Разработка формирователя помеховых сигналов широкого применения
Выбор и обоснование структурной схемы преобразователя частоты (конвертера). Разработка устройства преобразования частоты блока цифровой обработки сигнала. Структура и назначение составных частей станции активных помех. Макетирование и испытание макета.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.06.2012 |
Размер файла | 6,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Задачей дипломного проекта является разработка формирователя помеховых сигналов широкого применения, обладающего свойствами, которые улучшают общие характеристики самолетной станции активных помех по сравнению с аналогами. В качестве одного из составляющих объекта разработки является устройство преобразования частоты СВЧ сигналов, входящее в состав блока формирователя помеховых сигналов широкого применения самолетной станции активных помех (САП). Важно понимать, что, как и любое другое устройство, преобразователь частоты нельзя рассматривать отдельно от взаимосвязанной структуры станции, в состав которой он входит. Поэтому чтобы выяснить роль разрабатываемого в дипломном проекте устройства, предварительно опишем назначение и основные принципы работы всей САП. В то же время отметим также и основные преимущества, которыми будет обладать станция при использовании разрабатываемого устройства.
В воздушном бою очень важно не дать себя обнаружить средствам поражения противника, а при обнаружении сбить с толку, заставить предпринимать неправильные действия в обстановке, где секунды могут решить исход боя. Работу многофункциональных радиолокационных комплексов управления оружием (РЛК УО) подразделяют на пять этапов:
· обнаружение;
· измерение;
· захват на сопровождение;
· сопровождение объекта в режиме непрерывной пеленгации (РНП), сопровождение на проходе (СНП);
· наведение на сопровождаемый объект ракеты;
На всех этапах работы РЛК УО, РЛС или ГСН можно рассматривать как устройства, извлекающие из отраженного сигнала информацию об объекте. Отличаются этапы областями априорной неопределенности, характеристиками законов распределения и набором измеряемых параметров отраженного сигнала. Различие характеристик вызвано существенным различием в задачах, решаемых РЛК УО на каждом этапе. Поэтому смена этапов обычно сопровождается изменением периода и длительности облучения объекта, параметров и вида зондирующего сигнала. Определяя по этим изменениям этап работы РЛК УО, выбирают и оптимальный вид помехи - маскирующая (шумовая) или имитирующая. Например, на этапе сопровождения целесообразно применять многократную уводящую сопряженную по дальности и скорости помеху. Отличие этой помехи от обычной уводящей состоит в том, что ее параметры (количество и первоначальная расстановка ложных отметок дальности и скорости, направление и скорость их перемещения) выбираются случайным образом из диапазона возможных параметров движения реальных целей. В результате воздействия такой помехи на измерители РЛК УО, вероятность увода стробов дальности и скорости от отраженного сигнала увеличивается. Адаптация к моменту начала увода, его скорости и направлению затруднена, распознавание отраженного сигнала по информационным параметрам на фоне ложных отметок невозможно.
Следовательно, использование алгоритмов выбора помех с учетом типа зондирующего сигнала и этапа работы РЛК УО существенно повышает эффективность подавления современных и перспективных РЛК УО, в том числе, оснащенных средствами помехозащиты (ПЗ).
Маскирующие помехи вызывают значительное уменьшение отношения сигнал/шум в приемном устройстве РЛС противника, что создаёт фон, на котором затрудняется или полностью исключается обнаружение полезных сигналов (отметок целей и измерение их параметров). С увеличением мощности помех их маскирующее действие возрастает. Качество маскирующих помех радиолокационным станциям, работающим в режиме обзора, удобно оценивать с помощью энтропии помехового сигнала. Целесообразность такого критерия качества данного вида помехового сигнала может быть показана следующим образом. Маскирующие помеховые сигналы должны исключать возможность обнаружения полезного сигнала с вероятностью, превышающей заданное значение, при некоторых ограниченных условиях. Непременным условием правильного функционирования известных к настоящему времени систем информационного обеспечения является априорное знание полезного сигнала. Степень этого значения может быть различной, но, тем не менее, некоторые сведения о полезных сигналах, о законах распределения частотных видов сигналов, принадлежащих к данному классу, должны быть известны всегда. В противном случае не представляется возможным обеспечить работоспособность информационной системы. Идеальные маскирующие помеховые сигналы должны создавать такие условия, при которых после приема полезного сигнала, априорная неопределенность в системе информационного обеспечения сохранялась. Указанное свойство маскирующих помех должно иметь место в течение длительного времени для различных радиоэлектронных средств данного класса. Приведенные обстоятельства исключают возможность применения для этих целей детерминированных сигналов, поскольку они легко распознаются противником, а поэтому не могут увеличить неопределенности в системе.
Более того, сравнительно простыми техническими приемами детерминированные помеховые сигналы могут быть устранены, т. е. они обладают низкими потенциальными возможностями маскировки (за исключением, быть может, таких случаев, когда их мощность чрезвычайна велика). Иными словами, маскирующие помеховые сигналы должны содержать элемент неопределенности. Чем больше неопределенность помехового сигнала при заданных ограничениях, тем меньше потенциальных возможностей у противника для его устранения и тем при большей неопределенности приходится принимать решение противнику.
Также эффективность систем радиоэлектронного противодействия зависит от качества активных имитирующих помех. Имитирующие помехи - это сигналы, излучаемые САП для внесения ложной информации в подавляемые средства. По структуре они близки к полезным сигналам и поэтому создают в оконечном устройстве РЛС сигналы или отметки ложных целей, подобные реальным. Эти помехи снижают пропускную способность системы, вводят в заблуждение операторов, приводят к потере части полезной информации, увеличивают вероятность ложной тревоги. Воздействуя на РЛС УО, они срывают автоматическое сопровождение целей по направлению, дальности, скорости и перенацеливают РЛС на ложные цели, имитируемые помехой, а также вызывают ошибки сопровождения целей. Одной из разновидностей имитирующих помех, используемых для подавления РЛС УО, являются уводящие помехи. Они вносят в подавляемые РЛС ложную информацию и нарушают работу систем автоматического сопровождения целей по дальности, скорости и направлению. Например помехи, уводящие по дальности, вызывают срыв слежения за целью в импульсных РЛС УО, которые имеют режим автоматического сопровождения цели по дальности (АСД). Дальность до цели определяется автодальномером путем измерения отрезка времени t, за которое излученный РЛС сигнал проходит расстояние до цели и обратно (D = ct/2). Поскольку расстояние до цели обычно не остается постоянным, время прихода отраженного сигнала также изменяется. Для того чтобы исключить прием мешающих сигналов и помех, приемник РЛС в режиме сопровождения цели отпирается селектирующим импульсом (стробом дальности) только на ожидаемое время прихода полезного сигнала фц, отраженного целью. В результате воздействия на вход временнoго дискриминатора строба дальности Uc и фц на его выходе образуется напряжение, пропорциональное времени прихода отраженного целью сигнала. Так происходит автоматическое изменение временного положения строба Uc при изменении положения входного сигнала фц и, следовательно, автоматическое сопровождение цели по дальности. При создании уводящих по дальности помех передатчиком, установленным на защищаемом объекте, в ответ на каждый сигнал РЛС будет излучаться серия ответных импульсов помех с изменяющейся задержкой во времени по отношению к принятому сигналу.
Этим можно увести строб дальности с отметки цели (отраженного сигнала) в том же направлении, в котором движется строб. При достаточно большой мощности помех строб дальности за счет инерции пройдет мимо сигнала цели без захвата его на сопровождение, система АСД потеряет цель и начнет слежение за помехой. Но, несмотря на потерю цели по дальности, РЛС будет измерять угловое положение цели, на которой установлена САП. Поэтому для срыва работы системы автоматического сопровождения по направлению (АСН) передатчик помех (после излучения серии импульсов, уводящих строб дальности от полезного сигнала) выключается. Система перейдет в режим поиска и начнет повторный цикл определения дальности, что также приведёт к потере информации об угловом положении цели. После повторного захвата цели системой АСН передатчик помех вновь начнет излучать помехи, уводящие по дальности, вызывая ошибки или перерывы в измерении РЛС дальности до цели.
Поскольку такие помехи создаются преимущественно тогда, когда информация о параметрах сигнала средств противника отсутствует на входе системы противодействия, выполнить эту задачу помогают устройства, запоминающие ВЧ - сигналы средств противника.
Современные системы радиоэлектронного противодействия (РЭП) используют несколько типов запоминающих частоту устройств [16]. Это - рециркуляторы радиоимпульсов, обеспечивающие запоминание непосредственно по ВЧ; потенциалоскопы, работающие, как правило, на промежуточной частоте; устройства на основе приборов с зарядовой связью; генераторы гармонических или шумовых колебаний, настраиваемые по частоте принятого радиолокационного сигнала; линии задержки, взаимодействующие между собой; пространственно разнесенные ретрансляторы, обеспечивающие запоминание частоты благодаря задержке сигналов в пространстве; цифровые устройства такие как устройства цифрового запоминания частоты (Digital Radio Frequency Memory - DRFM).
В состав системы DRFM входят аналого-цифровые преобразователи, цифро-аналоговые преобразователи, управляющие процессоры, память, библиотеки сигналов, имитаторы сигналов, и т.д.
Для любого типа запоминающего устройства наиболее важными характеристиками являются: частотный и динамический диапазоны; чувствительность; длительность запоминания частоты; когерентность и спектральная характеристика запомненного сигнала; быстродействие; способность одновременного запоминания нескольких сигналов; информационный доступ к запомненному сигналу и возможность его считывания без разрушения информации; совместимость с другими устройствами системы РЭП и, наконец, стоимость, габариты, масса и энергетические параметры.
Поскольку эффективность имитирующих и маскирующих помех импульсным РЛС во многом зависит от точности воспроизведения фазовых, частотных и временных характеристик радиолокационных сигналов, поэтому методы цифрового запоминания сигналов (ЦЗС) приобрели большое значение, обеспечивая высокоточное воспроизведение структуры радиолокационного сигнала.
В настоящее время для защиты летательных аппаратов от поражения бортовыми и наземными ракетными комплексами используется бортовая аппаратура разных типов. Отметим, что эта аппаратура используется как для индивидуальной, так и для групповой защиты.
Основными требованиями к современным станциям активных помех являются следующие:
· увеличение мощности излучаемых помех;
· определение и запоминание входного сигнала;
· цифровой анализ входного сигнала и цифровое формирование помех;
· расширение рабочего диапазона частот;
· возможность работы по нескольким целям одновременно;
· формирование помеховых сигналов различного вида;
· выбор наиболее эффективных в данный момент помех;
· оптимизация измерения (по направлению, частоте и др.);
· увеличение защищённости от помеховых сигналов;
· совершенствование конструкции аппаратуры с целью снижения веса и габаритов.
Все вышеперечисленные требования ведут к созданию принципиально новых типов станций формирования активных помех, которые обладают значительным энергопотенциалом при сравнительно небольших габаритах.
Успешное функционирование подобных станций возможно лишь при условии высокой производительности и надежности, так как иначе возможны существенные материальные и экономические потери, связанные с утратой готовности станции выполнить поставленные перед ней задачи.
Формирователь помех отвечает большинству основных требований предъявляемых к современным аналогичным устройствам, а по некоторым даже превосходит существующие аналоги.
К основным преимуществам формирователя помех относятся:
· увеличение быстродействия обработки информации;
· снижение габаритов и веса устройства.
· увеличение чувствительности приемного тракта
1. Энергетический расчет
Рассчитаем минимальную дальность подавления для САП.
Зададимся составляющими энергетического потенциалом станции САП:
- мощность передатчика
- коэф. усиления антенны САП.
Длина электромагнитной волны:
Коэффициент усиления принимающей антенны РЛС:
Мощность передатчика РЛС:
Коэффициент, учитывающий потери из-за рассогласования по поляризации:
г=0.5
Эффективная поверхность рассеяния ЛА, т.к. станция предназначена для самолётов МИГ-29, то возьмем среднее значение (ЭПР очень сильно зависит от ракурса, и оснащения самолёта):
Вначале рассчитать плотность потока мощности помехи на входе приемника РЛС от САП ЛА на дальности R:
(1.1)
Эффективная площадь антенны РЛС связана с коэффициентом усиления и длиной волны следующим соотношением:
(1.2)
Мощность помехи, принимаемая антенной наземной станции:
(1.3)
Далее рассчитаем мощность отраженного от ЛА сигнала на входе РЛС.
Плотность потока мощности сигнала у ЛА на расстоянии R:
(1.4)
Мощность отраженного сигнала от ЛА:
(1.5)
Мощность отраженного сигнала на входе РЛС
(1.6)
Для того, САП подавило РЛС необходимо чтобы отношение мощность помехового сигнала к мощности полезного сигнала была не менее раз, т.е.:
(1.7)
Подставив формулы (3.6) и (3.3) в (3.7) получаем:
(1.8)
В результате была рассчитана минимальная дальность подавления станцией активных помех РЛС.
2. Описание структурной схемы САП
2.1 Краткая характеристика САП
Станция активных помех предназначена для индивидуальной и индивидуально - взаимной защиты самолетов от поражения РЭС, управляющих оружием (УО), входящих в зенитно-ракетные, зенитно-артиллерийские и авиационно-ракетные комплексы (ЗРК, ЗАК и АРК) с импульсным, длинноимпульсным, непрерывным и квазинепрерывным излучением путем создания преднамеренных активных помех, нарушающих нормальное функционирование радиолокационных комплексов. Активные помехи могут создавать или увеличивать систематические и случайные ошибки в определении угловых координат цели, ее дальности и скорости.
Станция выполняет свои функции по защите самолета в соответствии с заданными требованиями условий полета при его боевом применении в сложном радиолокационном поле путем формирования имитационных и шумовых помех РЭС УО. При этом станция должна обеспечивать формирование помех в секторе 90 по азимуту и 60 по углу места в передней полусфере (ППС) и задней полусфере (ЗПС).
Особенностью станции является необходимость обеспечения одновременного создания преднамеренных прицельных активных помех нескольким РЭС УО, в том числе радиоголовкам самонаведения (РГСН).
Станция на основе цифровой радиочастотной памяти формирует шумовые и имитационные помехи по дальности, скорости и угловым координатам РЭС УО с непрерывным, квазинепрерывным, длинноимпульсным и импульсным сигналами [10], [11]. Микропроцессорное управление станцией обеспечивает адаптацию параметров и видов помех к сложившейся в полете ситуации угроз. Все виды оперативных подготовок и поиск неисправностей с точностью до конструктивно-съемной единицы (КСЕ) осуществляется с помощью встроенной системы контроля (ВСК) или за счет использования отдельной контрольно-поверочной аппаратуры (КПА).
Станция обеспечивает обмен информацией с оборудованием самолета, в том числе и для электромагнитной совместимости (ЭМС).
Станция при размещении в контейнере функционирует в условиях полета самолета МИГ-29 при его боевом применении:
- максимальной приборной скорости полета Vпр, км/ч 1500
- максимальном числе М 2,3
- маневрах с перегрузкой, g 9
- практическом потолке, м 18000
- температуре на обшивке контейнера, С от - 60 до +155
Примечание. Продолжительность полета при М = 2,3 - не более 3 мин., при этом температура на обшивке контейнера может достигать +155 С.
Для обеспечения выполнения станцией заданных требований, блоки и устройства станции должны охлаждаться. Вид охлаждения - принудительное воздушное. Система охлаждения должна обеспечивать подачу охлаждающего воздуха с общим расходом не более 200 кг/час, температурой не выше +40 С, при относительной влажности не более 60%, без капель жидкости и кристалликов льда.
Станция предназначена для эксплуатации в условиях воздействия:
- температуры окружающей среды от минус 60С до плюс 60С;
- влажности воздуха не более 98% при температуре не выше плюс 35С;
- атмосферного давления от 5,5 кПа (41,455 мм рт.ст.) до 101,3 кПа (760 мм рт. ст.);
- инея и росы;
- вибрационных нагрузок в диапазоне частот от (10 до 10000) Гц с ускорением до 12 g.
Основные технические характеристики станции:
- Частотный диапазон работы в режиме "Прием" и "Передача": (2-18) ГГц.
- Станция обеспечивает одновременное создание преднамеренных прицельных активных помех не менее чем четырем РЭС УО, в том числе радиоголовкам самонаведения (РГСН), при разносе их несущих частот более 100 МГц.
- Чувствительность (на входе приемника) не менее минус 50 дБВт для все типов сигналов.
- Энергопотенциал, определяемый по формуле PG составляет не менее 500 Вт (без учета потерь в тракте передатчика), где Р - интегральная выходная мощность на выходе передатчика, G - коэффициент усиления антенны по центру луча на согласованной поляризации.
- Время готовности к работе - не более 5 минут после подачи питающих напряжений.
- ЭПР носителя САП (МИГ-29) - 10 м2
- Коэффициент усиления рупорной антенны - 7 дБ
- Масса 160 кг
- Коэффициент перекрытия по частоте 1,45
- Энергопотребление 2,2 кВт
- Минимальное время наработки на отказ - 200 часов
На всех этапах работы (обнаружение, захват, сопровождение, наведение) РЛС или РГСН можно рассматривать как устройства, извлекающие из отраженного сигнала информацию об объекте.
Анализ работы РЭС УО показал, что можно выделить пять этапов его работы: обнаружение, измерение, захват на сопровождение, сопровождение объекта по тем или иным параметрам и наведение на него ракеты отличаются областями априорной неопределенности, характеристиками законов распределения и набором измеряемых параметров отраженного сигнала. Различие характеристик вызвано существенным различием в задачах, решаемых РЭС на каждом этапе. Следовательно, смена этапов обычно сопровождается изменением периода и длительности облучения объекта, параметров и вида зондирующего сигнала. Определяя по этим изменениям этап работы РЭС, выбирают и оптимальный вид помехи.
Следовательно, использование в САП алгоритмов выбора помех с учетом типа зондирующего сигнала и этапа работы РЛК существенно повышает эффективность подавления современных и перспективных РЭС УО, в том числе, оснащенных средствами защиты от помех.
2.2 Структура и назначение составных частей станции активных помех
1. В зависимости от задач, которые ставятся перед станцией активных помех, станции имеют различные схемы построения. Во всех станциях активных помех можно выделить общие блоки, которые являются основными при ее построении [14 - Пояснительная записка и технический проект на разрабатываемую станцию. «ФГУП ЦНИРТИ».
]. Типовая структурная схема станции активных помех представлена на рисунке 4.
Рис.4 Общая структурная схема станции активных помех.
Описание структурной схемы САП
В состав общей схемы входят следующие блоки:
§ приемные и передающие антенны;
§ формирователь помех (блок устройства анализа и формирования сигналов )
§ выходной усилитель мощности (ВУМ)
§ переключатели
Формирователь помех предназначен для определения и длительного воспроизведения несущей частоты, облучающих самолет РЛС с импульсным, непрерывным, квазинепрерывным и длинноимпульсным излучением и формирования шумовых и уводящих по дальности помех, за счет наделения воспроизведенной несущей частоты высокочастотной шумовой, фазовой и низкочастотной амплитудной модуляциями.
Формирователь помех на основе DRFM также предназначен для:
· цифровой записи и многократного воспроизведения точных копий сигналов, облучающих ЛА с непрерывным, квазинепрерывным, импульсным и длинноимпульсным излучением;
· анализа сигналов и распознавания типов обнаруженных сигналов;
· выбора оптимального вида воспроизводимых сигналов в зависимости от этапа работы и типа РЭС УО, облучающих объект;
· формирования на основе воспроизводимых копий имитационных и шумовых помех;
· проведения встроенного контроля (ВСК);
· включение и выключение станции;
· обеспечение прохождения информации по цепям связи станции с БРЭО.
Блок ВУМ предназначен для усиления поступающих на вход СВЧ сигналов с формирователя помех и наделения их низкочастотной фазовой и низкочастотной амплитудно - импульсной модуляциями.
Антенные устройства ППС и ЗПС предназначены для:
· приема в заданном секторе по азимуту и углу места СВЧ сигналов РЭС УО, облучающих объект;
· излучения выходных СВЧ сигналов станции, генерируемых формирователем помех на основе DRFM и усиленных блоком ВУМ.
Питание станции осуществляется за счет трехфазного напряжения 200В 400 Гц и +27В (бортсеть).
Конструктивно изделие реализовано в виде отдельных устройств блочного исполнения, размещенных внутрифюзеляжно. Также допускается контейнерная компоновка блоков для подвесного размещения САП.
Все составляющие изделия должны в соответствии с требованиями ТЗ сохранять работоспособность в условиях климатических и механических факторов с учетом реальных нагрузок.
В конструкции блоков предусмотрено наличие лючков для обеспечения доступа к низкочастотным и высокочастотным соединителям.
Конструкция блоков, а также размещение модулей в нем обеспечивают удобный осмотр и быструю смену конструктивно-съемных единиц (КСЕ), а так же удобство технического обслуживания изделия при его ремонте и эксплуатации.
Управление работой канала в части выбора помеховых модуляций, включение и выключение канала в процессе работы изделия и других функций управления осуществляется центральным процессором станции (ЦП - модуль 306).
Рассмотрим прохождение СВЧ сигналов по СВЧ трактам изделия, используя структурную схему (рис.4).
2.3 Принцип работы станции активных помех
С приемных антенн (ППС и ЗПС) станции входные СВЧ сигналы через волноводный переключатель поступают на вход формирователя помех. Потребность в малошумящем усилителе (МШУ) отсутствует, т.к. потери в волноводном тракте составляют 0,1 дБ и полагается, что входной СВЧ сигнал имеет достаточную мощность. Измеренные в формирователе помех параметры входных сигналов ( и др.) передаются в центральный процессор (ЦП) станции для оценки их степени опасности и ранжирования по очередности обслуживания.
Очередность обслуживания наиболее опасных сигналов учитывается формирователем помех при генерировании ответных сигналов для РЭС, облучающих объект, на котором установлена САП. Формирователь помех записывает в память параметры входных сигналов, постоянно их обновляя.
При получении информации об очередности обслуживания входных сигналов по степени их опасности, формирователь помех на основе ЦРЧП начинает воспроизводить точные копии входных сигналов, наделяя их различными видами модуляции и выбирая оптимальный, с точки зрения затруднения обнаружения РЭС УО отраженных от ЛА сигналов.
Помеховый сигнал, сформированный формирователем помех на основе DRFM и наделенный шумовой высокочастотной фазовой модуляцией, поступает на вход блока ВУМ, где усиливается. С выхода блока ВУМ помеховые СВЧ сигналы через волноводные переключатели поступают на передающие антенны.
Волноводные переключатели обеспечивают подключение антенн передней и задней полусфер к входу и выходу изделия, а также они позволяют подключать самолетную станцию активных помех к контрольно - проверочной аппаратуре (КПА) при наземной проверке.
В зависимости от направления прихода входных сигналов (ППС или ЗПС), усиленные выходным усилителем мощности сигналы с его выхода поступают на выходные волноводно-коаксиальные тракты и далее через волноводные переключатели П1, П2 (выбор антенн ППС/ЗПС) на передающие антенны передней/задней полусфер.
Переключатели П1 и П2 также обеспечивают переключение выходных СВЧ сигналов на антенны подсвета поверхности для формирования помехи типа «антипод».
3. Описание структурной схемы формирователя помех
Формирователь помех предназначен для определения и воспроизведения несущей частоты зондирующих СВЧ сигналов и формирования шумовых и уводящих по дальности помех, а также для амплитудной модуляции помеховых СВЧ сигналов [].
3.1 Технические требования
Формирователь помех, в состав, которого входит преобразователь частоты, предназначен для приема, измерения и распознавания входных сигналов, запоминания характеристик входных сигналов и формирования имитационных и шумовых помех
Формирователь помех должен иметь следующие характеристики:
1. Формирователь помех должен формировать помехи, в диапазоне рабочих частот САП с видами излучений - непрерывными (НИ), квази-непрерывными (КНИ), длинноимпульсными (ДИ) и импульсными (ИИ);
2. Рабочий диапазон частот: (2,0-18,0) ГГц.
3. Мгновенная ширина полосы частот 500 МГц, перестраиваемая в частотном диапазоне от 2,0 до 18 ГГц с помощью частотного синтезатора.
4. Количество физических каналов 1.
5. Выходная мощность 10 мВт
6. Время перестройки не более 100 нс во всем частотном диапазоне.
7. Чувствительность устройства должна быть не менее минус 50 дБВт.
8. Минимальная длительность входных СВЧ импульсов 50 нс.
9. Паразитные составляющие не должны превышать минус 45 дБВт.
10. Эквивалентная частота дискретизации - 1 ГГц.
11. Доплеровская модуляция выходного сигнала от 10 до 100 кГц. Боковые гармоники должны быть ослаблены не менее чем на 20дБ относительно основной гармоники.
12. Устройство должно обеспечивать одновременное создание преднамеренных прицельных активных помех не менее чем четырем РЭС УО, в том числе радиоголовкам самонаведения (РГСН).
13. Для управления работой приемо-передающих каналов формирователь помех должен иметь интерфейс связи с ЦП.
14. Все процессы происходящие в каналах и в формирователе помех в целом, должны регистрироваться на флеш-карте ЦП с дискретностью 1 с. Параметры принимаемых и формируемых ответных сигналов в реальном масштабе времени должны передаваться в ЦП.
15. Формирователь помех должен обмениваться информацией и СВЧ сигналами с устройствами и блоками, входящими в состав САП.
16. Формирователь помех должен настраиваться на частоту принимаемого сигнала:
- самостоятельно путем согласованной перестройки приемо-передающего канала в рабочем диапазоне частот по алгоритму, обеспечивающему минимальное время обзора всего рабочего диапазона частот;
- по целеуказаниям (ЦУ) от системы предупреждения об облучении (СПО) при включении соответствующего режима - (команда СПО) на пульте управления САП.
17. При работе по ЦУ по линии связи от СПО в виде кода (в соответствии с протоколом взаимодействия) поступает информация о несущей частоте и виду сигнала облучающей РЛС, которой необходимо противодействовать.
18. Время реакции (время от момента получения целеуказаний из СПО до начала создания спецсигналов) на вновь обнаруженную РЛС не должно превышать:
- для РЛС с КНИ - 2 мс;
- для РЛС с ИИ - 100 мс.
19. Модули, входящие в состав формирователя помех, должны проводить самотестирование при включении и по внешней команде встроенной системы контроля (ВСК) для проверки работоспособности. Сигналы тестирования в соответствии с результатами контроля должны выдаваться в ЦП СФАС.
20. Энергопитание блока формирователя помех должно осуществляется от источника вторичного электропитания постоянного тока напряжением +5 В.
21. Потребляемый ток формирователя помех по цепи +5В должен быть не более 30 А.
Требования по устойчивости к внешним воздействиям
Модули устройства должны быть устойчивыми к внешним воздействующим факторам в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 20.39.304-98 для группы 3.3.5.
Конструкторские требования
1. Габаритные размеры формирователя - не более 420?194?124 мм.
2. Охлаждение формирователя помех воздушное, принудительное.
3.2 Структурная схема формирователя помех
В современных САП используются устройства анализа сигналов и формирования помех построенных на основе супергетеродинных приемников. Важной особенностью является подстройка параметров излучаемых помеховых сигналов, поэтому обычно в станциях помех используется рециркулятор.
Предлагается наиболее характерная структурная схема формирователя помех, представленная на рисунке 11. В данном случае в качестве супергетеродинного приемника выступает разрабатываемый в данном дипломном проекте преобразователь частоты СВЧ сигналов. В паре с опорным гетеродином (синтезатор частоты) они выполняют совместную перестройку по частоте в режиме ее точного измерения с последующим переносом сигнала в базовую полосу рабочих частот модуля ЦРЧП. Модули ЦРЧП и ЦП выступают в роли рециркулятора, анализируя зондирующие сигналы от РЛС (ГСН) и формируя помеховые сигналы путем модуляции (по амплитуде, фазе или частоте) и задержки сигналов. Тем самым модули ЦРЧП и ЦП, включенные в цепь обратной связи, постоянно «подстраивают» САП под работу РЛС (ГСН).
Рис. 11 Структурная схема формирователя помех
Технически формирователь помех представляет собой блок, в состав канала приема - передачи которого входят следующие модули [11]:
· Преобразователь частоты
· Синтезатор частоты (Модуль Ц303)
· ВИП (Модуль 405)
· ЦРЧП (Модуль 302)
· Процессор (Модуль 306)
Преобразователь частоты (модуль Ц301) - устройство, предназначенное для преобразования полосы частот (??=500 МГц) условного канала из диапазона частот входного СВЧ сигнала 2-18 ГГц в полосу рабочих частот ЦРЧП (1ГГц±250МГц). Модуль состоит из входного и выходного конвертеров.
Синтезатор используется для генерации опорного сигнала на одной из 16 частот в диапазоне 8,25-12 ГГц, с шагом перестройки 250 МГц. Модуль состоит из набора генераторов с кварцевым резонатором, охваченных петлей фазовой автоподстройки (ФАПЧ) на гармонику опорной частоты. Выходы генераторов выбираются в необходимой комбинации с помощью ключей и поступают на входы конвертера диапазона. Выходной сигнал конвертера усиливается и подается на выход модуля.
ВИП (модуль 405) - устройство вторичных источников питания. Служит для подачи питающих напряжений +5В на все входящие в блок формирователя модули.
ЦРЧП (модуль 302) - устройство цифрового запоминания частоты. Цифровая радиочастотная память предназначена для получения и хранения в цифровой форме копии радиочастотного сигнала с целью ее последующей цифровой обработки и формирования сигналов, наделенных модуляцией различного вида.
Центральное процессорное устройство (модуль 306) - устройство (ЦПУ), настраивающее работу канала с данной частотой.
ЦПУ станции предназначено для:
· управления работой блоков и узлов станции;
· цифровой обработки сигналов, поступающих от блоков и устройств станции, а также сигналов от других устройств, поступающих по интерфейсам связи с БРЭО;
· выполнения рабочей программы станции;
· записи с привязкой по времени информации о состоянии устройств станции, о параметрах входных СВЧ сигналов, а также реакции каналов ЦРЧП на входные воздействия.
· Переключение канала прием - передача
· Переключение полусфер ППС/ЗПС
· Проведение и управление встроенного контроля
Принимаемый СВЧ сигнал из диапазона 2-18 ГГц поступает на первый вход преобразователя частоты (модуль Ц301). На второй вход при этом с синтезатора частоты поступает опорный сигнал с дискретной частотой из поддиапазона 8,25-12 ГГц. Полученный сигнал с преобразователя частоты на промежуточной частоте 1 ГГц ± 250 Мгц подается на устройство ЦРЧП (модуль 302). Данный модуль запоминает сигнал с длительностью не более 163 мкс, определяет его параметры и далее подстраивает преобразователь частоты и опорный синтезатор частот до требуемого значения. Подстройка частоты осуществляется за счет системы ФАПЧ. Т.е. устройство ЦРЧП является важным звеном в цепи обратной связи.
4. Выбор и обоснование структурной схемы преобразователя частоты (конвертера)
4.1 Технические требования
Преобразователь частоты (рис. 15) предназначен для преобразования полосы частот (??=500 МГц) условного канала из диапазона частот входного сигнала 2-18 ГГц в базовую полосу рабочих частот модуля ЦРЧП (1 ГГц ± 250 МГц) для последующей обработки сигнала и формирования помех, и обратно для переноса помехового сигнала из промежуточной полосы в полосу частот 2-18 ГГц в режиме передачи [10], [11].
Преобразователь частоты должен иметь следующие характеристики:
1. Рабочий диапазон частот: (2,0-18,0) ГГц.
2. Мгновенная ширина полосы частот 500 МГц, перестраиваемая в частотном диапазоне от 2,0 до 18 ГГц с помощью частотного синтезатора.
3. Чувствительность сигнала по входу приемного тракта не менее -50 dBm
4. Выходная мощность не менее 0 dBm - 10 мВт и не более 10 dBm - 100 мВт.
5. Неравномерность усиления +5 дБ в полосе 2 - 18 ГГц при температурах от -60 С до +70 С.
6. Ослабление сигналов на фильтрах не более 4 дБ
7. Энергопитание преобразователя частоты должно осуществляется от источника вторичного электропитания постоянного тока (модуль 405) напряжением +5 В.
8. Потребляемый ток модуля Ц301 по цепи +5В должен быть не более 3 А.
Основные технические характеристики устройства для каждого канала приведены в таблице 1.
Таблица 1
№ п\п |
Наименование цепи |
Наименование параметра |
Величина |
|
1 |
Вход ВЧ |
Мощность сигнала макс, мВт |
2 мВт |
|
2 |
Входное сопротивление Ом |
50 |
||
3 |
Шаг перестройки, МГц |
500 |
||
4 |
Коэффициент передачи в линейном режиме |
50 дБ |
||
5 |
Выход ПЧ |
Мощность сигнала макс, мВт |
2 мВт |
|
6 |
Сопротивление нагрузки, Ом |
50 |
||
7 |
Полоса частот, ГГц |
1 + 0,25 |
||
8 |
Вход ПЧ |
Мощность сигнала макс, мВт |
2 мВт |
|
9 |
Входное сопротивление Ом |
50 |
||
10 |
Полоса частот, ГГц |
1 + 0,25 |
||
11 |
Выход ВЧ |
Мощность сигнала макс, мВт |
10 |
|
12 |
Сопротивление нагрузки, Ом |
50 |
||
13 |
Вход Гетеродина |
Частота гетеродина, МГц |
8,25…12 |
|
14 |
Мощность гетеродина, мВт |
10 |
||
15 |
Уровень паразитных сигналов на выходах не более дБ |
- 40 |
Конструкторские требования
1. Габаритные размеры преобразователя частоты - не более 152?160,3?58,9 мм.
2. Охлаждение модуля Ц301 воздушное, принудительное.
3. Масса модуля - 2 кг.
4.2 Структурная схема преобразователя частоты
Все супергетеродинные приемники состоят из основных частей: линейного тракта, демодулятора и устройств регулировки (управления). Линейный тракт одинаков для приемников различных типов. Он состоит из входной цепи, усилителя радиочастоты (УРЧ), смесителя (С) и гетеродина (Г) преобразователя частоты, а также усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Типовая схема супергетеродинного приемника с одинарным преобразованием частоты приведена на рисунке 13 [13].
Рис. 13 Структурная схема супергетеродина с одинарным преобразованием частоты
Если в процессе проектирования выяснится, что требования к чувствительности по зеркальному каналу выполняются приемником без УРЧ, то последний можно исключить. Если же приемник, реализованный по схеме рис. 13, не может обеспечить одновременное выполнение требований к избирательности по зеркальному и соседнему каналам, то следует использовать супергетеродин с двойным преобразованием частоты (рис. 14).
Рис. 14 Структурная схема супергетеродина с двойным преобразованием частоты
На основе данной структуры в данном дипломном проекте был разработан преобразователь частоты.
Рис. 15 Структурная схема преобразователя частоты
Модули входящие в состав преобразователя частоты и принцип их работы:
1. УА (усилитель аттенюатор)
2. КУМ2Ф-1 ( усилитель мощности с двумя фильтрами конвертера)
3. К3Ф3 ( 3 фильтра и 3 ключа)
4. К1Ц (конвертер 1 цифровой)
5. К2Ц (конвертер 2 цифровой)
6. ГЧ1 (генератор частоты 1)
7. ГЧ2 (генератор частоты 2)
8. ППУК-Ц (плата питания и управления конвертером)
9. УЛ-Ц (усилитель логарифмический цифровой)
10. Смесители М50 С (покупные изделия иностранного производства)
Модуль УА предназначен для усиления входного СВЧ сигнала в диапазоне 2 - 18 ГГц. Управляемый аттенюатор, стоящий в модуле УА, служит для выравнивания амплитудно - частотной характеристики (АЧХ) приемного тракта преобразователя частоты во всем диапазоне частот входных сигналов. Данный модуль имеет 3 каскада усиления с суммарным коэффициентом передачи 30дБ, но т.к. неравномерность усиления может быть большой из - за влияния температурных воздействий, то последний каскад усиления был сделан регулируемым. Регулировка осуществляется за счет подачи управляющего сигнала с программируемой логической интегральной микросхемы (ПЛИС) на пин GAIN микросхемы HMC 463.
Малошумящий усилитель (МШУ) HMC 463 с цифровым управлением ф. Hittite, США с характеристиками: входная частота 2-20 ГГц, коэффициент шума 2,5 дБ, коэффициент усиления 14 дБ. МШУ HMC 463 позволяет усилить входной СВЧ сигнал с возможностью цифровой регулировки коэффициента усиления. HMC 463 выполнен в виде микросхемы, на входе и выходе которой тракт нагружен на 50 Ом. Ближайший отечественный функциональный аналог с аналогичными электрическими и массогабаритными характеристиками неизвестен.
Технические характеристики модуля УА:
- Входная мощность не менее -55 dBm
- Выходная мощность не менее -28 dBm
- Неравномерность усиления дБ в полосе 2 - 18 ГГц при температурах от -60 до +70
- Разрядность управляемого аттенюатора 5 бит
- Управляемое ослабление сигнала на аттенюаторе не менее 20 дБ
Модуль КУМ2Ф-1 предназначен для усиления и фильтрации опорного сигнала, приходящего с синтезатора частот (модуль Ц303), а также для умножения частоты на два.
Технические характеристики модуля КУМ2Ф-1:
- Входная мощность не более 0 dBm
- Выходная мощность не менее 0 dBm
- Неравномерность усиления дБ в полосе 16,5 - 24 ГГц
- Крутизна ската полосно - пропускающих фильтров (ППФ) не менее 1 ГГц
- Коэффициент затухания вне полосы не менее 35 дБ
Модуль К3Ф3 предназначен для фильтрации и усиления выходного СВЧ сигнала в диапазоне 2 - 18 ГГц. Модуль осуществляет фильтрацию сигнала за счет трех полосовых фильтров: 0-10 ГГц, 10-14 ГГц и 14-18 ГГц. ПЛИС, стоящий на плате ППУК-Ц, управляет переключателями, при этом для каждого переключателя требуется один бит.
Технические характеристики модуля К3Ф3:
- Входная мощность не более -12 dBm
- Выходная мощность не менее 0 dBm и не более +10 dBm
- Неравномерность усиления дБ в полосе 2 - 18 ГГц
- Крутизна ската полосно - пропускающих фильтров (ППФ) не менее 1 ГГц
- Коэффициент затухания вне полосы не менее 35 дБ
Модуль К1Ц (понижающий конвертер) предназначен для фильтрации и усиления сигнала, а также для переноса на вторую промежуточную частоту для последующей обработки сигнала модулем ЦРЧП.
Технические характеристики модуля К1Ц:
- Входная мощность не менее -41 dBm
- Выходная мощность не менее -33 dBm
- Мощность на входе гетеродина «7,25 ГГц» 10 dBm
- Мощность на входе гетеродина «15,25 ГГц» -8 dBm
- Неравномерность усиления дБ
- ППФ с полосами частот «6,25 + 0,25 ГГц», «14,25 + 0,25 ГГц» и «1 + 0,25 ГГц» с крутизной ската не менее 1 ГГц
- Коэффициент затухания вне полосы не менее 35 дБ
- Ослабление сигнала на фильтрах не более 4 дБ
Модуль К2Ц (повышающий конвертер) предназначен для фильтрации и усиления сигнала, а также для переноса на первую промежуточную частоту для последующего излучения помехового сигнала.
Технические характеристики модуля К1Ц:
- Входная мощность не менее -5 dBm
- Выходная мощность не менее 5 dBm
- Мощность на входе гетеродина «7,25 ГГц» 10 dBm
- Мощность на входе гетеродина «15,25 ГГц» -8 dBm
- Неравномерность усиления дБ
- ППФ с полосами частот «6,25 + 0,25 ГГц», «14,25 + 0,25 ГГц» и «1 + 0,25 ГГц» с крутизной ската не менее 1 ГГц
- Коэффициент затухания вне полосы не менее 35 дБ
- Ослабление сигнала на фильтрах не более 4 дБ
Модуль ГЧ1 предназначен для генерации опорного СВЧ сигнала на фиксированной частоте 7,25 ГГц для переноса сигнала с первой промежуточной частоты на вторую и обратно.
Технические характеристики модуля ГЧ1:
- Выходная мощность не менее 10 dBm
Модуль ГЧ2 предназначен для генерации опорного СВЧ сигнала на фиксированной частоте 15,25 ГГц для переноса сигнала с первой промежуточной частоты на вторую и обратно.
Технические характеристики модуля ГЧ2:
- Выходная мощность не менее -8 dBm
Модуль УЛ-Ц предназначен для усиления сигнала в базовой полосе частот 1 + 0,25 ГГц. Логарифмический усилитель необходим для «раскачивания» слабых сигналов, т.к. он усиливает сигнал пропорционально логарифму входного напряжения.
Технические характеристики модуля УЛ-Ц:
- Коэффициент передачи 25 дБ
- Неравномерность усиления дБ
- Входная мощность не менее -35 dBm
- Выходная мощность не менее -10 dBm
Плата ППУК-Ц (цифровая плата питания и управления конвертером) предназначена для подачи питающих напряжений на узлы, входящие в состав модуля Ц301 и для управления ими.
Технические характеристики ППУК-Ц:
- электропитание платы осуществляется от импульсных источников питания с постоянным напряжением +5В±0,25В;
- потребляемая мощность не более 15 Вт;
- потребляемый ток не более 3 А;
4.3 Принцип работы преобразователя частоты
Рассмотрим работу конвертора более подробно.
При использовании обычного преобразователя (балансного смесителя) необходимо на его входе иметь устройство для подавления помехи по зеркальному каналу [11],[13]. Появление помехи по зеркальному каналу обусловлено тем, что ?пр.=?с.-?г.=?г-?с., т.е. сигнал промежуточной частоты, равный разности частот гетеродина и преобразуемого сигнала, выделяется на выходе смесителя независимо от того, будет ли частота выше или ниже частоты гетеродина. Вследствие этого по зеркальному каналу в устройство могут проникать паразитные сигналы. Вследствие чего падает отношение сигнал/шум для основного канала. Устройство подавления зеркального канала должно обеспечивать заданное ослабление сигналов на частоте зеркального канала. Для этого необходимо на входе смесителя установить переключаемый фильтр - преселектор с полосой пропускания, соответствующей полосе пропускания условного канала. Чтобы обеспечить избирательность по зеркальному каналу была выбрана схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты с возможностью перестройки частоты первого гетеродина. В качестве первого гетеродина выступает устройства синтеза сетки частот (модуль Ц303) в диапазоне 8,25-12 ГГц. Перенос на вторую промежуточную частоту (ПЧ2) осуществляется за счет двух опорных гетеродинов с фиксированными частотами: ГЧ1 - 7,25 ГГц и ГЧ2 - 15,25 ГГц. Двойное преобразование частоты было выбрано исходя из соображений быстродействия для самолетной САП. В противном случае если сделать перестраиваемый гетеродин во всем диапазоне частот 2-18 ГГЦ, то требуется больше времени на поиск и формирование нужной частоты и ухудшается избирательность приемника. В связи с этим частотный диапазон формирователя сетки частот (модуль Ц303) был выбран 8,25 - 12 ГГц.
При проектировании супергетеродинных приемо - передающих устройств различного назначения предусматривают автоматические регулировки частоты [14]. Указанные регулировки необходимы для обеспечения настройки приемника на частоты разных источников сигналов и подстройки его, чтобы создать наилучшие условия приема сигналов при всех возможных изменениях, как частот сигналов, так и частот настроек приемника. Изменения частот могут быть вызваны колебаниями температуры, влажности и давления окружающей среды, изменениями условий распространения радиоволн, напряжений источников питания, эффектом Доплера и рядом других факторов. Несущая частота сигнала также может также изменяться в соответствии с заданной программой (например, при быстрой перестройке от импульса к импульсу частоты передатчика импульсной РЛС). Если в приемном устройстве не применять регулировок частоты, то необходимо расширять его полосу пропускания так, чтобы принимаемые не выходили из полосы приема при всех условиях эксплуатации. Это приводит к ухудшению чувствительности и избирательности приемника. Однако, так как изменения частот достаточно регулярны, то наибольшую эффективность приема можно обеспечить, применяя автоматическую подстройку частоты (АПЧ) гетеродина. В разрабатываемом преобразователе частоты применена система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ - PLL (phase locked loop)), стабилизирующая частоту второго гетеродина под эталонную.
В качестве источник колебаний эталонной частоты используется генератор управляемый напряжением (ГУН - VCO (voltage controlled oscillator)) ADF4350. ADF4350 - широкополосный синтезатор с интегрированным ГУН и низким коэффициентом фазовых шумов (-100 дБ на уровне второй гармоники по отношению к несущей). Диапазон выходных частот 137,5 МГц - 4400 МГц. Счетчики ADF4350 позволяют подстроить частоту путем деления и умножения опорной частоты на m и n раз. Также данная микросхема может по команде управления с ППУК-Ц прекратить генерацию частоты, в том случае, когда САП переходит в режим «радиомолчания». Время захвата частоты не более 0,4 мс. Логический порог уровня напряжения равен 1,8 В. Отечественные аналоги отсутствуют.
После составления схемы линейного тракта приемника следует перейти к выбору остальных элементов схемы, специфических для приемников различных типов.
При проектировании целесообразно использовать метод математического синтеза. При этом математически обосновывают оптимальный алгоритм (принцип действия) и структуру приемника, обеспечивающие наилучшие значения основных показателей приемника при сформулированных математических условиях его работы. Поскольку главной проблемой радиоприема является обеспечение помехоустойчивости, то задача сводится к отысканию наилучших способов приема радиосигналов при наличии помех.
Первый гетеродин (синтезатор - модуль Ц303) должен генерировать одну частоту из сетки 16 опорных частот, формируемых им. Но поскольку как было сказано ранее, в рассматриваемой в данном дипломном проекте самолетной САП отсутствует устройство мгновенного (грубого) измерения частоты, то измерение частоты должно проходить путем самостоятельной согласованной перестройки приемо-передающего канала в рабочем диапазоне частот по алгоритму, обеспечивающему минимальное время последовательного обзора всего рабочего диапазона частот, следовательно синтезатор работает итерационным методом, подавая изначально произвольную опорную частоту. Поскольку ФАПЧ имеет достаточно высокое быстродействие (порядка 0,4 мс), то настройка на нужную частоту происходит практически мгновенно. Управление синтезатором частоты осуществляет модуль ЦРЧП (модуль 302). Модуль 302 подает на низкочастотный вход синтезатора кодовую последовательность, 4 бита из которых отвечают за выбор одной из 16 возможных генерируемых опорных частот (24=16). Как видно из структурной схемы представленной на рисунке 8 в модуле КУМ2Ф-1 происходит умножение частоты на 2, фильтрация нужной частоты в полосовом фильтре и усиление опорного СВЧ сигнала. При этом усилители модуля КУМ2Ф-1 должны компенсировать потери на умножителе, фильтрах и ключах вносящие в общей сложности ослабление сигнала порядка 20 дБ. Умножением частоты на два мы добиваемся того, что частота первого гетеродина будет выше, чем частота принимаемого СВЧ сигнала. Этот сделано для фильтрации помехи по зеркальному каналу. Для устранения помех по соседнему каналу применены полосовые фильтры «16,5 - 20,25 ГГц» и «20,25 - 24 ГГц». Данные фильтры были спроектированы в соответствии с двумя каналами передачи опорного СВЧ сигнала от синтезатора частоты «8,25-10 ГГц» и «10-12 ГГц». Путем подстройки синтезатора на выходе первого смесителя (М50 С) мы получаем первую промежуточную частоту (ПЧ1), равную «6,25 + 0,25 ГГц» или «14,25 + 0,25 ГГц» спектр сигнала при этом «переворачивается» первый раз (см. рис.16).
Смеситель M50C (ф. M/A-COM), США с характеристиками: диапазон входных частот (частота гетеродина) - 2-26 ГГц, fпч=1-15 ГГц, потери преобразования -8 дБ, развязка -26 дБ, используется в модуле преобразования частоты, рабочий диапазон температур от -54°С до +100°С. Данный сверхширокополосный по входной и промежуточной частотам смеситель позволяет добиться заданных характеристик аппаратуры. Аналогов среди отечественной элементной базы нет.
На входе понижающего конвертера (К1Ц) стоят ППФ, настроенные на частоты 6-6,5 ГГц и 14-14,5 ГГц, которые отфильтровывают нужный сигнал на фоне шумов. Затем сигнал усиливается и поступает на смеситель. Одновременно с этим с одного из опорных гетеродинов поступает СВЧ сигнал на частоте 7,25 ГГц или 15,25 ГГц на второй вход смесителя. Так как смеситель является нелинейным устройством, то на его выходе всегда получаются комбинационные частоты и паразитные составляющие, в том числе и помехи по зеркальному каналу, поэтому для выделения требуемой нами базовой полосы частот для последующей работы ЦРЧП необходимо поставить ППФ в диапазоне 750 МГц - 1250 МГц.
Вторая промежуточная частота находится из соотношения
при этом спектр сигнала «переворачивается» второй раз (см. рис. 17), тем самым получается, что помеха по зеркальному каналу остается вне полосы второй промежуточной частоты.
Результаты расчета частот ПЧ1 и ПЧ2 представлены в таблице 2.
Рис. 16 Переворот спектра при первом преобразовании частоты
Рис. 17 Переворот спектра при втором преобразовании частоты
Таблица 2
№ п/п |
Диапазон частот входных выходных, ГГц |
Частота колебаний синтезатора, ГГц |
Частота колебаний гетеродина 1, ГГц |
Частота колебаний гетеродина 2, ГГц |
Промежуточная частота 1, ГГц |
Промежуточная частота 2, ГГц |
|
1 |
2,0-2,5 |
8,25 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
2 |
2,5-3,0 |
8,5 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
3 |
3,0-3,5 |
8,75 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
4 |
3,5-4,0 |
9 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
5 |
4,0-4,5 |
9,25 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
6 |
4,5-5,0 |
9,5 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
7 |
5,0-5,5 |
9,75 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
8 |
5,5-6,0 |
10 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
9 |
6,0-6,5 |
10,25 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
10 |
6,5-7,0 |
10,5 |
нет сигнала |
15,25 |
14,0-14,5 |
0,75-1,25 |
|
11 |
7,0-7,5 |
10,75 |
нет сигнала |
Подобные документы
Принципы построения делителя частоты цифровых сигналов, составные части асинхронного и синхронного счетчиков. Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Расчет элементов, выходных параметров схемы, однополярного блока питания для счетчика.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.06.2012Определение дальности частотным способом. Расчет основных характеристик и описание алгоритма. Разработка структурной схемы, блок схемы и текста программы. Измерение изменения частоты излучаемых колебаний за время прохождения сигнала до цели и назад.
курсовая работа [71,9 K], добавлен 07.02.2011Разработка и обоснование структурной схемы приемника. Определение количества контуров селективной системы преселектора. Детальный расчет входного устройства, расчет преобразователя частоты, частотного детектора. Выбор схемы усилителя низкой частоты.
курсовая работа [882,4 K], добавлен 06.01.2013Разработка структурной и принципиальной схемы устройства. Расчет двухкаскадной схемы усилителя низкой частоты с использованием полевого и биполярного транзисторов. Выбор навесных элементов и определение конфигурации пленочных элементов усилителя частоты.
курсовая работа [220,7 K], добавлен 22.03.2014Принцип работы супергетеродина, основанного на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной частоты с усилением. Выбор и обоснование конструктивного исполнения, подбор элементной базы и расчет надежности блока.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 13.02.2016Обоснование и разработка функциональной схемы радиоприемника. Основные параметры принципиальной схемы приемника в общем виде. Расчет частоты соседнего и зеркального каналов. Анализ показателей усилителя и преобразователя радиочастоты. Выбор детектора.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 18.05.2013Расчет тактовой частоты, параметров электронной цепи. Определение ошибки преобразования. Выбор резисторов, триггера, счетчика, генераторов, формирователя импульсов, компаратора. Разработка полной принципиальной схемы аналого-цифрового преобразователя.
контрольная работа [405,1 K], добавлен 23.12.2014Разработка структурной и функциональной схем устройства преобразования аналоговых сигналов на микропроцессоре PIC. Входное буферное устройство, аналого-цифровой преобразователь. Устройство цифровой обработки сигнала, широтно-импульсный модулятор.
контрольная работа [612,9 K], добавлен 11.04.2014Достоинства цифровой обработки сигнала. Выбор частоты дискретизации. Расчет импульсной характеристики. Определение коэффициента передачи. Описание работы преобразователя Гильберта. Выбор микросхем и описание их функций. Требования к источнику питания.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 26.10.2011Особенности проектирования цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. Анализ структурной схемы автомата. Разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, блока питания. Построение схемы для передачи сообщения.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.02.2013