Выходная мощность передающего устройства, чувствительность и избирательность радиоприемника.

Мощность радиосигналов, сформированных в возбудителе, обычно измеряется единицами или десятками милливатт. Современные возбудители обычно обеспечивают амплитуду выходного напряжения U_{m возбудит} = 0.8+1.2В на нагрузке R_H = 75 Ом, что соответствует мощности:

Чтобы обеспечить необходимую мощность радиосигналов в антенне, измеряемую десятками и сотнями ватт, необходимо усилить колебания, сформированные в возбудителе. Эту задачу решает усилительный тракт радиопередатчика. Он состоит из нескольких соединенных последовательно каскадов усиления, любой из которых является усилителем мощности. Назначения и требования, предъявляемые к отдельным каскадам, могут быть различными в зависимости от их места в усилительном тракте. Последний каскад усилительного тракта, обеспечивающий необходимую мощность в антенне и определяющий энергетические показатели передатчика в целом, называется выходным или оконечным каскадом.

Каскады усиления мощности, включенные между возбудителем и выходным каскадом, принято называть промежуточным. Количество промежуточных каскадов зависит от мощности передатчика (Р_А), коэффициентов усиления по мощности К_Р; отдельных усилителей и мощности возбудителя; чем больше мощность передатчика, тем больше требуется каскадов усиления при прочих равных условиях.

Чувствительность приемника характеризует его способность обеспечить нормальный прием слабых сигналов. Количественно чувствительность приемника оценивается либо минимальной величиной ЭДС в антенне E_A, либо минимальной мощностью сигнала в антенне Р_А, при которых обеспечивается требуемая мощность (или напряжение) сигнала на выходе приемника при заданном отношении Uc/Uш. Чувствительность приемника зависит от уровня шумов, степени усиления сигнала и требуемого повышения сигнала над шумами на выходе приемника. В зависимости от назначения приемника, вида сигнала, способа его регистрации и других факторов она может составлять от долей микровольта для войсковых р/приемников до сотен микровольт для бытовых приемников. В диапазоне длинных, средних и коротких волн повышение чувствительности ограничивается в основном внешними помехами /работа других р/ст, атмосферные помехи и др/, при сильных внешних помехах часто приходится уменьшать чувствительность с помощью регулятора усиления, лишаясь тем самым возможности принимать слабые сигналы, не обладающие превосходством над помехами. В диапазоне ультракоротких волн на чувствительность влияют собственные шумы приемника.

Избирательность приемника.

Под избирательностью понимается способность р/приемника выделить полезный сигнал из совокупности сигналов и помех, воздействующих на вход р/приемника. Частотная избирательность достигается наличием резонансных контуров в каскадах приемника.

Количественно способность приемника выделять сигнал определенной частоты и подавать помехи на других частотах оценивается характеристикой избирательности.

Характеристика избирательность (Рис. 1) представляет собой отношение чувствительности Е_А на любой частоте к чувствительности Е_А на частоте настройки f₀ приемника при постоянстве напряжений на выходе приемника.

Рис. 1

По характеристике избирательности можно судить о степени подавления частот, отличающихся от частоты настройки. К любым воздействующим на вход сигналам приемник будет тем не менее чувствителен, чем дальше отстоит помеха от частоты настройки.

Иногда частотная избирательность приемника характеризуется не кривой избирательности, а полосой пропускания и полосой мешания.

Область частот, на границах которой избирательность равна , называется полосой пропускания приемника. Она должна удовлетворять следующим условиям:

а) включать частотный спектр сигнала |ДF_С|;

б) учитывать нестабильность и неточность установки частоты приемника |Дf_{Sнестаб}|;

D f_пр = D F_C + 2D f_{Sнестаб}.

За пределами полосы пропускания чувствительность приемника должна резко снижаться. Область частот, на границах которой чувствительность приемника снижается в 100 /1000/ раз по сравнению с чувствительностью на частоте настройки называется полосой метания.

Для сравнительной оценки избирательности приемников вводят понятие коэффициента прямоугольности.

Коэффициент прямоугольности приемника есть отношение полосы мешания на определенном уровне к полосе пропускания приемника:

Коэффициент прямоугольности всегда больше единицы, чем ближе он к единице, тем выше избирательные свойства приемника.

2.Понятие о сог­ласовании выходного сопротивления передатчика и входного со­противления приемника с антенно-фидерным устройством.

Известно, что максимальная передача энергии от источника (в радиопередатчиках - от УМ) в антенну обеспечивается при согласовании внутреннего сопротивления источника энергии и входного сопротивления антенны. А поскольку в военных радиостанциях, как правило, предусматривается использование нескольких антенн, входное сопротивление которых является комплексным, зависит от частоты изменения в широких пределах, то возникает необходимость преобразования комплексного сопротивления антенны Za=R+jХа в постоянное сопротивление нагрузки Rн.

Такое преобразование возможно при выполнении двух условий:

1) Ra = Rн = Const.

2) Ха = 0, т.е. компенсацию реактивной составляющей входного сопротивления антены.

Процесс преобразования Za в сопротивление Rн называется согласованием, а электрическая цепь, обеспечивающая это преобразование - согласующей цепью. Понятие «согласующее антенное устройство» (САУ) включает в себя согласующую цепь и дополнительные элементы, обеспечивающие настройку этой цепи.

Функциональная схема простейшего САУ приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Функциональная схема САУ

Здесь в состав САУ введены элементы настройки Хн и амперметр. Элемент настройки Хн это переменное реактивное сопротивление. При Ха < 0, когда 0 <l/l < ¼, сопротивление Хн должно иметь индуктивный характер («Удлиняющая» катушка); при Ха > 0, когда ¼ <l /l< ½ сопротивление Хн должно иметь ёмкостный характер («Укорачивающий» конденсатор). Амперметр вводится в схему САУ для определения момента настройки САУ по максимуму точка в антенной цепи.

На рисунке 3. изображена схема САУ широко применяемая в маломощных УКВ передатчиках.

Рис.3 Схема САУ маломощного УКВ передатчика.

В этой схеме имеется два органа настройки - конденсаторы переменной ёмкости С1 и С2, ёмкость которых изменяется в диапазоне частот одной ручкой «настройка антенны». Изменение ёмкости С1. регулирующей связь САУ с антенной, осуществляется через редуктор с передаточным числом n (n> 10), т.е. со скоростью, в n раз больше, чем скорость изменения ёмкости С2 (от С2мин до С2макс.) емкость конденсатора С1 изменяется n раз. Конденсатор С1 предназначен в основном для компенсации реактивной составляющей сопротивление антенны при Ха > 0, тогда как конденсатор С2 обеспечивает трансформацию активной составляющей сопротивления антенны Ra в сопротивление Rн. Компенсация реактивной составляющей при Ха < 0 (ёмкостного характера) производится с помощью индуктивностей L1, L2, L3.

Здесь рекомендуется по упрощенной принципиальной схеме радиостанции Р-159 показать и объяснить принцип работы САУ передатчика P-159.

Применяемые в радиопередатчиках военных радиостанций выходные каскады в основном рассчитаны на подключение несимметричных антенн и имеют несимметричный /относительно земли/ выход. Для подключения к таким выходным усилителям симметричных антенн /типа симметричный вибратор/ используется согласующее - симметрирующего устройства: функциональная схема такого устройства представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Функциональная схема согласующе-симметрирующего устройства.

Согласующе-симметрирующее устройство выполняет две задачи:

ПЕРВАЯ ЗАДАЧА: обеспечить согласование выхода передатчика с входом антенны. Реактивная составляющая сопротивления антенны компенсируется элементами настройки ХН1 и ХН2, а согласование активных сопротивлений элементом связи Хсв2.

ВТОРАЯ ЗАДАЧА: переход от несимметричного выхода усилителя к симметричному входу антенны. Она решается элементами симметрирования Хсим1 и Хсим2. Подбором их сопротивлений в ветвях антенны достигается равенство токов по величине и сдвиг между ними по фазе на 180°. При этом фидер энергию не излучает, а диаграмма направленности излучения антенны симметрична. Если условие сдвига фаз или равенства токов не выполняются, диаграмма направленности симметричной антенны искажается.

Здесь преподавателю рекомендуется по функциональной схеме р станции Р-130М показать схему ВСУ-А и кратко рассказать принцип его работы на антенну «симметричный вибратор».

Более подробно схемы согласующих и согласующе-симметрирующих утройств будут рассмотрены при изучении радиостанции.

Сформулируем общие требования, которым должно удовлетворять согласующее устройство:

- оно должно обеспечивать максимальную точность согласования на своём входе, т.е. минимальное отклонения сопротивления Za от величины Rн;

- потери в согласующем устройстве должны быть минимальными, для чего согласующая цепь выполняется из высокодобротных реактивных элементов;

- с целью уменьшения побочных излучений передатчика целесообразно, чтобы согласующее устройство обладало фильтрующими свойствами. В связи с этим согласующие цепи составляются преимущественно из элементов, образующих звенья ФНЧ;

- согласующее устройство должно обладать простотой и однозначностью настройки, а поэтому количество элементов в согласующей цепи должно быть минимальным;

- для автоматизированных передатчиков важным показателем является время перестройки согласующего устройства, которое не должно превышать единиц секунд; минимальные габариты и вес согласующего устройства.

3.Принцип работы частотно-адаптированной радиолинии. Алгоритм установления радиосвязи и смены рабочих ча­стот.

Аппаратура адаптации Р-016В предназначена для повышения пропускной способности радиолинии за счет автоматизации процессов установления и ведения связи, а также частотной адаптации к помеховой обстановке и к условиям распространения радиоволн.

На радиолинию с АА Р-016В могут выделяться до 10 фиксированных частот передачи и до десяти ФЧ приема. На каждой ФЧ для работы используется полоса частот ±7 кГц, в которой формируются 15 субчастот с интервалом 1 кГц так, что восьмая СБЧ совпадает с номиналом ФЧ передатчиками приемника радиостанции.

Аппаратура Р-016В обеспечивает двухступенчатую адаптацию:

1-я ступень – адаптация в «пакете» по субчастотам;

2-ая ступень – адаптация по «пакетам» субчастот, выделенным для связи.

В адаптивной радиолинии с Р-016 радиостанция может работать F1-125, F1-200, F1-500, F6-200, F9-300, F9-500 и однополосными сигналами по ВБП. В зависимости от вида сигнала Р-016В обеспечивает измерение уровня помех по ВБП. В зависимости от вида сигнала Р-016В обеспечивает измерение уровня помех на СБЧ по выходу третьей ПЧ приемника в полосе частот 0,5 1,5 или 3,1 кГц.

Аппаратура Р-016В имеет следующие режимы работы: дежурный прием, вхождение в связь, ведение связи, восстановление связи.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Напомнить тему, учебные цели и степень их достижения. Объявить оценки за ответы студентов на вопросы. Дать задания на самостоятельную работу, высветить соответствующий слайд рекомендованной литературы для самостоятельной работы. При этом целесообразно дать предельно краткую аннотацию.

Ответить на вопросы студентов, для чего оставить 2 – 3 мин. При ответах на вопросы лучше не повторять дословно положений, о которых уже говорилось в ходе лекции, а дать им дополнительные доказательства и обоснования или в зависимости от характера вопроса сообщить новый материал.

Подать команду об окончании занятия.

Задание на самостоятельную работу:

1. Выучить материал изложенный в групповом занятии.

2. Быть готовыми к следующему занятию краткому опросу по пройденному

материалу

Старший преподаватель военной кафедры войск связи, тактики и общевоенных дисциплин

подполковник запаса Саламахин И. И.

Дата добавления: 2015-07-14