Расчет входных параметров энергетических характеристик радиоприемного устройства

Как известно, при создании системы стремятся получить наилучшие характеристики и параметры для определенных условий ее работы. Одним из важных параметров радиоприемного устройства является чувствительность приемника или мощность порогового сигнала Рс мин. Она должна быть достаточной для извлечения информации с заданной достоверностью при наличии помех, включая и собственный шум приемника, приведенный к его входу. Данный параметр можно вычислить исходя из мощности излучаемых передающей антенной колебаний Ри , ее коэффициента усиления Gи , коэффициента усиления приемной антенны Gп и длины радиоволны lи.

Таким образом, плотность потока мощности, создаваемая излучаемым сигналом, в месте расположения приемной антенны на расстоянии D от передающей антенны, согласно /6/, можно записать в следующем виде:

.

Мощность сигнала в приемной антенне

, (6.1)

где Ап = l2иGп/(4p) - эффективная площадь антенны.

Как видно из формулы (6.1), при увеличении дальности D мощность принимаемого сигнала падает и достигает порогового уровня Рс = Рс мин, ограничивающего максимальное значение дальности радиолинии. Так как в разрабатываемой системе в качестве передающей антенны используются ненаправленная штыревая антенна, то ее коэффициент усиления примем равным 1. Коэффициент усиления приемной антенны, как уже отмечалось выше составляет 6 дБ (2 раза). Длину волны lи рассчитаем для центральной частоты диапазона f0=167 МГц

Для разрабатываемой системы мощность излучаемых передающей антенной колебаний Ри = 20 мВт, дальность действия системы Dmax = 1,5 км и Dmin = 150 м.

Таким образом, чувствительность приемника

Но реальная чувствительность приемника

,

где к - постоянная Больцмана;

Т0 - шумовая температура приемника;

Nш - коэффициент шума (для данного типа приемника с сжатием импульсов эта величина составляет 11 дБ;

Df - полоса принимаемого сигнала;

qвх - отношение сигнал - шум на входе приемника, исходя из технического задания отношение сигнал - шум на входе приемного устройства составляет не менее 10 по мощности.

Сопоставим заданное отношение сигнал - шум с пороговым отношением сигнал - шум, необходимым для достижения вероятности ложной тревоги F = 10-6. Согласно /11/ пороговое отношение сигнал - шум при данной вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения D = 0,9 составляет 6,45 по мощности, что полностью удовлетворяет требованию технического задания.

Таким образом, реальная чувствительность приемника

Рассчитаем динамический диапазон приемника исходя из формулы

.

Примем Рвх мах = Рс2 , объясняя это тем, что это максимальная входная мощность приемника, с которой он будет работать, то есть определяет наибольший порог чувствительности.

Отсюда, динамический диапазон приемника

Учитывая то, что данная система может использоваться в городских условиях, где затухание в среде до приемника достигает до -41 дБ (112 раз), рассчитаем чувствительность, учитывая эти затухания

Таким образом, сравнивая вычисленный параметр с реальной чувствительностью, делаем вывод, что и при работе в сильно застроенном городском районе приемное устройство сохраняет свою работоспособность.

Другое по теме:

Устройства приема и обработки сигналов
В качестве возможного прототипа рассмотрим схемы, выполненные на микросхеме К174ХА2, предназначенной для использования в радиоприемниках с АМ [4], в частности, схема приемника, обеспечивающая чувствительность 3-5 мкВ (выше за ...

Современные датчики
Датчик, сенсор (от англ. sensor) - термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величи ...