2.4. Особенности расчета радионавигационных приемников

Радионавигационные приемники, представленные в задани­ях, предназначены для систем посадки летательных аппаратов (ЛА): курсового и глиссадного радиомаяков. Курсовой радиома­як служит для указания экипажу ЛА вертикальной плоскости по­садочного курса, глиссадный - наклонной плоскости планирова­ния.

Широкое распространение получили радиомаяки, образую­щие равносигнальную зону путем использования двухденеспсо­вой диаграммы направленности антенны (рис.13). И курсовой.' и глиссадный радиомаяки устанавливаются на земле, а 1'11У, при­нимающие их сигналы - на борту ЛА.

Передающее устройство радиомаяка поочередно излучаем AM сигналы, причем по одному лепестку излучается сипни с модулирующей частотой F_b а по другому - с модулирующей частотой F~2. Сигнал, принимаемый на борту, содержит модуля­цию этими двумя частотами. После амплитудного детекшрова-ния в бортовом РПУ производится сравнение уровней обоих сиг­налов. Стрелочный индикатор показывает разность выпрямлен­ных напряжений, которая соответствует стороне и величине от­клонения ЛА от равносигналыюй зоны. При нахождении ЛА в

-32-

-33-

равносигпалмюй зоне амплитуды сигналов будут равны.

7 1 ву урч пч упч ад [**liErki

ВУ УРЧ ПЧ УПЧ АД

Ф2 В2

_{jL. XX}

Рис. 13

Поскольку уровень сигнала, принимаемого на борту, будет зависеть от дальности до радиомаяка и изменяться в процессе приближения ЛА к взлетно-посадочной полосе, в РПУ необхо­димо предусмотреть систему АРУ.

Среднсквадратическая ошибка пеленгования радионавига­ционных приемников а₉ зависит от отношения сигнал-шум на

входе дегсктора у~_йХ [6]:

о-0 = 1/[ГвхКфМпсл]> рал- (²°)

Здесь А'ф = Vn/AF - коэффициент фильтрации, AF -по­лосы пропускания поелсдетскторных фильтров Ф1 и Ф2, М_пел -

масштаб пеленга.

11олоса пропускания AF по низкой частоте обычно берется порядка 5-10 Гц, масштаб пеленга в первом приближении равен I", при лом стабильность гетеродина должна быть высокой (₍V, <10"⁵-10 ⁶).

Величина /j"_lx, необходимая для расчетов допустимого ко­эффициента шума РПУ, определяется из выражения (20).

Динамический диапазон системы АРУ рассчитывается по аналогии с расчетом системы АРУ в радиолокационных прием­никах. Необходимо только учесть, чго в радионавигационных приемниках динамический диапазон входных сигналов равен

DbX =(/W «<»„,)"> (21)

Минимальная дальность работы радиомаяков составляет

(20-30)м, а максимальная для курсового приемника - (70-80) км, для глиссадного - 30 км.

2.5. Особенности расчета радиовещательных приемников

Радиовещательные приемники предназначены для приема программ звукового вещания в диапазонах ДВ (148-285 кГц), СВ (525-1607 кГц) и KB (3,95-12,1 МГц) с амплитудной модуляцией и в диапазоне УКВ (65,8-108 МГц) с частотной модуляцией.

Ширина спектра полезного сигнала при амплитудной модуляции составляет

Пс = 2/г_в, (22)

а при частотной модуляции^--

n_C = 2/r_B(l + ^ + V^), (23)

где у/ = Д/д_ЕВ//г_в = 3,3; A/np_B -девиация частоты сигнала.

Обычно в радиовещательных приемниках используются следукшше значения промежуточных частот: 465 кГц для диапа­зонов ДВ, СВ и KB и 10,7 МГц - для диапазона УКВ.

Допустимый "коэффициент шума приемников диапазона УКВ рассчитывается в соответствии с (2). В диапазонах Д!3, СВ и KB при расчете максимально допустимого коэффициент шума приемника следует учитывать внешние помехи:

F² Ш=[-^-^П_ш]/4*ГоПш/?л (24)

Уъх Для АМ-сигналов отношения сигнал-шум на входе и выходе детектора связаны соотношением

УЪХ ⁼ /ВЫХ>Д*П + '»тах)Пунч/'«тах Пш, (25)

где к„ «3 - пик-фактор, a »j_max » 0,8...0,9 - максимальный ко­эффициент модуляции речевого сигнала.

Для ЧМ-сишалов отношения сигнал-шум на входе и выходе детектора связаны соотношением (11).

Входящая в (24) напряженность поля внешних помех ^е« в

-34-

зависимости от частоты принимаемых сигналов составляет: для СВ, ДВ 7-10 мкВ/м. а для KB - 0,5-5 мкВ/м. Действующую высо­ту антенны следует выбирать порядка Ид ^а 1м •

В радиовещательных приемниках используется как элек­трические (дипольпые, штыревые), так и магнитные (феррито-пые) антенны, причем феррнтовыс антенны используются в ос­новном в длинноволновом и средневолновом диапазонах. В зада­ниях па курсовое проектирование радиовещательных приемни­ков предполагается использование только электрических антенн. Ненастроенные штыревые ашенны могут применяться во всех диапазонах волн, но наиболее широко - в диапазонах KB и УКВ, где хуже работают феррнтовыс антенны. В диапазонах ДВ, СВ и KB сопротивление антенны имеет реактивный характер: ее емкость составляет С_А=3-10 пФ, а активное сопротивление - еди­ницы Ом. В УКВ диапазоне Д_А=50-400 Ом.

При использовании штыревых антенн в выражениях (2) и (24) сопротивление антенны берется равным резонансному со­противлению первого каскада приемника. Оно обычно состав­ляет 1-2 кОм.

Ненастроенные дипольные антенны получили наиболее широкое применение в УКВ диапазоне, где /?_А » 75 Ом.

Напряжение питания в приемниках с автономным источни­ком следует выбирать из ряда ЗВ, 4,5В, 6В, 9В, 12В.

Основные требования, предъявляемые к радиочастотному тракту вещательного приемника - это обеспечение приема сиг­налов а заданном диапазоне частот, подавление зеркального ка­пала и сигнала с частотой, равной промежуточной частоте проек­тируемого приемника, обеспечение требуемой чувствительности (коэффициента шума приемника).

В качестве устройств настройки на ДВ, СВ, KB в основном используются конденсаторы переменной емкости, а на УКВ - ва­рикапы, ре%:се конлепсаюры переменной емкости.

Типовые решения построения тракта высокой частоты для различного класса приемников приведены в [lj. Связь входного контура с антенной в приемниках высшего - второго классов

-35-

обычно трансформаторная, для третьего и четвертого классов -емкостная.

УРЧ в приемниках диапазонов ДВ, СВ и KB обычно строят­ся по схеме с общим эмиттером или по каскодной схеме, в при­емниках УКВ широко используются схемы с общей базой, а в приемниках высшего класса - каскодные схемы.

Основные требования, предъявляемые к тракту промежу­точной частоты - обеспечение селективности по соседнему кана­лу при заданной полосе пропускания П и необходимого коэффи­циента усиления.

Тракт промежуточной частоты строится по принципу рас­пределенной или сосредоточенной избирательности. В УПЧ с распределенной избирательностью каждый каскад обеспечивает усиление и селективность. В УПЧ с сосредоточенной избира­тельностью усиление осуществляется апериодическими или ши­рокополосными каскадами УПЧ, селективность - высокоселек­тивными фильтрами в преобразователе частоты или первых кас­кадах УПЧ. Такое построение предпочтительней, так как позво­ляет улучшить селективность и повысить устойчивость тракта. Типовые решения построения тракта промежуточной частоты для различного класса приемников приведены в [1].

Выбор типа активных элементов вещательного приемника -транзисторов, диодов, интегральных схем - производится по их функциональному назначению и электрическим параметрам [11-14].