9.4. Потери за счет рассогласования частотной характеристики линейной части приемника и частотного спектра сигнала

9.4.1. Составляющие коэффициента потерь Lрф

Известно [3], что для максимизации качества обнаружения сигнала на фоне собственных шумов приёмника частотная характеристика линейной части приёмника (фильтра) должна удовлетворять условию

(9.4)

где — комплексно-сопряженный спектр полезного сигнала с нулевым временем запаздывания;

t0 — время задержки сигнала в линейной части приёмника;

с — постоянный коэффициент.

Невыполнение условия (9.4) вызывает уменьшение отношения сигнал — шум на выходе линейной части приемника.

Коэффициент потерь Lрф в общем случае можно представить в виде произведения частных коэффициентов потерь, обусловлен­ных наличием побочных каналов приёма Lрф1 отличием формы АЧХ линейной части приёмника от оптимальной Lрф2, не оптималь­ностью фазочастотной характеристики (ФЧХ) приёмника Lрф3, рас­стройкой по частоте приёмника и отражённого от цели сигнала Lрф4

При обнаружении узкополосных сигналов основной причиной появления потерь за счёт рассогласования является несовпадение АЧХ приёмника с АЧС сигнала, а при обнаружении широкополос­ных сигналов — невыполнение условия

где — ФЧХ линейной части приемника;

• фазочастотный спектр (ФЧС) сигнала.

9.4.2. Потери рассогласования, обусловленные наличием побочных каналов приема

Механизм возникновения побочных каналов приёма при преоб­разовании частоты описан в гл. 8. Наиболее опасный из побочных каналов приёма — зеркальный. Другие побочные каналы приема становятся опасными только в том случае, если отношение несу­щей частоты зондирующего сигнала к промежуточной частоте меньше десяти. При отсутствии активных помех числовое значе­ние коэффициента потерь, обусловленного наличием зеркального канала, можно определить следующим образом:

(9.5)

где К_УВЧ-СМ (fз), К_УВЧ-СМ (f0) — коэффициенты передачи цепи со входа УВЧ до входа смесителя соответственно на зеркальной и основной частотах;

Кпзк— коэффициент подавления сигнала по зеркальному каналу смесителем (в случае применения небалансного смесителя Кпзк = 0дБ; в смесителе, построенном по схеме подавления зеркального канала, достаточно легко обеспе­чивается Кпзк = 20дБ).

Соотношение (9.5) справедливо при условии равномерности АЧХ высокочастотного тракта в окрестностях f0 и fз в пределах полосы пропускания УПЧ, которое выполняется в большинстве практических случаев. Из (9.5) следует, что при отсутствии актив­ных помех коэффициент потерь Lрф1 в худшем случае не превышает 3 дБ.

При работе РЛС в условиях активных помех числовое значение коэффициента потерь Lрф1УАП определяется соотношением

где N0 экв — эквивалентная спектральная плотность собственных шумов приёмника (см. 2.4.1) на соответствующей час­тоте;

КТВЧ-см — коэффициент передачи цепи со входа ТВЧ до входа смесителя.

Видно, что наличие зеркального канала приёма в условиях ак­тивных помех может привести к существенному увеличению Lрф1 и, как следствие, к снижению помехозащищенности РЛС.

Побочные каналы приёма оказывают влияние и на помехозащищенность РЛС в условиях пассивных помех. Так, в РЛС с системой СДЦ с эквивалентной внутренней когерентностью степень подавления сигналов, отраженных от местных предметов, ограни­чивается уровнем сигналов по побочным каналам приёма (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Спектр отраженного сигнала: а— на несущей частоте; б — на промежуточной частоте

К мерам, обеспечивающим снижение Lрф1 относятся:

1) Повышение избирательности цепи со входа УВЧ до смесителя. Для достаточно эффективного подавления зеркального кана­ла приёма полоса пропускания этой цепи должна быть значительно меньше промежуточной частоты. В диапазоне СВЧ для выполнения этого условия между УВЧ и смесителем включают полосовой фильтр (преселектор) с требуемой полосой пропускания.

Когда по тем или иным причинам сужение полосы пропускания тракта приёма до смесителя оказывается нецелесообразным (например, в РЛС с электронной перестройкой частоты), для по­давления зеркального канала приёма в РЛС применяется двойное (в общем случае многократное) преобразование частоты. Значение первой промежуточной частоты при этом выбирают из условия, при котором обеспечивается эффективное подавление зер­кального канала, а значение второй промежуточной частоты — из условия возможности реализации требований к добротности фильтров УПЧ.

2) Применение специальных, схем преобразователей частоты. Одна из наиболее распространенных схем преобразователя частоты с подавлением зеркального канала приведена на рис. 9.7. В та­кой схеме сигнал на зеркальной частоте ослабляется на величину порядка 20 дБ в достаточно широкой полосе частот.