Разработка приёмника радиолокационной станции обнаружения (стр. 1 из 4)
Московский Авиационный Институт
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по предмету:
"Разработка приёмника радиолокационной станции обнаружения"
Выполнил:
Vanish588
Проверил:
Выборный В.Г.
Москва 2010 г.
Содержание
Введение
Исходные данные для расчёта
1. Выбор и обоснование структурной схемы приёмника
1.1 Определение параметров структурной схемы приёмника
1.1.1 Определение эквивалентных параметров антенны
1.1.2 Расчет полосы пропускания линейного тракта РПрУ
1.1.3 Определение структуры радиотракта
1.1.4 Обеспечение необходимого усиления трактом ВЧ
1.1.5 Обеспечение необходимого усиления трактом НЧ
1.1.6 Окончательная структурная схема приёмника
2. Расчёт усилителя промежуточной частоты
3. Конструкция приемника
Заключение
Список литературы
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 
смвид сигнала: импульсный
мксчувствительность: 4∙10
Вт 
ослабление побочных каналов приёма:
дБизменение 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
С5. 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:
ОмОтносительная шумовая температура антенны:
;где T0 - стандартная температура приёмника Т0=290 0 К;
ТА - абсолютная шумовая температура антенны.
Для нашей приемной антенны примем: ТА =140 0 К.
1.1.2 Расчет 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:
кГцШирина 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
== 15 МГц
Пнс> (1,2...1,5) ×Пс, следовательно придётся использовать частотную автоматическую подстройку частоты (ЧАПЧ) или фазовую автоподстройку частоты (ФАПЧ).
При использовании ЧАПЧ с Кчапч=10 полоса пропускания приемника:
кГц.При использовании ФАПЧс КфапчÞ полоса пропускания приемника:
МГц.ПФАПЧ получилась уже, чем ПЧАПЧ, поэтому будем использовать ЧАПЧ.
Полоса пропускания:
МГц