Устройство приема радиосигналов

    При этом входные и выходные сопротивления  АЭ находят по формулам;

где Z₀ – волновое сопротивление тракта (подводящих линий).

– оптимальные  коэффициенты отражения от генератора и нагрузки. В формулах (2.26) находятся из выражений:

    

; ;

    

;

    

;

    

;

    В выражениях (2.26) знак минус берется  при  >0, и знак плюс при <0. После выполнения этих расчетов переходят к расчету согласующих цепейОптимальные коэффициенты отражения составляют Г_{г опт}=-0.64j и

    Г_{н опт}=0,65j

    Определим входное и выходное сопротивления  активного элемента на частоте 0,62ГГц (волновое сопротивление W₀=50 Ом):

           

          

    Для согласования применим Г-образные цепи, состоящие из двух одношлейфовых  трансформаторов на МПЛ. Первый шлейф, включенный параллельно, компенсирует реактивную составляющую проводимости АЭ, а второй шлейф, представляющий собой четвертьволновый трансформатор полного сопротивления, согласует действительную составляющую проводимости АЭ с характеристическим сопротивлением подводящих линий W₀₁=W₀₂=50 Ом. Для расчета параллельных шлейфов пересчитаем входное и выходное сопротивления АЭ в проводимости:

    Y_{вх АЭ}=1/Z_{вх АЭ}=08,6-j6,8 См,      

    Y_{вых АЭ}=1/Z_{вых АЭ}=0,76-j3,5мСм,    

    Рассчитаем  длины шлейфов схемы, полагая  ε=5, h=1мм.

    Шлейф 1 - четвертьволновый трансформатор  с характеристическим сопротивлением

           

    Находим ширину полоски из :

             

    Ширина  полоски составляет b₁=1.38мм.

    Длина полоски определяется из:

    l=Λ/4,          

    где , ε_эф=4,2 - эффективная относительная диэлектрическая проницаемость среды в линии.

    Длина полоски составляет l₁=60мм.

    Шлейф 2 - четвертьволновый трансформатор  с характеристическим сопротивлением

           (7.10)

    Ширина  полоски составляет b₂=6.1мм, длина полоски - l₂=60мм

    Шлейф 3 - четвертьволновый трансформатор  с характеристическим сопротивлением

           (7.11)

    Ширина  полоски составляет b₃=1,61мм, длина полоски - l₃=60мм

    Шлейф 4 - четвертьволновый трансформатор  с характеристическим сопротивлением

           (7.12)

    Ширина  полоски составляет b₃=16мм, длина полоски - l₃=60мм

    Схема УРЧ приведена на рис. 7.1

Рис.7.1.

 

8. ФСС. 

    Рассчитаем  фильтр сосредоточенной селекции предварительного усилителя промежуточной частоты.

    Фильтр  должен иметь следующие характеристики: полоса пропускания составляет 5 МГц; избирательность по соседнему каналу 60 дБ; соседний канал отстроен от промежуточной частоты приемника на 5 МГц; нагрузкой фильтра служит входное сопротивление микросхемы 219УВ1А (усилитель ПЧ), которое составляет 25 Ом; промежуточная частота 94 МГц.

1. Ввиду  высоких требований к избирательности  данного фильтра, целесообразно выбрать фильтр с чебышевской характеристикой затухания.

2. Определим  нормированную частоту.

Из задания: 2Δf=10МГц; f₀=f_пч=90МГц; f_н=100МГц; f_-н=80МГц. Отсюда по выражению (8.1) рассчитаем нормированную частоту:

Ω=(f_н-f_-н)/2Δf=10/10=1       (8.1)

3. Пересчитаем  заданное ослабление S_ск=60дБ в неперы, считая, что 1дБ=0.115неп. В итоге получим а_н=7 неп.

4. По этим значениям по графику определим количество звеньев, класс фильтра n=4.

5. Выберем  схему прототипа (рис.1.3а [4]). Схема  приведена на рис.. 

Рис.  

6. Так  как вход фильтра нагружен  на сопротивление намного большее,  чем его выход, будем считать  r₁=∞. Параметры фильтра прототипа определим из таблицы 1.10 [2].

Катушки индуктивности возьмем с добротностью Q=100.

Потери  в элементах фильтра составляют

δ=f₀/[Q·Δf]=90*10⁶ /100*5*10⁶=0.18      

а₄=1,87; а₃=1,69; а₂=2,82; а₁=0,504;

7. Переходим  от элементов прототипа к элементам  фильтра по следующим формулам (8.3): 

 

 

 

 

 

 

 

                 
 
 

Электрическая схема фильтра без учета потерь в элементах представлена на рис.8.2. 

Рис.8.2. 

Величина  потерь фильтра в полосе пропускания  составляет а_мин=0.25неп=2.174дБ. 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Преобразователь частоты.

  Преобразователь частоты состоит из смесителя, к  которому подводится принимаемый сигнал, и гетеродина напряжение которого периодически изменяет параметры смесителя. На выходе смесителя выделяется сигнал преобразованной частоты f_П . В преобразователях с внешним гетеродином функции последнего выполняет отдельный электронный прибор. В преобразователях с внутренним гетеродином для смесителя и гетеродина используется общий электронный прибор.

  При простом преобразовании частоты  f_П = f_Г – f_С или f_П = f_С – f_Г . 

9.1. Расчёт балансного смесителя.

  В качестве смесителя используем двух диодный  балансный смеситель (БС), наиболее подходящий для СВЧ приёмников. Ниже приведена эквивалентная и топологическая схемы рассчитанного двухшлейфного квадратного моста.

  

  Исходные  данные.

-   (f₀ =0.62 ГГц)

-   - относительная полоса рабочих частот.

- N_БС  ≤ 2 дБ (при коэффициенте шума УПЧ N_П = 2 дБ)

- Подложка БС из поликора (ε = 9,  tgδ = 0.005 ) толщиной h = 0.5 мм

- Волновое сопротивление проводящих линий W = 5О м.

- Материал проводников – медь с удельной проводимостью σ = 4.1·10⁷ См/м

Выберем смесительные диоды с барьером шотки типа АЛ112Б, для которых 

- Мощность гетеродина P_{Г опт} = 3 мВт

- Потери преобразования α_ПР ≤ 6 дБ

- Шумовое отношение η_Ш = 0.85 

- r_{ВЫХ сд} = 500 Ом

  Расчёт.

1. Определяем волновое сопротивление основной линии

2. Для шлейфов . Находим ширину полоски основной линии и шлейфа:

 

3. Эквивалентную диэлектрическую проницаемость рассчитываем по формуле:

            

Для основной линии:  ε_ЭЛ = 7.13,

для  шлейфов ε_ЭШ = 6.7.

4. Длину четвертьволнового отрезка основной линии и шлейфов найдем по формуле:

  .

5. Рассчитываем потери в основной линии и шлейфах и шлейфах моста. Толщина скин-слоя в полосках: