Как найти коэффициент усиления антенны в виде круглой тарелки?

Коэффициент усиления антенны (Ка) определяется аналогично КНД, но с учётом потерь в антенне Ка= аGо, где а – КПД антенны (отношение излучаемой мощности к мощности, поступающей в антенну от ПРД). а=  

126. Какова диаграмма направленности полуволнового вибратора.

 Пространственная диаграмма направленности (ДН) имеет форму тороида (бублика). Ее сечение в плоскости вибратора (напрмер xoz) имеет вид восьмерки, а в плоскости xoy, перпендикулярной к вибратору в центре промежутка – вид круга. Это значит, что ДН вибратора является ассиметричной и не имеет боковых лепестков, а вибратор является изотропным излучателем в плоскости, нормальной к вибратору. Излучение вдоль вибратора отсутствует, в нормальной плоскости равномерное, имеет линейную поляризацию, параллельную проводнику. Сопротивление излучения его R_∑=73 Ом, КПД ≈1, коэффициент направленного действия G₀=1.64, ширина луча О_а=78 град., эффективная (действующая) длина вибратора l_д=l_a/π.

127. Какова диаграмма направленности четвертьволнового вибратора

Пространственная ДН имеет вид половины тороида, расположенного над проводящей поверхностью. Сечение ДН в плоскости вибратора имеет вид полувосьмерки, а вдоль проводящей плоскости – вид круга. Излучение вдоль вибратора отсутствует и максимально воль проводящей поверхности, т.е. он является изотроным излучателем в нормальной к нему плоскости. Сопротивление излучения его R_∑=36.5 Ом, КПД ≈1, коэффициент направленного действия G₀=3.28, т.к этот вибратор излучает только в одну полусферу , эффективная (действующая) длина вибратора l_д=l_о/2π.

128. Приведите примеры нефазированных антенн.

а) полуволновый вибратор

Состоит из двухмпрямолинейных проводников, симметрично расположенных на одной линии с небольшим промежутком между ними. Внутренние (срединные) концы проводников, к которым подключают ГВЧ, называют клеммами (на рисунке не ГВЧ, а коаксиальный кабель).

Принцип работы. Каждый радиолуч в своем элементе наводит ток. Эти токи суммируются в коакс-м кабеле. Каждый ток проходит путь путь l_к. Фаза каждого элементарного тока  ϕ_к= l_к, поэтому i_∑= _k(ϕ_к).

Токи 1-го и последнего элементов текут в противофазе, поэтому l=λ|2 допустима. При большей длине токи компенсируют друг друга.

Элементарные токи не приводятся к одной фазе, т.е. НЕ ФАЗИРУЮТСЯ.

б) четвертьволновый вибратор

i_∑= _i  ; i_i имеет фазу ϕ_i= l_i

в) петлевой вибратор

г) рамочная антенна

129. Приведите примеры фазированных антенн

1. Отражательная параболическая антенна (зеркальная)

2. Линзовые антенны

3. Фазированные антенные решетки

a. Линейные

b. Плоские

c. Поверхностные

130. Что такое КПД передающей и приемной антенн.

КПД антенны определяется как отношение излучаемой мощности к мощности, поступаемой в анттенну от ПРД.

η=. На практике η=0.7...0,9

131. Определите назначение передатчика и радиопередатчика.

Передатчик авиационной радиостанции (ПРС) предназначен для формирования ВЧ электрического сигнала, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемыми сообщениями. Другими словами, ПРД осуществляет 2 основные функции: 1) генерация ВЧ электрического сигнала; 2) модуляция этого сигнала по какому-либо параметру пропорционально сигналу сообщения (внедрение сообщения в сигнал

132. Перечислите основные характеристики передатчика.

1) Назначение ПРД - генерация мощных высокочастотных сигналов заданного вида.

2) Вид генерируемого сигнала:

    - непрерывный сигнал (“непрерывный РПД”)

    - импульсный сигнал (“импульсный РПД”)

3) Вид модулированного сигнала:

    - непрерывный сигнал: АМ, ЧМ, ФМ.

    - импульсный сигнал: АИМ, ЧИМ, ФИМ.

4) Диапазон радиоволн(радиочастот)

    - непрерывный

    - дискретный

5)Стабильность частоты РПД

f_o-неизменная, должная, номинальная.

f_г(t)- случайное текущее значение частоты

∆f(t)=f(t)-f₀ - текущий уход частоты от номинального значения (нестабильность). Является случайной функцией.

f_ср= , Т→∞

На практике случайная функция достаточно точно описывается нормальным законом плотности вероятности. При этом f_ср→f₀ при Т→∞, т.е. среднее значение равно номинальному значению частоты.

Для оценки отклонения величины от среднего испльзуется среднеквадратичное отклонение

Ϭ_∆f=Ϭ_f=    Т→∞

Вместо Ϭ_f часто удобно пользоваться относительной нестабильностью частоты ∂_f=  . (При уменьшении Ϭ_f  стабильность возрастает)

При необходимости пользуются корреляционной функцией K_f( ) и шириной спектра текущей частоты

6) Мощность ПРД

    а) непрерывный ПРД

    Р(t)= (t)

    =P_ср=(2pf₀+j₀)dt==

Мощность непрерывного сигнала оценивается средней мощностью на периоде ВЧ колебания.

    б) Импульсный ПРД

                1)Импульсная мощность Р_и=Р_ср на Т₀ в течение t_и

                       2) Р_ср==

                =Q - скважность (число импульсов, вмещающихся в один период)

                До 2 000 – РПД малой скважности                      

                До 20 000 – РПД средней скважности

До 200 000 – РПД большой скважности

133. Что такое средняя мощность передатчика?

а) непрерывный ПРД

    Р(t)= (t)

    =P_ср= (2pf₀+j₀)dt==

Мощность непрерывного сигнала оценивается средней мощностью на периоде ВЧ колебания.

    б) Импульсный ПРД

                1)Импульсная мощность Р_и=Р_ср на Т₀ в течение t_и

                       2) Р_ср==

                =Q - скважность (число импульсов, вмещающихся в один период)

134. Что такое импульсная мощность передатчика.

Импульсная мощность Р_и=Р_ср на Т₀ в течение t_и

135. Что такое среднеквадратичная нестабильность частоты передатчика.

Для оценки отклонения величины от среднего испльзуется среднеквадратичное отклонение

Ϭ_∆f=Ϭ_f=    Т→∞

136. Что такое относительная нестабильность частоты ПРД

Вместо Ϭ_f часто удобно пользоваться относительной нестабильностью частоты ∂_f=  . (При уменьшении Ϭ_f  стабильность возрастает)

137. Нарисуйте структуную схему импульсного РПД с выходным ГВЧ и сигналы, пояснящие принцип его работы.

138. Нарисуйте структуную схему импульсного РПД с выходным УМ и сигналы, пояснящие принцип его работы.

139. Приведите примеры когерентного и некогерентного ПРД

140. Определите назначение приемника и радиоприемника.

Приемник как устройство обработки сигналов предназначено для решения следующих задач:

· Селекция (отделение) полезного сигнала по известной частоте от множества других сигналов

· Выделение полезного сигнала известного вида на фоне мешающих шумовых сигналов

· Формирование сигнала сообщения из выделенного полезного сигнала

· Преобразование электрического сигнала сообщения к виду, необходимому для получателя сообщения

141. Назовите основные типы приемников, их достоинства и недостатки.

1) ПРМ прямого усиления

+относительная простота структуры

-уменьшение коэф. усиления при перестойке УВЧ от нижних частот к верхним

-сравнительно низкая чувствительность из-за большого уровня собственного шума

2) Супергетеродинный ПРМ

плюсы

§        высокая чувствительность. Супергетеродин позволяет получить большее усиление по сравнению с приёмником прямого усиления за счёт дополнительного усиления на промежуточной частоте, не приводящего к паразитной генерации: положительная обратная связь не возникает из-за того, что в каскадах ВЧ и ПЧ усиливаются разные частоты;

§ высокая избирательность, обусловленная фильтрацией сигнала в канале ПЧ. Фильтр ПЧ можно изготовить со значительно более высокими параметрами, так как его не нужно перестраивать по частоте. Например, широко используют кварцевые, пьезокерамическиеи электромеханические фильтры сосредоточенной селекции. Они позволяют получить сколь угодно узкую полосу пропускания с очень большим подавлением сигналов за ее пределами;

§ возможность принимать сигналы с модуляцией любого вида, в том числе с амплитудной манипуляцией (радиотелеграф) и однополосной модуляцией.

Минусы

· наличие так называемого зеркального канала приёма — второй входной частоты, дающей такую же разность с частотой гетеродина, что и рабочая частота. Сигнал, передаваемый на этой частоте, может проходить через фильтры ПЧ вместе с рабочим сигналом.

· паразитный прием станций, работающих на промежуточной частоте

142. Перечислите основные характеристики приемника

1. Вид принимаемого сигнала

a. Непррерывный

b. Импульсный

2. Вид модуляции сигнала

a. Непрерывн: АМ, ЧМ, ФМ

b. Импульсн: АИМ, ЧИМ, ФИМ

3. Диапазон рабочих часто (ДРЧ)

a. Непр. диапазон

b. Дискретный диапазон

4. Полоса пропускания ПРМ

5. Коэф. усиления

6. Чувствительность

143. Определите основное назначение УВЧ в приемниках прямого усиления

Выполняет роль фильтра полезного сигнала. К_{ус УВЧ} должен обеспечивать нормальную работу амплитудного детектора

144. Определите основное назначение УВЧ и УПЧ соместно в супергетеродинном приемнике

Перестройка ПРМ с одного диапазона на другой.

145. Каково назначение амплитудного детектора в приемнике непрерывных сигналов

(?)Выделение закона частотной модуляции.

146. Каково назначение амплитудного детектора в приемнике импульсных сигналов

147. Что такое полоса пропускания приемника

ПП-область частот (полоса) в окрестности частоты настройки приемника, в которой коэф. передачи >0.5К_усил, т.е. сигнал ослабляется не более, чем в 2 раза. Считается, что гармонические сигналы с частотами вне этой полосы приемником не пропускаются, т.е. реальная АЧХ заменяется прямоугольной.

148. Что такое коэффициент усиления приемника

К_ус=А_вых/А_вх  линейной части ПРМ

149. Что такое чувствительность приемника

Чувствительность приемника характеризует его способность получать сообщения с допутимыми искажениями (погрешностями) при слабых сигнналах. Количественно она оценивается уровнем слабого сигнала, при котором еще получается допустимый уровень погрешности принятого сообщения.

Для сравнения приемников различного типа используется понятие предельной чувствительности, которая оценивается величинами А_прм или  Р_{прм пред}, когда отношение сигнала к шуму на выходе ВЧП R_вых=1.

Реальная чувствительность ПРМ в принципе ограничивается собственным шумом ПРМ: при Р_{ш внеш}=0 (шум выходе антенны может быть ничтожно малым, но никогда не исчезает) R_вых уменьшается только за счет Р_{ш соб}. Т.е. чувствительность ПРМ тем выше, чем меньше уровень его собственного шума.

150. Назовите способы перестройки по частоте приемника прямого усиления и супергетеродинного приемников