Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 65

Структура рассматриваемой приемной системы, представлен­ной на рис. 5.1, вытекает из формулы (3.1) при условии разде­ления пространственно-временной обработки сигналов на про­странственную и временную и отсутствия внешних мешающих ис­точников излучения. Приэтом, вектор S^r=S₁, ...,S_m—характе­ризует ожидаемое амплитудно-фазовое распределение полезного сигнала, а умножители обычно реализуются на базе последова­тельно включенных управляемых  фазовращателей   и  аттенюаторов. Казалось бы, что в РЛС такого типа приемное устройство не отличается от приемного устройства для РЛС с зеркальной  ан тенной  и  может  быть  одноканальным.   Однако  в  фазовращате-

лях, аттенюаторах и сумматорах имеют место, значительные энергетические потери. Особенно это явление проявляется при суммировании многих сотен и тысяч сигналов. Непосредственное суммирование такого большого количества сигналов в одном сум­маторе представляет весьма нелегкую задачу, поскольку техни­чески трудно реализовать согласование в каналах при обеспече­нии малых потерь. Обычно сумматор с удовлетворительными ха­рактеристиками имеет число входов до 32. Чаще всего применя­ют сумматоры на 2, 4 и 8 входов.

С целью повышения чувствительности приемной системы пе­ред каждым суммированием сигналов включают малошумящие усилители. Типовая схема согласованного пространственного фильтра   приведена   на   рис.   5.2,а[1].

В представленной приемной системе суммирование принимаемых сигналов производится в два этапа. На первом этапе сигна­лы, принятые элементами антенной решетки, поступают в усилительные каналы У1, которые обычно включают МШУ, управля­емые аттенюаторы и фазовращатели. Выходные колебания усилительных каналов У1 объединяются в п сумматорах, каждый из которых имеет I входов. Часть, приемной системы, состоящая Виз / элементов антенной решетки, усилительных каналов У1 и сумматора ^, обычно называют модулем антенной системы.

Выходные колебания всех модулей после усиления и преоб­разования в усилительных каналах У2 объединяются в общем сумматоре £]_я и после усиления в УЗ поступают на преобразо­ватель   частоты.

Имеется несколько путей оценки технических параметров рассматриваемой   приемной   системы.   Наиболее   просто   изложена методика оценки коэффициента шума в работе  [1], где полагается, что усилительные каналы и сумматоры в каждом сечении приемной системы имеют одинаковые характеристики. При этом многоканальная приемная система замещается эквивалентной однокальной приемной системой   (рис. 5.2,6), технические параметры которой оцениваются известным способом. Таким образом, ос­новная задача сводится к определению параметров (коэффициента шума и коэффициента усиления по мощности) отдельных элементов эквивалентной одноканальной приемной  системы. Для определен ния этих параметров учтем, что внутренние .шумы усилительных каналов   не   коррелированы  между   собой.      Поэтому   мощность внутренних шумов на выходе модуля будет определяться выра­жением

где Р,„1 —мощность внутренних шумов на выходе одного уси­лительного   канала   У1;

К_Р\ — коэффициент передачи по мощности сумматора по од­ному из входов.

Следует иметь в виду, что у идеального сумматора (без по­терь). а   у  реального

Эхи-ишналы   на выходах усилительных каналов между собой коррелированы, и если они складываются в сумматоре синфаз-но (полезный сигнал воздействует по максимуму главного ле­пестка диаграммы направленности модуля), то выходная мощ­ность   полезного   сигнала   определяется   соотношением

т. е. в / раз превышает отношение сигнал/шум на выходе одного усилительного   какала.

Все сказанное выше относится и к межмодульной обработке^ сигналов.

С учетом приведенных соотношений можно определить техни! ческие   параметры   элементов   одноканальной   приемной   системы (рис. 5.2,6"), которая по уровням собственных шумов и полезного сигнала  на выходе должна  быть эквивалентна  m-канальной  по входу приемной системе  (рис. 5.2,а). Они имеют следующие ве­личины:

• усилительные  каналы эквивалентной  схемы  имеют такие же параметры, что и усилители m-капальной приемной системы, т. е.•)

Пассивные элементы эквивалентной схемы П2 и ПЗ имеют коэффициенты передач по мощности в число входов раз больше, чем коэффициенты передач по мощности по каждому входу, т. е.

Кр2э—1Кри₁ ; К_Р4з ~- пКрхп , а  коэффициенты шума    определяются как для обычных пассивных цепей и равны

Тогда коэффициент шума рассматриваемой многоканальной при­емной   системы   определяется   по  формуле

П р и м е р.

Рассчитать коэффициент шума одного модуля приемной си­стемы (на рис. 5.2,а он обведен пунктирной линией), если сум­матор  y\_t  не имеет потерь при условии, что /C/»_yi'= 100, Яшу2™3.

Решение.

Коэффициент   шума   модуля* определяется   выражением

Следовательно,

при отсутствии потерь в сумматорах коэффициент шума всей многоканальной приемной системы соответствует коэффициенту шума   одной   ветви   этой   системы.

Оценку динамического диапазона приемной системы рассмот­рим «а примере одного модуля. Основными ограничивающими элементами по этому параметру являются усилительные каналы Уl. Если задан динамический диапазон каждого усилителя

т. е. динамический диапазон модуля в l раз больше динамическо­го диапазона каждого усилительного канала.

5.2. Особенности построения приемных устройств каналов измерения угловых координат целей