|
психология в авиации ответы на вопросы. Жақсыбай Ердәулет ОНО-20,1. Где k 1,38. 10 джк постоянная Больцмана
Входное сопротивление приемника согласовывается с сопротив- лением излучения приемной антенны, чтобы получить от антенны максимальную мощность сигнала. Тогда, как доказывается в курсе «Радиоприемные устройства», мощность шумов, на которую реагирует приемник
PmА=кТАfa
где k = 1,38. 10- Дж/к - постоянная Больцмана;
ТА - эффективная шумовая температура антенны, в которой учтены и внешние шумы, улавливаемые антенной, и ее собственные шумы;
fa - эффективная шумовая полоса пропускания приемника.
Умножив PmА на резонансный коэффициент усиления по мощности линейной части приемника Кp макс и прибавив мощность собственных шумов этой части приемника Ршс, получим полную мощность шумов перед видеодетектором Р ш вых. в идеальном нешумящем приемнике Ршс = 0 и Рш вых – Кр PшА. Отсюда коэффициент шума приемника Ш, показывающий во сколько раз увеличи- лась мощность шумов на выходе приемника за счет его собственных шумов, равен
 (2.15)
Этот коэффициент обычно выражают в децибелах:
(2.16)
На основании формул (2.14) и (2.15) представляем мощность соб- ственных шумов приемника в виде P ше = (Ш-1) Кр макс РшА = (Ш— 1) Кр макс
(Ш - 1) Кр макс Здесь произведена замена температуры антенны ТА на комнатную
(2.17)
температуру Т. = 290 к, так как собственные шумы приемника при- нято измерять именно при этой температуре. Теперь выразим через коэффициент Ш мощность шумов на выходе приемника:
PBX Рш с + Кр макс Рша = (Ш - 1) Кр макс kTo Afa+ = P. +Крмакс ш с P , kTA ∆fs = Кр макс
kTo Afo (Ш-1+TA/T.). (2.18)
Как и следовало ожидать, эта мощность тем больше, чем больше коэффициент шума приемника и эффективная температура антенны. Коэффициент шума практически зависит только от первых каска- дов приемника. Действительно, первый каскад усиливает сигналы и шумы, подводимые от антенны, и прибавляет к ним собственные шу- мы. Второй каскад совершает аналогичную операцию с уже усилен- ными сигналом и шумом, и на их фоне его собственные шумы играют значительно меньшую роль. Тем более можно пренебречь собствен- ными шумами третьего каскада по сравнению с сигналом и шумом, усиленными первыми двумя каскадами, и т. д.
Трудности усиления колебаний УКВ возрастают с уменьшением длины волны: на метровых волнах коэффициент шума Ш= 3-10 (5-10 дБ), на дециметровых ш - 5 - 25 (7 - 14 дБ) и на санти- метровых ш= 10-100 (10-20 дБ). К настоящему времени раз: витие техники СВЧ позволило уменьшить значение щ до 2 - 4 дБ (сильно охлаждаемые параметрические и квантовые усилители).
Шумовая температура приемной антенны Тл тем меньше, чем ост- pee се диаграмма направленности (внешние шумы принимаются в мень шем телесном угле) и чем ближе направление максимума диаграммы к зениту (тогда полностью исключается прием излучения от Земли и ослабляется прием излучения из космоса). При этом ТА < 10 k.
В большинстве случаев шумы приемника намного превышают шумы
антенны, и для упрощения формулы (2.18) полагают ТА = Т
Рш вых = kT ШАf,Кр маке.
(2.19)
чим суммарную мощность шумов приемника и антенны при ТА =To
приведенную к входу приемника:
как это было сделано при выводе формулы собственных шумов прием- ника (2.17). Тогда Разделив эту мощность на коэффициент усиления Кр макс, полу-
P = P III BX р мане = kT, ШДfa.
(2.20)
Чувствительностью радиолокационного приемника называется ми- нимальная МОЩНОСТЬ сигнала на входе приемника, согласован- ного с антенной, Ре мин, которая обеспечивает нормальную работу выходного устройства РЛС. Для этого на выходе линейной части приемника- мощность сигнала Кр макс Ре мин должна превышать мощность шумов Рш вых по крайней мере в мр раз (тр называется коэффициентом различимости). Этот коэффициент выражается в со- ответствии с (2.19), (2.20) формулой
mp K 1р макс P. с мин/P = ш вых - Кр макс Ро мин/кр макс kT ШД = Po мин/кТ, ШД = Ромин/ Р III Ex
(2.21)
Как видно, коэффициент различимости есть отношение сигнал/шум как на входе, так и на выходе приемника. Это объясняется тем, что ве- личина Pm вх, входящая в формулу (2.21), включает не только мощ- ность шумов, воспринимаемых антенной, но и собственные шумы приемника, приведенные к его входу (такое приведение равнозначно превращению линейной части приемника в нешумящий четырехпо- люсник).
Умножим числитель и знаменатель дроби (2.21) на длительность
сигнала ти. Тогда коэффициент мp представим в виде
р=Рс мия ти, Рш их ти= (Эс Иомин mp=
(2.22)
т. е. коэффициент различимости равен минимальному превышению энергии единичного входного сигнала Э. над спектральной плотностью шума No, при котором выходное устройство РЛС функционирует нор- мально. Для РЛС обнаружения такое нормальное функционирование означает, что цели обнаруживаются в заданном диапазоне дальностей с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тре- воги.
Желательно, чтобы коэффициент различимости имел минимальное значение, а это зависит от качества обработки сигналов в УOC. Мощность входного сигнала Ремин соответствующая порогу чувствительности приемника, называется мощностью порогового сиг-
нала. Из формулы (2.21) видно, что для понижения мощности порого- а вого сигнала, т. е. повышения чувствительности радиолокационного приемника, нужно всеми средствами: а) снижать внутри приемные шумы и препятствовать прохождению в приемник внешних шумов, б) согласовывать приемник с антенной; в) приближать коэффициент различимости т. к его минимально возможному значению путем совер- шенствования у с |
|
|
Скачать 51.33 Kb.