Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 3

Количественно частотная избирательность приемного устрой­ства характеризуют коэффициентами ослабления сигналов, дей­ствующих по соседним частотным каналам. Данные коэффициен­ты показывают, во сколькораз гармонический сигнал, поступаю­щий на центральной частоте соседнего канала, ослабляется в основном канале. Первым соседним частотным каналом является канал, занимающий полосу частот, равную полосе сигнала, и не­посредственно примыкающий к ней. Второй частотный канал расположен рядом с первым и т. д.

При количественной оценке избирательности измеряют ха­рактеристику избирательности  приемного устройства,    выражающую нормированную зависимость чувствительности Еc(f)  от час­тоты входного сигнала

где Ес(f0) - чувствительность на частоте настройки, соответст­вующаянаименьшему значению;

Ec(fo±П) — чувствительность приемного устройства по со­седнему каналу.

В супергетеродинном приемном устройстве, наряду сдосто­инствами, имеется существенный недостаток, связанный с обра­зованием' дополнительных каналов приема. Механизм образова­ния дополнительных каналов приема иллюстрируется с помощью рис. 1.4. Сигнал на частоте fc и колебания гетеродина на частоте

fг подаются на смеситель. В результате этого ток через смеси­тель будет содержать комбинационные частоты fк = |kfг ± | где k = 0, 1, 2.

Промежуточная частота fnp может образоваться не только путем взаимодействия колебаний с частотами гетеродина fг и сигнала fc , но и путем взаимодействия сколебаниями, зеркально расположенными относительно fг. Этот канал называют зеркаль­ным каналом приема. В зависимости от распределения частот возможны два случая

:

Второй    дополнительный    канал    приема    возникает на про­межуточной частоте fпр.   Этот канал  называют каналом прямого прохождения fc=fnp.

Коэффициент подавления  зеркального канала приема    в    общем случае равен

где Eс(fо ± 2fпр) = Eс(fз) — чувствительность приемного устрой­ства на частоте зеркального канала приема.

Подавление дополнительных каналов приема решается с по­мощью фильтра сигнальной частоты (преселектора). включенно­го до входа преобразователя частоты.Преселектор образует входное устройство и усилитель высокой частоты.

Более подробно методы эффективного ослабления сигналов,принимаемых по дополнительным    каналам,    рассматриваются в разделе 2.

Обычно требуется, чтобы мешающие сигналы, воздействующие по зеркальному и соседним частотным каналам, ослаблялись не менее чем на 30...40 дБ.

Пространственная избирательность характеризуется свойствами приемных антенных систем и определяется формой их диаграммы направленности.

Повышение пространственной избирательности обеспечивается следующими способами (рис. 1.5):

сужением ширины диаграммы направленности антенны при уменьшении уровня боковых лепестков   (рис.  1,5,а);

применением специальных мер, при которых форма диаграмм направленности обеспечивает нулевой прием в направлениях на источник помех (рис. 1.5,6);

комбинацией перечисленных способов.

Практическое использование методов повышения простран­ственной (угловой) селекции встречает технические трудности из-за ограничений, накладываемых на размеры и точность изго­товления антенных систем в первом случае, а для второго спосо­ба — из-за необходимости многоканального построения прием­ных устройств и применения устройств междуканальной обработ­ки сигналов. Количественно пространственная избирательность оценивается коэффициентом потерь энергии полезногосигнала qп, равным величине отношения чувствительности приемной системы в отсутствие внешних помех Рс к чувствительности Р'c, измерен­ной при воздействии помеховых источников с направлений, отли­чающихся от направления на источник сигнала

Кроме перечисленных видов избирательности, в приемных ка­налах могут широко использоваться и другие методы селекции сигналов на фоне помех. Совокупность их применения в значи­тельной    степени    определяет    помехозащищенность     приемного

устройства.

Динамический диапазон приемного устройства явля­ется важной характеристикой, показывающей способностьусили­вать и преобразовывать входные сигналы без нелинейных иска­жений их формы и спектра.

Нелинейные искажения сигналов могут возникать из-за нели­нейности амплитудных характеристик отдельных каскадов. Они являются причиной искажений формы сигналов, вызывают появ­ление дополнительных колебаний на частотах, отсутствующих в спектре исходного сигнала, обусловливают появление дополни­тельных колебаний приема помех, подавление слабых сигналов сильной помехой.

Наличие нелинейных искажений сопровождается не только искажением формысигналов, но и неодинаковым усилениемприемного устройства для различных уровней входных сигналов.

Количественно динамический диапазон определяется как от­ношение уровня максимально допустимого сигнала на входе к минимальному:

,

или

где Рвх.макс — мощность входного  сигнала,  при которой  ко­эффициент передачи приемного устройства или отдельного его каскада, измеренный при малом сигнале, уменьшается  на   1   дБ. (рис.  1.6)   При этом степень искажения сигнала составляет 5%. Pвх.мин = Рс. пред    — сигнал на уровне внутренних шумов приемного устройства, равный предельной чувствительности.

Так как реальные сигналы обладают большим диапазоном, то в состав приемного устройства включают дополнительные устройства и применяют специальные методы формирования амплитуд­ных характеристик,  обеспечивающие расширение и согласование его  динамического диапазона  с динамическим    диапазоном  око печных устройств (рис. 1.7).

Требуемая величина динамического диапазона современных приемных каналов велика и обычно составляет 90... 140 дБ. Это объясняется большим изменением дальностей до целей их эффективных отражающих поверхностей, условий распространения электромагнитных волн, интенсивностей помеховых сигналов, сканированием антенны. В то же самое время величина DBX ка­нала без принятия специальных мер составляет величину 20...30   дБ.

Следовательно, важным требованием, предъявляемым к при­емному каналу, является расширение его динамического диа­пазона.