Рівень сигналу на виході конвертора, Разработка приставки для точной настройки антенны - Методика кутових розрахунків та вимірювань при налаштуванні антени на теле - радіомовні супутники

Для налаштування антени булоб добре знати потужність сигналу на виході конвертора. Це можливо зробити знаючи ЕІВП супутника (карти зон покриття тим чи іншим супутником друкуються у періодичних виданнях).

По мірі віддаленя від транспондера щільність потоку випромінюваємої потужності зменшується із-за розсіювання енергії у вільному просторі (під вільним простором мається на увазі середовище, в якому відсутні фактори, спричиняющі до втрат потужності) і на відстані від супутника вана буде [4]

(5.1)

У точці прийому прилаштована антена Апр що має діаметр D, і конвертор з коефіцієнтом шуму К. Можемо знайти потужність на виході конвертора, усі величини у дБ

(5.2)

Де - ефективна площа апертури антени;

- коефіцієнт підсилення конвертора.

Замінимо у формулі (2.9) на

(5.3)

Де - коефіцієнт використання апертури антени;

- діаметр антени.

Тоді ми получимо вираз залежності потужності на виході конвертора від діаметра антени

(5.4)

Звиразу (5.4) видно, що змінюючи діаметр антени можливо добитися необхідного рівня потужності на виході конвертора.

Разработка приставки для точной настройки антенны

При настройке аппаратуры возникает проблема отладки антенной системы и настройка ее на требуемый спутник по максимуму сигнала. Для систем НТВ, используются сравнительно мощные передающие устройства, эта проблема решается несложно, так как возможно применение антенн с небольшим диаметром параболического зеркала. У таких антенн ширина ширина диаграммы направленности составляет несколько градусов, поэтому небольшие неточности при ее наведении вполне допустимы и даже не очень сильно скажутся на конечном результате. Другое дело, когда используется антенна больших размеров и принимаются слабые сигналы. В этом случае требуется очень аккуратная и тщательная настройка.

Значительно уменьшит трудоемкость этого процесса, упростить и сделать его визуально наглядным поможет описанный ниже прибор, который в сочетании с индикаторным прибором, используется как измеритель уровня сигнала на выходе конвертора.

Чтобы измерить изменение уровня сигнала на выходе конвертера необходимо диапазон частот 950...1750 МГц перенести в диапазон видеосигнала. При простом преобразовании частоты должно выполнятся уравнение:

Рисунок 5.1 - Структурная схема СВЧ приставки для точной настройки антенны

FП = fГ - fС ;(5.5)

FП = fС - fГ ;(5.6)

Где fС - частота сигнала на выходе конвертера;

FГ - частота гетеродина;

FП - разносная частота fП 8 МГц.

Из формул (5.5) и (5.6) видно, чтобы охватить весь диапазон сигнала необходимо чтобы гетеродин перестраивался с 942 до 1758 МГц.

При разработке прибора необходимо учитывать, что по отношению к колебаниям гетеродина нелинейность (параметричность) преобразовательного элемента должна проявлять себя как возможно сильнее. Таким образом необходимо чтобы PCPГ. Если выполняется это неравенство свойства преобразователя частоты не зависят от амплитуды сигнала, и всецело определяются свойствами преобразовательного элемента (транзистора), и амплитудой гетеродинного напряжения.

Свойства гетеродина определяются свойствами нелинейного элимента.

Схема устройства и его конструкция достаточно просты. Структурная схема приведена на рис. 5.1. В его состав входят: (G) - генератор сверхвысокой частоты; буферный усилитель (А1) с выхода которого сигнал с частотой около 1,5 ГГц поступает в смеситель; (СМ) - смеситель;(А2) - усилитель видеосигнала; (ДГ) - детекторная головка; для управления генератором используеться перестраиваемый преобразователь напряжение-ток (U1). Питаются эти узлы от сетевого блока питания (U2). В приборе также предусмотренны гнезда для питания конвертера. Эти элементы вместе с детекторной головкой обеспечивают режим индикации АЧХ.

Конструктивно прибор выполняется из четырех основных узлов: высокочастотного блока, блока управления генератором, усилителя и блока питания. Каждый из блоков собирается на отдельной печатной плате.

Выбор схем.

Схема управляемого током генератора и перестраиваемого преобразователя напряжения ток изображена на рис. 5.2 [9].

В этом устройстве необходим генератор для того, чтобы сбросить сигнал с диапазона частот 950...1750 МГц в диапазон видеосигнала. Это простейший гетеродин представляет собой однокаскадный генератор с самовозбуждением на транзисторах. Генераторы на транзисторах не обеспечивают высокой стабильности но в нашем случае стабильность частоты не основной фактор, главное что этот генератор обеспечивает необходимый нам диапазон перестройки 0,8...2 ГГц. И, кроме того конструктивно прост.

Рисунок 5.2 - Принципиальная схема перестраиваемого преобразователя напряжения - ток и генератора СВЧ управляемого током:VD1 - KC147A, DA1,DA2 - K14ОУД6, VT1 - КТ6078Б, VT2,VT3 - КТ3132А-2.

Схема буферного усилителя приведена на рис. 5.3 [12]. Усилитель собран по схеме с ОЭ, на основе транзистора КТ3132А-2. Коэффициент шума в данном диапазоне ровен 4 дБ, коэффициент усиления на частоте f = 1,5 ГГц составляет 8,6 дБ. Все эти параметры зависят от энергетических свойств транзистора. Схема буферного усилителя питается от блока питания +12В.

Схема смесителя изображена на рис. 5.4 [9]. В данном смесителе сигнал UС от конвертора поступает к базе биполярного транзистора, который включен по схеме с ОЭ. При таком включении входная проводимость смесителя для напряжения сигнала получается меньшей, чем при включении по схеме с ОБ.

Напряжение гетеродина UГ поступает в цепь эмиттера смесителя и по отношению к гетеродину смеситель оказывается включенным по схеме с ОБ, так как цепь сигнала представляет собой короткое замыкание для колебаний гетеродина. Подача сигнала и гетеродина на различные электроды ослабляет связь между их цепями и повышает стабильность частоты гетеродина. Разносный сигнал снимается с коллектора транзистора VT5 и поступает затем на вход видеоусилителя, конденсатор C14 при этом подавляет высокочастотные составляющие разностного сигнала.

Рисунок 5.3 - Принципиальная схема буферного усилителя: VT4 - КТ3132А-2

Рисунок 5.4 - Принципиальная схема смесителя: VT5 - КТ3132А-2

Питание СВЧ конвертора осуществляется через фильтр нижних частот L2 C10

Схема усилителя приведена на рис 5.5 [11]. Видиоусилитель выполнен на быстродействующем операционном усилителе (ОУ). Коэффициент усиления 40 дБ, что обеспечивает хорошую чувствительность индикатора.

На входе усилителя установлен фильтр высоких частот C15R19 который предназначен для уменьшения влияния низкочастотных наводок и помех. Специального высокочастотного фильтра в видеоусилителе нет, его роль выполняет ОУ. На выходе усилителя установлен детекторный диод VD2, который срезает отрицательные полуволны сигнала, и на вход стрелочного индикатора поступают положительные полуволны переменного напряжения сигнала.

Рисунок 5.5 - Принципиальная схема видеоусилителя: DA3 - К544УД2А; VD2 - ГД507А.

Рисунок 5.6 - Блок питания: VD3 - КД906А; VD4,VD5 - Д814Д; HL1 - АЛ307Б; VT6 - КТ608Б; VT7 - КТ315Б; VT8, VT9 - КТ208Б

Блок питания собран по традиционной схеме (рис.5.6) и содержит понижающий трансформатор питания Т1, двухполупериодный выпрямитель на диодной матрице VD3 и смеживающих конденсаторах С20 и С21.

Похожие статьи




Рівень сигналу на виході конвертора, Разработка приставки для точной настройки антенны - Методика кутових розрахунків та вимірювань при налаштуванні антени на теле - радіомовні супутники

Предыдущая | Следующая