http___radartutorial.de_09.receivers_rx05.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 17.2 17.3 18.1 19.1 19.2 20.1 20.2 21.1 22.1 22.2 22.3 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 27.2 27.3 27.4 27.5 27.6 28.1 28.2 28.3 29.1 30.1 30.2 31.1 32.1 32.2 32.3
Double Heterodyning We must take the following facts into account at the choice of the intermediate frequency: - No other strong transmitters may work on this frequency. - This frequency mustn't be very high to be processed more easily. - This frequency must be adapted to the frequency range of the receiving band to avoid the reception of image frequencies. The choice of the intermediate frequency can be only a compromise, because once again these demands classically contradict himself. So far, you have only become familiar with single conversion; however, some receivers use double conversion. Amplifier Amplifier Figure 1: Block diagram of a Double-heterodyne Amplifier Amplifier Figure 1: Block diagram of a Double-heterodyne Amplifier Amplifier Figure 1: Block diagram of a Double-heterodyne (interactive picture) This method is sometimes referred to as double heterodyning. Receivers using double conversion are very selective and suppress image frequencies to yield sharp signal discrimination. Double conversion receivers also have better adjacent channel selectivity than can be realized in single conversion sets. Tuner (first converter) The tuner is a frequency converter, made up of a mixer, the 1st local oscillator (LO), and required filters. The first converter changes the input signal to a usable IF signal that will be e.g. 500 Megahertzes. The first local oscillator excite a frequency for mixing with the incoming signal to get the intermediate frequency. After the mixer stage the desired intermediate frequency is only reprocessed. 1st IF- Amplifier The first IF- Amplifier is a relatively narrowband amplifier with a high gain. The first IF has a relatively high value, e.g. 500 Megahertzes. This will cause a high effort of shielding measures. Automatig gain control measures will be realized here at least. Second converter The first IF gets down mixed with a fixed frequency from the 2nd Local Oszillator to the second IF. Second IF- Amplifier The second IF- Amplifier is a relatively narrowband amplifier with a very high gain. The frequency is a standard-value between 60 up to 75 Megahertzes. This frequency can be processed uncomplicated. The IF- Amplifier of a radar receiver determines the gain, signal-to-noise ratio, and effective bandwidth of the receiver. The typical IF amplifier usually contains from three to ten amplifier stages. The IF amplifier has the capability to vary both the bandpass and the gain of a receiver. The second IF- Amplifier is often a logarithmic amplifier. A large signal does not saturate the logarithmic amplifier; rather, it merely reduces the amplification of a simultaneously applied small signal. A small echo signal can often be detected by the logarithmic receiver when a normal receiver would be saturated. Detector The detector in a microwave receiver serves to convert the IF pulses into video pulses. After amplification, these are applied to the indicator. Video Amplifier The video amplifier receives pulses from the detector and amplifies these pulses for application to the indicating device. A video amplifier is fundamentally an RC coupled amplifier that uses high-gain transistors. However, a video amplifier must be capable of a relatively wide frequency response.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 30.1 31.1 32.1 33.1 34.1 35.1 36.1 37.1 38.1 39.1 40.1 41.1 42.1 44.1 45.1
Süperheterodin Alıcılar Alınan yüksek frekanslı işaretlerden istenen bilgileri almak için bu işaretlerin yükseltilmesi ve tekrardan düşük frekanslı bir video işaretine dönüştürülmesi gerekir. Bir süperheterodin alıcının görevi bu işlevleri yerine getirmektir. (Süperheterodin (Superheterodyne) kelimesi Yunancadan gelmektedir. “Hetero” farklı, “dyne” güç demektir. “Super” öneki ise, karıştırılan iki frekanstan elde edilen fark frekansının, analog işaretlerin kolayca işlenebildiği “supersonic”, yani sesüstü bölgede olduğunu gösterir. Bu önek bulunmuyorsa, o zaman bu işlem sonunda elde edilen her iki frekansta sesüstü bölgede değildir.) Resim 1: Blok şeması Resim 1: Blok şeması Resim 1: Blok şeması Resimde tipik bir süperheterodin alıcının blok şeması görülmektedir. YF-işaretler anten üzerinden gelir ve süzgeçten geçirilir. Süzgeçten yalnızca istenen frekans bandındaki frekansa sahip işaretler geçer. Bu frekansa sahip işaretler karıştırıcı katına aktarılır. Karıştırıcıya bir diğer giriş ise yerel osilatörden yapılır. Bu iki işaret girişir ve iki frekans arasındaki fark kadar bir değere sahip ara frekans işaretleri elde edilir. Ara frekans işaretleri ara frekans yükseltecine uygulanır. Yükseltilen bu işaretler demodülatöre yollanır. Demodülatör çıkışı ise girişteki işaretin video bileşenidir. YF- Ön Yükselteci (Eşlenik frekans süzgeci) Eşlenik frekans süzgeci (Image frequency filter), eşlenik frekansların, sınır frekanslarının dışında kalacak şekilde tasarlanmış, çoğunlukla geniş bantlı bir YF-Ön Yükseltecidir. Yükselteç bu şekilde istenmeyen işaretleri süzerek alıcının duyarlılığına katkıda bulunur. Bazı daha eski radarlarda bu düşük gürültülü ön yükselticiler bulunmaz. Yankı işareti doğrudan bir kristal karıştırma katına verilir. Bunun bazı sakıncaları vardır; bir alım işaretine ayarlanmış (tuned) bir alıcıyla, tümüyle farklı iki göndericiden işaretlerin alınması da pekâlâ mümkün olabilir. Gereksinimi duyulan bu eşlenik frekans süzgecine rağmen, alıcının bant genişliği alıcının ara frekans değerinden önemli ölçüde büyük olamaz. Bu sakıncayı telafi etmek için, birden daha fazla karıştırma katı ve bununda sonucu olarak birden daha fazla ara frekansa sahip, çiftli süperheterodin alıcı kullanılır. Karıştırma katı Yüksek frekanslarda çalışan bir radar alıcısının Karıştırma Katının en önemli bileşeni çoğu kez bir karıştırma diyotudur. - farafr = falıcı – fosilatör - farafr = fosilatör – falıcı Bir negatif frekansı, pozitif bir frekanstan ayırt edebilen herhangi bir aygıt var olmadığından, aşağıdaki formülde verilen frekans farklarının „mutlak değerini“ ölçebiliriz: fAF = | fosilatör – falıcı | Sonuçtan farklı anlamlar çıkarabiliriz: bir ikinci, osilatör frekansına zıt bir değere sahip „eşleniklenmiş” (mirrored) frekansta aynı işi yapar. Örneğin 60 MHz lik ara frekans ve 1090 MHz lik osilatör frekansımız olsun, alıcı hem (1090 + 60 = 1150) MHz ve hem de (1090 - 60 = 1030) MHz ta çalışacaktır. Bunlardan biri istenmeyen eşlenik frekanstır! Bu yüzden eşlenik frekans süzgeci istenmeyen frekansı geçirmez. Ara Frekans-süzgeci Eşlenik frekans hariç, istenmeyen diğer tüm frekanslar ara frekans-süzgecinde bloke edilir. Ara frekans süzgeci, çoğu kez bir ya da birden daha fazla sayıda, sadece ara frekansı belirli bir ölçüde geçişine müsaade eden bant-geçiren-süzgeçlerden meydana gelir. Bu bant genişliği, örneğin, daha büyük Doppler frekanslı yansımaları almak için gereklidir. Radar alıcılarında bu bant genişliği çoğu kez 3 ila 5 MHz arasındadır ve bu değeri çok daha da aşabilir. Son olarak darbelerin, yükselen kenarında (rising edge) alındığını da belirtelim. Eğer ara frekans- süzgecinin bant genişliği dar ise, darbe yan kenarları kaybedilir ve dikdörtgen darbeler yerine, darbelerin temel frekansında (base frequency) bir frekansa sahip sinüs yarı-dalgaları alınır. Darbenin biçiminde (keza temel frekansın harmoniklerin de) bilgiler gizlenmiş olarak bulunur. Hatta bunları ortaya çıkarmak için bir karmaşık Fourier analiz yöntemi kullanılır. Bu nedenle, bu frekansların da aynı şekilde ara frekans süzgecinden geçmesi gerekir. Ara Frekans- yükselteci Bir süperheterodin alıcıdaki yükseltme işleminin en büyük bölümü Ara Frekans-yükseltecinde gerçekleşir. Yankı işaretlerinin geniş dinamik bölgesini işleyebilmek için değişik otomatik kazanç kontrol yöntemleri kullanılır. Demodülatör Resim 2: Osiloskop resmi Yüksek frekanslı salınımlardan, bir darbe olarak, sadece bir (sanal) zarf eğrisinin yarısına ihtiyaç duyulur. Resim 3: Bir basit demodülasyon devresi Resim 3: Bir basit demodülasyon devresi En basit demodülasyon bir diyot ve buna bağlı bir kondansatörle yapılır: Kondansatör burada bir alçak-geçiren-süzgeç gibi çalışır ve ara frekansın arta kalan bileşenlerini bloke eder. Burada gösterilen genlik-demodülasyonlarından yanında demodülasyon olanakları da vardır. Video yükselteci Video yükselteci video işaretlerini yükseltir ve takip eden devreye yönlendirir. Takip eden hatlardan ve modüllerden kaynaklanan, demodülatörü olumsuz etkileyebilecek geri beslemeler engellenir. Video yükselteci demodülatörden darbeleri alır ve bu darbeleri monitörde kullanılmak üzere yükseltir. Bir video yükselteç, aslında yüksek kazançlı transistörlerin kullanıldığı bir RC-bağlaşımlı (coupled) yükselteçtir. Alıcının çıkış katı normal olarak bir emetör takip edicidir (emitter follower). Emetör takip edici devrenin çıkışının empedansı küçüktür ve bu empedans kablo empedansı ile uyum sağlar (matching). Video darbeler kablo vasıtasıyla ekrana ulaşır. Osilatör Alıcı osilatörü, ara frekanslı işaretle karıştırılmak üzere gerekli yüksek frekanslı işareti üretir. Çoğu radarlar 30 ila 75 MHz arasında değişen değerlerdeki ara frekanslarda çalışırlar. Bu ara frekans, alıcıda yerel olarak üretilmiş frekansla, alınan frekans karıştırılarak üretilir. Bu yerel osilatörlerin alıcının işlevinde hayati bir önemi vardır ve uç frekans değerlerine kadar ayarlandığında bile frekans-kararlı çalışabilmelidirler. Örneğin, bir yerel osilatör 3000 MHz de çalışsın ve bir frekans-kararlılığı sadece % 0,1 olsun, bu 3 MHz lik bir dalgalanma demektir! Bu değer, bazen bir alıcının bant genişliğidir ve alıcı kanalın duyarlılığında kabul edilemez bir bozulma anlamına gelir. Yerel osilatörün çıkış gücü çoğu kez 20 ila 50 mW arasında değişen çok düşük değerlerdedir. (Takip eden karıştırma katı için bir küçük işaret seviyesi yeterli olmaktadır.) Osilatörlerin frekansı çok geniş bir bantta (1000 MHz e kadar) ayarlanabilir olmalıdır ve gönderim frekansındaki her değişikliği takiben, gönderim frekansı ve yerel osilatör frekansından bir sabit ara frekans oluşmalıdır. - alınan frekansın, ara frekansın üst yarısında bulunduğu („üstte- konumlanan osilatör“), ya da - alınan frekansın, ara frekansın alt yarısında bulunduğu („altta - konumlanan osilatör“) olabilir.