Розрахунок вхідного кола бортової моноімпульсної РЛС

стабільність. Також можливе використання транзисторного перетворювача частоти на польовому транзисторі з бар'єром Шотки (ПТШ), підсилювальні та шумові властивості якого, в основному, і визначать чутливість РПрП.

              Підсилювач проміжної частоти .  Основне підсилення в РПрП забезпечюється підсилювачем проміжної частоти. Схемотехніка каскадів данного пристрою різна. Головна вимога, яка висувається для ППЧ – це малий коефіцієнт шуму, а також достатньо великий коефіцієнт підсилення, крім того він повинен мати широкий динамічний діапазон , лінійною ФЧХ і рівномірною АЧХ в робочому діапазоні частот, добре узгодженим, мати високу надійність.

 Детектор імпульсних сигналів. При детектуванні імпульсних сигналів розрізняють 2 види : пікове та імпульсне детектування. В першому випадку визначається тільки амплітуда імпульсів , якість відтворення форми огинаючої грає другорядну роль. У нашому випадку  імпульсного детектування необхідно відтворити огинаючу кожного радіоімпульсу , що потрапляє на детектор. Для цього зазвичай застосовують діодний детектор, постійна велечина часу (RC) навантаження якого обирається достатньо великою,  так,  щоб протягом часу між радіоімпульсами напруга на виході не встигала помітно знизитися, а змінювалася за законом огинаючої послідовності радіоімпульсів. Наявність в схемі детектора реактивних елементів приводить до спотворення форми імпульсів, оскільки  викликає перехідні процеси, за рахунок яких збільшується  час встановлення tв та час спаду імпульсів t_сп на цого виході.  Забезпечення мінімальних спотворень  форми  імпульсів  (t_в и t_сп), у заданих межах, є головним завданням імпульсного детектора. Бажано при цьому отримати високий коефіцієнт передачі, але не за рахунок збільшення спотворень понад задану величину.

             Режим роботи і параметри схеми імпульсного детектора вибирається з умови забезпечення допустимих спотворень форми

імпульсів.  Схеми пікового і імпульсного  детекторів аналогічні, відмінність  лише в тому, що постійна часу навантаження в пікового детектора на два,  три порядки більше, ніж в імпульсного. У таких детекторах використовують  германієві діоди.

             АРП дозволяє забезпечити незалежність  сигналу помилки від амплітуд  приймальних сигналів завдяки   нормуванню амплітуд сумарного та різницевого сигналу відносно амплітуди сумарного сигналу.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

        

               Рисунок 3 – Структурна схема радіоприймального тракту 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1  РОЗРОБКА ТОПОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ СМУГОВО-  ПРОПУСКАЮЧОГО ФІЛЬТРУ ВК

              Найбільше поширення в якості НВЧ фільтрів знайшли мікросмугові фільтри. У таких фільтрах роль реактивних елементів грають короткозамкнені або розімкнені відрізки МПЛ, котрі при довжині  еквівалентні відповідно індуктивностям або ємностям, а при  , де n = 1,2..., стають резонансними і еквівалентні паралельному послідовному коливальному контору в залежнсті від того замкнені чи розімкнуті  вони в кінці.Фільтри будуються  на основі  як семетричних так і так і не семетричних  МПЛ.

              Фільтри на несиметричних МПЛ мають великі втрати в провідниках та втрати випромінення з розімкнутих кінців резонаторів, меншу добротність ненагружених резонаторів. Фільтри на семетричних МПЛ мають кращі характеристики по внесеному затуханню в смузі пропускання та в смузі затримки. Однак недоліком є складність реалізації,  оскільки  виконання короткозамкнутих відрізків ліній  та підстройка таких фільтрів утруднені.

              В силу особливостей несиметричних смугових хвилеводів широке застосування  в якості смугового фільтру знайшла лише система з напівпровідникових розімкнутих резонаторів. Топологічна та електрична схеми таких фільтрів показані на рисунку 4 та на рисунку 5 відповідно.

Найбільш широко використовуємими функціями апроксимації частотних характеристик фільтрів являються поліноми Чебишева та максимально  плоскі функції Баттерворса

              Даний метод проектування СПФ заснований на використанні в якості прототипу низькочастотної схеми ФНЧ з n елементів. 
 
 

                    Рисунок 4 – Топологічна схема СПФ вхідного кола 
 
 

                      Рисунок 5 – Еквівалентна схема СПФ вхідного кола  
 
 
 
 

2.2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ТОПОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ТА ТЕХНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ СПФ ВК 

              1. Обираємо чебишівську апроксимацію частотної характеристики, оскільки вона забезпечить більш круті схили при меншому числі ланок фільтрів порівняно з максимально плоскою характеристикою. Отже, сумарне затухання в смузі пропускання буде теж найменшим, що є важливим для мікросмугових фільтрів, активні втрати яких відносно великі.

              2.  За формулою визначаємо необхідне число елементів прототипної схеми ФНЧ.

     отриманий результат заокруглюєм до найближчого цілого  n=2. ( два напівпровідникові резонатори). Відповідно, необхідне число звя’заних чвертьхвилевих  ланок фільтра рівне n+1=3.

              3. З довідника [6] для значення = = 1дБ знаходимо величину

1/r = 2,66 і узагальнені параметри прототипу =1,822 та =0,685

              4. За формулами розраховуємо узагальнені параметри прототипної схеми ФНЧ : і

              5. За формулою знаходимо коефіцієнти:

;  

; 

;

           6.  За формулою ;    розраховуємо хвилевий опір звя’заних ліній кожної    ланки фільтра при парному та непарному видах збудження.

  Ом

  Ом

 Ом

 Ом

 Ом

 Ом 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                  а                                                                       б

                       Графік 1 – Залежність параметрів паралельно зв’язаних мікросмугових ліній від розмірів МСЛ  і нормованої ширини зазору між смужками 

             7. Для розрахунку розмірів топологічної схеми задамося підкладкою товщиною h=0,5 мм, яка має . Матеріал провідників – мідь. Використовуючи отримані значення  та  по графіку 1(а) знаходимо відношення розмірів  МCЛ кожної ланки і відповідну відносну ширину зазорів звя’заних ліній . Необхідні для отримання цих значень криві з проміжними значеннями відсутніми на графіку, визначаємо  приблизно інтерполюючи між наявними значеннями . Абсолютне значення  розмірів та знаходимо через товщину підкладки h=0,5 мм.

  => мм.

6 => мм. 

  => мм.

  => мм.

  => мм.

  => мм.

             8.   По графіку 1(б) знаходимо ефективну діелектричну проникність МCЛ кожної ланки :

             9.   Далі за допомогою знаходимо відповідні довжини чвертьхвилевих відрізків зв’язаних ліній: , де см/с- швидкість світла в повітрі.

 
 
 
 
 
 
 

              
 

 
 
 
 
 
 
 
 

     Графік 2 – залежність величини зменшення  розімкнутого відрізка МСЛ від його розмірів. 
 

     10.  Отримані довжини відрізків    необхідно скоректувати на величину , визначену з графіка 2 , та враховуючи вплив кінцевої ємності розімкнутого кінця чвертьхвилевого відрізку. Тому необхідні довжини відрізків МCЛ кожної ланки рівні:

=> мм.

=> мм.

=> мм.

мм.

мм.

мм.

             За розрахованими даними будуємо  топологічну схему проектованого СПФ (рисунок 6) 
 
 
 
 
 
 

 

               

              Рисунок 6  - топологічна схема проектованого СПФ

                
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

             11. Перейдемо до розрахунку  сумарного затухання СПФ. Оскільки геометричні розміри мікросмугових резонаторів фільтру близькі між собою, вважаємо їх ненавантажені добротності однакові і втрати розсіяння фільтру в середині смуги пропускання розраховуємо за формулою .

            12.  Добротність визначимо для чвертьхвилевих резонаторів однакових між собою крайніх ланок фільтра, враховуючи, що резонатор незв'язаний.

             13. Ефективна діелектрична проникність визначається за формулою:

            14.    Хвилевий опір МПЛ розраховуємо за формулою:

                                                                                                                                          Таблиця 1

 

             15. Використовуючи дані таблиці 1, за формулою , знаходимо    добротність резонатора, обумовлену втратами провідності:

     
 

           

              16.      Значення коефіцієнта знаходимо за формулою:

   

     

                17.      Розрахуємо ненавантажену добротність резонатора

   

       Тепер можна визначити  розсіювання в середині смуги  пропускання: