ДМРЛ конспект. Назначение приемного устройства

• Название: Назначение приемного устройства
• Анкор: ДМРЛ конспект
• Дата: 24.01.2022
• Размер: 1.51 Mb.
• Имя файла: ДМРЛ конспект.docx
• Тип: Задача; #340092
• страница: 1 из 5

Приемное устройство ДМРЛ

Назначение приемного устройства

Приемное устройство предназначено для приема отраженных от целей эхо-сигналов, их усиления, фильтрации и преобразования эхо-сигналов с высокой на промежуточную частоту.

На входы приемного устройства поступают эхо-сигналы на частотах в диапазоне 5610-5640 МГц.

При проработке схемы построения приемного устройства ставилась задача обработки сигналов, принимаемых в полосе частот 20 МГц, с их преобразованием на промежуточную частоту для дальнейшей выдачи сигналов на АСиПОИ с обеспечением высокой надежности при минимальном объеме аппаратуры.

Тактико-технические характеристики приемного устройства

Приемное устройство обладает следующими техническими характеристиками:

– диапазон принимаемых частот, 5615-5635;

– коэффициент шума, дБ, не более 3,5;

– линейный динамический диапазон одного канала, дБ 60;

– полоса пропускания по уровню минус 3 дБ, МГц 21±1;

– уровень шума в полосе 20,0 МГц на выходе при R_н=50 Ом, мкВ 500;

– максимальный сигнал на выходе при R_н=50 Ом, В 0,5;

– частота гетеродина, МГц 5565;

• 
  максимальный уровень мощности на входе, Вт
  

– импульсной 2000;

– средней 100;

– максимальное затухание аттенюатора ШАРУ при минимальном дискрете 0,5 дБ, дБ 15,5;

– контроль работоспособности, % 100;

• 
  частотная избирательность в соответствии с ГОСТ В 24911-81.
  

Состав и принцип построения приемного устройства

Приемное устройство состоит из двух комплектов приемных каналов – основного и дополнительного, а также канала контроля фазы.

Комплект основного и дополнительного приемного каналов включает в себя:

• 
  МШУ с ограничителем и НО для ввода сигнала ГШ 1 шт.;
  
• 
  полосовой фильтр 1 шт.;
  
• 
  модули преобразователя 1 шт.;
  
• 
  модуль УПЧ 1 шт.
  

На входе МШУ основного канала предусмотрено управляемое ЗУ для защиты МШУ от просачивающейся с выхода передатчика мощности, технические характеристики которого приведены ниже.

1. Потери на рабочей частоте 5625 МГц±10МГц не более 1,0 дБ;

2. Входная СВЧ мощность, Вт, не более 2000 имп., (100 ср.);

3. Длительность импульсов, мкс 1-100;

4. Максимальная просачивающая импульсная мощность,
Вт, не более 20;

5. Время восстановления защитного устройства, мкс., не более 10.

МШУ основного и дополнительного канала размещаются на ВЧ панели над приемной аппаратуры, причем дополнительный канал подключен к входу основного канала, через направленный ответвитель с ослаблением 30 дБ.

На входах МШУ предусмотрены ограничители для защиты МШУ от несинхронной помехи с импульсной мощностью до 15 Вт.

Для измерения коэффициента шума приемного тракта используется генератор шума М31310 и устройство управления ГШ.

Структурная схема приемного устройства приведена на рисунке 1.

В качестве МШУ предполагается использовать малошумящий усилитель, технические характеристики которого, по согласованию с разработчиком – Нижегородским ПО “Салют”, следующие:

- коэффициент шума, ед., не более 1,6;

- коэффициент передачи, дБ +26;

– ВГЛАХ по входу, Вт, не менее 10^-5;

– полоса рабочих частот, МГц 5570-5680;

– неравномерность АЧХ в полосе рабочих частот, дБ 1,5;

– максимальный уровень мощности на входе, Вт

– импульсной 15;

– средней 1,0 (скважность 15).

Рисунок 1 – Структурная схема приемного устройства.

В составе МШУ имеется направленный ответвитель с ослаблением 17 дБ, предназначенный для вода сигнала генератора шума (ГШ) для проведения автоматизированного контроля коэффициента шума приемного устройства. В качестве генератора шума используется стандартный ГШ типа М31310-7, сигнал которого подается на делитель, а затем на вход НО каждого МШУ.

На выходе МШУ и в канале контроля фазы устанавливается полосовой фильтр на ДР, имеющий следующие характеристики:

– ширина полосы пропускания по уровню минус 3 дБ, МГц,
не менее 25;

– потери на центральной частоте, дБ, не более 1,5;

– неравномерность АЧХ в полосе частот ±5 МГц от центральной частоты полосы пропускания, дБ, не более 0,5;

– полоса пропускания по уровню –30 дБ, МГц, не более 65.

К выходу фильтров всех каналов подключаются модули преобразователя каналов приемника.

Модуль преобразователя приемника состоит из смесителя (СМ) и усилителя промежуточной частоты (УПЧ), содержащего дискретный аттенюатор ШАРУ.

Смеситель выполнен по балансовой схеме на диодах 2А118-А5 и имеет следующие характеристики:

– мощность гетеродина, мВт 4-5;

– коэффициент передачи, дБ, не менее минус 8;

– ВГЛАХ по входу, дБ, не менее 10^-4.

На смеситель каждого канала подаются сигналы гетеродина. На выходе смесителя после преобразования получаются сигналы двух промежуточных частот (МОНО и НЧМ со смещением на 4-5 МГц).

Контрольный канал фазовых характеристик излучаемого сигнала предназначен для контроля фазы зондирующего сигнала и представляет из себя упрощенную версию основного канала ДМРЛ.

Контрольный канал состоит из:

• 
  полосового фильтра fс;
  
• 
  смесителя;
  
• 
  полосового фильтра ПЧ.
  
• 
  Выход контрольного канала подключен к третьему АЦП ADM модуля платы цифровой обработки сигналов.
  
• 
  УПЧ основного и дополнительного каналов приемника предназначен для усиления, частотной селекции эхо-сигналов ПЧ и автоматической регулировки усиления каналов по собственному шуму (ШАРУ).
  
• 
  Основные технические характеристики УПЧ:
  
• 
  – номинальный коэффициент усиления, дБ 30±2;
  
• 
  – ширина полосы пропускания по уровню минус 3 дБ, МГц,
  не менее 22,5;
  
• 
  – неравномерность АЧХ в полосе частот от 49,5 до 67,5 МГц, дБ, не более 1;
  
• 
  – относительное ослабление сигналов в полосах задержания АЧХ от 0 до 31 МГц и от 91 до не менее 200 МГц, дБ, не менее 50;
  
• 
  – коэффициент шума, дБ, не более 6;
  
• 
  – диапазон ступенчатой регулировки усиления, дБ, не менее 15,5;
  
• 
  – шаг регулировки усиления, дБ 0,5;
  
• 
  – максимальная амплитуда выходных сигналов ПЧ при уровне ИМИ 3-го порядка минус (50-55), дБ, на R_н=50 Ом, В, не менее 0,5;
  
• 
  Функциональная схема УПЧ приведена на рисунке 2
  
• 
  Рисунок 2 – Функциональная схема УПЧ.
  
• 
  Последовательность соединения функциональных узлов УПЧ, их динамические характеристики и коэффициенты передачи выбраны, исходя из требований обеспечения оптимального сочетания основных параметров, таких, как низкий коэффициент шума, широкая полоса пропускания, минимальный уровень ИМИ третьего порядка при заданных коэффициенте усиления и уровне выходных сигналов.
  
• 
  Расчеты и моделирование АЧХ УПЧ на ЭВМ показывают, что реализовать заданные требования к АЧХ возможно лишь при использовании эллиптического фильтра (фильтра Кауэра) высокого порядка (не ниже пятого) с высокой добротностью используемых элементов – индуктивностей и конденсаторов (добротность не ниже (50÷70) ед.). Кроме того, допускаемые отклонения номинальных значений неподстраиваемых элементов от расчетных не должны превышать ±5%, а для большей повторяемости характеристик АЧХ желательно иметь ±2%.
  
• 
  Развитие элементной базы для поверхностного монтажа позволяет выполнить большую часть УПЧ в миниатюрном исполнении с общей герметизацией устройства.
  
• 
  Единственным узлом, затрудняющем миниатюризацию УПЧ, является полосовой фильтр, где требование высокой добротности элементов трудно реализуемо при миниатюрном исполнении индуктивностей. Например, выпускаемые ведущими зарубежными фирмами минииндуктивности имеют добротность на частотах (30÷90) МГц порядка (30÷40) ед. Поэтому для достижения требуемых характеристик потребуется использовать высокодобротные индуктивности отечественного производства, габариты которых существенно больше габаритов минииндуктивностей.
  

В качестве активной элементной базы предполагается использовать транзисторы и микросхемы в миниатюрных корпусах, пригодные для поверхностного монтажа и обеспечивающие основные технические характеристики УПЧ. Сюда следует отнести отечественные транзисторы 2Т368-А9(Б9), 2Т3187А9, 2Т996А-2, позволяющие построить малошумящие высоколинейные усилители ПЧ с отрицательными обратными связями, а так же зарубежные микросхемы AD8350AR(15,20), AD8351ARM, и ряд других обеспечивающие усиление сигналов в широкой полосе частот и с малыми нелинейными искажениями.

Функцию дискретного аттенюатора с цифровым управлением выполняют микросхемы AT65-0107 или аналогичная АТ65-0283, имеющие дискрет затухания 0,5 дБ и пределы изменения затухания не менее 15,5 дБ. Эти микросхемы имеют широкие полосу пропускания и динамический диапазон передаваемых сигналов, низкое потребление энергии от источников электропитания и управление сигналами с уровнями ТТЛ.

Сигналы управления аттенюаторами ШАРУ поступают от ФСС на основной и дополнительный модули приемника в виде последовательного кода уровня ТТЛ, а сигнал гетеродина – от основного комплекта аппаратуры ФГС.

4.4.4 Контрольный канал проверки стабильности излучаемого сигнала

Контрольный канал фазовых характеристик излучаемого сигнала предназначен для контроля фазы зондирующего сигнала и представляет из себя упрощенную версию основного канала ДМРЛ.

Контрольный канал состоит из:

– полосового фильтра fc;

– смесителя.

Выход контрольного канала подключен к третьему АЦП ADM модуля платы цифровой обработки сигналов.