющих разные частоты, образуются биения, ча­ стота которых равна разности частот сигнала и гетеродина.

ливает напряжение промежуточной частоты до величины, не­ обходимой для нормальной работы детектора. Вторым важ ­ ным назначением У П Ч является дальнейшая избирательность

ла одновременно перестраивается частота гетеродина, причем разность между частотами fc и fr остается неизменной.

Постоянная настройка контура У П Ч позволяет иметь боль­ шое число каскадов, не склонных к самовозбуждению. Пони­ жение частоты сигнала вызывает усиление отдельного каска­ да промежуточной частоты по сравнению с каскадом У В Ч . С выхода У П Ч усиленный сигнал fnp (ие) поступает на вход де­ тектора. Остальные элементы схемы аналогичны рассмотрен­ ным в приемнике прямого усиления.

2 4 0

Д о с т о и н с т в а с у п е р г е т е р о д и н н о г о п р и е м ни-

ка:

—высокая избирательность при малой степени частотных искажений;

—большое и достаточно равномерное усиление по всему диапазону частот.

Н е д о с т а т к и :

—наличие зеркальной помехи;

—сложность устройства.

В.Особенности приемников сверхвысоких частот (СВЧ)

1.Радиоприемник должен нормально работать на фикси­ рованной частоте или в узком поддиапазоне сверхвысоких ча­ стот.

2.Обеспечивать прием без искажений импульсных сигна­ лов преимущественно прямоугольной формы с определенной длительностью и частотой повторения импульсов.

3.Иметь возможно большую чувствительность, то есть принимать очень слабые сигналы, отраженные от объектов. Чем выше чувствительность приемника, тем больше макси­ мальная дальность действия радиолокационной станции.

В приемниках С В Ч применяются колебательные системы с распределенными параметрами (отрезки коаксиальных ли­ ний и объемные резонаторы), так как с повышением частоты габариты катушек индуктивности уменьшаются и на частотах свыше 300 М гц оказываются конструктивно невыполнимыми. Кроме того, с повышением частоты, вследствие роста актив­ ного сопротивления проводников (из-за поверхностного эф­ фекта), быстро падает добротность колебательных систем с

нимы из-за соизмеримости времени .пролета электронов с пе­ риодом входных колебаний, больших значений междуэлектродных емкостей и индуктивностей выводов электродов, а также больших диэлектрических потерь. Поэтому в У В Ч ра­ диолокационных приемников используют лампы маячкового типа, лампы бегущей волны (ЛБВ) и др.

241

П о л о с а п р о п у с к а н и я р а д и о л о к а ц и о н н о г о п р и е м н и к а

Необходимая полоса пропускания приемника определяет­ ся спектром частот, излучаемым импульсным передатчиком радиолокационной станции, и допустимым уровнем внутриприемных шумов. Для неискаженного усиления импульсов необходимо равномерно усиливать все его гармонические со­ ставляющие — полоса пропускания его должна быть беско­ нечно широкой. Однако чем шире полоса пропускания, тем больше уровень шумов (уровень шумов приемника пропор­

ционален У (2 Af), меньше отношение - jy - . Это снижает реаль­

При оптимальной полосе пропускания импульсы искажаются в допустимых пределах.

Вы в о д ы

1.Радиоприемник — один из основных элементов радиоло­ кационной станции и станции связи. От качества его работы зависит надежность обнаружения целей и надежность радио­ связи.

2.Основные помехи радиоприему: в диапазоне длинных,

2 42