Радиоприемные устройства (стр. 2 )

(1.4)

Постоянство параметров входной цепи при изменении параметров антенны и активного элемента.

1.1.2 Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей

Количественные характеристики различных типов одноконтурных входных цепей могут быть получены из рассмотрения обобщенной эквивалентной схемы, представленной на рис 1.2. Здесь антенно-фидерная цепь представлена генератором тока с проводимостями и, которые в общем случае включают в себя параметры связи антенны с контуром и (индексы ант - сопротивления собственно антенны, св - сопротивления элементов связи антенны с контуром). Вход первого активного элемента приемника вместе с цепями смещения представлен проводимостью . На схеме показано автотрансформаторное подключение контура к антенной цепи и ко входу усилительного элемента с коэффициентами трансформации и

Рис.1.2. Обобщенная эквивалентная схема входной цепи

Здесь m – коэффициент трансформации со стороны антенны, n – cо стороны активного элемента. При неполном включении в контур вносятся трансформированные ток и проводимости

(1.5)

Реактивная составляющая проводимости контура

(1.6)

Поэтому схему можно преобразовать к виду, представленному на рис.1.3.

Рис.1.3. Эквивалентная схема входной цепи

Эквивалентная емкость и индуктивность зависят от параметров антенны и параметров активного элемента, пересчитанных в контур. Для резонансной частоты эквивалентного контура должно выполняться условие .

Активная составляющая проводимости эквивалентного входного контура

(1.7)

где - собственная активная проводимость контура.

Тогда эквивалентная схема приобретает вид (рис.1.4)

Рис.1.4. Обобщенная эквивалентная схема входной цепи

Полная проводимость эквивалентного контура

, (1.8)

где - обобщенная расстройка;

- результирующее затухание контура.

Напряжение на входе активного элемента

(1.9)

Тогда комплексный коэффициент передачи входной цепи

(1.10)

Полученное выражение определяет АЧХ и ФЧХ входной цепи.

Характерна зависимость коэффициента передачи входной цепи от сопротивления антенны . Это объясняется тем, что коэффициент передачи входной цепи определяется по отношению к ЭДС антенны.

На частоте резонанса ()

, (1.11)

где Zа0 – модуль полного сопротивления антенной цепи на частоте резонанса эквивалентного входного контура.

Существуют оптимальные значения коэффициентов включения, при которых коэффициент передачи будет максимальным. Найдем условия получения максимального коэффициента передачи при заданном ограничении полного затухания контура.

Введём обозначение

Коэффициент передачи будет максимальным при

и

Тогда при заданном затухании dэ

(1.12)

Коэффициент передачи максимален при одинаковом шунтировании контура, как со стороны антенны, так и со стороны входа следующего каскада.

Ненастроенные антенны используют в приемниках НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов. Поскольку ненастроенные антенны помимо активного сопротивления обладают реактивными, то они вносят потери и расстройку во входной контур. Поэтому связь антенны с входным контуром выбирают слабой из условия допустимой расстройки контура. Коэффициент передачи входной цепи при слабой связи получается малым. Плавная настройка контуров внутри поддиапазона выполняется с помощью конденсатора переменной емкости или варикапа.

Резонансный коэффициент передачи зависит от резонансного сопротивления контура и проводимости . Изменения от частоты соответствуют резонансной кривой антенной цепи. В зависимости от того, как расположена собственная частота антенной цепи по отношению к рабочему диапазону частот приемника, изменение резонансного коэффициента передачи входной цепи будет различным.

1.1.3 Виды входных цепей

В качестве элемента связи антенны с контуром во избежание дополнительных потерь обычно используются реактивные элементы. На рис. 1.5 представлены различные виды входных цепей: а – с внешнеемкостной связью, б - внутриемкостной, в – индуктивной трансформаторной, г – комбинированной, д – автотрансформаторной связью.

Рис. 1.5 Виды входных цепей

Входные цепи с (индуктивной) трансформаторной связью (рис. 1.5.в)

Резонансный коэффициент передачи

, (1.13)

где М – взаимоиндуктивность между точками подключения фидера и витками контура.

Если пренебречь активным сопротивлением антенной цепи по сравнению с реактивным, то

,

где - индуктивность антенной цепи

- собственная угловая частота антенны.

Таким образом

,

где

Изменение резонансного коэффициента передачи будет разным в зависимости от отношения ωА/ω0.

1. Собственная частота антенной цепи выше верхней частоты рабочего поддиапазона («укороченная» антенна) рис. 1.6.

При этом резонансный коэффициент передачи резко возрастает с частотой, потому что с увеличением частоты увеличивается Rэ и .

При получаем

Если при этом n и Qэ=const, то .

Неравномерность коэффициента передачи по поддиапазону получается большой

Рис.1.6. Изменение модуля резонансного коэффициента передачи входной цепи с индуктивной связью с антенной при перестройке; слева – при укороченной антенне, - справа – при удлиненной.

2. Собственная частота антенной цепи находится ниже минимальной частоты рабочего поддиапазона («удлиненная» антенна) рис.1.6.

В этом случае резонансный коэффициент передачи меняется плавно, т. к при уходе от собственной частоты антенной цепи увеличивается Rэ и уменьшается .