Thực đơn
trang chủTrò chơi

Bách khoa toàn thư lớn về dầu khí. Nhiệt độ nhiễu tương đương tại đầu vào của đường thu tuyến tính zs sss

Trang 3


Nhiều báo cáo về sự phát triển của bộ khuếch đại tham số làm mát đã được công bố trong tài liệu. Đặc biệt, bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của việc làm mát diode đến nhiệt độ tạp âm hiệu dụng của bộ khuếch đại. Trong bộ lễ phục. Hình 11.4 cho thấy sự phụ thuộc thực nghiệm thu được của nhiệt độ nhiễu của bộ khuếch đại vào nhiệt độ của điốt làm từ germanium, silicon và gallium arsenide.

Cùng với đó, có nhiều trường hợp tiếng ồn thực tế vượt quá đáng kể tiếng ồn tính toán bằng các công thức này. Để tránh sự khác biệt giữa thực nghiệm và tính toán, các khái niệm về nhiệt độ tiếng ồn hiệu dụng hoặc điện trở hiệu dụng (độ dẫn) được đưa ra thay cho các giá trị thực tương ứng. Những ý tưởng như vậy không thành công và thậm chí có hại, vì mặc dù chúng có thể làm giảm kinh nghiệm tính toán về mặt số lượng, nhưng chúng không tương ứng với bản chất của vấn đề và do đó không chỉ ra những cách chính xác để chống lại tiếng ồn.

Phương trình (5.26) sử dụng khái niệm hệ số nhiễu để mô tả đặc tính nhiễu của bộ khuếch đại. Phương trình (5.28) là một đặc tính thay thế (và tương đương) được gọi là nhiệt độ tiếng ồn hiệu dụng. Hãy nhớ lại rằng hệ số tiếng ồn là một phép đo so với tiêu chuẩn. Nhiệt độ tiếng ồn không có giới hạn như vậy.


Việc phân tách này được thực hiện đơn giản bằng cách sử dụng máy tuần hoàn, như trong Hình 2. 17.23, a. Điều này cũng có ưu điểm là nhiễu tải của bộ thu nhiệt độ phòng không truyền trực tiếp vào maser. Ngoài nhiệt độ nhiễu TNM của chính maser, nhiệt độ nhiễu hiệu dụng bao gồm các thuật ngữ sau: TNR / gp, có tính đến nhiễu máy thu; TLA, tính đến nhiễu tải phù hợp phản xạ từ ăng-ten; TLM, do tiếng ồn truyền qua giữa nhánh 2 và 4 của bộ tuần hoàn; TRM do các chân máy thu đi qua giữa nhánh 3 và 2 của aT0, được xác định bằng tổn thất tiêu tán trong bộ cấp nguồn giữa ăng-ten và maser.


Sự khác biệt giữa mạng khuếch đại và mạng suy hao đường truyền có thể được xem xét trong bối cảnh cơ chế suy hao và nhiễu được mô tả trước đó. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, sự suy giảm sẽ được thể hiện thông qua việc tăng hệ số tiếng ồn hoặc nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả.

Ví dụ, lý thuyết của Petritz dẫn đến một định luật có dạng v - 1 với độ lệch bằng 356 trong dải tần gần như năm thập kỷ. Một số phép đo tiếng ồn nhấp nháy đã được thực hiện; Nicol nhận thấy rằng ở tần số 45 MHz, tiếng ồn này có thể lớn hơn tiếng ồn bắn và có thể đáng kể ở tần số lên tới 1 GHz. Các nguồn nhiễu bổ sung này phải được tính đến khi phân tích hiệu suất của điốt tiếp xúc điểm, coi tiếng ồn đó là nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả.

Bộ khuếch đại tham số thường được sử dụng nhất trong thiết bị TRRL. Chúng là những thiết bị sử dụng phần tử phản kháng thay đổi, đó là một diode tham số, có đặc tính của điện dung phi tuyến và thay đổi điện kháng của nó do các nguồn năng lượng bên ngoài. Do các phần tử phản ứng thuần túy không có tiếng ồn riêng nên PU tạo ra mức ồn thấp, cho phép giảm nhiệt độ nhiễu hiệu dụng của máy thu xuống giá trị yêu cầu 100 - 150 K. Trong đó, điện dung của tiếp giáp p-th của diode được sử dụng để lưu trữ năng lượng và điện dung này bị thay đổi do nguồn điện áp xoay chiều từ máy phát bơm (PG), tần số của điện áp này cao hơn tần số của tín hiệu khuếch đại.

Đối với máy thu sóng milimet và dưới milimet được làm lạnh bằng phương pháp đông lạnh, phép tính gần đúng Rayleigh-Jeans có thể tạo ra sai số đáng kể. Để xác định nhiệt độ nhiễu hiệu dụng của nguồn nhiệt trong trường hợp cần tính đến hiệu ứng lượng tử, hai công thức được sử dụng.

Lấy nhiệt độ khí hiệu dụng bằng 500 K, đối với đường mở rộng Doppler Ne n (9.9), chúng ta thấy rằng băng thông của bộ khuếch đại là 315 MHz, và sử dụng công thức (9.20), chúng ta tìm được tổng công suất nhiễu cho chế độ 12 3 10 - 9 watt. Công thức (9.6) cho rằng nhiệt độ tiếng ồn hiệu dụng trong trường hợp này bằng 8550 K, trong khi giá trị lý tưởng của giá trị này là 6120 K.

Phạm vi nhiệt độ cho các hệ thống thương mại thường nằm trong khoảng từ 30 đến 150 K. Nhược điểm của việc sử dụng hệ số nhiễu cho các mạng có độ ồn thấp như vậy là tất cả các giá trị thu được đều gần bằng 1 (0 5 - 1 5 dB), điều này tạo ra những khó khăn nhất định khi so sánh các thiết bị. Đối với các ứng dụng liên lạc trong không gian, nhiệt độ tham chiếu 290 K không phù hợp như đối với các ứng dụng trên mặt đất. Nhiệt độ tiếng ồn đầu vào hiệu quả được so sánh đơn giản với nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả của nguồn. Nhìn chung, các ứng dụng liên quan đến thiết bị có độ ồn thấp được mô tả tốt hơn về nhiệt độ hiệu dụng hơn là hệ số nhiễu.

Để triển khai phiên bản một nhánh của bộ khuếch đại, một bộ tuần hoàn được sử dụng. Bộ khuếch đại loại này sử dụng điốt với các chuyển tiếp sắc nét, mượt mà và tiếp xúc điểm. Công suất đầu ra là 5 - 500 m, trên các giá trị này xảy ra bão hòa; trong phạm vi công suất này, tích số khuếch đại băng thông sẽ tăng lên. Nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả thường không vượt quá 300 K; Trong giới hạn nhất định, nhiệt độ tiếng ồn có thể giảm bằng cách sử dụng công suất bơm cao hơn.

Trong bộ lễ phục. Hình 4.11 hiển thị biểu đồ cho phép bạn so sánh các đặc tính nhiễu của các loại bộ khuếch đại khác nhau. Theo biểu đồ, nhiệt độ nhiễu của máy trộn tinh thể tăng rất nhanh khi tần số tăng và ở mức / 300 MHz vượt quá 1000 K. Mạch khuếch đại tần số cao dựa trên triode có nhiệt độ nhiễu thấp hơn. Tuy nhiên, khi tần số dao động khuếch đại tăng lên thì nó cũng tăng rất nhanh. Nhiệt độ nhiễu hiệu dụng của bộ khuếch đại điốt đường hầm hầu như không đổi (Te 800 K) cho đến /6000 MHz. Bộ khuếch đại tham số (PA) có nhiệt độ nhiễu gần 100 K. Hình vẽ thể hiện nhiệt độ nhiễu của một số nguồn nhiễu để so sánh.

Nhiễu bên trong là nhiễu của điện trở chủ động suy hao của anten Tlos (tổn hao - loss) và nhiễu của điện trở chủ động suy hao của bộ cấp nguồn TF. Mức độ của chúng phụ thuộc vào tần số đến mức tổn hao chủ động trong ăng-ten và bộ tiếp sóng cũng phụ thuộc vào tần số đó.

tiếng ồn nhiệt của trung chuyển TF

Biết tổn thất của bộ cấp nguồn tính bằng dB, có thể dễ dàng tính toán nó bằng công thức Tf = To (1 - hiệu suất), trong đó To là nhiệt độ của môi trường (bộ cấp liệu) tính bằng gr. Kelvin. Với mục đích này, tổn hao đã biết của đường dây phải được chuyển đổi từ dB sang hiệu suất và thực hiện tính toán. Ví dụ, với mức suy hao của bộ cấp nguồn là 1 dB thì hiệu suất của nó là 0,89. Ở 17°C, đường cấp này sẽ có nhiệt độ ồn Tf = 290 (1 - 0,89) = 32°.

nhiễu nhiệt của anten Tlos

Giá trị của nó cũng có thể được tính từ tổn hao đã biết trong vật liệu ăng ten. Ăng-ten được làm bằng vật liệu lý tưởng và không gây tiếng ồn. Trong thực tế, nó gây ra nhiễu đến mức khả năng chống suy hao của nó là một phần của khả năng chống bức xạ của ăng-ten. Lựa chọn điểm điện và thiết bị phù hợp cùng với bức xạ R. và tổn hao R cũng được giảm xuống theo trở kháng INPUT của ăng-ten.
Suy hao dB trong anten vật liệu thực có thể được xác định bằng sự chênh lệch về độ lợi giữa anten vật liệu thực và anten lý tưởng. Chuyển đổi dB thành tỷ lệ các giá trị và trừ đi sự thống nhất, chúng ta thu được phần R của tổn thất trong bức xạ R. hoặc đầu vào R Bằng cách nhân tỷ lệ R tổn thất với nhiệt độ môi trường tính bằng ° Kelvin, chúng ta thu được tổn thất R nhiễu T hoặc tổn thất T với độ chính xác quá đủ đối với ăng ten VHF thông thường.
Ví dụ, một ăng-ten 50 ohm làm bằng vật liệu lý tưởng có mức tăng 13 dB và một ăng-ten làm bằng nhôm có mức tăng 12,81 dB. Chênh lệch 0,19 dB tương ứng với tỷ lệ U hoặc R là 0,9783. 1,0 - 0,9783 = 0,0217 là tỷ lệ tổn thất. Với Rin 50 ohms, khả năng chống mất mát giảm xuống đầu vào sẽ là 0,0217 x 50 = 1,085 ohms. Nếu nhiệt độ môi trường được giả định là 290°Kelvin thì tổn thất T sẽ là: Ổ đĩa 290°K x Rloss. / Rin. Trong trường hợp của chúng tôi, giá trị này sẽ là 290 x 1,085/50 = 6,3°K.
Nó có thể được tính toán dễ dàng hơn với độ chính xác vừa đủ. Sử dụng bảng decibel, chúng ta tìm giá trị bằng số của chênh lệch khuếch đại, trừ 1 và nhân với 290°. Trong ví dụ của chúng tôi, 0,19 dB = 1,022. Trong trường hợp này, Tlos sẽ bằng 290(1,022-1)=6,4°. Bảng dưới đây trình bày cách tính Tlos đối với tổn thất thường xuất hiện trong ăng-ten VC bằng nhôm nguyên chất được sản xuất tại MMAANA. Có tính đến tổn thất trong bộ cấp nguồn, nhiệt độ hiệu dụng Tlos ở đầu vào máy thu sẽ bằng Tlos x hiệu suất của bộ cấp nguồn.

Bảng chuyển đổi sự khác biệt về mức tăng ăng-ten được tính cho vật liệu lý tưởng và nhôm nguyên chất thành Tlos

TIẾNG ỒN BÊN NGOÀI AFS

Nhiễu bên ngoài là nhiễu mà ăng-ten nhận được từ các nguồn nhiễu bên ngoài giống như tín hiệu mong muốn. Những nguồn như vậy là tiếng ồn nhiệt của trái đất Tz hoặc Tearth (trái đất - trái đất), tiếng ồn nhân tạo Tm và tiếng ồn vũ trụ (tiếng ồn của bầu trời) Tk hoặc Tsky (bầu trời - bầu trời). Rõ ràng là tổng tiếng ồn bên ngoài của APS sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ tiếng ồn của các nguồn này cũng như sơ đồ và vị trí của ăng-ten so với các nguồn này và vì lý do này, nó không thể được chuẩn hóa. tiếng ồn nhiệt của trái đất T trái đất

Nói một cách chính xác, nhiệt độ tiếng ồn của trái đất Tearth bằng nhiệt độ vật lý T của nó, nhân với 1 - F, trong đó F là hệ số phản xạ của bề mặt trái đất, hệ số này phụ thuộc vào góc nghiêng, tính chất điện của bề mặt trái đất và sự phân cực của anten. Nhưng trên các băng tần VHF, theo quy luật, điều kiện Rayleigh được thỏa mãn, bề mặt trái đất được coi là gồ ghề, sự phản xạ từ nó là khuếch tán, F có xu hướng về 0 và Tearth có xu hướng nhiệt độ vật lý của trái đất, trong tính toán thường được lấy là 290°K. Mức độ ồn nhiệt của trái đất phụ thuộc rất ít vào tần số.

tiếng ồn nhân tạo Tt

Tiếng ồn của các thiết bị điện, từ đồ dùng gia đình, mạng máy tính đến đường dây điện, phương tiện giao thông điện và công nghiệp. doanh nghiệp. Mức độ có thể rất khác nhau, từ 0°K ở khu vực hoang vắng không có đường sắt, đường ống và điện liên lạc trong bán kính 100 km, đến hàng nghìn, hàng chục nghìn độ ở các trung tâm thương mại của thành phố và khu công nghiệp. Hoặc đơn giản là nếu hàng xóm của bạn có bộ sạc hoặc bộ nguồn Trung Quốc cho máy tính kết nối mạng mà không có bộ lọc nhiễu. Khi tần số tăng lên, cường độ tiếng ồn do con người tạo ra sẽ giảm đi, nhưng không nhanh như chúng ta mong muốn.

Tiếng ồn bầu trời Tsky

Như có thể thấy trên bản đồ bầu trời Tsky với tần số 136 MHz, các khu vực khác nhau trên bầu trời có nhiệt độ nhiễu Tsky rất khác nhau, từ 200° đến 3000°K. Ở tần số 430 MHz, nhiệt độ tiếng ồn của cùng một khu vực trung bình thấp hơn 15 lần. Nhiệt độ tiếng ồn Tsky không cố định theo thời gian mà phụ thuộc vào hoạt động của mặt trời. Ngoài ra, Tsky còn bao gồm tiếng ồn của đĩa Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh, những thứ này cũng không ổn định và rất khác nhau về thời gian.

ĐÁNH GIÁ NHIỆT ĐỘ TIẾNG ỒN CỦA APS

Phương pháp đánh giá được DJ9BV và F6HYE mô tả rất chi tiết trên tạp chí “DUBUS”-3/1992. Bản dịch của bài viết Đánh giá chất lượng của hệ thống EME có thể được đọc trên cổng thông tin VHF. Tác giả bản dịch: Nikolay Myasnikov, UA3DJG.

TỔNG NHIỆT ĐỘ TIẾNG ỒN AFS

Nhiệt độ tạp âm anten Ta tại đầu vào bộ cấp nguồn là tổng số học của nhiệt độ tạp âm của các nguồn tạp âm bên trong và bên ngoài. Nhiệt độ tạp âm của AFS tại đầu vào máy thu cũng là tổng số học của nhiệt độ tạp âm của anten Ta, có tính đến tổn hao của nó trong bộ cấp nguồn và nhiệt độ tạp âm của chính bộ cấp nguồn Tf. Tafs = Ta x hiệu quả + Tf. TF của một bộ tiếp sóng cụ thể có thể được tính toán trước dựa trên độ suy giảm của nó và không liên quan đến các tính toán bên dưới; hơn nữa, chỉ xem xét Ta của ăng ten hoặc hệ thống ăng ten (ngăn xếp).

TÍNH NHIỆT ĐỘ NHIỆT ĐỘ ĂNG TEN

Có một số phương pháp tính Ta. Ví dụ: đây là một trong số đó:
Trong một số trường hợp, việc xác định nhiệt độ tạp âm của anten thông qua hệ số tán xạ β i lại rất thuận tiện. Hệ số tiêu tán trong chế độ phát được hiểu là tỷ lệ giữa phần công suất chứa trong một góc khối nhất định với tổng công suất phát ra từ ăng ten. Thông thường, hệ số tán xạ tổng và vi phân được phân biệt. Hệ số tiêu tán tổng thể hiện tỷ lệ giữa tổng công suất bức xạ của anten vào thùy bên và búp sau của mẫu bức xạ với tổng công suất bức xạ. Đương nhiên, hệ số tán xạ tổng là tổng của các hệ số vi phân β i.
Ví dụ: nếu không gian xung quanh ăng-ten được chia thành ba vùng: 1) vùng của búp chính, .2) vùng bị chiếm bởi các thùy của nửa không gian phía trước (so với khẩu độ của ăng-ten), 3) vùng của nửa không gian phía sau, khi đó nhiệt độ tạp âm hiệu dụng của ăng-ten, không tính đến tổn thất điện trở, có thể được xác định thông qua các hệ số tán xạ từ biểu thức Ta = T 1 (1 - β) + T 2 β 2 + T 3 β 3, trong đó T 1 là nhiệt độ sáng trung bình của môi trường trong thùy chính của sơ đồ; T 2 là nhiệt độ sáng trung bình của bức xạ nhiễu mà các búp bên nhận được trong khu vực nửa không gian hướng về phía trước so với độ mở của ăng-ten; T3 nhiệt độ sáng trung bình của bức xạ nhiễu ở nửa không gian phía sau; β là hệ số tán xạ tổng thể của anten ngoài búp chính của sơ đồ; β 2, β 3 - hệ số tán xạ tương ứng ở bán cầu trước và bán cầu sau β 1 = β 2 + β 3 Tổng nhiệt độ tạp âm của ăng ten, có tính đến tổn thất ohmic trên đường truyền, bằng: Ta y = Ta η + Ty = T 1 (1 - β)η + T 2 β 2 η + T 3 β 3 η + T 0 (1 - η). Như vậy, nhiệt độ tạp âm của anten không chỉ phụ thuộc vào đặc tính riêng của anten (β, η) mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ của bức xạ tạp âm bên ngoài (T 1, T 2, T 3). Vì vậy, tùy thuộc vào hướng của anten mà nhiệt độ nhiễu của nó sẽ thay đổi.
Trong phương pháp đã cho, không có tham số hoặc bộ tham số cụ thể nào để bạn có thể so sánh các ăng-ten với nhau và đưa ra lựa chọn. Nguyên nhân là do sự thay đổi nhiệt độ nhiễu của các nguồn bên ngoài và sự phụ thuộc của nó vào vị trí của ăng-ten so với chúng. I. Goncharenko DL2KQ viết về điều này trên diễn đàn của mình.
Câu hỏi:
Có công thức tính Ta, G/Ta, T los không. Tại sao chỉ YA324 tính toán dữ liệu này mà không phải MMANAGAL?
Trả lời:
Nhiệt độ nhiễu ăng-ten (hay còn gọi là Ta) đến với chúng ta từ thiên văn vô tuyến. Ta được tính bằng tích của mật độ nhiễu không gian (đơn vị thông lượng mặt trời, sfu) S (1S = 10-22 W s/m2) và diện tích mở ăng ten hiệu dụng A, chia cho hai hằng số Boltzmann 2 k (trong đó k = 1,380662 23-10). Thay thế vùng mở thông qua công thức kết nối nó với Ga (ví dụ, xem đoạn 3.1.7 trong phần thứ hai của “HF và VHF”), chúng ta thu được và, sau khi đơn giản hóa, tính toán độ và hằng số, chúng ta thu được: Ta = S G λ²/3,47, trong đó: S - sfu không thứ nguyên, giá trị ngày nay (ví dụ, xem Cảnh báo địa vật lý); G - tính bằng thời gian (không tính bằng dB); λ - tính bằng mét.
Như bạn đã hiểu, việc tính G trong chương trình (cả cực đại và dòng điện, theo hướng tùy ý dọc theo vectơ), không khó để tính Ta, G/Ta, Tlos. Hãy làm điều đó trong GAL-ANA. Tại sao họ không làm điều đó ở MMANA-GAL? Bởi vì chúng tôi đã tạo ra MMAANA-GAL miễn phí theo ý tưởng cá nhân (và có thể sai lầm) của chúng tôi về những gì dễ hiểu và thuận tiện trong tính toán ăng-ten. Theo ý kiến ​​nêu trên, việc sử dụng nhiệt độ Feeder và Anten là một điều bất tiện. Bạn hãy tự tìm: công thức Tlos bao gồm nhiệt độ không ổn định của không gian xung quanh To, còn công thức Ta bao gồm đơn vị quang lượng mặt trời không ổn định, phụ thuộc vào mặt trời nên Tlos và Ta bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Sử dụng thông số nổi như vậy có thuận tiện không? Tất nhiên, bạn có thể giới thiệu một số To và S. Tiêu chuẩn trung bình. Nhưng điều này vẫn chưa được chuẩn hóa, đó là lý do tại sao trong các ấn phẩm khác nhau, một số thì vào rừng, một số đang tìm củi. câu trả lời được viết vào ngày 24 tháng 1 năm 2007 lúc 8:11

Những người nghiệp dư vô tuyến đã áp dụng một phương pháp tính toán các đặc tính nhiễu của ăng-ten theo tỷ lệ G/T, trong đó G là độ lợi của ăng-ten và Ta là nhiệt độ nhiễu của nó. Độ lợi G khá chắc chắn, còn mức nhiễu Ta chỉ được xác định cho T los, các thành phần còn lại phụ thuộc vào các nguồn nhiễu bên ngoài thay đổi và hướng của anten so với chúng nên phải được xác định trước.
Hướng của ăng-ten hoặc chồng chúng so với mặt đất được coi là vị trí của ăng-ten theo phân cực ngang với góc nghiêng tối đa so với đường chân trời (độ cao) là 30°
Các điều kiện bên ngoài, tiếng ồn T bầu trời và tiếng ồn mặt đất T, được giả định là phân bố đồng đều trên bán cầu trên và bán cầu dưới xung quanh ăng ten. Nhiệt độ T của tiếng ồn bầu trời trên băng tần 144 MHz được lấy là 200° và trên băng tần 432 MHz được lấy là 15°. Tiếng ồn mặt đất trên cả hai dải được giả định là 1000°.
Kết quả tính toán đối với anten G/T xếp thành 2 x 2 được trình bày trong Bảng VE7BQH.

TIẾP XÚC TIẾNG ỒN

Ngoài ra còn có một nguồn gây tiếng ồn mà các chương trình không biết đến và những người làm đài nghiệp dư đôi khi quên mất - tiếng ồn tiếp xúc. Nhiễu tiếp xúc tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện, mật độ công suất giảm khi tần số tăng (1/f), nhưng trong một số điều kiện nhất định trên VHF, nó có thể đạt đến giá trị gây nhiễu ngay cả với liên lạc cục bộ. Đây là tiếng ồn của các điểm tiếp xúc thay đổi trong ăng-ten với các kết nối cơ học của các phần tử, đường truyền và dây buộc kim loại với nhau. Kết nối ren, ép, uốn bằng kẹp, lắp chặt ống vào ống, đầu nối HF - ở mọi nơi có sự tiếp xúc điện không phải trên toàn bộ bề mặt mà ở một số điểm. Mặc dù có nhiều, nhưng ngay cả một tác động nhỏ nhất cũng phá vỡ một số điểm tiếp xúc và tạo ra những điểm tiếp xúc khác. Khi hiểu ảnh hưởng, chúng tôi muốn nói đến sự dịch chuyển khỏi gió, thay đổi kích thước khi thay đổi nhiệt độ, quá trình ăn mòn bề mặt, phá vỡ màng oxit bằng điện áp RF và sự phục hồi của nó khi tiếp nhận, “dòng điện đi lạc” của mạng điện và tĩnh điện, v.v. Kết quả là, với các tiếp điểm đáng tin cậy theo quan điểm của một thợ điện, đường dẫn dòng điện và hình dạng ăng-ten liên tục thay đổi. Những tiếng ồn xào xạc và lạch cạch xảy ra thường là do sự can thiệp từ bên ngoài. Kết nối bắt vít giữa máy rung và cáp được làm bằng các kim loại khác nhau và có đầy đủ những nhược điểm này. Trong ăng-ten VK, trong đó bộ rung và bộ so khớp gamma được cố định bằng cách uốn băng tần, những lý do tương tự có thể xảy ra ở tần số 145 MHz, nhưng ở tần số 1296 MHz, chắc chắn chúng sẽ dẫn đến sự mất ổn định và suy giảm các thông số ăng-ten.

Tài liệu (và chúng cũng là các liên kết đến các trang web nơi bạn có thể tải chúng xuống):
1 - Các vấn đề hiện đại của công nghệ ống dẫn sóng ăng-ten Tuyển tập các bài báo của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô
2 - Cẩm nang của đài nghiệp dư sóng ngắn S. G. Bunin, L. P. Yaylenko
3 - Phương pháp chống ồn, chống nhiễu trong hệ thống điện tử G. Ott
4 - Sổ tay thông tin chuyển tiếp vô tuyến ed. Borodich S. V.
5 - Thiên văn vô tuyến cơ bản Kaplan
6 - Thiên văn vô tuyến J. Kraus

Nhiệt độ nhiễu tương đương của ăng ten ES SSS có thể được biểu diễn dưới dạng các thành phần:

trong đó các điều khoản được xác định bởi các yếu tố sau:

Việc thu sóng vô tuyến vũ trụ có tính đến - góc nâng của ăng ten trạm Trái đất;

Bức xạ khí quyển có tính đến mưa và ;

Sự thu nhận bức xạ từ bề mặt Trái đất qua các thùy bên của anten, trong đó s = 0,05 0,4 và T z = 290K đối với mặt đất.

Hình 1 cho thấy sự phụ thuộc tần số của nhiệt độ tiếng ồn của Thiên hà, Mặt trời và bầu khí quyển Trái đất (không có mưa). Biểu đồ cho thấy tiếng ồn của Galaxy ở dải tần trên 6 GHz trên thực tế có thể bị bỏ qua. Ở tần số dưới 6 GHz, giá trị thu được từ biểu đồ trong Hình 1 phải được lấy cho biểu thức (1) với hệ số bằng 0,5. Điều này được giải thích là do bức xạ của Thiên hà có phổ liên tục và bị phân cực yếu, do đó, khi thu nó bằng ăng-ten có bất kỳ loại phân cực nào, chúng ta có thể giả định rằng bức xạ thu được sẽ có cường độ bằng một nửa. Mặt trời là nguồn phát sóng vô tuyến mạnh nhất và có thể làm gián đoạn hoàn toàn việc liên lạc nếu nó chạm vào thùy chính của ăng-ten. Tuy nhiên, tình huống như vậy thường được loại trừ một cách có chủ ý.

Hình.1. Sự phụ thuộc tần số của nhiệt độ nhiễu của Thiên hà, Mặt trời và khí quyển Trái đất (không có mưa).

Tiếng ồn phát xạ vô tuyến của bầu khí quyển trái đất có bản chất là nhiệt và hoàn toàn là do sự hấp thụ các tín hiệu trong khí quyển (bao gồm cả mưa). Do cân bằng nhiệt động lực học, khí quyển phát ra cùng một lượng năng lượng ở tần số nhất định mà nó hấp thụ, do đó

, (2)

trong đó: =260K – nhiệt độ nhiệt động trung bình của khí quyển, L a và L d

sự suy giảm tín hiệu trong khí quyển và trong mưa, có thể được tìm thấy từ đồ thị trong hình. 2 và 3, tương ứng. Sự phụ thuộc tần số của nhiệt độ tiếng ồn trong khí quyển (bao gồm cả mưa) được thể hiện trong hình. 4(a) và Hình. 4(b) .

Cơm. 2. Sự phụ thuộc tần số của sự hấp thụ sóng vô tuyến trong môi trường yên tĩnh
khí quyển (không có mưa) ở các góc độ cao khác nhau.

Cơm. 3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ tín hiệu trong mưa vào tần số tại
các góc độ khác nhau của vị trí đối với lãnh thổ châu Âu của Liên Xô ở các góc độ khác nhau
dải tần vượt quá không quá 1% (đường liền nét)
và 0,1% (đường đứt nét) của thời điểm trong tháng bất kỳ.

Nhiệt độ tiếng ồn của anten. Hệ số tiếng ồn của thiết bị thụ động.

Chúng ta hãy xem xét khái niệm về nhiệt độ tiếng ồn, khái niệm này mở rộng đến các đặc tính của anten thu, đặc biệt là đặc trưng cho việc thu bức xạ tiếng ồn từ không gian và khí quyển.

Nhiệt độ nhiễu anten là nhiệt độ tuyệt đối mà trở kháng anten phải được gia nhiệt sao cho công suất nhiễu của nguồn tín hiệu có điện trở trong cho trước bằng công suất đầu ra thực tế của anten.

Nói chung, đầu ra của ăng-ten không chỉ được xác định bởi công suất của bức xạ nhiễu thu được mà còn bởi công suất suy hao trong ăng-ten.

Suy hao anten được đặc trưng bởi khả năng chống suy hao.

nhiệt độ nhiễu anten.

Con số tiếng ồn của thiết bị thụ động .

Hãy xác định hệ số nhiễu của thiết bị thụ động ở chế độ khớp.

Trong tương lai, chúng tôi sẽ phân tích các đặc tính nhiễu ở chế độ khớp.

tứ cực thụ động.


Vì mạch tương đương để tính toán ở đầu ra giống như mạch tương đương để tính toán ở đầu vào nên công suất nhiễu ở đầu ra là:

,

, hệ số truyền công suất là bao nhiêu.

Hệ số nhiễu của thiết bị thụ động tỷ lệ nghịch với hệ số truyền công suất của nó.

Hãy xác định hệ số nhiễu của thiết bị thụ động khi nhiệt độ của nguồn tín hiệu và nhiệt độ của thiết bị thụ động không bằng nhau.

12. Hệ số nhiễu của dãy tứ cực ồn.

Thông thường, vấn đề nảy sinh khi biết đặc điểm của một số mạng 4 cực nhiễu. Cần xác định hệ số nhiễu của dãy 4 cực này.

Để giảm mức nhiễu của LT, cần đảm bảo hệ số truyền công suất của bộ khuếch đại RF đủ lớn, tổn thất thấp trong thiết bị thụ động và giá trị tự nhiễu của bộ khuếch đại RF thấp. Trong những điều kiện như vậy, tiếng ồn của tất cả các tầng nằm sau URCH ít ảnh hưởng đến Ksh của LT. Nếu bộ cấp nguồn có độ suy giảm rất cao thì bằng cách lắp đặt bộ khuếch đại ăng-ten, có thể loại bỏ ảnh hưởng của nó đến độ nhạy của thiết bị thu, trong khi Ksh của LT chỉ được xác định bởi Ksh của thiết bị ăng-ten.

13. Độ nhạy của thiết bị thu.

Độ nhạy đặc trưng cho khả năng của máy thu trong việc nhận tín hiệu yếu trên nền nhiễu trong băng tần. Thông thường, độ nhạy của máy thu được đặt theo mức tối thiểu của tín hiệu EMF trong ăng-ten, tại đó chất lượng tín hiệu ở đầu ra máy thu đáp ứng các yêu cầu tối thiểu.

Hãy xem xét mối quan hệ giữa độ nhạy của máy thu và các thông số của đường dẫn tuyến tính và ăng-ten.

Hãy đặt tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở đầu ra của đường dẫn tuyến tính

Chúng ta giả sử rằng ăng-ten phù hợp với máy thu và tất cả nhiễu do ăng-ten tạo ra được đặc trưng bởi nhiệt độ nhiễu T A.

Chúng ta giả sử rằng E A tương ứng với độ nhạy của máy thu. Hãy tìm:

Nhiệt độ nhiễu của đường dẫn tuyến tính.

Những thứ kia. Độ nhạy của máy thu được xác định bằng tổng nhiệt độ nhiễu của ăng ten và đường tuyến tính.

Đối với máy thu vi sóng, sẽ thuận tiện hơn khi mô tả độ nhạy không phải bằng EMF tối thiểu có thể có trong ăng-ten mà bằng công suất tối thiểu cho phép được phân bổ ở đầu vào máy thu:

Nếu máy thu có băng thông thay đổi thì độ nhạy được đặc trưng thuận tiện bằng công suất tín hiệu cụ thể tối thiểu cho phép ở đầu vào máy thu:

Trong đó T 0 là giá trị phổ biến của nhiệt độ tiếng ồn, là nhiệt độ tiếng ồn tương đối, kT 0 =4*10 -21 W/Hz.

Độ nhạy thường được chỉ định theo đơn vị kT 0 (ví dụ: độ nhạy là 4 kT 0 = 16*10 -21 V/Hz).

14. Các hiệu ứng phi tuyến chính trong đường tuyến tính.

Sự can thiệp ngoài băng tần mạnh mẽ tạo ra một số hiệu ứng phi tuyến: chặn tín hiệu, điều chế chéo và xuyên điều chế. Việc chặn tín hiệu biểu hiện ở dạng giảm hệ số truyền của tín hiệu hữu ích trên đường dẫn khi bị nhiễu ngoài băng tần mạnh. Có một số cơ chế ảnh hưởng của nhiễu mạnh đến hệ số truyền của đường tuyến tính. Chúng ta hãy xem xét cơ chế rõ ràng nhất, cơ chế này biểu hiện ở một mạch khuếch đại với một bóng bán dẫn được kết nối trong mạch cực phát chung. Sự hiện diện của nhiễu mạnh làm tăng thành phần DC của dòng thu. Do phản hồi dòng điện trực tiếp qua điện trở bộ phát, bóng bán dẫn bị tắt, điểm vận hành được chuyển sang vùng có dòng điện thấp hơn và do đó đến vùng có độ dốc bóng bán dẫn thấp hơn. Nếu một tín hiệu hữu ích xuất hiện đồng thời với nhiễu thì hệ số truyền tầng cho tín hiệu đó sẽ giảm do độ dẫn điện của bóng bán dẫn giảm.

Điều chế chéo.

Với điều chế chéo, định luật điều chế biên độ nhiễu được truyền sang tín hiệu - tín hiệu thu được sự điều chế nhiễu. Nếu nhiễu được điều chế biên độ thì điểm hoạt động của dải tần RF sẽ trượt dọc theo đặc tính đáp ứng của bóng bán dẫn theo quy luật điều chế do nhiễu. Theo định luật tương tự, độ dốc của bóng bán dẫn thay đổi và do đó hệ số truyền của bộ biến tần RF thay đổi. Tín hiệu hữu ích đi qua bộ khuếch đại có hệ số truyền thay đổi theo thời gian sẽ thu được sự điều chế biên độ của nhiễu.

Điều chế xuyên.

Hiện tượng xuyên điều chế là tổng của 2 hay nhiều giao thoa hài ngoài băng tần, do tính phi tuyến của đặc tính biên độ của khối chức năng, tạo nên các thành phần trong dải thông của máy thu.

Nếu thay tổng 2 tín hiệu hài vào biểu thức của chuỗi lũy thừa thì có thể chỉ ra rằng tổng các sóng hài dao động có mặt ở đầu ra của phần tử phi tuyến. trong đó m và n=0,1,2,… .

Các dao động mạnh nhất là các sóng hài có giá trị m và n nhỏ. Hãy xem xét mạnh nhất: m=1, n=2, . Cho có sự tác động của 2 giao thoa hài trên trục tần số nằm ở 1 phía của tín hiệu và có khoảng cách bằng nhau.

Trong tình huống nhiễu này, các dao động truyền vào băng thông của máy thu.

Các phương pháp giải quyết hiệu ứng phi tuyến.

1. Sử dụng các thiết bị khuếch đại có dải động rộng.

2. Tăng độ chọn lọc của các bộ lọc nằm ở phía trước thiết bị khuếch đại.



3. Lắp đặt bộ suy giảm ở đầu vào máy thu. Phương pháp này có thể áp dụng nếu có biên công suất tín hiệu.

15. Độ chọn lọc tần số của thiết bị thu. Băng thông.

Tính chọn lọc đặc trưng cho khả năng của máy thu trong việc tách tín hiệu mong muốn khỏi môi trường có nhiễu ngoài băng tần mạnh.

Giá trị độ chọn lọc cho biết số lần nhiễu có thể vượt quá mức tín hiệu quy định ở đầu vào máy thu để chất lượng tín hiệu ở đầu ra máy thu đáp ứng được yêu cầu tối thiểu.

Trong đó điện áp của nhiễu, lệch khỏi tín hiệu một lượng Δf, là điện áp của tín hiệu hữu ích.

Bởi vì nhiễu ngoài băng tần có thể rất mạnh nên nó đặt ra thách thức đối với khả năng của máy thu trong việc nhận tín hiệu mong muốn đồng thời bị phơi nhiễm với nhiễu ngoài băng tần gây ra hiệu ứng phi tuyến trên đường truyền.

Với mục đích này, độ chọn lọc của máy thu được đánh giá bằng cách mô phỏng môi trường nhiễu trong thực tế. Bởi vì Trong thực tế, phải có nhiều nguồn gây nhiễu thì khi đo độ chọn lọc, số lượng nguồn tạo nhiễu được sử dụng bằng số lượng nguồn gây nhiễu dự kiến ​​trong thực tế.

Để giảm chi phí đo lường, người ta sử dụng 2 hoặc 3 máy phát điện. Một trong số chúng mô phỏng tín hiệu, cái còn lại mô phỏng gương hoặc nhiễu lân cận. Nếu sử dụng 2 bộ tạo nhiễu thì hiện tượng xuyên điều chế được khảo sát. Nếu mức nhiễu ngoài băng tần sao cho các hiệu ứng phi tuyến trong đường tuyến tính là không đáng kể và có thể bỏ qua thì việc đánh giá độ chọn lọc của máy thu có thể được đơn giản hóa bằng cách sử dụng kỹ thuật đo tín hiệu đơn. Trong trường hợp này, một máy phát được điều chỉnh luân phiên theo tần số của tín hiệu hữu ích và tần số của mọi nhiễu. Trong trường hợp này, phương pháp xếp chồng là hợp lệ.

16. Tự động điều chỉnh tần số dao động cục bộ. Chế độ tuyến tính.

Một phương tiện triệt để để tăng độ ổn định của tần số dao động cục bộ là sử dụng bộ tổng hợp tần số. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc đưa bộ tổng hợp vào máy thu sẽ làm tăng giá thành của nó lên nhiều đến mức việc sử dụng nó không còn thực tế nữa. Trong trường hợp này, nên sử dụng hệ thống APCG. Hãy xem xét cấu trúc tổng quát của APCG.

Nếu tần số của bộ dao động cục bộ (VCO) thay đổi dưới tác động của các yếu tố gây mất ổn định thì f của IF sẽ thay đổi một lượng tương tự. Độ lệch này được ghi lại bằng bộ phân biệt, ở đầu ra của điện áp được tạo ra, dấu và cường độ tương ứng với độ lệch tần số. Sau khi lọc bằng bộ lọc thông thấp, điện áp được đưa vào phần tử điều khiển (thường là một biến tần), bù cho độ lệch trong tần số VCO.

Nếu bộ phân biệt là tần số thì sẽ có PLL; nếu độ lệch tần số được cố định chính xác theo pha và bộ phân biệt là pha thì đó là PLL và trong trường hợp này hệ thống bao gồm một bộ dao động tinh thể.

Hãy phân tích tùy chọn đơn giản nhất ở dạng CHAP. Có 2 chế độ hoạt động của CHAP - tuyến tính và phi tuyến. Nếu độ lệch của tần số dao động cục bộ so với giá trị yêu cầu là nhỏ và các đặc tính phi tuyến của bộ phân biệt tần số được biểu hiện yếu thì chế độ tuyến tính sẽ xảy ra; nếu không, chế độ phi tuyến sẽ xảy ra.

Chế độ tuyến tính.

Cho f g lệch một đoạn Δf của bộ dao động cục bộ dưới tác động của các yếu tố gây mất ổn định. Để đơn giản hóa, f IF = f G - f C – tức là cài đặt dao động cục bộ trên. Do hoạt động của hệ thống AFC, độ lệch của bộ dao động cục bộ bị giảm đi.

Δf Khách =Δf Tần số tần số. – độ lệch của biến tần so với giá trị yêu cầu.

Δf Khách = Δf Г - Δf Greg. , trong đó Δf Gost. - ảnh hưởng điều chỉnh từ đầu ra của phần tử điều khiển.

Kiểm soát Δf GOST ≈S. Đĩa U. , trong đó S cũ. – độ dốc của phần tử điều khiển (giả sử đặc tính của phần tử điều khiển là tuyến tính), . Đĩa U ≈ S d Δf đứng yên. , S d độ dốc của bộ phân biệt đối xử.

đâu là hệ số tự động điều chỉnh tần số (K FAL).

K CHAP hiển thị độ lệch tần số dao động cục bộ giảm bao nhiêu lần khi sử dụng CHAP. AFC tăng lên sẽ làm giảm tính ổn định của hệ thống AFC. Để tăng nó, hằng số thời gian của bộ lọc thông thấp được tăng lên - quán tính của hệ thống tăng lên. Hệ thống không có thời gian để xử lý những thay đổi nhanh chóng trong tần số dao động cục bộ, do đó, CAP cũng như hằng số thời gian của bộ lọc thông thấp được chọn dựa trên các điều kiện dung hòa giữa các yêu cầu xung đột: tăng độ chính xác và tốc độ.

Thông thường trong tính toán K NAP không quá 20-25. Nếu chúng ta coi ảnh hưởng của các yếu tố gây mất ổn định là một nhiễu nhất định áp dụng cho đầu vào của VCO, thì liên quan đến nhiễu này, hệ thống hoạt động giống như một bộ lọc thông thấp, nghĩa là các nhiễu tần số thấp bị triệt tiêu và các nhiễu tần số cao bị triệt tiêu. chuyển đến đầu ra của hệ thống mà không thay đổi.

Nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả

Nhiệt độ nhiễu hiệu dụng của ăng-ten hoặc AFU được giới thiệu như một thông số của ăng-ten thu khi nhận tín hiệu vi sóng yếu bằng cách tương tự với các nguồn nhiễu nhiệt.

Khi nghiên cứu các thiết bị thu sóng vô tuyến vi sóng, nhiệt độ nhiễu hiệu dụng của nguồn nhiễu (tính bằng độ Kelvin) được đưa ra dưới dạng hệ số liên quan đến công suất nhiễu và băng thông:

,

hằng số Boltzmann ở đâu

Nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả, đặc trưng cho sức mạnh của tất cả các nhiễu bên ngoài, được gọi là nhiệt độ bức xạ tiếng ồn thông thường. Nó thường được tính toán bằng cách đưa ra khái niệm nhiệt độ sáng của nguồn nhiễu. Diện tích bề mặt của nguồn nhiễu có nhiệt độ nếu cường độ nhiễu mà nó tạo ra bằng cường độ phát xạ vô tuyến của phần tương ứng của một vật thể hoàn toàn đen, có nhiệt độ và cấu hình không gian giống như nguồn gây nhiễu. Cường độ - đây là mật độ quang phổ của năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt của vật thể bức xạ thành một góc khối đơn vị.

Đối với thân đen hoàn toàn: .

Ăng-ten thu chỉ nhận được phần năng lượng được bức xạ bởi miếng đệm (phần đệm cơ bản trên bề mặt bức xạ) ở một góc cố định dựa trên miếng đệm bằng diện tích hiệu dụng của ăng-ten. Do đó, mật độ phổ của năng lượng bức xạ từ khu vực ở đầu vào của máy thu, phù hợp với ăng ten, bằng:

Đâu là góc đặc mà tại đó vùng bức xạ có thể nhìn thấy được từ ăng-ten ()

Bởi vì Các trường giao thoa đến từ các phần khác nhau của bề mặt bức xạ độc lập về mặt thống kê, khi đó mật độ công suất phổ tổng của nhiễu tại đầu vào máy thu được xác định bằng cách tính tổng theo mọi hướng từ ăng ten đến các phần của bề mặt bức xạ:

Tổng công suất tiếng ồn:

Nhiệt độ tiếng ồn:

Giá trị không chỉ phụ thuộc vào các thông số của ăng-ten mà còn phụ thuộc vào cường độ phân bố của các nguồn nhiễu bên ngoài.

Tiếng ồn của chính ăng-ten được xác định bởi khả năng chống suy hao của ăng-ten, nhiệt độ của nó phải được coi bằng nhiệt độ môi trường - nhiệt độ vật lý của ăng-ten. Có tính đến tổn thất, mạch tương đương của ăng-ten đóng vai trò là bộ tạo nhiễu EMF được hiển thị trong hình, trong đó nhiệt độ nhiễu được chỉ định, khác với nhiệt độ môi trường xung quanh.

Tiếng ồn bên ngoài và tiếng ồn do tổn thất trong ăng-ten độc lập về mặt tĩnh, vì vậy bạn cần thêm các giá trị bình phương trung bình gốc của chúng:

hoặc ,

đâu là nhiệt độ tiếng ồn hiệu quả của ăng-ten.

Sau khi biến đổi ta có:

, ,

hiệu suất anten ở đâu.

Sử dụng kỹ thuật tương tự, tiếng ồn do tổn thất trong bộ cấp liệu cùng với các thiết bị khác nhau có trong nó sẽ được tính đến:

trong đó là hiệu suất của đường truyền, là nhiệt độ vật lý của đường truyền (feeder), là hệ số truyền tải công suất của mạch ăng ten không tính đến tổn thất trong ăng ten và đường truyền. Ở đây ăng-ten được khớp với bộ cấp nguồn, nhưng bộ thu thì không ().

Sự không khớp giữa máy thu và bộ cấp nguồn thường được sử dụng để giảm nhiễu trong mạch đầu vào máy thu khi đạt được độ nhạy tối đa trong dải vi sóng.