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

75423. Бінарні сенсори. Цифрові сенсори 480 KB
  Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення...
75424. Інкрементальні сенсори положення. Кодові лінійки і диски абсолютних сенсорів 631 KB
  Інкременгальні сенсори переміщення оснащені лінійкою з рисковими поділками. Читання положення рисок здійснюється оптичними або магнітними методами. В сенсорах через які проходить світло використовуються скляні лінійки з рисками які поглинають світло і проміжками які пропускають світло шириною 4 мкм рис. Пристрої які зчитують це складаються з потужного джерела світла зчитувальної пластинки і електронної системи аналізу.
75425. Основи і методи регулювання. Основні поняття. Види регулювання 205.5 KB
  Види регулювання. Регулювання. Регулювання є дією яка полягає в такому впливі на поточно вимірювану регульовану величину щоб вона була подібною до заданої величини.
75426. Регулятор і система регулювання 7.58 MB
  Регулятори: перервні аналогові цифрові. Регулятори: первинні аналогові цифрові Регулятори неперервної дії аналогові змінюють значення регульовальної координати обєкту неперервним чином тобто ця координата може приймати будьякі значення з усього можливого діапазону. Неперервні регулятори будуються як правило з електронних операційних підсилювачів. Реулятори дискретної дії цифрові змінюють значення регульованої координати обєкту так само як і регулятори первинної дії але в них зміна величини відбувається лише в певні моменти...
75427. Двохпозиційні регулятори 96 KB
  Принцип роботи Двохпозиційні регулятори забезпечують хорошу якість регулювання для інерційних обєктів з малим запізнюванням не вимагають настройки і прості в експлуатації. Ці регулятори представляють звичайний і найбільш широко поширений метод регулювання...
75428. Передумови розвитку мехатроніки і сфери застосування мехатронних систем. Класифікаційні ознаки мехатроніки 53.5 KB
  Передумови розвитку мехатроніки і сфери застосування мехатронних систем. Класифікаційні ознаки мехатроніки Останніми роками виникла і бурхливо розвивається у всьому світі нова галузь науки і техніки мехатроніка. Вузли модулі і системи мехатроніки МС стають основою технологічних машин і агрегатів з новими властивостями для різних галузей промисловості а також вони можуть бути використані при розробці периферійних пристроїв устроїв...
75429. Концепція побудови мехатронних систем. Визначення і термінологія мехатроніки 52.5 KB
  Мехатроніка це нова галузь науки і техніки присвячена створенню і експлуатації машин і систем з компютерним управлінням рухом яка базується на знаннях в області механіки електроніки і мікропроцесорної техніки інформатики і компютерного управління рухом машин і агрегатів.
75430. Механічні та електричні інтерфейси сенсорів. Оптикомеханічні і фото імпульсні здавачі 45.5 KB
  Інтерфейси сенсорів залежно від фізичного характеру вхідних змінних стану системи можна розділити на електричні і механічні. До механічних відносяться приєднувальні пристрої для датчиків зворотного звязку приводів (оптикомеханічних, фотоімпульсних, кодових, тахогенераторів, потенціометрів, резольверов)
75431. Основні принципи техніки керування 511 KB
  Механічна енергія з валу електричного двигуна передається до регулювальної передачі в якій швидкість напрям та час тривання обертання стартстоп можуть регулюватися за допомогою механічних пневматичних гідравлічних або електричних сигналів. Це можна здійснити перериваючи неперервний обертовий рух за допомогою додаткового доданого до передачі вимикального механізму. Регульовані передачі. У більшості випадків потужність отримувана на вхідному валі передачі привідному є постійна.