www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Измерение динамического диапазона приемника

точка
начала
насыщения
точка
предельной
чувствительности

Рисунок 1. Калибровочная кривая приемника: выходной сигнал (по оси Y) как функция от мощности на входе приемника (по оси Х). Разница между точкой начала насыщения приемника и точкой его предельной чувствительности представляет собой динамический диапазон приемника в децибеллах (здесь 118 — 83 = 35 дБ).

точка
начала
насыщения
точка
предельной
чувствительности

Рисунок 1. Калибровочная кривая приемника: выходной сигнал (по оси Y) как функция от мощности на входе приемника (по оси Х). Разница между точкой начала насыщения приемника и точкой его предельной чувствительности представляет собой динамический диапазон приемника в децибеллах (здесь 118 — 83 = 35 дБ).

Измерение динамического диапазона приемника

Измерение динамического диапазона приемника имеет большое значение для оценки характеристик радиолокатора. Однако обычно влияние динамического диапазона приемника на дальность действия радиолокатора недооценивается. Нужно понимать, что приемник не различает полезные сигналы и мешающие (помехи), то есть в приемнике обрабатывается аддитивная смесь эхо-сигнала цели и помех (шумы, пассивные помехи и т.п.). Амплитуды сигнала и помех складываются, в результате чего приемник может входить в режим насыщения. Это приводит к искажению или даже потере эхо-сигнала.

Для измерения динамического диапазона приемника используется та же измерительная схема, что и для измерения чувствительности приемника (Рисунок 2).

к антенне
управляемый
аттенюатор
0 … −120 дБ
Направ-
ленный
ответ-
витель
−31.5 дБ
Антенн.
перекл.
Приемник
Передатчик
Синхрони-
затор

Рисунок 2. Схема измерения чувствительности приемника. В данном случае можно пренебречь значениями затухания в направленном соединителе, в разъемах и в кабеле, так как это только относительные измерения.

к антенне
управляемый
аттенюатор
0 … −120 дБ
Направ-
ленный
ответ-
витель
−31.5 дБ
Антенн.
перекл.
Приемник
Передатчик
Синхрони-
затор

Рисунок 2. Схема измерения чувствительности приемника. В данном случае можно пренебречь значениями затухания в направленном соединителе, в разъемах и в кабеле, так как это только относительные измерения.

к антенне
управляемый
аттенюатор
0 … −120 дБ
Направ-
ленный
ответ-
витель
−31.5 дБ
Антенн.
перекл.
Приемник
Передатчик
Синхрони-
затор

Рисунок 2. Схема измерения чувствительности приемника. В данном случае можно пренебречь значениями затухания в направленном соединителе, в разъемах и в кабеле, так как это только относительные измерения. (интерактивный рисунок)

В этой измерительной схеме выполняется несколько (как минимум два) измерений при разных значениях входной мощности. По результатам строится кривая чувствительности (Рисунок 1). Для каждого измерения по оси Х (абсцисс) откладывается значение ослабления аттенюатора (в дБ), а по оси Y (ординат) — соответствующее значение амплитуды тестового сигнала (в Вольтах). Полученная в результате точка наносится на график, после чего таким же образом обрабатывается следующее измерение. Совокупность полученных точек образует калибровочную кривую приемника. По этой кривой определяют динамический диапазон приемника.

Если для всех измерений используется одна и та же измерительная установка, то потери в разъемах и соединительных кабелях не имеют большого влияния. Динамический диапазон приемника численно равен разнице (в дБ) между мощностью, соответствующей точке верхнего изгиба, и мощностью, соответствующей точке нижнего изгиба калибровочной кривой. Смещение всего графика примерно на 6 дБ вправо или влево не влияет на результат. Если же в состав установки вносятся дополнительные элементы, например, аттенюаторы, то это должно быть учтено при обработке результатов, как и при измерении чувствительности приемника.

Из двух радиолокационных приемников, имеющих одинаковую чувствительность, лучшим считается тот, у которого калибровочная кривая более пологая, то есть тот, у которого динамический диапазон больше. Обслуживающий персонал (техник) радиолокатора не влияет на динамический диапазон приемника. Настройки, вызывающие изменение этого параметра, могут быть выполнены только в лабораторных условиях. Как правило, такие настройки выполняются изготовителем или в специализированных лабораториях.

В настоящее время существуют измерительные приборы, в которых автоматически, при помощи компьютера, строится калибровочная кривая приемника. Такой подход гораздо быстрее, хотя и приводит к тому же результату. Однако при таком подходе могут быть допущены те же ошибки, что и при неавтоматическом методе. Поскольку передатчик радиолокатора выключен, система автоматической подстройки частоты не работает. При изменении температуры приемника меняется его частотная характеристика. Таким образом, измерение динамического диапазона приемника требует достаточно много времени. Рабочую частоту генератора сигналов следует настроить на слегка измененную резонансную частоту приемника (или наоборот).