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 q2вых≈q20/2 т. е. имеет место небольшой энергетический проигрыш по сравнению с корреляционным приемом 3 дБ. При малых уровнях входных сигналов q2вых ≈ q40/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).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.