🗊Презентация Загальні відомості, будова та принцип роботи систем та пристроїв радіолокаційних станцій (РЛС). Радіоприймальні пристрої ЗРЛ

НАВЧАЛЬНА МЕТА: НАВЧАЛЬНА МЕТА: 1. Вивчити призначення, характеристики та класифікацію приймальних пристроїв. 2. Вивчити призначення, характеристики та типи ПВЧ, їх вплив на чутливість приймача. ВИХОВНА МЕТА: 1. Виховувати у студентів культуру поведінки. 2. Виховувати студентів у дусі патріотизму.

ПИТАННЯ І ПРИЗНАЧЕННЯ І КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ

Якість виконання даної функції в основному визначається структурою корисних і заважаючих сигналів, їх інтенсивностями, а також апріорними відомостями про параметри спостерігаємих сигналів. Якість виконання даної функції в основному визначається структурою корисних і заважаючих сигналів, їх інтенсивностями, а також апріорними відомостями про параметри спостерігаємих сигналів. Призначення, склад і структура приймального пристрою визначається: - типом радіотехнічного засобу, до складу якого вона входить; - видом сигналів, які оброблюються; - відомостями про їх параметри (форму, тривалість, вид модуляції); - характером просторової обробки, який залежить від методів огляду простору;

Приймальні пристрої класифікуються: Приймальні пристрої класифікуються: - по типу радіотехнічного засобу і призначенню каналів прийому (наприклад, приймальний канал виявлення оглядової РЛС, приймальний канал РЛС супроводжування); - по способу реалізації просторової, часової обробки сигналів (наприклад, приймальний пристрій обробки сигналів на фоні завад з просторовою та часовою кореляцією); - по типу корисних сигналів, які приймаються, і відомостей про їх структуру (наприклад, приймальний пристрій складних або простих сигналів з відомою або невідомою структурою, імпульсні, частотно-модульовані);

Часто при класифікації приймальних пристроїв виділяють ознаки, які характеризують специфічні особливості їх побудови (наприклад, приймальні пристрої широкосмугових сигналів, зі смугою, що перестроюється, великим динамічним діапазоном), експлуатації, розміщення (наземні, бортові). Часто при класифікації приймальних пристроїв виділяють ознаки, які характеризують специфічні особливості їх побудови (наприклад, приймальні пристрої широкосмугових сигналів, зі смугою, що перестроюється, великим динамічним діапазоном), експлуатації, розміщення (наземні, бортові). Найбільш розповсюдженим видом РПр.Пр. є супергетеродинний приймач, структурна схема якого зображена на рис. 1.

ПИТАННЯ ІІ ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ

Реальною чутливістю приймача Рпр min називають таку потужність в антені, яка забезпечує на виході лінійної частини приймача відношення сигнал-шум, рівний коефіцієнту розрізнення. Реальною чутливістю приймача Рпр min називають таку потужність в антені, яка забезпечує на виході лінійної частини приймача відношення сигнал-шум, рівний коефіцієнту розрізнення. На дециметрових і більш коротких хвилях чутливість вимірюється у ватах або децибелах, на метрових і більш довгих хвилях - у вольтах. Pр.в. Рпр. min. = 10 lg ----------- Рпр.min. де Р р. в. - потужність рівня відліку (як правило Р р. в. = 10-5 Вт).

Коефіцієнт шуму приймача визначається, в основному, шумами перших каскадів, і для зменшення коефіцієнта шуму і збільшення чутливості приймача перші каскади (каскади ПВЧ) повинні бути з малим рівнем шуму. Коефіцієнт шуму приймача визначається, в основному, шумами перших каскадів, і для зменшення коефіцієнта шуму і збільшення чутливості приймача перші каскади (каскади ПВЧ) повинні бути з малим рівнем шуму. Коефіцієнт підсилення характеризує підсилювальні властивості приймача. Розрізнюють коефіцієнт підсилення по потужності Кр і коефіцієнт підсилення по напрузі Кu. Коефіцієнтом підсилення по потужності Кр називають відношення потужності на виході пристрою до потужності на його вході:

Динамічний діапазон по вхідному сигналу D вх називають відношення максимальної вхідної напруги Uвх max, при якій відсутнє перевантаження приймача, до мінімальної вхідної напруги Uвх mіn, якій відповідає гранична чутливість приймача: Динамічний діапазон по вхідному сигналу D вх називають відношення максимальної вхідної напруги Uвх max, при якій відсутнє перевантаження приймача, до мінімальної вхідної напруги Uвх mіn, якій відповідає гранична чутливість приймача: Uвх max Dвх = ---------------------- . Uвх mіn Аналогічно визначають динамічний діапазон по вихідному сигналу: Uвих max Dвих = -------------------- Uвих mіn.

ПИТАННЯ ІІІ МЕТОДИ ПОЛІПШЕННЯ ЧУТЛИВОСТІ ПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ

Задачі виявлення і виділення мають багато спільного і в ряді випадків можуть вирішуватись одночасно. Але ці задачі мають і суттєві відмінності. Тому оптимальний приймач виявлення може бути неоптимальним з точки зору виділення сигналу і навпаки. В радіолокації переважною є задача виявлення. Задачі виявлення і виділення мають багато спільного і в ряді випадків можуть вирішуватись одночасно. Але ці задачі мають і суттєві відмінності. Тому оптимальний приймач виявлення може бути неоптимальним з точки зору виділення сигналу і навпаки. В радіолокації переважною є задача виявлення. 3.1 КРИТЕРІЇ ОПТИМАЛЬНОСТІ ПРИЙМАЧА. В процесі виявлення сигналу можуть бути помилки двох видів: 1) рішення про наявність сигналу, коли насправді є тільки шум (хибна тривога) Рх.т.; 2) рішення про відсутність сигналу, коли сигнал дійсно є (пропуск сигналу) Рпр.с.;

Відомі інші критерії оптимальності приймача (критерій Байєса, мінімаксний критерій, критерій втрати інформації). Відомі інші критерії оптимальності приймача (критерій Байєса, мінімаксний критерій, критерій втрати інформації). В загальному випадку різним критеріям оптимальності відповідають різні структури і властивості оптимального приймача. Розрізнюють приймальні пристрої сигналів з відомою структурою і приймачі сигналів з невідомою структурою.

Для приймача РЛС виявлення головною є задача виявлення сигналу, тому оптимальний приймач можна представити як узгоджений лінійний фільтр, імпульсна характеристика якого h(t) дзеркальна по відношенню до очікуємого сигналу, з наступним детектуванням (рис.3). Вказана вимога виконується, якщо АЧХ фільтра | K(w) | подібна амплітудно-частотному спектру сигнала | g(w)|, тобто Для приймача РЛС виявлення головною є задача виявлення сигналу, тому оптимальний приймач можна представити як узгоджений лінійний фільтр, імпульсна характеристика якого h(t) дзеркальна по відношенню до очікуємого сигналу, з наступним детектуванням (рис.3). Вказана вимога виконується, якщо АЧХ фільтра | K(w) | подібна амплітудно-частотному спектру сигнала | g(w)|, тобто ( | K(w) ~ | g(w) |, а фазо - частотні характеристика і спектр пов`язані виразом arg K(w) = - arg g(w) – wtо (12) де tо - час затримки сигналу у фільтрі.

ПИТАННЯ ІV ПРИЗНАЧЕННЯ І ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВХІДНИХ КІЛ ТА ПВЧ РІЗНИХ ТИПІВ

До обмежувачів потужності пред‘являються наступні основні вимоги: До обмежувачів потужності пред‘являються наступні основні вимоги: вони повинні характеризуватись великим коефіцієнтом ослаблення і малою просочуємою енергією потужних вхідних сигналів, малим часом відновлення, незначним ослабленням малопотужних корисних сигналів, значною широкою смугою, високою надійністю та технологічністю.

На частотах більш як 200 Мгц застосовують коливальні системи з розподільними параметрами, так як з підвищенням частоти габарити котушок індуктивностей зменшуються і на таких частотах їх конструктивно виконати неможливо. Крім цього, з підвищенням частоти внаслідок росту активного опору провідників із-за поверхневого ефекту швидко падає добротність коливальних систем з зосередженими параметрами. На частотах більш як 200 Мгц застосовують коливальні системи з розподільними параметрами, так як з підвищенням частоти габарити котушок індуктивностей зменшуються і на таких частотах їх конструктивно виконати неможливо. Крім цього, з підвищенням частоти внаслідок росту активного опору провідників із-за поверхневого ефекту швидко падає добротність коливальних систем з зосередженими параметрами.

Основними параметрами вхідних пристроїв є: Основними параметрами вхідних пристроїв є: - коефіцієнт передачі по напрузі Кuвх або по потужності - Крвх; - смуга пропускання - Fвх; - резонансна частота - fo. Під коефіцієнтом передачі вхідного кола по напрузі розуміють відношення напруги (потужності) на виході кола до ЕРС (номінальної потужності) джерела сигналу. Коефіцієнт передачі має максимальне значення при узгоджені АФС з вхідним колом.

На практиці значення вказаних параметрів вхідних кіл мають порядок: На практиці значення вказаних параметрів вхідних кіл мають порядок: К = 0,7 - 3; Кр = 0,7 - 0,95; F = 5 - 70 МГц. За принципом побудови коливальних систем розрізнюють ЕЛЕКТРИЧНІ, ТВЕРДОТІЛЬНІ та П‘ЄЗОЕЛЕКТРИЧНІ фільтри. Характеристики перерахованих типів фільтрів (діапазони робочих частот, смуга пропускання, добротність, величина втрат, які вносяться, динамічний діапазон) подані в таблиці 1.

На частотах до 100 - 150 Мгц застосовуються схеми ПВЧ на пальчикових лампах (двокаскадні схеми або каскодні схеми на пентодах і транзисторах) коливальні системи з зосередженими параметрами. На частотах вище 150 - 200 МГц застосовують металокерамічні лампи та транзистори і коливальні системи з розподільними параметрами. На частотах до 100 - 150 Мгц застосовуються схеми ПВЧ на пальчикових лампах (двокаскадні схеми або каскодні схеми на пентодах і транзисторах) коливальні системи з зосередженими параметрами. На частотах вище 150 - 200 МГц застосовують металокерамічні лампи та транзистори і коливальні системи з розподільними параметрами.

ПИТАННЯ V ПВЧ НА ЛАМПАХ БІЖУЧОЇ ХВИЛІ

По спіралі підсилюєма електромагнітна хвиля розповсюджується з швидкістю, приблизно рівній швидкості світла. При цьому на осі спіралі утворюється електричне НВЧ поле, яке переміщується у напрямку розповсюдження хвилі. Швидкість переміщення цього поля менше, чим швидкість світла. По спіралі підсилюєма електромагнітна хвиля розповсюджується з швидкістю, приблизно рівній швидкості світла. При цьому на осі спіралі утворюється електричне НВЧ поле, яке переміщується у напрямку розповсюдження хвилі. Швидкість переміщення цього поля менше, чим швидкість світла. Швидкість практично не залежить від довжини хвилі , якщо тільки  > 2,5  D.

ПИТАННЯ VІ ПАРАМЕТРИЧНІ ПІДСИЛЮВАЧІ ВИСОКОЇ ЧАСТОТИ. ЗМІШУВАЧІ СИГНАЛІВ.

В залежності від способу змінювання реактивності контуру ПП розрізнюють на декілька типів: НАПІВПРОВІДНИКОВІ, ЕЛЕКТРОННО -ПРОМЕНЕВІ, ФЕРОМАГНІТНІ (ФЕРИТОВІ). В залежності від способу змінювання реактивності контуру ПП розрізнюють на декілька типів: НАПІВПРОВІДНИКОВІ, ЕЛЕКТРОННО -ПРОМЕНЕВІ, ФЕРОМАГНІТНІ (ФЕРИТОВІ). НАПІВПРОВІДНИКОВІ ПАРАМЕТРИЧНІ ПІДСИЛЮВАЧІ Принцип дії напівпровідникового параметричного підсилювача, в якому виконується змінювання ємності контуру, можна пояснити на моделі коливального контуру з конденсатором (рис.4), пластини якого можуть розсовуватись.

До моменту t1 (рис. 5) параметри контуру не змінюються і сигнал 1, який діє на контур, має амплітуду Uс. Починаючи з моменту t1, пластини конденсатора механічно розсовуються на величину d в той час, коли напруга і заряд на ньому максимальні. Так як між пластинами конденсатора існує електричне поле, то, щоб розсунути пластини, потрібно затратити енергію, яка надходить від спеціального джерела, яке називається генератором накачування. Енергія, яка витрачається на розсування пластин, передається електричному полю конденсатора і збільшує його енергію. Це приводить до збільшення напруги на конденсаторі, так як ємність конденсатора зменшилась, а величина заряду зосталася незмінною. До моменту t1 (рис. 5) параметри контуру не змінюються і сигнал 1, який діє на контур, має амплітуду Uс. Починаючи з моменту t1, пластини конденсатора механічно розсовуються на величину d в той час, коли напруга і заряд на ньому максимальні. Так як між пластинами конденсатора існує електричне поле, то, щоб розсунути пластини, потрібно затратити енергію, яка надходить від спеціального джерела, яке називається генератором накачування. Енергія, яка витрачається на розсування пластин, передається електричному полю конденсатора і збільшує його енергію. Це приводить до збільшення напруги на конденсаторі, так як ємність конденсатора зменшилась, а величина заряду зосталася незмінною.

ПИТАННЯ VІІ ПРИЗНАЧЕННЯ, КЛАСИФІКАЦІЯ І ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДСИЛЮВАЧІВ ПРОМІЖНОЇ ЧАСТОТИ

ПИТАННЯ VІІІ МЕТОДИ РОЗШИРЕННЯ ДИНАМІЧНОГО ДІАПАЗОНУ ПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ. ДЕТЕКТУВАННЯ СИГНАЛІВ

ЛІТЕРАТУРА ОСНОВИ ПОБУДОВИ РЛС РТВ ПІД РЕДАКЦІЄЮ Б.Ф. БОНДАРЕНКО, КВІРТУ ППО, 1987. 2. ОСНОВИ ПОБУДОВИ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ РАДІОТЕХНІЧНИХ ВІЙСЬК ППО, 1989. 3. ТХОРЖЕВСЬКИЙ В.І. СИСТЕМИ РАДІОЛОКАЦІЙНОГО РОЗПІЗНАВАННЯ. НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК. ЧАСТИНА 1. КИЇВ, 2007 РІК. 4.ТЕОРІЯ РАДІОЛОКАЦІЙНИХ СИСТЕМ: ПІДРУЧНИК / Б.Ф. БОНДАРЕНКО, В.В. ВИШНІВСЬКИЙ, В. П. ДОЛГУШИН ТА ІНШІ; ЗА ЗАГАЛЬНОЮ РЕДАКЦІЄЮ С.В. ЛЄНКОВА, 2008.