Оценка потенциальных значений основных технических параметров контрольного ответчика
1. Анализ основных технических характеристик контрольного ответчика
Технические характеристики и параметры дают возможность оценить количественно и качественно электрические свойства и конструктивные особенности устройства и, в совокупности, характеризуют их соответствие назначению. Необходимо отметить, что ряд характеристик предъявляются к системам вторичной радиолокации не только с точки зрения технической целесообразности, но и с учетом требований, устанавливаемых конвенцией о международной гражданской авиации.
Основные тактико-технические характеристики контрольногоответчика СОМ-64К приведены в таблице 1.
Таблица 1Тактико-технические характеристики контрольногоответчика СОМ-64К
| Параметры | Режим работыРСП, УВД, УВД-М | Режим работы RBS |
| Частота приемника | 837,5 и 1030 МГц | 1030 МГц |
| Промежуточная частота приемника | 24,4 МГц | 24,4 МГц |
| Чувствительность приемника | Не менее 65 дБ/Вт на частоте 837,5 МГц.Не менее 85 дБ/Вт на частоте 1030 МГц | Не менее 85 дБ/Вт |
| Полоса пропускания приемника | 5 МГц | 5 МГц |
| Динамический диапазонприемника | 30 дБ/Вт | 50 дБ/Вт |
| Подавление боковых лепестков по запросу | Трехимпульсное | Трехимпульсное |
| Код запроса номера | 9,4 мКс | 8 и 17 мКс |
| Код запроса высоты | 14 мКс | 21 мкс |
| Частота передатчика в режимах РСП и УВД | 730; 740; 750 МГц | 1090 МГц |
| Стабильность частотыпередатчика | ±1,8 МГц | ±3 МГц |
| Частота передатчика в режиме УВД-М | 1090 МГц | |
| Стабильность частотыпередатчика | ±3,0 Мгц | |
| Мощность передатчика | 0,2 ÷ 1 кВт | 0,25÷1 кВт |
| Длительность импульсапередатчика | 0,6 ÷ 1,0 мКс | 0,35÷0,55 мКс |
| Координатные кодыответа | 11 и 14 мКс | |
| Координатный кодиндивидуального опознавания | 6 мКс | |
| Объем передаваемой информации в режимах УВД и УВД-М:номеравысотызапас топлива | 100000до 15 км (градация 10м)10 разовых сообщений | 4096до 15 км (градация 31м) |
| Задержка ответных сигналов на время, соответствующее дальностям | 30, 50, 100 и 150 км | 30, 50, 100 и 150 км |
Питание от сети 220 В 420 Гц и +27 В
Мощность потребления от 220 В 420 Гц -250 Вт и от сети +27 В -50 Вт
Анализ приведенных в таблице 1 основных тактико-технических характеристики контрольного ответчика СОМ-64К, показывает, что каждый из приведенных параметров реализуется с помощью конкретных устройств, входящих в систему в целом. Например, за реализацию таких параметров как: чувствительность, промежуточная частота, полоса пропускания, динамический диапазон и некоторых других параметров отвечает радиоприемное устройство контрольного ответчика.
К основным характеристикам, по которым формулируются технические требования к приемникам, относятся чувствительность, избирательность, помехозащищенность, уровень сигнала на выходе, динамический диапазон, диапазон принимаемых частот, стабильность характеристик и потребляемой энергии.
Чувствительность характеризует способность приемника выполнять свои функции при слабых входных сигналах. Количественно чувствительность оценивается минимальным уровнем сигнала, наведенным в антенне, при котором обеспечивается заданное качество обработки информации в приемнике. Чем меньше уровень сигнала на входе, тем выше чувствительность приемника.
В диапазонах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн чувствительность обычно определяется минимальной ЭДС сигнала в антенне ЕС. МИН , а приборы для измерения чувствительности градуируются в единицах напряжения. При длинах волн λ< 50 см чувствительность измеряется в единицах мощности и обозначается РС. МИН. Линейные тракты современных супергетеродинных радиолокационных приемников обеспечивают чувствительность
РС. МИН = 10-14 ÷ 10-19 Вт
Критерий, отвечающий требованиям качества обработки сигнала всей приемной системой, зависит от вида сигналов и помех, воздействующих на приемник. При отсутствии специально организованных помех с конкурирующей в приемных устройствах чувствительность ограничивается уровнем внешних и внутренних помех. Внутренние помехи представляют собой флюктуационные шумы усилительных электронных приборов и радиоэлементов электрических цепей, входящих в состав приемника. Внешние помехи делятся на естественные (электромагнитные излучения атмосферы, Земли, Солнца, космические лучи), индустриальные (создаются промышленными установками) и помехи за счет излучений других работающих радиоэлектронных средств.
Указанные источники помех и шумов существенно ограничивают предельную чувствительность приемника, под которой понимается минимальная мощность сигнала на входе приемника при отношении сигнал/шум на выходе его линейной части , равен единице.
Избирательность – способность приемника выделять полезный сигнал из всех сигналов, возбужденных в антенне от посторонних источников помех. Все способы повышения избирательности базируются на использовании различий между характеристиками полезного сигнала и помех. Выявленные различия обеспечивают подавление (компенсацию) помех, в случае отсутствия различий подавление помех невозможно.
Важной функцией приемника является его частотная избирательность, которая зависит от частотных свойств антенны и способа обработки сигнала в приемнике.
При количественной оценке частотной избирательности понимают величину коэффициента ослабления помех, принимаемых по соседнему каналу. Для этого измеряют характеристику избирательности приемника, выражающую нормированную зависимость чувствительности приемника от частоты входного сигнала. По мере увеличения расстройки приемника чувствительность уменьшается. Если полоса пропускания приемника выбрана так, что обеспечивает прохождение всего спектра сигнала или наиболее интенсивной его части, то для лучшей избирательности желательно иметь боковые ветви характеристики возможно более крутыми. Коэффициент ослабления по соседнему каналу приема σП определяется из графика избирательности при величине расстройки относительно частоты ƒ0 на величину полосы пропускания П:
σП = ЕС (ƒ0±П)/ ЕС (ƒ0)
Идеальная с точки зрения избирательности была бы характеристика, имеющая прямоугольную форму. Поэтому избирательность иногда оценивается коэффициентом прямоугольности:
k П = Пσ / П
где Пσ - ширина характеристики на заданном уровне σ (обычно σ =10; 100; 1000).
Из последнего выражения следует, что идеальная прямоугольная характеристика имеет коэффициент прямоугольности равный k П =1, что соответствует наивысшей степени частотной избирательности приемника.
В супергетеродинных приемниках из-за наличия преобразователя частоты (смесителя) появляются дополнительные каналы приема. Частоты настройки этих каналов определяются частотой помехи ƒ1 , комбинация гармоник которой с гармониками гетеродина дает промежуточную частоту ƒП = m ƒГ +n ƒ1 .полоса частот, соответствующая настройке приемника ƒ0 , называется основным каналом приема, а полосы ухудшения избирательности на определенных частотах ƒ1 – побочными или паразитными каналами приема. По дополнительным каналам приема внутренние шумы и помехи различного происхождения могут проходить на оконечное устройство. Механизм образования дополнительных каналов приема связан с образованием промежуточной частоты как вычитание частот кратных частоте гетеродина и частот воздействующих на вход приемника. Паразитный канал, симметричный сигнальному, называется симметричным или зеркальным.
Кроме частотной избирательности, для борьбы с помехами используются также пространственная избирательность, использующая пространственные различия в приходе полезного сигнала и помеховых колебаний.
Важной функцией приемника является также качество воспроизведения принятого сигнала, которое зависит от степени искажений, вносимых каскадами приемника. При этом существуют следующие виды искажений: амплитудно-частотные, фазочастотные и нелинейные. Первый вид искажений вызывается неравномерностью амплитудно-частотной характеристики приемника в полосе частот принимаемого сигнала. Второй вид искажений обусловлен нелинейностью фазочастотной характеристики и разбросом времени запаздывания различных спектральных составляющих сигнала при его прохождении через приемный тракт. Наличие нелинейных искажений сопровождается не только искажением формы сигнала, но и неодинаковым усилением различных уровней входного сигнала. Диапазон уровней входного сигнала, при котором обеспечивается необходимое качество приема сигналов, называется динамическим диапазоном приемника. Количественно динамический диапазон ДПР определяется как отношение уровня максимально допустимого сигнала (РВХ.МАКС) на входе к минимальному (Р МИН):
ДПР = РВХ.МАКС / Р МИН
Так как реальные сигналы зачастую обладают большим динамическим диапазоном, чем приемник, то в состав его включают дополнительные устройства и применяют специальные методы формирования амплитудных характеристик, обеспечивающие расширение и согласование его динамического диапазона с динамическим диапазоном оконечных устройств (регулировки усиления, усилители с логарифмическими амплитудными характеристиками и т.д.).
Динамический диапазон приемника в значительной степени определяет его помехозащищенность, так как большинство существующих методов помехозащиты являются наиболее эффективными при условии, когда уровень помехи не превышает динамического диапазона приемника.