Реферат: Спутниковые конверторы

Как известно, качество принятого сигнала в значительной степени определяется суммарной шумовой температурой приемной установки. При оценке шумовых характеристик конвертора используется как шумовая температура Т_ш , так и коэффициент шума к_ш , который связан с шумовой температурой соотношением, где Т_H — нормальная температура окружающей среды (Т_H = 290 К). Если коэффициент шума выражен в децибелах, то:

Т_ш =290(10^{k ш/10} -1).

Графически данное соотношение представлено на рис. 4.4.

Рисунок.. 4.4. Зависимость коэффициента шума от шумовой температуры

На входе конвертора всегда присутствует малошумящий усилитель, состоящий из нескольких усилительных каскадов (обычно 2—4), каждый из которых имеет собственный коэффициент шума и коэффициент передачи номинальной мощностир (kр_ном ).

Рассмотрим влияние параметров отдельных каскадов на шумовые характеристики тракта в целом. Для этого объединим все п каскадов в один, с коэффициентом передачи номинальной мощности

и коэффициентом шума

где Р_ш.вых — суммарная номинальная мощность шумов на выходе тракта, обусловленная собственными шумами каждого каскада; ∆f_ш — полоса пропускания шумов; T_н — нормальная температура окружающей среды, К (T_Н =290К).

Полагая для простоты рассуждений, что шумовая полоса пропускания практически определяется последним наиболее узкополосным каскадом (в данном случае ПУПЧ), имеем

Поскольку номинальная мощность собственных шумом каскада

то

Поставив выражение (4.1) в (4.2), получим:

Из выражения (4.3) следует, что коэффициент шума многокаскадной схемы в основном определяется коэффициентом шума первых каскадов. Справедливость этого утверждения увеличивается с возрастанием коэффициентов передачи их номинальной мощности. Поэтому для получения малого коэффициента шума всего приемного тракта необходимо, чтобы его первые каскады имели малый уровень собственных шумов и обеспечивали большое усиление сигнала по мощности.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о чрезвычайной важности таких параметров конвертора (в частности, первых каскадов МШУ), как коэффициент усиления и коэффициент шума.

Практически входные и выходные согласующие цепи первого транзистора рассчитываются на минимальный коэффициент шума, второй каскад настраивается из компромиссных соображений: максимальное усиление при минимальном коэффициенте шума. Влияние коэффициента шума третьего каскада практически неощутимо.

Итак, классический МШУ состоит из трех усилительных каскадов: первые два выполнены на НЕМТ-транзисторах, третий — на транзисторе с барьером Шотки.

Все каскады МШУ строятся, как правило, на несимметричных полосковых линиях передачи, которые выполняются методом напыления проводящих материалов на керамическую подложку. В СВЧ-диапазоне паразитные реактивные элементы корпуса транзистора оказывают заметное влияние на характеристики МШУ. Чтобы исключить этот эффект, применяют транзисторы в бескорпусном исполнении.

Каждый усилительный каскад (рис. 4.5) состоит из четырех цепей: входной и выходной цепей, цепи смещения и активного элемента.

Рисунок.. 4.5. Усилительный каскад МШУ

Входная цепь предназначена для согласования входного сопротивления активного элемента (транзистора) и обеспечения минимума коэффициента шума.

Выходная цепь служит для согласования выходного сопротивления с последующим каскадом.