Receptoare cu circuite speciale

Eficiența performanțelor receptoarelor radar este adesea scăzută în mare măsură prin interferența de la una sau mai multe surse posibile. Condițiile meteo și marea sunt cele mai frecvente surse de interferență, în special pentru sistemele radar care operează la frecvente peste 3000 de MHz. Condițiile meteorologice nefavorabile pot masca complet toate radarele făcând sistemul inutil. Interferențe electromagnetice din surse externe, cum ar fi interferența intenționată de către un inamic, numit și atacul electronic (ECM), se poate face, de asemenea, un sistem radar sa fie inutil. Multe circuite speciale au fost proiectate pentru a ajuta receptorele radar la contracararea efectelelor interferențelor externe. Aceste circuite sunt numite CARACTERISTICI VIDEO DE ÎMBUNĂTĂȚIRE, CIRCUITE DE ANTIBRUIERE si RĂZBOI ELECTRONIC. Această secțiune va discuta, în termeni generali, unele dintre cele mai comune caracteristici ale accesoriilor video, asociate cu receptoarele radar.

Controlul automat al amplificării (AGC)

Cele mai multe receptoare radar folosesc unele mijloace pentru a controla amplicarea semnalelor. Aceasta implică, de obicei, câștigul unuia sau mai multor etape de amplificare IF. Controlul manual al amplificării de către operator presupune o metodă foarte simplă. De obicei, o anumită formă mai complexă a controlului automat al amplificării (AGC) sau instantanee, controlul automat al amplificării (AGC) este utilizat în timpul funcționării normale. Dispozitivul de comandă este necesar pentru a regla sensibilitatea receptorului pentru cea mai bună captare de semnal la diverse amplitudini. AGC si circuitele AGC sunt proiectate cu o caracteristică de oprire, astfel încât amplitudinea la receptor poate fi reglată manual. În acest fel, controlul manual al amplitudinii semnalului poate fi folosit pentru a ajusta cea mai bună primire a unui anumit semnal.

Cel mai simplu tip de AGC reglează amplificatorul IF, în funcție de nivelul mediu al semnalului recepționat. AGC nu este folosit la fel de frecvent ca și alte tipuri de controlere pentru amplitudinea semnalui deoarece amplitudinea semnalului intors la radar variază considerabil

Cu AGC, câștigul este controlat de cele mai mari semnale primite. Atunci când mai multe semnale radar sunt primite simultan, cel mai slab semnal poate fi de cel mai mare interes. IAGC este utilizat mai frecvent deoarece reglează amplificarea receptorului pentru fiecare semnal.

Circuitul IAGC este, în esență, o bandă largă, de amplificare a semnalului la curent continuu. Ea controlează instantaneu câștigul IF amplificatorului ca un radar intorcând semnalele schimbate în amplitudine. Efectul IACG este de a permite amplificarea completă semnalelor slabe și pentru a micșora amplificarea semnalelor puternice. Gama de IACG este limitată, totuși, de numărul de etape IF în care este controlată amplificarea. Atunci când doar o singură etapă IF este controlată, gama de IACG este limitată la aproximativ 20 dB. Atunci

când mai mult de un IF stadiu este controlat, gama IACG poate fi a crescută la aproximativ 40 dB.

Sensibilitatea timpului de control (STC)

În receptoarele radar, variația mare în amplitudine de semnal de întoarcere face ajustarea câștigului dificil. Ajustarea de câștig a receptorului pentru cea mai bună vizibilitate a semnalelor de întoarcere de la ținta din apropiere nu este cel mai bună ajustare pentru semnale de întoarcere de la țintele aflate la distanță. Circuitele utilizate pentru a regla câștigul amplificatorului cu timpul, în timpul unei o singură perioadă de puls-repetiție, se numesc circuite STC.

Sensibilității circuitelelor de control se aplică o tensiune de polarizare, care variază în funcție de timp pentru amplificatoare de FI de control receptor câștig. Figura 1 prezintă o formă de undă tipică STC în raport cu pulsul transmis. Când transmițătorul se incinge, circuitul STC scade amplificarea receptorului la zero pentru a împiedica amplificarea oricărei energia de scurgere din pulsul transmis. La sfârșitul impulsului transmis, tensiunea STC începe să crească, crescând treptat amplificarea receptorului la maxim. Efectul de tensiune pe receptorului STC este de obicei limitat la aproximativ 50 de mile. Acest lucru se datorează faptului că aproape de ținte sunt cel mai probabil de a satura receptorul; dincolo de 50 de mile, STC nu are efect și receptorul funcționează în mod normal.

Figura 1. Tensiunea de undă a STC

Combinația dintre STC și circuite IAGC are rezultate în performanța generală mai bună decât la oricare tip de câștig autocontrolat. STC scade amplitudinea semnalelor de retur la ținta din apropiere, în timp ce IACG scade amplitudinea semnalelor mai mari decât media de returnare. Astfel, modificările normale ale amplitudini de semnal sunt în mod adecvat compensat prin combinația dintre IACG și STC.

Circuite anti bruiere

Printre cele mai importante circuite utilizate pentru a depăși efectele bruiajul sunt circuitele cu reglaj AGC si circuitele FAST-TIME-CONSTANT. Un circuit AGC permite semnalelor care apar doar într-un interval de timp foarte scurt pentru a dezvolta AGC. În cazul în care impulsurile de amplitudine mare, de la un emițător de bruiaj ar ajunge la un receptor radar, în orice moment, altul decât în timpul perioadei de suprimare a fasciculului, AGC nu răspunde la aceste impulsuri de bruiaj.

Fără reglajul AGC inchis, un puternic semnal de bruiaj ar cauza controlul automat al amplificării pentru a urmarii semnalul de interferență. Acest lucru ar reduce amplitudinea semnalului de retur de la țintă la o valoare inutilizabilă. Reglajul AGC produce un semnal de ieșire pentru perioade de timp scurte; Prin urmare, tensiunea de ieșire AGC trebuie să fie mediată pe parcursul mai multor cicluri pentru a menține controlul automat al amplificării pentru a deveni instabil.

Reglajul AGC nu răspunde la semnalele care sosesc în alte momente decât în timpul unui semnal de întoarcere de la țintă. Cu toate acestea, nu se pot preveni interferențele care apar în timpul perioadei de suprimare a fasciculului. Mai mult decat atât, nici nu poate împiedica declanșarea receptorului AGC de la suprasolicitarea din cauza blocării amplitudini de semnal mult mai mare decât semnalul de întoarcere de la țintă. Acest lucru se datorează faptului că țintă este inchisă pentru a seta câștigul receptorului pentru un semnal de amplitudine specific. Ca un ajutor în prevenirea circuite receptor radar de supraîncărcare în timpul recepției de semnale de bruiaj, sunt utilizate circuite de cuplare rapidă de timp constant. Aceste circuite sunt conectate la ieșirea detectorului video de la circuitul de intrare al amplificatorului video.

Un circuit (FTC) este un circuit diferențiator situat la intrarea primului amplificator video. Atunci când un bloc mare de video este aplicat pe circuitul FTC, numai marginea conducătoare va trece. Acest lucru este din cauza constantei de timp scurt a diferențiatorului. Un obiectiv mic va produce aceeași lungime a semnalului asupra indicatorului ca obiectiv mare, deoarece este afișată numai marginea conducătoare. Circuitul nu are nici un efect FTC asupra amplificarea receptorului; și, cu toate că nu elimină semnalele de bruiaj, FTC reduce semnificativ efectul de bruiaj.

Q41. Care dintre cele două tipuri de control automat al amplificării, AGC sau IAGC, este cel mai eficient în utilizarea radarului pentru Marină?Q42. Imediat după suprasarcina transmițătorului, la ce nivel reduce STC amplificarea receptorului?Q43. Cum afectează FTC amplificarea de la receiver, daca se poate spune asa?

Receptoare specialeReceptorul de bază a unui sistem radar de multe ori nu îndeplinește toate cerințele

sistemului radar, și nici nu funcționează întotdeauna foarte bine în medii nefavorabile. Mai multe receptoare speciale au fost dezvoltate pentru a spori detectia tintei in medii nefavorabile sau pentru a îndeplini cerințele metodelor de transport sau de scanare speciale. Un sistem radar cu un sistem de mișcare țintă indicator (MTI) sau sistemul de scanare monopuls necesită un tip special de receptor. Alte tipuri de receptoare speciale, cum ar fi receptorul logaritmic, au fost dezvoltate pentru a îmbunătăți recepția în condiții nefavorabile. Aceste receptoare vor fi discutate în termeni generali în această secțiune.

Indicatorul de mișcare al țintelor (MTI)

Sistemul (MTI) anulează în mod eficient confuzia (cauzată de ecouri nedorite fixe) și afișează numai în semnalele țintelor în mișcare. Confuzia este apariția pe un indicator radar de ecouri confuze, nedorite, care interferează cu afișarea clară a ecourilor dorite. Confuzia este rezultatul de ecouri din teren, apă, vreme, și așa mai departe. Ecouri nedorite pot fi cauzate si de ridicaturile de teren (ecouri din jurul maselor de teren), valuri (ecouri din suprafața neregulată a mării), sau ecouri din nori și ploaie. Problema este de a găsi ecoul dorit în mijlocul confuziei. Pentru a face acest lucru, sistemul trebuie să fie capabil MTI să se facă distincția între țintele fixe și în mișcare și apoi trebuie să elimine doar țintele fixate. Acest lucru este realizat prin compararea detecție în fază și în puls-impuls.

Semnalele de ecou de la obiectele staționare au aceeași relație de fază de la o perioadă de recepție la alta. Obiectele în mișcare produc semnale de ecou, care au o relație de fază diferită de la o perioadă de recepție la alta. Acest principiu permite sistemului să diferentieze între MTI țintele fixe și în mișcare.

Semnalele primite de la fiecare impuls transmis sunt întârziate pentru o perioadă de timp, exact egal cu timpul-repetiție a impulsurilor. Semnalele intarziate sunt apoi combinate cu semnalele primite de la următorul impuls transmis. Acest lucru se realizează în așa fel încât amplitudinile se scat una din alta așa cum se arată în figura 2-30, vederi A și B. Deoarece obiectivele fixate au aproximativ aceeași amplitudine pe fiecare puls succesiv, acestea vor fi eliminate. Semnalele țintelor în mișcare, cu toate acestea, sunt de amplitudini diferite pe fiecare puls succesiv și, prin urmare, nu se anulează. Semnalul rezultat este apoi amplificat și prezentat pe indicatorii.

Figura 2. Anularea țintei fixe

În figura 2, semnalele de 30 de megahertzi din mixerul de semnal sunt aplicate amplificatorului de 30 de megahertzi. Semnalele sunt apoi amplificate, limitate și alimentate de la detectorul de fază. Un alt semnal de 30 de megahertzi, obținut din mixerul oscilator coerent (coho), este aplicat ca un impuls de blocare la Coho. Pulsul de blocare a coho este originea pulsului transmis. Acesta este utilizat pentru a sincroniza coho la o relație de fază fixă cu frecvența transmisă la fiecare impuls transmis. 30-megahertzi, semnalul de ieșire de referință ZUC a coho se aplică, împreună cu megahertzi 30 ecou semnal, la detectorul de fază.

Figura 3. Diagrama bloc a MTI

Detectorul de fază produce un semnal video. Amplitudinea semnalului video este determinată de diferența de fază dintre semnalul de referință coho și semnalele IF ecou. Această diferență de fază este egală cu cea dintre pulsul real transmis și ecoul acesteia. Semnalul video rezultant poate fi pozitiv sau negativ. Această ieșire video, numită și film coerent, se aplică la 14 megahertzi oscilatorului purtător.

14-megahertzi frecvență purtătoare CW este modulată în amplitudine de coerentul de fază video. Semnalul modulat este amplificat și aplicat pe două canale. Un singur canal întârzie semnalul de 14-megahertzi pentru o perioadă egală cu intervalul de timp dintre impulsurile transmise. Semnalul este apoi amplificat și detectat. Întârzierea necesară (perioada dintre impulsurile transmise) este obținută prin utilizarea unui mercur linie de întârziere sau o linie de întârziere condensat cuarț, care funcționează cu ajutorul ultrasunetelor la 14 de megahertzi.

Semnalul la celălalt canal este amplificat și detectat cu nici o întârziere introdusă. Acest canal include o rețea atenuantă care introduce aceeași cantitate de atenuare facând întârzierea în canalul video. Semnalul video întârziat non rezultat este combinat în polaritate opusă semnalului întârziat. Diferența de amplitudine, în punctul de comparație între cele două semnale video, este amplificată; deoarece semnalul este bipolar, se face unipolară. Semnalul video rezultat, care reprezintă ținte numai în mișcare, este trimis la sistemul de indicatori pentru afișare.

O analiză a funcționării sistemului MTI descris arată că semnalele de la ținte fixe produc în detectorul de fază recurente semnale video de aceeași amplitudine și polaritate. (Țintele fixe au o relație de fază neschimbătoare.) Astfel, atunci când un impuls video este 2-45 combinat cu pulsul precedent de polaritate opusă, semnalele video sunt anulate și nu sunt transmise sistemului de indicatori.

Semnalele de la țintele în mișcare, cu toate acestea, vor avea o relație de fază variabilă cu pulsul transmis. Ca urmare, semnalele de la perioade succesive de recepție produc semnale de amplitudini diferite în detectorul de fază. Atunci când astfel de semnale sunt combinate, diferența de amplitudine a semnalului asigură un semnal video care este trimis la sistemul de indicatori pentru afișare.

Circuitele de temporizare, prezentate în figura 3, sunt folosite pentru a controla cu precizie emițătorul frecvenței de repetiție a impulsurilor pentru a se asigura că timpul de impulsuri de repetiție rămâne constant de la puls la puls. Acest lucru este necesar, desigur, pentru impulsurile care ajung la punctul de comparație pentru a coincide în timp și pentru a atinge anularea țintelor fixe.

Așa cum se arată în figura 3, o buclă a feedback-ului este utilizat de la ieșirea canalului de întârziere, prin amplificatorul pickoff, la circuitele generatorului de declanșare și multivibratorul gating. Marginea conducătoare a undei pătrate este produsă de unda purtătoare detectată în canalul video întârziat și este diferențiată la amplificatorul pickoff. Este folosită pentru a activa generatorul de declanșare și multivibrator gating. Generatorul de declanșare trimite un impuls de declanșare amplificat la modulator, provocând radarul setat să transmită.

Multivibratorul gating este, de asemenea, suprimarea negativă a fasciculului declanșat de vârful undei pătrate. Această etapă aplică o poarta negativă de 2.000 de microsecunde la un oscilator de 14 MHz. Oscilatorul funcționează pentru 2400 de microsecunde și apoi se oprește. Deoarece timpul de întârziere este de 2.500 de microsecunde, oscilațiile de 14-megahertzi se opresc înainte de valurile inițiale să ajungă la capătul liniei de întârziere. Aceste unde, atunci când sunt depistate și diferențiate, se transformă în multivibrator de suprimare a fasciculului, producând un alt val de unde de 2,400- microsecunde. Cele 100 microsecunde ale liniei de întârziere sunt necesare pentru a se asigura că undele mecanice din cadrul liniei au timp pentru a amortiza înainte de următorul timp de puls-repetiție. În acest mod, timpul de repetiție a impulsurilor setului radar este controlat de întârzierea liniei de mercur, sau întârzierea cuarț. Pentru că această linie de întârziere este de asemenea comună impulsurilor video, merge la punctul de comparație, întârziată și video neîntîrziată a pulsului care va ajunge exact în același timp.

Q44. Ce tip de țintă are o relație fixă de fază de la o perioadă de recepție la alta?

Q45. Ce semnal este utilizat pentru a sincroniza un oscilator coerent într-o relație de fază fixă cu pulsul transmis?

Q46. Care este relația de fază dintre video întârziată și neîntârziată?