Амплитудное детектирование сигналов в приемнике в бистатических РЛС

Амплитудный детектор (демодулятор) предназначен для преобразования АМ сигналов в напряжение, соответствующее огибающей этого сигнала. В процессе детектирования происходит органическое изменение спектра: из суммы гармонических колебаний высоких (несущей и боковых) частот получаются низкочастотные составляющие модулирующего сигнала. Амплитудный детектор в большинстве случаев выполняется на основе диода, работающего в нелинейном режиме.

Принципиальная электрическая схема некогерентного амплитудного детектора представлена на рисунке 4.4. В состав детектора включен нелинейный элемент — диод VD. Необходимость нелинейного элемента вызвана тем, что процесс детектирования связан с трансформацией спектра сигнала. Диаграммы, поясняющие принцип работы демодулятора представлены на рисунке 4.5 [19].

Рисунок 4.4 - Принципиальная электрическая схема некогерентного амплитудного детектора на диоде

На диод поступает АМ сигнал S_АМ(t), в спектре которого имеются составляющая несущего сигнала и боковые составляющие (рисунок 4.5, а). В спектре отклика диода u_д(t) появляются новые составляющие: постоянная, составляющая модулирующего сигнала и высшие гармоники модулированного сигнала (рисунок 4.5, б).

Элементы R1 C1 образуют фильтр низких частот, который шунтирует высокочастотные составляющие спектра отклика и тем самым выделяют составляющую модулирующего сигнала и постоянную составляющую u_ФНЧ(t) (рисунок 4.5, в). Разделительный конденсатор C2 задерживает постоянную составляющую спектра и в спектре выходного сигнала присутствует только составляющая модулирующего сигнала u(t) (рисунок 4.5, г).

Эффективное подавление высокочастотных составляющих фильтром низких частот детектора возможно при выполнении условия 1/ w ₀С₁<< R ₁ << 1 / w C₁, где С₁ и R₁ элементы ФНЧ [19].

Недостатком данного детектора является изменение отношения сигнал-помеха на выходе демодулятора, что может привести к подавлению слабого сигнала сильной помехой. Поэтому при использовании данного детектора необходимо сначала подавлять помехи, а потом детектировать сигнал, т. е. применять додетекторную обработку сигнала [20].

Рисунок 4.5 – Процесс детектирования АМ сигналов

Коэффициент передачи амплитудного детектора определяется по выражению:

(4.6)

где R1 — сопротивление ФНЧ детектора;

Sср — средняя крутизна ВАХ диода.

На нелинейном участке диода возникают высшие гармоники. При постановке помех, блокируется базовая линия, тем самым, суммарный сигнал перемещается по вольт-амперной характеристике на начало координат (рисунок 4.6). Таким образом, происходит искажение Доплеровской частоты.

Рисунок 4.6 – Вольт-амперная характеристика диода и влияние помех на выходной сигнал