Разработка нелинейного радиолокатора для обнаружения электронных устройств, содержащих нелинейные компоненты, страница 14

2.7. Способы построения цифровых приемников.

2.7.1.  Тракт приема с двойным преобразованием частоты.

Существуют различные архитектуры построения приемников. Анализ достоинств и недостатков каждой архитектуры позволяет выбрать оптимальную схему для конкретного случая применения.

На рис. 2.7.1 показана классическая архитектура супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты.

Рис. 2.7.1. Архитектура тракта приема с двойным преобразованием частоты.

Полосовой высокочастотный фильтр ПФ1, предшествующий малошумящему усилителю МШУ уменьшает внеполосные сигналы, а также уровень помех по зеркальному каналу совместно с фильтром ПФ2. Затем весь спектр преобразуется вниз по частоте на фиксированную промежуточную частоту с использованием перестраиваемого гетеродина – радиочастотного генератора управляемого напряжением РЧ ГУН. Зеркальный сигнал и другие нежелательные продукты преобразования уменьшаются далее до приемлемого уровня, с помощью внешнего фильтра ФПЧ1 перед еще одним преобразованием вниз по частоте. Выбор рабочего канала обычно осуществляется, фильтром промежуточной частоты ФПЧ2 после окончательного преобразования вниз. Это ослабляет требования к динамическому диапазону следующих блоков. От правильного выбора значения промежуточных частот зависят получаемые величины селективности и чувствительности приемника. Второе преобразование вниз по частоте в современных трактах приема обычно происходит в квадратурных схемах, чтобы облегчить цифровую обработку синфазных и квадратурных сигналов I и Q.

В приемнике с двойным преобразованием частоты [21,22] существенно снижаются требования к элементам фильтрации. Супергетеродинная архитектура приемного тракта считается наиболее надежной, так как в ней высокие значения селективности и чувствительности могут быть достигнуты надлежащим выбором значений ПЧ и параметров фильтров. Эффекты смещения постоянной составляющей и утечки, более подробно рассмотренные далее, не влияют на характеристики приемника из-за использования нескольких шагов преобразования.
        Однако, достижение высоких значений параметров и характеристик приемника приводит к увеличению стоимости устройства и его размеров. Это происходит за счет применения внешних высокодобротных полосовых фильтров, необходимых для подавления зеркального канала и выбора рабочего канала. Так как выбор рабочего канала происходит в первом каскаде промежуточной частоты (ПЧ), перестраиваемый гетеродин требует качественного выполнения и использования внешнего колебательного контура для достижения хорошей характеристики по шумам.

2.7.2. Приемники с прямым преобразованием.

Стремление разработчиков уменьшить количество навесных компонентов привело к использованию архитектуры приемника с прямым преобразованием  сигнала. Достаточно часто эту архитектуру называют приемником с нулевой ПЧ. На рис. 2.7.2.1 показана блок-схема такого устройства. Как и в классической супергетеродинной архитектуре, в данной архитектуре используется перестраиваемый высокочастотной гетеродин, с помощью которого и производится выбор рабочего канала. Для достижения высоких качественных характеристик РЧ блока в нем необходимо использовать высоколинейный смеситель.

                      Рис. 2.7.2.1. РЧ блок с прямым преобразованием частоты.

а) Обобщенная структура РЧ блока прямым преобразованием частоты;

б) Процесс преобразования сигнала рабочего канала в области частот