2106

Энергетические соотношения в цепи приемной антенны

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целесообразно различать в режиме приема собственно приемник и приемное устройство – приемник, антенна, фидер. Соответственно нужно различать чувствительность приемника и чувствительность приемного устройства.

Русский

2013-01-06

101.51 KB

13 чел.

Энергетические соотношения в цепи приемной антенны.

Целесообразно различать в режиме приема собственно приемник и приемное устройство – приемник, антенна, фидер. Соответственно нужно различать чувствительность приемника и чувствительность приемного устройства.

Целесообразно также различать два режима работы приемного устройства: режим сильного сигнала – сигнал много больше внешних помех и внутренних шумов, (последними можно пренебречь) и режим слабого сигнала – интенсивность внешних помех или внутренних шумов соизмерима с интенсивностью принимаемого сигнала.

  1.   Режим сильного сигнала в радиолиниях ДВ, СВ, КВ.

Входные цепи приемника обычно имеют высокое входное сопротивление; потребление мощности во входной цепи незначительно – чувствительность приемника определяется минимально необходимым напряжением Umin на входе приемника. Чувствительность приемного устройства определяется минимально необходимым значением амплитуды напряженности электрического поля Emin в пункте приема.

Напряжение на входе приемника при непосредственном подключении его к антенне: Ů=ε Żпр/( ŻA+ Żпр)

Обычно Żпр >>ŻA отсюда U≈ε и UElдF(θ,φ).

- в режиме сильного сигнала для увеличения напряжения на входе приемника необходимо увеличивать действующую длину антенны и ориентировать максимум ДН в направлении приходящего сигнала. КПД в этом случае существенной роли не играет.

Чувствительность приемного устройства:

Emin = Umin/lдF(θ,φ)

В режиме сильного сигнала помехи работе радиолинии могут быть созданы специальными станциями помех или мощными радиостанциями, работающими на частотах, близких к рабочим частотам радиолиний. Если направление от антенны на источник помех совпадает с направлением на передатчик – антенна не влияет на помехозащищенность радиолинии, если направления различаются на заметный угол – можно улучшить отношение сигнал/помеха на входе приемника.

Коэффициент помехозащищенности:

, дБ

где - значение ДН в направления на источник сигнала;

- значение ДН в направлении на источник помех.

2. Режим сильного сигнала в радиолиниях СВЧ.

В диапазоне СВЧ интересуются мощностью на входе приемника, а не напряжением. Здесь под чувствительностью понимают минимально необходимую мощность сигнала на входе приемника Рпр мин. Чувствительность приемного устройства по-прежнему оценивается величиной Емин

Необходимо, чтобы Рпр > Рпр мин , Е > Емин

Случай, когда приемник подключается непосредственно к антенне – мощность, рассеиваемая на активной составляющей входного сопротивления приемника равна:

,

где I амплитуда тока в цепи приемной антенны.

Т.к.: и .

Получаем: .

В режиме сильного сигнала необходимо стремиться к получению на входе возможно большей мощности - это имеет место при полном согласовании:

Для режима полного согласования: .

Если при этом антенна не имеет потерь () и прием производится с направления максимума ДН, то на вход приемника будет поступать наибольшая из всех возможных мощность:

- оптимальная мощность

При наличии потерь в антенне мощность уменьшается:

Из ранее приведенных формул можно определить оптимальную мощность, как:

и найти полезные соотношения между в режиме приема:

; ; , где – КНД в максимуме.

Цепочка расчетных формул теперь имеет вид:

При рассогласовании приемника с антенной для направления максимума приема имеем:

Соотношение мощности на входе приёмника к оптимальной называется коэффициентом передачи мощности антенной цепи.

.

Случай, когда приемник подсоединяется к антенне с помощью фидера. При согласованной на обоих концах линии ( - фидер) мощность будет отличаться от оптимальной на величину потерь в антенне и фидере:

В диапазоне СВЧ антенна обычно хорошо согласована с фидером , а приемник часто рассогласован с фидером. В этих условиях от приемника часть электромагнитной энергий отражается к антенне и полностью переизлучается, т.к. фидер согласован с антенной. Доля отраженной от приемника энергии определяется квадратом модуля коэффициента отражения на входе приемника . Таким образом, при отсутствии потерь в антенне и фидере на вход приемника попадает мощность: .

С учетом потерь: .

Т.к. , то

Коэффициент передачи мощности равен:

Из этого следует, что в режиме сильного сигнала на приемном конце радиолинии СВЧ необходимо стремиться к повышению КПД АФУ и улучшению согласования.

В режиме слабого сигнала мощность полезного сигнала на входе приемника соизмерима с мощностью внешних помех и собственных шумов приемника. При этом нормальное функционирование линии обеспечивается при отношении , не меньшем коэффициента различимости:

.

У современных приёмников приближается к единице (зависит от конструкций, способа обработки сигнала, спектральных характеристик помех).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21725. Технико-экономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 240 KB
  Техникоэкономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 8.1 Модель поведения участка производства при нарушениях его электроснабжения По характеру последствий все отказы участков производственной системы можно разделить на три группы: 1 не обесценивающие производственную продукцию; 2 частично обесценивающие; 3 полностью обесценивающие. В этом случае длительность простоя производственного участка соответствует длительности нарушения электроснабжения . Большинство нарушений электроснабжения...
21726. Накопители на жестких магнитных дисках 116 KB
  1 БУСД блок управления 3х фазным синхронным двигателем шпинделя; И инвертор; СД синхронный двигатель; БП блок питания; ВК внутренний контроллер БУП блок управления позиционированием головки; ОЗУ оперативное запоминающее устройство ВК; см сервометка; ДПГ датчик позиционирования головки. Кроме того он дает разрешение на выпуск головки при достижении минимальной скорости вращения. Для записи и считывания используются магнитные головки представляющие собой катушки индуктивности которые выполняются по тонкопленочной технологии....
21727. Устройства массовой памяти на сменных носителях 180 KB
  Устройства массовой памяти на сменных носителях Вопросы: Магнитооптические диски. Оптические диски CD DVD PD. Эти устройства подключаются к компьютеру с помощью следующих интерфейсов: АТА SCSI USB Наибольшей популярностью пользуются в настоящее время CD DVD и магнитооптические диски. Магнитооптические диски.
21728. Аудио система персонального компьютера 245.5 KB
  Собственно цифровые каналы звуковой карты проходят через интерфейсные схемы например MIDI от шины расширения до ЦАП и от АЦП обратно к шине. На этих картах располагается и порт традиционного MIDI. Интерфейс MIDI Цифровой интерфейс музыкальных инструментов MIDI Musical Instrument Digital Interface является последовательным асинхронным интерфейсом с частотой передачи 3125 Кбит с. В настоящее время интерфейс MIDI имеют и дорогие синтезаторы и дешевые музыкальные клавиатуры пригодные в качестве устройств ввода компьютера.
21729. Коммуникационные устройства 306.5 KB
  Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов совместного использования периферийных устройств например принтеров доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей приема и передачи факсимильных сообщений посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны установление голосовой связи IPтелефония видеосвязи и даже совместных игр по сети. СОМпорт Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию по которой информационные биты передаются друг за...
21730. Беспроводные интерфейсы связи 575 KB
  Инфракрасный интерфейс IrDA 2. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного IrDA Infrared Data Association и радиочастотного Blue Tooth диапазонов. Инфракрасный интерфейс IrDA 1. Общая характеристика IrDA Применение излучателей и приемников инфракрасного ИК диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств удаленных на расстояние нескольких метров.
21731. Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ 68.5 KB
  Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ Вопросы: Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Как известно совместимый IBM PC компьютер организован по фоннеймановской архитектуре которая была сформулирована Джорджем фон Нейманом еще в 1945году и имеет следующие принципы: ЭВМ состоит из блока управления БУ и арифметикологического устройства АЛУ. Согласно этой архитектуры ЭВМ можно условно разделить на устройства непосредственной обработки информации и...
21732. Клавиатура. Манипуляторы-указатели 103 KB
  Вопросы: Общая характеристика клавиатуры. Интерфейс клавиатуры и мыши.Общая характеристика клавиатуры. Емкостные датчики и датчики Холла не имеют подвижных контактов и являются наиболее надежными для клавиатуры.
21733. Принципы вывода изображений 209 KB
  Принципы организации видеопамяти. Такой способ отображения называется линейным линейной последовательности пикселов соответствует линейная последовательность бит или групп бит видеопамяти. Многослойное отображение пикселов памяти Таким образом объем видеопамяти в битах V требуемый для хранения образа экрана определяется как произведение количества пикселов p в строке на количество строк n и на количество бит на пиксел b. Если физический объем видеопамяти превышает объем необходимый для отображения матрицы всего экрана видеопамять...