Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

Напряжение на конденсаторе С,р должно быть пропорционально среднему уровню принимаемых колебаний, который изменяется значительно медленнее полезных изменений амплитуды. Изменение среднего уровня принимаемых колебаний (т. е. изменение ампли­ туды колебаний несущей частоты) происходит за счет изменения условий распространения радиоволн, а также при изменении рас­ стояния между передатчиком и приемником.

в) С и с т е м а АРУ с у с и л е н и е м

Известны два способа выполнения такой системы. В одной из них осуществляется дополнительное усиление сигнала до детектора АРУ. Следовательно, в схеме АРУ имеется каскад УПЧ. В другой системе применяют усиление управляющего напряжения. В схему такой системы входит усилитель постоянного напряжения.

3.Автоматическая регулировка усиления

врадиолокационных приемниках

Схемы АРУ, применяемые в приемниках радиолокационных станций, имеют специфические особенности. Объясняется это тем, что радиолокационные станции работают в импульсном режиме и поэтому полезный сигнал, отраженный от цели, воздействует на приемник в течение весьма короткого отрезка времени. В проме­ жутке между полезными импульсами на входе приемника может действовать большое количество мешающих сигналов различного происхождения. Они часто воздействуют на приемник и во время прихода отраженных сигналов.

Мешающие сигналы могут иметь значительную амплитуду и ча­ стоту, близкую к частоте настройки приемника. Они могут быть модулированные, немодулированные и иметь различную длитель­ ность. На рис. 2.228 показан пример немодулированной помехи, действующей на входе радиолокационного приемника одновремен­ но с полезным сигналом. Там же показано результирующее напря­ жение на входе приемника для трех случаев.

Задача борьбы с естественными помехами в радиолокационных станциях решается при помощи различных систем АРУ. Рассмот­ рим системы автоматической регулировки усиления, получившие широкое распространение в радиолокационных приемниках.

М г н о в е н н а я а в т о м а т и ч е с к а я р е г у л и р о в к а у с и л е н и я (МАРУ)

В приемниках радиолокационных станций часто применяется система мгновенной автоматической регулировки усиления (МАРУ). Она в основном предназначена для борьбы с импульсными поме­ хами, имеющими большую амплитуду. Такие помехи появляются вследствие отражений от поверхности воды (если радиолокацион-

471

ная станция установлена на самолете), холмов, плотной облач­ ности.

Такая помеха, воздействуя на приемник без системы МАРУ, вы­ зывает перегрузку ряда его каскадов, вследствие чего наступает резкое уменьшение чувствительности приемника. Результатом это­ го может быть пропуск полезных сигналов.

Рис. 2.228. Пример немодулированной помехи, действующей на входе радиолокационного при­ емника одновременно с полезным сигналом:

Система МАРУ в ряде случаев защищает приемник от длитель­ ной перегрузки. Ее основной особенностью является малая инер­ ционность. Система МАРУ почти мгновенно срабатывает под воз­ действием помехи, уменьшая на время ее действия коэффициент усиления нескольких каскадов УПЧ. Сразу после исчезновения по-

472

мехи чувствительность приемника полностью восстанавливается и он может принимать слабые сигналы (рис. 2.229).

Система МАРУ обычно состоит из нескольких звеньев (ячеек). Каждое звено МАРУ работает самостоятельно, независимо от дру-

Помеха Полезный сигнал

Рис. 2.229. Изменение коэффициента усиления ра­ диолокационного приемника под воздействием им­ пульсной помехи с большой амплитудой:

а — без системы МАРУ; б—при наличии системы М А Р У

гих звеньев, уменьшая коэффициент усиления регулируемого кас­ када УПЧ на время действия сильной помехи. Принципиальная схема звена МАРУ может быть различной. В простейшем случае

От анода лампы каскада У

Рис. 2.230. Каскад УПЧ, имеющий ячейку МАРУ

оно представляет собой ячейку добавочного автоматического сме­ щения, создаваемого за счет сеточного тока усилительной лампы (рис. 2.230).

473

Если на контуре L x возникают радиоимпульсы с амплитудой, превышающей напряжение E g , то в цепи управляющей сетки лампы протекает ток, имеющий форму периодически повторяющихся им­ пульсов. Постоянная составляющая сеточного тока создает на ре­ зисторе Ri напряжение AEg. До этого напряжения заряжается кон­ денсатор С2. Когда действие помехи прекратится, конденсатор С2 разрядится через резистор R t . Для этого требуется время, равное

Практически оно бывает порядка нескольких микросекунд. После разряда конденсатора С2 на сетке усилительной лампы вос­ станавливается нормальное смещение, (равное E g ) и приемник ока­ зывается подготовленным к приему слабых сигналов. При усилении

От анода лампы

предыдущего каскада УПЧ

каскада УПЧ в качестве дополнительного смещения. Коэффициент усиления каскада УПЧ при этом резко уменьшается и перегрузки

474

стоте полезного сигнала и оба колебания воздействуют на вход приемника оинфазно. Результирующий сигнал для такого случая изображен на рис. 2.228, г. Если амплитуда помехи достаточно ве­ лика, а напряжение смещения постоянно (нет системы МАРУ), то в результате двухстороннего ограничения такого напряжения (за счет отсечки анодного тока и динамического насыщения лампы) полезный сигнал не будет выделен (рис. 2.232, а) . Если же в дан­ ном каскаде имеется система МАРУ, то на время действия помехи отрицательное смещение возрастает и полезный сигнал будет вы­ делен (рис. 2.232, б).

Рис. 2.232. Процесс одновременного усиления сигнала и помехи в каскаде УПЧ:

а — без системы МАРУ; б — при наличии системы М А Р У

При других фазовых соотношениях помехи и сигнала, а также при несовпадении их частот результат будет аналогичный.

В литературе наряду с термином «мгновенная автоматическая регулировка усиления» (МАРУ) часто пользуются термином «бы­ стродействующая» или «быстрая автоматическая регулировка уси­ ления» (БАРУ). Эти термины равнозначны.

В ряде случаев возникает необходимость устранения вредного влияния отражений от местных предметов, расположенных в непо­ средственной близости от радиолокационной станции. Отраженные сигналы от местных предметов бесполезно засвечивают экран ин­ дикатора в начале развертки, затрудняя визуальное наблюдение за целями. Особенно сильная засветка экранов индикаторов наблю­ дается в морских радиолокационных станциях. Объясняется это хорошим отражением электромагнитной энергии от морских волн.

475

Время действия системы ВАРУ

Рис. 2.233. Принцип работы системы ВАРУ

Система ВАРУ работает под воздействием напряжения E g , соз­ даваемого в самом приемнике при помощи специального генера­ тора. Это напряжение подается на сетки ламп нескольких каскадов УПЧ в качестве дополнительного отрицательного смещения. Из рис. 2.233 видно, что во время работы передатчика отрицательное смещение на сетках регулируемых ламп приемника максимально. Эти каскады практически заперты. Закон изменения напряже­ ния Eg может быть линейный или нелинейный. Время действия си­ стемы ВАРУ может устанавливаться по желанию оператора радио­ локационной станции. Обычно оно соответствует дальности в не­ сколько километров.

Наибольшее применение система ВАРУ получила в морских ра­ диолокационных станциях.

И н е р ц и о н н а я а в т о м а т и ч е с к а я р е г у л и р о в к а у с и л е н и я (ИАРУ)

Данная система широко используется в приемниках радиолока­ ционных станций с автоматическим сопровождением целей. В та­ ких РЛС определение координат цели осуществляется методом

476