Структура и алгоритмы работы спутниковых радионавигационных системСтраница 13
1.4. 1. Антенный блок
В качестве антенны обычно используют микрополосковую антенну (МПА), что обусловлено се малой массой и габаритными размерами, простотой изготовления и дешевизной. Микрополосковая антенна состоит из двух параллельных проводящих слоев разделенных диэлектриком: нижний проводящий слой является заземленной плоскостью, верхний — собственно излучателем антенны По форме излучатель может быть прямоугольником, эллипсом, пятиугольником и т.д. Антенна рассчитывается для работы на низшей резонансной моде, которая излучается в основном в верхнюю полусферу (в направлении вертикальной оси). Микрополосковую антенна имеет диаграмму направленности, обеспечивающую всенаправленный прием сигналов правосторонней круговой поляризации в верхней полусфере
Типичные характеристики антенны (для рабочего диапазона частот 1570 . 1625 МГц:
Обеспечение работы в тракте с волновым
сопротивлением, Ом ………………………………………… 50
Коэффициент стоячей волны КСВ…………………….не более 2
Коэффициент эллиптичности антенны в зените дБ… не менее -3,5
Минимальное значение коэффициента усиления G относительно изотропного излучателя с круговой поляризацией в меридиональных сечениях Предварительный усилитель ПУ, работая в тракте с волновым сопротивлением 50 Ом, должен иметь по входу и выходу КСВ 2, обеспечивая в рабочем диапазоне частот коэффициент усиления Ку » 30 дБ и коэффициент шума Кш £ 4 дБ.Полосовой фильтр ПФ осуществляет фильтрацию сигналов в полосе частот Df = 60 МГц. Один из вариантов построения ПУ/ПФ приведен на рис. 1.7
Рис. 1.8. Схема приемника
Такая схема с включением двух ПФ, имеющих потери до 2 дБ каждый, после первого и второго усилительных каскадов позволяет реализовать минимально возможный Кш и обеспечивает необходимую избирательность и линейность АУ в рабочей полосе частот при воздействии внеполосных помех.При потерях в кабеле до 13 дБ, коэффициенте шума Кш 4 £ дБ и коэффициенте усиления Ку » 30 дБ, добавка шумов на входе ПУ/Пф не превышает 5%. Потери на устройстве защиты входа У3 и двух фильтрах Ф1 и Ф2 не превосходит 5 дБ. Активные элементы У1, У2, УЗ должны обеспечивать суммарный коэффициент усиления не менее 35 дБ.
2. Приемник
Приемник является многоканальным устройством, в котором проводится аналоговое усиление сигналов, фильтрация и преобразование частоты несущей сигналов НС (понижение частоты), а также преобразование аналогового сигнала в цифровую форму. Каждый канал приемника должен быть настроен на частоту сигнала одного из НС и селектировать частоты сигналов других НС. Схема такого приемника приведена на рис. 1.8.
В схеме использовано трехкратное понижение частоты сигналов НС (в некоторых ПИ используется двукратное понижение частоты). Первое понижение частоты до уровня fпр1 » 200 Мгц проводится в общем для всех принятых сигналов смесителе СМ0. После общего усиления и фильтрации сигналов в усилителе промежуточной частоты УПЧ0 с полосой пропускания для совмещенного ПИ fУП0 » 60 МГц, сигнал посту в N каналов, в каждом из которых проводится второе преобразование частоты (до значения fпр2 » 40 МГц)., ориентированное на прием сигнала от конкретного НС. Полосу пропускания канального УПЧі fУПі » 500кГц выбирают таким образом, чтобы выделился сигнал одного из НС и селектировались сигналы других НС. Третье понижение частоты проводят до уровня fпр3 » 40 МГц.
Опорные сигналы, поступающие на смесители, формируются синтезатором частот из опорной частоты fоп опорного генератора ОГ - кварцевого генератора опорного напряжения. Управление работой синтезатора осуществляется по сигналам, поступающим от навигационного вычислителя. От характеристик опорного генератора зависит качество работы приемоиндикатора в целом.