Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 57

Другим путем увеличения чувствительности является переход к схеме приемника прямого усиления, когда уровень сигнала на детекторе увеличивается за счет УВЧ, включенного на входе. Для   существующих   типов   УВЧ  γувч ≈ 1...5; Кр ≈ 20...30. Дб и

т. е. чувствительность возрастает в КР раз и достигает—120 дБ/Вт. Для обеспечения приемлемого разрешения по частоте и необ­ходимой точности ее измерения используют также супергетеродинные приемные устройства этого типа. Один из вариантов по­строения такого приемного устройства изображен на рис. 3.59 [26]. Принимаемые сигналы в полосе частот 2...18 ГГц усилива­ются на высокой частоте и через фильтры с полосами 4 ГГц поступают на 4-канальный преобразователь частоты. Выходные фильтры всех каналов ПЧ имеют одинаковые центральные часто­ты и полосы. Сигналы с их выходов поступают на детекторы и Далее на компараторы. При превышении выходных сигналов де­текторов порогового уровня и0 включается в работу измеритель частоты, который, в зависимости от требований, предъявляемых к качеству его работы, может быть одноканальным и многоканаль­ным.     

Описанный     приемник    называют приемником  с  мгновенным измерением   частоты.   Его   чувствительность   ввиду   широкополосности примерно такая же, как и у детекторного приемника. Им?

Рис. 3.59

ющиеся образцы [26] позволяют получить разрешающую спо­собность по частоте и среднеквадратичеакую точность ее изме­рения — порядка  1 МГц, динамический диапазон — 60 дБ.

3.5.2. Многоканальные супергетеродинные приемники

Данные приемники в отличие от детекторных приемников характеризуются более высокой чувствительностью. Приемлемы'1 разрешение и точность измерения частоты в них достигаются за счет использования системы фильтров. На рис. 3.60 приведен один из   вариантов   построения   фильтров.

Многоканальные     приемные устройства       характеризуются сравнительно      высокой      сто­имостью   и   сложностью.   Это обусловлено   большим   числом используемых в них фильтров В   настоящее   время   с   совер­шенствованием  технологии из­готовления фильтров  на ПАВ и ПЗС имеется    возможность данные   недостатки   приемных устройств частично устранить Эти устройства считаются перспективными при их исполь­зовании  в   метровом  диапазо­не   волн

Общим недостатком детекторных и многоканальных супергете­родинных приемных устройств является то, что им присущи зна­чительные энергетические потери при приеме сложных сигналов. Можно считать, что коэффициент потерь в случае сложных сигна­лов определяется энергией сигнала в полосе фильтра и увеличи­вается   в   Δfс/Пф    раз.

3.5.3. Автокорреляционные приемники

Принцип работы автокорреляционного приемника понятен из рассмотрения рис. 3.61,а. Этот приемник по сути представляет со­бой корреляционный приемник. В нем в отличие от корреляцион­ного приемника вместо гетеродинного (опорного) сигнала использу­ется входной сигнал, задержанный на величину τ (фильтр нижих частот выполняет роль интегратора). Поскольку входной сигнал приемника является суммой наблюдаемого сигнала и внутренних шумов, то выходной сигнал является суммой оценок корреляцион­ных функций этих процессов. В связи с тем, что автокорреляцион­ные приемники широкополосны к обнаруживаемым сигналам, то корреляционные функции сигналов rс(τ) и шума rш (τ) различны по длительности   (рис. 3.61,б).   Поэтому   задержку   выбирают   так,

 Рис. 3.61 чтобы маскирующее влияние внутренних шумов за счет интегри­рования   было   существенно   ослаблено. Достоинством автокорреляционного приемника по сравнению с корреляционным является простота реализации.  В нем нет гете-

231

родина (обобщенного гетеродина в случае приема сложных сигна лов), можно обрабатывать сигналы любой формы без изменении структуры приемника, отпадает необходимость в многоканальности построения в тех случаях, когда задержка сигналов неизвест­на.

Для определения чувствительности автокорреляционного при­емника найдем отношение сигнал-шум по мощности на его вы­ходе, учитывая, что ввиду малости входного сигнала коэффициент корреляции   перемножаемых   колебаний  ρ2<<1 (3.53).

Обозначив номинальное отношение сигнал-шум q20=2Э/N0,     дан­ное выражение можно представить в виде

откуда следует, что при больших уровнях входных сигналов q2выхq20/2 т. е. имеет место небольшой энергетический проигрыш по сравнению с корреляционным приемом 3 дБ. При малых уровнях входных сигналов q2выхq40/kсж т. е. имеет место их подавление. Приравнивая q2вых =1, а также учитывая традиционный ко­эффициент потерь αп,, и возможное рассогласование по т и F, по­лучаем выражение для предельной чувствительности автокорре­ляционного   приемника

В ряде случаев необходимо устройство, обеспечивающее авто­матическое измерение отсчетов автокорреляционной функции в широком диапазоне временных запаздываний. В этом случае ав­токорреляционный приемник делают многоканальным. Если при помощи коммутации произвести отсчеты сигналов на выходе ин­теграторов, то получается развернутая во времени атокорреля-ционная функция входного сигнала (рис. 3.62,а). Используя уст­ройство быстрого преобразования Фурье на дисперсионных фильт pax или же приборах с зарядовой связью, можно построить авто­корреляторы с автоматическим развертыванием во времени авто-

232

корреляционных функций входного сигнала. Такие устройства на­зываются конвольверами

Рис. 3.62

3.5.4. Приемники с быстрым спектральным анализом

Одним из основных требований, предъявляемых к системам РЭБ и РТР, является гарантированное обнаружение излучений радиотехнических средств с одновременным измерением несущих частот   сигналов   и   законов   их   модуляции.

Приемные устройства этого типа строятся на основе методов быстрого   спектрального   анализа.

Быстрый спектральный анализ (БСА) может производиться параллельным n-канальным анализатором или же с использова­нием быстрого преобразования Фурье. Техническая реализация БПФ возможна цифровыми методами (подраздел. 3.3) либо при использовании дисперсионных фильтров сжатия ЛЧМ радиоим­пульсов на ПЗС или ультразвуковых линиях задержки (акусто-электронные Фурье-процессоры,   см.   3.1).