Які параметри характеризують антену?

v Діаграма спрямованості (ДС) – графік залежності інтенсивності випромінювання від кута випромінювання.

v Коефіцієнт направленої дії (КНД, G_Д) – характеризує ДС і визначається як відношення максимальної інтенсивності випромінювання в напрямку головної пелюстки ДС до середньої інтенсивності випромінювання. Але цей коефіцієнт не враховує втрат в антені.

Коефіцієнт підсилення антени по потужності (КУ) – це КНД з урахуванням втрат.

G= *G_Д,

де η – ККД

v Ефективний розкрив антени (А_еф) – це ефективна площа антени при прийманні падаючої хвилі з відповідного напрямку

А_еф=ρ_а*А_r,

де А_r – геометрична площа антени;

ρ_{а –} коефіцієнт використання розкриву антени.

Відомий зв’язок G та А_еф?

або

v Поляризація антени – напрямок вектора електричного поля ЕМХ. Більшість антен мають або лінійну (горизонтальну або вертикальну), або еліптичну (кругову чи еліптичну) поляризацію. А взагалі всі види поляризації є окремим видом еліптичної поляризації.

 

Тема: 4.1.4 Принципи формування, вимірювання, приймання і обробки радіолокаційних систем ЗРК

Заняття №2: Принципи побудови приймальних пристроїв РЛС та антенних систем.

Приймальні пристрої РЛС, їх основні характеристики.

Обробка прийнятих від цілі сигналів – це виділення їх на фоні внутрішніх та зовнішніх шумів. Це завдання покладається на приймальний пристрій РЛ і якість його виконання залежить від структури корисних та заважаючи сигналів, їх інтенсивності, а також від апріорної інформації про параметри сигналів, що спостерігаються.

Призначення, склад та структура приймача конкретного РЛ визначається видом сигналу, що обробляється, та відомостями про їх параметри (f c, тривалість, вид модуляції), а також вимогами до РЛ щодо якості виявлення, розрізнення та точності вимірювання параметрів сигналів.

 

Класифікація приймачів

1. За призначенням каналу прийому: канал виявлення, канал супроводження, канал впізнавання та ін..
2. За способом обробки: просторова, фільтрова, кореляційна, кореляційно – фільтрова.
3. За типом корисних сигналів: імпульсні, безперервні.
4. За типом обробки сигналів: детекторні приймачі, приймачі прямого підсилення, гетеродинні приймачі (супергетеродинні).
5. За кількістю каналів приймання: одноканальні, багатоканальні.

 

Основні технічні характеристики пристроїв

· Чутливість прийомного каналу – це його здатність виконувати властиві йому функції при проході на вхід слабких сигналів. Якісно визначається мінімальним рівнем корисного сигналу, наведеного в антені при якому забезпечується задана якість обробки інформації.

Розрізняють граничну і порогову чутливість.

Гранична чутливість – Р_пр.min – визначається мінімальною потужністю корисного сигналу в антені, при якій співвідношення сигнал/шум на виході лінійної частини приймача рівняється одиниці.

Р_пр.min=k*T₀*К_ш*△f_пр,

Де k= 1,38*10^-23 Вт*с/град – стала Больцмана;

T₀ – абсолютна температура приймача (град. Кельвіна);

К_ш – коефіцієнт шуму приймача;

∆f_пр – смуга пропускання приймача.

Порогова чутливість - Р_пр.пор=υ_р* Р_пр.min

· Вибірковість радіоприймача – визначає його здатність виділяти …….. сигнали від заважаючи. Розрізняють: просторову, часову, амплітудну, кореляційну та інші види вибірковості. Частіше – частотну. Частотна вибірковість характеризується коефіцієнтом послаблення сигналів, які діють на сусідніх частотах. Зазвичай вимагають, щоб сигнали на сусідніх частотах (в сусідніх каналах) ослаблялися більше чим на (30…40) дБ.

· Динамічний діапазон лінійної частоти приймача по входу – це інтервал потужностей (амплітуд) отриманих сигналів, які виділяються та підсилюються на фоні внутрішніх шумів з допустимими нелінійним спотворенням. Допуск – спотворення в 5%. Визначається дин. діапазон в (90…140) дБ.

· Коефіцієнт підсилення приймача

· Коефіцієнт шуму приймача

Розглянемо основні типи приймачів. Але для їх порівняння спочатку наведемо основні технічні характеристики приймачів.

 

Основні типи приймальних систем РЛС.

Детекторні приймачі

Найбільш поширеними за конструкцією е детекторні приймачі, структурна схема одного з них на Мал.55.

 

Мал. 55

 

 

Прийнятий сигнал через широкосмуговий фільтр подається на амплітудний детектор і далі на логарифмічний відео підсилювач.

Переваги: простота, надійність, малі габарити. Характеризується малим часом виявлення сигналу, добрі можливості щодо вимірювання параметрів амплітуди сигналів.

Недоліки: Не дозволяє з високою точністю вимірювати частоту сигналу. Розрізнення за частотою визначається смугою пропускання вхідного фільтра. Тому застосовують змінні вхідні фільтри, або багатоканальний прийом. Чутливість визначається характеристиками детектора та відео підсилювача. Приймачі прямого підсилення.

Одним з шляхів підвищення чутливості детекторного приймача є перехід до схеми прямого підсилення, коли рівень сигналу на детекторі збільшується за рахунок використання підсилювача високої частоти, який включається на вході.

 

Характерним для цієї схеми є те, що тут відсутні каскади ПЧ.

 

Супергетеродинний приймач

 

Відбитий сигнал подається на вхід приймача через антенний ……. Сигнал підсилюється ПВЧ з низьким рівнем шумів. Якщо зовнішні шуми не врахувати, то чутливість приймача визначається тільки шумом вхідних каскадів, тобто ПВЧ.

З ПВЧ сигнал подається на змішувач. Його завдання полягає в тому, щоб перетворити сигнал з НВЧ на більш низьку ПЧ () мГц. На

нелінійному змішувачі змішують сигнал цілі f_с та сигнал гетеродину частоти f_г і виділяється сигнал рівничної частоти f_пч= f_с- f_г.

На такій частоті простіше отримати необхідне підсилення та задану частотну характеристику. Сигнал частот f_пч підсилюється ППЧ, детектирується амплітудним детектором і підсилюється відео підсилювачем (ВП). Останній має забезпечити сигнал достатній для відображення на індикаторі.

Супергетеродинний приймач є найбільш розповсюдженим в РЛ. Він характеризується більш високою чутливістю, а застосування декількох ідентичних приймальних каналів дозволяє також досить точно вимірювати частоту сигналу за рахунок використання системи фільтрів.