close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

KURSACh(40)

код для вставкиСкачать
 Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра ОРТ
Курсовая работа
по дисциплине Электромагнитная совместимость систем ТЗИ на тему:
"Эффект блокирования в радиоприемниках"
Выполнил:Проверила:
ст. гр. СТЗИ-09-2Олейникова Е.И.
Ярмола А.В.
2012
РЕФЕРАТ
Курсовая работа состоит из 20 с, в которых содержаться: 3 рисунка, 3 таблицы, 6 формул и 4 ссылки на литературу.
Объект исследования - блокираторы радиоприемников.
Целью работы является описание основных принципов действия и параметров блокираторов.
Ключевые слова: БЛОКИРОВАНИЕ, РАДИОПРИЕМНИК, ШУМ, СИГНАЛ, ЧАСТОТА, РАДИОВЗРЫВАТЕЛЬ, ПОМЕХА.
Задание на курсовую работу
1. Теоретическое задание
Эффект блокирования в радиоприемниках 2. Расчетное задание
Радиоприемник имеет входное сопротивление R, чувствительность, ограниченную шумами,- Pпр.мин, длину штыревой антенны - h, штыревая антенна подключена к повторителю с высоким входным сопротивлением, потери на кабеле антенны - La, напряженность поля полезного сигнала - Eс. Найти отношение сигнал/шум на входе приемника в дБ.
hэф - эффективная длина штыревой антенны радиоприемника,
hгео - геометрическая штыревой антенны радиоприемника,
Pпр.мин - шумы по мощности сигнала,
La - потери на кабеле антенны при передачи сигнала с повторителя на приемник,
Eс - напряженность поля полезного сигнала на входе повторителя.
U0 - напряжение на приемнике до прохождения по кабелю антенны
U - напряжение на приемнике после прохождения по кабелю антенны
Pc-Pш - отношение сигнал/шум в дБ.
Таблица 1 - Исходные данные
Исходные данныеR, ОмРпр.мин.
(дБВт)h, мLa, дБ
Ec, дБмкВ/м9 2.350-1300,21090 Содержание
Реферат........................................................................................2
Задание на курсовую работу..............................................................3
Введение.......................................................................................5
1.Блокирование сигналов ...........................................................6
2. Практическое применение блокирования ..................................8
3. Параметры и условия блокирования ......................................10
4. Блокиратор радиовзрывателей дистанционный "Форт" ..............13
5. Расчетное задание ...........................................................17
Выводы.......................................................................................19
Перечень ссылок............................................................................20
ВВЕДЕНИЕ
Воздействие мощной помехи на вход приемника приводит к снижению коэффициента усиления устройства. Такое явление называется блокированием приемника. Такой процесс выполняется, как правило, силовыми структурами для обеспечения безопасности страны.
Взрывной терроризм стал, к сожалению, реальностью сегодняшнего дня. Надежды на то, что весь этот кошмар прекратится в ближайшем будущем, пока нет. Поставить возле каждой забытой сумки или коробки по милиционеру или все население сделать специалистами-взрывотехниками тоже пока не представляется возможным.
Вряд ли террористы или киллеры, использующие во взрывном устройстве радиовзрыватель будут пытаться подорвать по радиоканалу рядового милиционера или сотрудника службы безопасности предприятия - такие вещи используются для охоты на более крупную "дичь". Радиовзрыватель может быть заблокирован с помощью специального прибора - блокиратора радиовзрывателей. Использование же проводных линий управления взрывом в городских условиях в мирное время представляет целый ряд трудностей и поэтому маловероятно.
Актуальность работы увеличена в связи с проведением ЕВРО2012 в Украине.
1. Блокирование сигналов
Нелинейные искажения принимаемого сигнала в приемном устройстве могут возникать не только в том случае, если его уровень значителен, но и при воздействии сильной внеполосной помехи.
Нелинейность приемного тракта приводит к тому, что при появлении помех, воздействующих на вход приемника на частотах, которые не совпадают с частотами основного и побочных каналов приема, происходит изменение уровня сигнала или изменение отношения сигнал/шум на выходе приемника. Забитие радиоприёмника - это изменение уровня сигнала или отношения сигнал/шум на выходе приемника при действии на его входе радиопомехи, частота которой лежит вне полосы частот основного и побочных каналов приёма. Забитие, снижающее качество приёма до минимально допустимого уровня, определяет верхнюю границу динамического диапазона по забитию.
Воздействие мощной помехи на вход приемника приводит к снижению коэффициента усиления устройства. Такое явление называется блокированием или забитием (Blocking).
Численно блокирование может быть оценено с помощью коэффициента блокирования (забития):
Кбл = (Uвых - Uбл) / Uвых, (1)
где: Uвых - амплитуда сигнала на выходе приемника при отсутствии помехи на входе;
Uбл - амплитуда сигнала на выходе приемника при действии помехи на входе.
Таким образом, при отсутствии блокирования в приемнике Кбл = 0. Коэффициент блокирования тем сильнее, чем больше уровень помехи на входе и чем ближе частота помехи к частоте полезного сигнала. Характеристики частотной избирательности приемного устройства по блокированию обычно строят при заданном коэффициенте блокирования 3 дБ или 6 дБ, что составляет Кбл = 0,3 или 0,5 соответственно. При этом на вход подается полезный сигнал с уровнем, равным чувствительности приемного устройства.
Характеристика блокирования - мера способности приемника получить требуемый сигнал на назначенной частоте канала в присутствии нежелательного сигнала, действующего на частотах, отличных от каналов побочного приема или соседних каналов. При этом нежелательный входной сигнал не должен вызывать снижения качества функционирования приемника ниже определенных ограничений, определяемых стандартом [1]. 2. Практическое применение эффекта
Эффект блокирования на практике часто применяют для противостояния возможности выполнения террористических актов с помощью радиовзрывателей.
Радиовзрыватель также дистанционный или неконтактный взрыватель (англ. proximity fuze) - взрыватель, обеспечивающий подрыв боеприпаса на заданном расстоянии от цели, без контакта с последней. Существенно повышает действенность огня по движущимся целям, или находящимся в укрытии. Разработан в 40-х гг XX в. британскими и американскими учеными. Нашел широкое примените в армии союзников во время Второй мировой войны.
ВУ могут быть самыми разнообразными как по внешнему виду, так и по принципу действия. Например, ВУ в виде сумки, кейса, чемодана могут взорваться при попытке сдвинуть их с места, поднять, открыть. Взрыв может произойти и в результате срабатывания какого-либо механического или электромеханического взрывателя замедленного действия, без непосредственного воздействия на предмет, по истечении заданного времени замедления. Если ВУ имеет радиовзрыватель, то взрыв также может произойти без контакта со взрывным устройством в любой момент времени по команде, переданной по радио.
Взрыв может быть осуществлен по проводам электровзрывной цепи путем подключения какого либо источника тока. Большое распространение получили взрывные устройства, срабатывающие при включении радиоприемника, телевизора или других предметов бытовой техники, работающих от электрической сети. Включением этих устройств замыкается электровзрывная сеть, в результате чего срабатывает электродетонатор или электрозапал и происходит взрыв заряда ВВ.
В автомобиле взрывное устройство может сработать при повороте ключа зажигания или даже в тот момент, когда ключ вставляется в замок зажигания либо включаются потребители энергии (фары, стеклоподъемники, стеклоочистители и т.д.). В автомобиле взрыватель может быть установлен в выхлопной коллектор двигателя, в глушитель.
При этом замыкание контактов произойдет после нагрева чувствительных элементов взрывателя (контактов) до определенной температуры. Могут использоваться также взрывные устройства с часовым механизмом.
Часы бывают механические, электромеханические или электронные. Такие взрывные устройства в состоянии срабатывать в любое установленное заранее время.
Если обнаружен заряд ВУ и, следовательно, взрывное устройство, то руководитель работ принимает решение на его обезвреживание или уничтожение. Уничтожение возможно в том случае, если опасность разрушений или повреждений взрывом минимальна, а потери людей полностью исключаются. Для обезвреживания взрывного устройства применяют различные средства и способы.
Одной из последних отечественных разработок является комплекс блокировки взрывных устройств, в дальнейшем называемый блокиратором. Он устанавливается на защищаемом транспортном средстве и предназначен для защиты жизни водителя и пассажиров. Блокиратор взрывных устройств перекрывает гарантируемый диапазон радиочастот, тем самым блокируя дистанционное управление известных и теоретически перспективных разработок систем взрывных устройств [2].
3. Параметры и условия блокирования
Блокирование в УКВ/СВЧ диапазонах решающее значение имеет и фазовый шум местного генератора (гетеродина).
Важной при оценке качества аппарата является также достижимая реальная чувствительность, вытекающая из соотношения сигнал/шум, уровень шумов. Из этих значений складывается, так называемый, динамический диапазон (в данном случае, приёмного устройства), сокращение, принятое в англоязычной литературе для данного параметра - SFDR. Он определяется как уровень постороннего сигнала (сигналов), который создаёт в приёмном канале помеху на уровне шумов. Здесь нужно строго различать интермодуляцию и блокирование. Требования относительно блокирования, интермодуляции и чувствительности на КВ и УКВ(СВЧ) различны: на КВ, вследствие наличия постоянного уровня помех нет смысла да и необходимости в достижении предельной чувствительности приёмных устройств. Но требования устойчивости к интермодуляции весьма высоки из-за постоянно действующих (особенно в Центральной Европе) радиопередающих (вещательных) станций, частоты которых лежат вблизи пределов любительских диапазонов. Интермодуляционные помехи возникают всегда при наличии, по крайней мере, двух сигналов на входе приёмного устройства, которые расположены на определённом расстоянии от частоты на которой присутствует помеха.
На УКВ/СВЧ максимально достижимая величина чувствительности не только нужна, но и оправдана. Но, к сожалению, достигнуть устойчивости к интермодуляции лучших КВ-приёмников здесь не удастся. Не спасает положения рекламируемая комбинация УКВ/СВЧ трансиверов с "хорошим базовым приёмником". Обычное проходное усиление приёмного устройства составляет примерно 20 дБ, что на столько же ухудшает динамический диапазон базового приёмника. С другой стороны, требования к УКВ/СВЧ приёмному устройству ниже, так как внеполосные сигналы, как правило, отстоят далеко по частоте и могут быть отфильтрованы входным устройством, а вероятность появления мощного местного постоянно действующего сигнала очень мала. Таким образом, резко уменьшается и вероятность появления интермодуляционных помех.
Известно, что устойчивость к сильным сигналам определяется эффектом блокирования, т. е., таким уровнем местного нежелательного внеполосного сигнала (помехи), который достаточен, чтобы "заткнуть", заблокировать ваш приёмник, сделав его неспособным принимать полезные сигналы (эффект используется в военном деле для блокирования каналов связи противника). Для того, чтобы численно определиться с достаточностью динамического диапазона без блокирования приёмного устройства, считают, что таковой необходим в более чем 100 дБ, при частоте помехи, отстоящей от частоты приёма на 20 кГц.
Более высокие значения динамического диапазона возможны пока лишь на бумаге, так как сталкиваются с практическими проблемами, с одной стороны, недостаточна добротность доступных кварцевых канальных фильтров, а, с другой стороны, возможны различного рода перегрузки (деталей, а ещё и под большим вопросом достижение линейности в таком большом диапазоне уровней). Усиление УВЧ должно выбираться таким образом, чтобы только-только обеспечить достаточную системную чувствительность приёмника. Каждый новый децибел не повышает реальной чувствительности в земных условиях, а только на столько же ухудшает динамический диапазон. С нашей точки зрения, чувствительности приёмника лучше -127 дБ (0,08 мкВ) при соотношении сигнал-шум 10 дБ и полосе пропускания 2, 2 кГц (SSB), вполне достаточно. Конструктивно базовый трансивер на диапазон 50 или 144 МГц должен состоять в основном из двух блоков: собственно платы трансивера и платы аналоговой ФАПЧ / ГПД.
Дополнительные модули различного назначения служат для усиления мощности или преобразования на более высокочастотные диапазоны. Все необходимые основные узлы уже должны быть заложены в базовой модели, чтобы потом, на её основе, можно было создать целый ряд трансиверов, и, например, подключить уже имеющийся микроволновый трансивер .
Предусмотренный способ поверхностного монтажа (SMD) обеспечивает минимальные объёмы трансивера и минимальный его вес. Следует также найти компромисс между удобством обслуживания (ремонта) и удобными формами и размерами при использовании аппарата в качестве стационарного и переносного [3].
4. Блокиратор дистанционный "Форт-2"
Блокиратор радиовзрывателей дистанционный "ФОРТ-2" представляет собой специализированный прибор носимого типа, предназначенный для блокирования (подавления) исполнительных устройств взрывных зарядов, управляемых по радио (Рис 1).
Рисунок 1 - Блокиратор "Форт-2" (внешний вид)
Принцип действия блокиратора основан на формировании и излучении сигнала сложного спектра в диапазонах радиочастот, используемых в радиовзврывателях. Прибор обеспечивает подавления кодированного сигнала, передаваемого командным передатчиком на радиовзрыватель.
Предлагаемый блокиратор может применяться специальными подразделениями полиции и войск как дополнительное средство защиты персонала при выполнении работ по обезвреживанию взрывных устройств с радиовзрывателями. Так же он может применяться охранными структурами для предотвращения возможных террористических актов с применением радиовзрывных устройств.
Блокиратор радиовзрывателей дистанционный "ФОРТ-2" выполнен в виде единого модуля, помещаемого в атташе кейс типа "Пилот". Конструкция модуля обеспечивает надежную защиту прибора от воздействия внешних климатических и механических воздействий.
В блокираторе радиовзрывателей дистанционном "ФОРТ-2" применена оригинальная конструкция встроенных скрытых антенн, обеспечивающая круговую диаграмму излучения подавляющего радиосигнала. Рисунок 2 - Блокиратор "Форт-2" (панель модуля)
Автономный источник питания (необслуживаемая аккумуляторная батарея) и внешний источник питания 12 В обеспечивают работу блокиратора. Автоматика прибора контролирует рабочее состояние батареи, ее исправность в процессе хранения и эксплуатации, а также тестирует блокиратор.
Органы управления и индикации режимов работы размещены на верхней панели модуля (Рис 2).
Кроме световой индикации режимов предусмотрена дублирующая звуковая сигнализация режимов работы блокиратора для дистанционного контроля параметров.
Прибор переносится оператором за ручку кейса. Подойдя к взрывному устройству, оператор ставит прибор на удалении 8...10 метров от этого устройства, включает прибор и производит работы по обезвреживанию.
Таблица 2 - Основные технические характеристики
Радиус зоны подавления радиовзрывателей, (при наличии управляющего передатчика и его расположении от приемника не ближе 100 м), м30Диапазоны частот подавления, МГц25...40
120...200
200...440Время непрерывной работы от автономного источника питания, часовне менее 3Время задержки, секунд60 10Суммарная мощность сигнала на выходе передатчиков блокиратора, Вт*не более15Условия эксплуатациина открытом воздухе и в закрытых помещенияхТемпература окружающей среды, °СОт -20 до +40Габаритные размеры, мм не более
- длина
- ширина
- высота 400
200
280Масса, кг не более 17 Примечание:
* Эксплуатация прибора не наносит ущерба здоровью обслуживающему персоналу.
Блокиратор радиовзрывателей дистанционный "ФОРТ-2" нашел применение в спецподразделениях силовых ведомств.
Прибор разработан группой квалифицированных специалистов в различных областях, что позволило найти оптимальные схемотехнические и конструкторские решения, обеспечивающие высокий уровень эксплуатационных, надежностных и эргономических характеристик прибора [4]. 5.Расчетное задание
Таблица 3 - Исходные данные для расчетного задания
Исходные данныеR, ОмРпр.мин.
(дБВт)h, мLa, дБ
Ec, дБмкВ/м9 2.350-1300,21090 Рисунок 3 - Эскизное представление схемы решаемой задачи В условии указана лишь геометрическая длина антенны, для дальнейших расчетов нам понадобиться ее эффективная длина:
hэф = hгео/2(2)
hэф=0,2/2=0,1 (м)
Так как входное сопротивление повторителя высоко, напряжение на его выходе можно найти, зная напряженность поля полезного сигнала:
U0=E·hэф(3)
U0=90·0,1=9 (дБмкВ)
Напряжение на повторителе равнялось бы напряжению на приемнике, если бы не было потерь на кабеле, по этому напряжение будет снижено, рассчитать его можно исходя из формулы: La=20 lg(U0/U) (4)
U=U0/10(La/20)(5)
U=9/10(10/20)=2,85 (дБмкВ)
Для перевода из дБмкВ в дБВт с учетом R=50 Ом известна формула:
Pc[дБВт ]=U[дБмкВ ]-137(6)
Pc=2,85-137= -134,15 дБВт
Соответственно, можно найти соотношение сигнал\шум:
Pc-Pш=-134,15+130=-4,15 дБВт
Ответ: соотношение сигнал\шум -4,15 дБВт.
Выводы
В данной курсовой работе было проанализировано блокирование сигналов в приемниках. Рассмотрены основные характеристики блокираторов радиовзрывателей и их принцип действия. Отдельное внимание уделено их параметрам и условиям работы. Как яркий пример рассмотрен блокиратор радиовзрывателей дистанционный "Форт-2". Также было рассчитано соотношение сигнал/шум на входе приемника: -4,15 дБВт.
Перечень ссылок
Головин О.В. Радиоприемные устройства: Учебник для техникумов. [текст] /О.В. Головин -М.: Горячая линия -Телеком, 2002. -384 с.
2.Банков В.Н. Радиоприемные устройства: Учебник. [текст] / В.Н. Банков, Л.Г. Барулин и др.: Под ред. Л.Г. Барулина. -М.: Радио и Связь, 1984. -272 с.
3. Для мастеров своего дела: схемотехника современного УКВ/СВЧ трансивера [электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.cqham.ru/trx32-6.htm  23.04.2012 г.  загл. с экрана.
4.Блокиратор радиовзрывателей дистанционный "Форт-2" [электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.bnti.ru/des.asp?itm=3878&tbl=04.01.02.  23.04.2012 г.  загл. с экрана.
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
126
Размер файла
90 Кб
Теги
kursach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа