Реферат: Разработка приёмника радиолокационной станции обнаружения

Московский Авиационный Институт

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по предмету:

«Разработка приёмника радиолокационной станции обнаружения»

Выполнил:

Vanish588

Проверил:

Выборный В. Г.

Москва 2010г.

Содержание

Введение 3

Исходные данные для расчёта 4

1 Выбор и обоснование структурной схемы приёмника 5

1.1 Определение параметров структурной схемы приёмника 6

1.1.1 Определение эквивалентных параметров антенны 6

1.1.2 Расчет полосы пропускания линейного тракта РПрУ 6

1.1.3 Определение структуры радиотракта 8

1.1.4 Обеспечение необходимого усиления трактом ВЧ9

1.1.5 Обеспечение необходимого усиления трактом НЧ10

1.1.6 Окончательная структурная схема приёмника 10

2 Расчёт усилителя промежуточной частоты 10

3 Конструкция приёмника 18

Заключение 19

Список литературы 20

Приложение Схема электрическая принципиальная узла УПЧ 21

Введение

Радиолокационный приёмник является составной частью радиолокационных станций, предназначенных для обнаружения, определения координат и параметров движения удаленных объектов (радиолокационных целей). Для извлечения информации используется зондирование пространства радиосигналами, с последующим приемом отражённой от целей электромагнитной энергии, причем информация о целях может содержаться в изменении во времени амплитуды (или отношении амплитуд) и частоты (или спектра) сигналов. Такой способ носит название активной радиолокации с пассивным ответом. Передатчик и приёмник в таких системах, как правило, работают на общую антенну.

Различают РЛС импульсного и непрерывного излучения. В РЛС с непрерывным излучением используются немодулированные и ЧМ колебания. Однако наибольшее применение нашли импульсные приемопередающие радиолокационные станции, излучающие в направлении цели короткие зондирующие СВЧ-радиоимпульсы с фиксированным периодом следования, длительностью импульсов, амплитудой и несущей частотой, что обеспечивает высокую разрешающую способность и точность при измерении дальности. Радиоприемные устройства таких станций служат для приема части энергии излучаемых радиоимпульсов, отраженной от цели.

Исходные данные для расчёта

1. Спроектировать приёмник радиолокационной станции обнаружения

2. Составить и рассчитать структурную схему приёмника.

3. Провести электрический расчёт узла УПЧ.

4. Исходные данные для проектирования:

— рабочий диапазон частот: <
МГц
см>

— вид сигнала: импульсный <
мкс>

— чувствительность: 4∙10<

Вт
>

— ослабление побочных каналов приёма: <
дБ>

— изменение уровня входного сигнала: 60 дБ

— уровень выходного сигнала и его изменение: 10 В; 4 дБ

— оконечная нагрузка: Rн=100 Ом, Сн=5 пФ

— источник электроэнергии: сеть 220 В

— условия эксплуатации: Токр= -10…+40<
С>

5. Узел для конструирования: плата УПЧ

6. Дополнительные требования: использование микросхем

1 Выбор и обоснование структурной схемы приёмника

Существенное улучшение всех показателей РПрУ достигается на основе принципа преобразования частоты принимаемого сигнала — переноса его в частотную область, где он может быть обработан с наибольшей эффективностью. Самое широкое распространение во всех радиодиапазонах получила построенная на этом принципе схема супергетеродинного приемника. Эта схема в настоящее время наиболее совершенна.

Приемники супергетеродинного типа позволяют успешно решать задачи получения требуемой фильтрации принимаемого сигнала, обеспечение заданного усиления, решение проблемы селективности, простоты перестройки, которая обеспечивается с помощью простых колебательных систем преселектора.

Относительная широкополосность приемников импульсных сигналов позволяет, как правило, строить такие приемники с однократным преобразованием частоты.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что построение проектируемого РПрУ целесообразно выполнять по супергетеродинной схеме, наилучшим образом удовлетворяющей заданным техническим требованиям.

<
>

Структурная схема приемника с однократным преобразованием частоты:

АФТ — антенно-фидерное устройство; ВЦ — входная цепь; СМ — смеситель; Г — гетеродин; ДМ — демодулятор; Н — нагрузка; АРУ — автоматическая регулировка усиления; АПЧГ — автоматическая подстройка частоты гетеродина; ПРД — передатчик.

Амплитуда сигналов, поступающих на вход радиолокационного РПрУ, изменяется в широких пределах, т.к. мощность отраженных от цели сигналов обратно пропорциональна четвертой степени расстояния до цели (которое может меняться) и, кроме того, зависит от типа цели и её эффективной поверхности рассеивания. Работа РЛС в реальных условиях сопровождается действием разного рода активных и пассивных нестационарных помех естественного и искусственного происхождения, уровень мощности которых зачастую значительно (на 20..60 дБ) превышает уровень полезного сигнала, а параметры априорно неизвестны. Воздействие помех еще больше расширяет диапазон изменения сигналов, поступающих в антенну РЛС.

1.1 Определение параметров структурной схемы приёмника

1.1.1 Определение эквивалентных параметров антенны

Проектируемый радиолокационный приемник имеет настроенную антенну, т.е. её сопротивление чисто активно и равно сопротивлению фидера:

<
Ом >

Относительная шумовая температура антенны:

<
;>

где T0 — стандартная температура приёмника Т0=2900 К;

ТА — абсолютная шумовая температура антенны.

Для нашей приемной антенны примем: ТА =1400К.

<
>

1.1.2Расчет полосы пропускания линейного тракта РПрУ

Для импульсных сигналов полоса пропускания приемника выбирается исходя из получения максимального отношения сигнал/шум на выходе радиотракта. Такая полоса называется оптимальной и определяется как:

<
кГц>

Ширина полосы пропускания линейного тракта П складывается из ширины спектра принимаемого сигнала Пс, доплеровского смещения частоты сигнала fд и запаса полосы, требуемого для учета нестабильностей и неточностей настроек приемника Пнс:

<
>

Доплеровское смещение:

<
кГц,>

где Vц — скорость цели относительно антенны РЛС (у нас 600 м/с);

с — скорость света в вакууме.

Запас полосы для учёта нестабильностей:

,

где бс — относительная нестабильность несущей частоты принимаемого сигнала; при использовании в передатчике кварцевой стабилизации частоты несущей можно получить бс =(10-5...10-6)

бг — относительная нестабильность частоты гетеродина, которую на данном этапе можно оценить лишь приблизительно. Выбрав транзисторный однокаскадный гетеродин с кварцевой стабилизацией, можно получить бг=10-6

бпр — относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, принимаем бпр=(0,0003...0,003);

бн — относительная нестабильность частоты, вызванная неточностью настройки контуров гетеродина, бн = (0,001...0,01);

Промежуточная частота выбирается исходя из условий:

<
МГц>

<
>

где

Sзкз — заданное ослабление зеркального канала, которое принимаем равным 25 дБ (320 раз);

n — число колебательных систем в преселекторе, n=2,

Qк — добротность резонансного контура в ППФ в радиотракте, для обеспечения требований избирательности по зеркальному каналу.

В РЛП миллиметрового и сантиметрового диапазонов промежуточная частота равна либо 30, либо 60 МГц. Выберем промежуточную частоту из стандартного ряда:

fпр=60 МГц

Частота гетеродина: fг=fc-fпр=7,5-0,06=7,44 ГГц

<<b