Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 59

Не менее сложные задачи возникают в многоканальных при­емных трактах, в которых осуществляется измерение параметров сигналов или когерентная компенсация коррелированных помех. Приемные тракты в этом случае входят составной частью в. из­мерители соответствующих параметров и точность оценок зави­сит от идентичности амплитудных, амплитудно- и фазочастотных характеристик отдельных приемных каналов во всем динамиче­ском диапазоне входных сигналов. Как и в случае приемного тракта РЛС обнаружения, здесь основной задачей регулировок усиления является нормировка и сравнение сигналов (вычисление их отношения)  на выходе приемных каналов—измерителей пара­метров. Динамический диапазон входных радиолокационных сигналов с учетом тенденций уменьшения радиолокационной заметности целей и увеличения эффективности средств создания помех для РЛС различных классов может составлять 90... 150 дБ [1]. Ди­намический диапазон приемного тракта D_вх согласно [2] опре­деляется по его  амплитудной характеристике   (рис.  4.1,а),  пред-

Ставляющей собой зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды или мощности входного сигнала. На этой характерис тике можно выделить следующие участки: первый участок (0, Р_вхмин) соответствующий малым входным сигналам, маскируемым   внутренними   шумами

второй участок (Р_вхмин Р_вхмакс)  характеризуемый областью ли­нейного усиления, когда

с отклонением не более, чем на 1 дБ (рис. 4.1,б); третий участок
(Р'_вхмакс,Р''_вхмакс), при котором усилительные свойства канала или каскада ухудшаются, появляются более чем 5% нелинейные искажения сигнала, приводящие к искажению АЧХ и ФЧХ тракта, боковых лепестков сжатого по длительности или спектру сложно-модулированного   сигнала.                                                           

Поэтому для расширения динамического диапазона в прием­никах сложных сигналов для регулировки усиления используются устройства мгновенного регулирования — логарифмические усилители и полосовые ограничители со стабильными амплитудно-и   фазочастотными   характеристиками.

4.1.   Устройства   расширения   динамического   диапазона приемников

К устройствам расширения динамического диапазона относят­ся усилители с системами автоматического регулирования (АРУ), усилители с логарифмической амплитудной характеристикой (ЛАХ) и полосовые усилители-ограничители (УО). Как правило, эти устройства выполняются на промежуточной частоте. Развитие транзисторных усилителей и управляемых аттенюаторов на СВЧ позволяет охватить системами регулирования и входные каcкады приемных   устройств.

В последнем случае при большой глубине регулирования не­избежно возрастает коэффициент шума приемника, и такие систе­мы получили название автоматической регулировки чувствитель­ности (АРЧ). Так как перегрузка первых каскадов возникает, как правило, под воздействием специально организованных помех, то для повышения чувствительности в динамическом диапазоне вместо введения затухания в БВЧ рационально использовать системы автокомпенсации коррелированных помех.

Перечисленные устройства используются в каналах обнаруже­ния для стабилизации уровня ложных тревог, а в многоканальных трактах измерения параметров сигналов — выравнивания ампли­тудных характеристик каналов и обеспечения нормировки сигна­лов   в   динамическом   диапазоне.

4.1.1. Расширение динамического диапазона приемных устройств при помощи АРУ

Автоматическая регулировка усиления в приемных каналах классифицируется   по   следующим   признакам:

по назначению АРУ в приемном канале (сжатие динамическо­го диапазона, нормировка сигналов, автоматическая регулировка (стабилизация)    порога   и   т.   д.);

по принципу выработки управляющего воздействия (неследящие АРУ— управление усилениями по программе, с использова­нием априорных «ведений об уровнях сигнала и помех в различ­ные моменты времени (ВАРУ) (рис. 4.1,а); следящие АРУ — с выработкой напряжения в зависимости от уровня регулируемого сигнала на входе или выходе усилителя). В следящих АРУ с об­ратной связью (рис. 4.2,в) регулирующее напряжение подается с выхода на вход усиления (АРУ «назад») или осуществляется параметрическое регулирование (рис. 4.2,б) при подаче сигнала регулирования входа на выход  (АРУ «вперед»).

Рис. 4.2

Следящие и неследящие АРУ могут отличаться числом регули­руемых каскадов усиления, а следящие с обратной связью — коли­чеством петель обратной связи и способами их образования  [2];

по выбору объекта (сигнала) регулирования (эхо-сигнал, шум; помеха, эхо-сигнал + шум, помеха, шум+помехи и т. д.). Для вы­бора объекта регулирования в систему АРУ вводятся селекторы по уровню (порогу), времени и (или) частоте;

239

неследящие АРУ характеризуются временем действия, законом регулирования, а следящие — временем срабатывания (инерцион­ностью), которое сопоставляется с длительностью полезного сигнала Т_с.   Различают   следующие   АРУ:

ИАРУ- — инерционная автоматическая   (регулировка усиления)

t_р » Т_с ;

БАРУ — быстродействующая автоматическая регулировку уси­ления

t_р ≥ Т_с

МАРУ— мгновенная   регулировка   усиления   t_Р<Т_С

К техническим параметрам всех типов АРУ относятся глубина регулирования, соответствующая динамическому диапазону вход­ных сигналов D_вхдинамический диапазон выходных сигналов D_выx и их отношение — коэффициент сжатия динамического диапазона d. В схемах АРУ с обратной связью важным парамет­ром   является   быстродействие   t_p.

4.1.2. Регулируемые каскады систем АРУ

Регулировка усиления в каскадах приемных устройств долж­на осуществляться с выполнением ряда технических ограничений, связанных с получением допустимых отклонений основных техни­ческих параметров приемного устройства, а также заданных за­конов регулирования. Это означает, что при регулировании при­емника не должны существенно изменяться его амплитудно- и фазочастотные характеристики, увеличиваться нелинейные иска­жения, изменяться время прохождения сигнала. В случае исполь­зования программных (временных) регулировок усиления допол­нительно могут накладываться требования на вид функции регу­лирования, K(U_P) —линейная, экспоненциальная и т. д. (рис. 4.3). В автоматических регулировках усиления с обратной связью ре­гулировочные характеристики специальной формы используются для сохранения устойчивости или постоянства времени регулиро­вания в динамическом диапазоне входных сигналов.