3.5. Приемные устройства сигналов с неизвестной структурой
Развитие систем радиоэлектронной борьбы (РЭБ) стимулирует разработку и дальнейшее совершенствование приемных устройств средств радиотехнической разведки.
Построение этих приемных устройств, в основном, определяется спецификой функционирования средств радиотехнической разведки. Данные средства должны обеспечить быстрый поиск, обнаружение и распознавание принимаемых сигналов и радиотехнических средств их излучения. Поэтому в них часто используются слабонаправленные антенны, а сигналы должны обнаруживаться при условии, что они излучаются по боковым лепесткам диаграммы направленности. Уровень этих лепестков, как известно, мал и более чем на (20...50) дБ ниже уровня главного лепестка. Вследствие этого к чувствительности, динамическому диапазону и ряду других характеристик приемных устройств предъявляются довольно высокие требования [26]:
а) диапазон рабочих частот лежит в пределах 0,5...40 ГГц; а полоса одновременно обрабатываемых частот должна быть порядка 0,5... 1 ГГц;
б) пороговая чувствительность в импульсном режиме должна быть не меньше 10-10 Вт, а в непрерывном — 10-13 Вт (при вероятностях правильного обнаружения, незначительно отличающихся от единицы и пренебрежимо малых уровнях ложных тревог):
в) динамический диапазон по входу должен составлять примерно 90 дБ;
г) среднеквадратические ошибки измерения амплитуды—порядка 1 дБ, пеленга — не более 5°, частоты — примерно 0,5... 1 МГц,
д) разрешение по длительности не
хуже 100 нс;
ж) плотность потока сигналов — 106 имп/с.
Сложность выполнения этих требований обусловливается тем обстоятельством, что структура принимаемых сигналов неизвестна, а в радиотехнических системах помимо простых используются ФКМ, ЛЧМ и другие сложные сигналы. Более того, в современных РЛС принимаются специальные меры, обеспечивающие скрытность излучения.
Наиболее широкое использование в аппаратуре радиотехнической разведки получили детекторные (прямого усиления), автокорреляционные, многоканальные супергетеродинные приемники и приемники с быстрым спектральным анализом.
3.5.1. Детекторные приемники
Наиболее простым по устройству является детекторный приемник. Упрощенная структурная схема приемника изображена на рис. 3.57. Принимаемые сигналы через широкополосный фильтр
Рис. 3.57
входной цепи (с полосой пропускания до октавы и более) поступают на амплитудный детектор и далее на логический видеоусилитель.
Детекторный приемник обладает рядом несомненных достоинств. Он прост по устройству и в эксплуатации, надежен. Имеет малые габариты, массу, стоимость. Характеризуется быстрым временем обнаружения сигналов, хорошей возможностью измерения параметров импульсных и амплитудно-модулированных сигналов.
Вместе с тем, детекторные приемники не позволяют с высокой точностью измерять частоту принимаемых сигналов. Разрешение сигналов по частоте определяется полосой пропускания входного филы - Поэтому используются узкополосные входные фильтры, перестраиваемые по частоте (рис. 3.57), или же переходят к многоканальному построению приемников.
Чувствительность детекторного приемника зависит от параметров Детектора, потерь, во входной цепи, а также определяется шумовыми характеристиками видеоусилителя.
В качестве диодов детектора в диапазоне от метровых до миллиметровых волн используются точечно-контактные диоды (ТКД), Диоды с барьером Шоттки (ДБШ) и обращенные диоды (ОД). При малых Сигналах выходное напряжение детектора про. порционально мощности входного СВЧ сигнала, т. е. для квадратичного детектора понятие коэффициента шума неприменимо. Основные параметры, определяющие чувствительность детектор, ного приемника, — это крутизна ВАХ в окрестности рабочей точки и уровень дробовых и фликкерных шумов, возникающих в р-n-переходе под воздействием протекающего постоянного тока I. В этом смысле диод характеризуется следующими параметрами-
 |
— коэффициентом чувствительности по току
- относительной шумовой
температурой диода;
Rвых,—динамическим сопротивлением диода на видеочастоте.
При оценке чувствительности шумы видеоусилителя детекторного , приемника учитываются величиной дробового шума, который характеризуется шумовым сопротивлением Rш
Под чувствительностью детекторного приемника понимают мощность входного сигнала, при которой напряжение сигнала на выходе детектора равно среднеквадратичеокому значению шума на входе ВУС
Так как
 |
то
где D — добротность видеодетектора, равная
Добротность видеодетекторов зависит от выбора рабочей точки видеодетектора. Для увеличения D необходимо уменьшить γд Обычно γд = (1...2) для обращенных диодов и диодов с барьером Шоттки; γдЄ = (10...20) — для точечно-контактных диодов.
Для увеличения β (улучшения чувствительности) и расширения полосы
пропускания на детекторные диоды подается прямое
смещение. На рис.
3.58 показаны зависимости чувствительности
детекторных приемников от смещения по постоянному току для диодов различных типов. В отсутствие смещения ОД имеют наилучшую, а диоды Шоттки наихудшую чувствительность. При токе прямо-" го смещения 0,25...5 мкА чувствительность приемников с ДБШ достигает — (80...85) дБ/Вт. Дальнейшее увеличение смещения уменьшает чувствительность. Величина D, таким образом, для различных диодов колеблется от 10 до 140.
С целью повышения чувствительности детекторных приемников
в ряде случаев применяют охлаждение диодов до температур жидкого азота. Охлаждение до более низких температур возможно при использовании детекторов, основанных, например, на эффекте Джозефсона, возникающем в конденсаторном зазоре между двумя сверхпроводящими пленками. Тепловые шумы в переходах Джозефсона, работающих при температуре паров гелия 2...3 К, практически отсутствуют, и чувствительность определяется только шумами усилителя.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.