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

49095. Структурная схема смешанной системы связи и сигналы в различных её сечениях 3.47 MB
  Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра Δfs. Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ мощность Рs и амплитуду Um сигнала дискретной модуляции необходимую для обеспечения требуемого ОСШ h2; пропускную способность С гауссовского НКС. Построить функции плотности вероятности мгновенных значений и огибающей узкополосной гауссовской помехи а так же ФПВ мгновенных значений и огибающей гармонического сигнала и УГП. Изобразить схему приемника сигнала дискретной модуляции.
49096. Схема смешанной системы связи и сигналы в различных ее сечениях 1.59 MB
  Рассчитать: априорные вероятности и передачи нуля и единицы по двоичному ДКС; ширину спектра сигнала ИКМ. Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра. Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ бит мощность и амплитуду сигнала дискретной модуляции необходимую для обеспечения требуемого ОСШ ; пропускную способность гауссовского НКС. Построить функции плотности вероятности ФПВ мгновенных значений и огибающей узкополосной гауссовской помехи УГП а также...
49098. Структурная схема смешанной системы связи и сигналы в различных её сечениях 2.85 MB
  Рассчитаем энергетическую ширину спектра Δf: Δf= Максимальное значение спектральной плотности мощности: Gmx=G0=4924104; Подставив это значение в формулу для расчета ширины спектра и посчитав интеграл получаем значение: Δf=3250 [Гц]. Рассчитаем интервал корреляции τ: τ=dτ=7692 [мкс].3 Рассчитаем мощность Рх отклика ФНЧ: Рх==2346 [В2]. Рассчитаем СКП фильтрации...
49099. Региональные особенности продуктивного пласта АС11 в Фроловской нефтегазоносной области 10.98 MB
  В результате работы будут даны обобщенные выводы, каким образом и почему, продуктивность пласта, даже при близком региональном расположение может быть разной. Будут сделаны заключения, как различные характеристики влияют на породы коллекторы...
49100. МАКРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА РЫНОЧНОГО ХОЗЯЙСТВА 452 KB
  Процентная ставка – один из самых важных механизмов, с помощью которого осуществляется регуляция экономики страны. В частности, вопросы темпов экономического роста и инфляционное давление регулируются именно с помощью ставки процента
49101. Принцип построения систем электросвязи и расчёта их параметров 2.43 MB
  Затем сигнал Xt дискретизируется во времени в дискретизаторе далее квантуется по уровню и затем квантованные уровни кодируются. Для передачи полученного ИКМсигнала необходимо использовать один из видов дискретной модуляции в нашем случае ДОФМ. В передающем устройстве ПДУ системы на основе аналогоцифрового преобразования АЦП сообщение преобразуется в первичный цифровой сигнал импульснокодовой модуляции ИКМ в результате при использовании ДОФМ формируется канальный сигнал St. При передаче сигнала по узкополосному непрерывному...
49102. Анализ помехоустойчивости и эффективности системы передачи информации 525 KB
  В приемном устройстве ПРУ системы принятая смесь сигнала и шума подвергается некогерентной НП обработке с последующим поэлементным принятием решения методом однократного отсчета. Рассчитать: априорные вероятности и передачи нуля и единицы по двоичному ДКС; ширину спектра сигнала ИКМ. Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра . Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ бит мощность и амплитуду сигнала дискретной модуляции необходимую для обеспечения...
49103. Реализация алгоритмов решения задач при проектировании САУ с использованием объектно-ориентированного языка программирования C++ 810 KB
  Найти минимальное значение целевой функции. Недостатком является требование задания целевой функции в аналитическом виде унимодальности целевой функции в заданном интервале изменения переменной дифференцируемости целевой функции. Найти значения целевой функции в пробных точках . Определить минимальное значение целевой функции путем сравнения значений функции в пробных точках Метод равномерного поиска требует выполнения большого числа вычислений.