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

84755. Характерные особенности и топологии ЛВС 954.68 KB
  Сравнительно небольшие затраты на построение сети. Перечисленные особенности обусловливают основные достоинства ЛВС заключающиеся в простоте сетевого оборудования и организации кабельной системы и как следствие в простоте эксплуатации сети.
84756. Высокоскоростные технологии Etherne. Fast Ethernet 533.34 KB
  Структура сети - иерархическая древовидная, построенная на концентраторах, как 10Base-T и 10Base-F. Диаметр сети Fast Ethernet составляет немногим более 200 метров, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз в результате увеличения пропускной способности канала...
84757. FDDI (Fiber Distributed Data Interface – оптоволоконный интерфейс распределения данных) 748.35 KB
  Стандарт FDDI, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI - American National Standards Institute), реализован с максимальным соответствием стандарту IEEE 802.5 — Token Ring. Небольшие отличия от этого стандарта определяются необходимостью обеспечения большей скорости передачи данных на большие расстояния.
84758. ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ 687.52 KB
  Совокупность различных сетей подсетей ЛВС расположенных на значительных расстояниях друг от друга и объединенных в единую сеть с помощью телекоммуникационных средств представляет собой территориально-распределенную сеть которую можно рассматривать как совокупность различных сред передачи...
84759. Методы и протоколы маршрутизации 791.79 KB
  Ее достоинства следующие: низкие требования к маршрутизатору; повышенная безопасность сети. Недостатки статической маршрутизации существенно ограничивающие её применение следующие: высокая трудоемкость эксплуатации сетевые администраторы должны задавать и модифицировать маршруты вручную...
84760. Сети с установлением соединений. Принцип передачи пакетов на основе виртуальных каналов 388.16 KB
  При создании коммутируемого виртуального канала маршрутизация пакетов в узлах сети выполняется с использованием маршрутных таблиц только один раз на этапе установления соединения. При этом каждому виртуальному каналу присваивается идентификатор (номер) виртуального канала...
84761. Глобальная сеть Internet. Краткая история создания и архитектурная концепция Internet 916.28 KB
  Появлению сети Internet и стека протоколов TCP/IP предшествовала в середине 1960-х годов разработка сети, получившей название ARPANET. Разработчики - Стэндфордский исследовательский институт, Калифорнийский университет (Лос-Анжелес), университеты штатов Юта и Калифорния.
84762. Коммуникационный протокол IPv4 640.04 KB
  Длина заголовка 4 бита задает значение длины заголовка пакета измеренной в 32 битовых 4 байтовых словах. Тип сервиса Туре of Service ToS 8 битовое поле предназначенное для оптимизации транспортной службы содержащее: 3 битовое поле Приоритет принимает 8 значений: от 0 нормальный приоритет...
84763. Транспортные протоколы стека TCP/IP 237.33 KB
  Транспортные протоколы ТСР и UDP стека протоколов TCP IP обеспечивают передачу данных между любой парой прикладных процессов выполняющихся в сети и предоставляют интерфейс для протокола IP путем демультиплексирования нескольких процессов использующих в качестве адресов транспортного уровня порты.