【正文】 行描述。 無(wú)線電接收機(jī)的敏感特性 ? 無(wú)線電接收機(jī)是用來(lái)接收載有特定信息的電磁波的裝置 ? 通常把接收機(jī)的工作頻率設(shè)計(jì)在對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)的調(diào)諧頻率上，使接收機(jī)對(duì)其他頻段的信號(hào)的敏感度很低，基本上不響應(yīng)。但是實(shí)際的接收機(jī)敏感特性不是理想矩形的，因此對(duì)各種頻率的信號(hào)均有不同程度的響應(yīng)。那些不希望響應(yīng)的接收信號(hào)稱為無(wú)用信號(hào)，從電磁兼容的角度來(lái)看，接收機(jī)是對(duì)發(fā)射機(jī)發(fā)射的所有信號(hào)都可能響應(yīng)的接收設(shè)備。 接收機(jī)可能響應(yīng)的接收方式 同頻道響應(yīng) 鄰近頻道響應(yīng) 帶外響應(yīng) (可忽略 ) 同頻道響應(yīng) 每臺(tái)接收機(jī)都有自己的調(diào)諧頻率，在選擇性曲線中心頻率 f0處接收機(jī)響應(yīng)的信號(hào)電平大，當(dāng)信號(hào)電平下降 3 dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率寬度稱為基頻帶寬 fB1 同頻道響應(yīng)敏感度門限 調(diào)諧頻率附近的干擾信號(hào)和需要接收的信號(hào)同時(shí)被接收和放大，即使是電平相當(dāng)小的干擾信號(hào)也會(huì)被響應(yīng)。因此在同頻道響應(yīng)中，按最嚴(yán)重的情況分析，接收機(jī)的敏感度門限值等于接收機(jī)的噪聲電平 如果持有該噪聲電平的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以按正態(tài)分布采用概率統(tǒng)計(jì)方法求其平均噪聲電平 Pr(fro)。如果沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)，可由噪聲功率公式直接計(jì)算，并作為同頻道敏感度門限值。 同頻道響應(yīng)敏感度門限 Pr(fro)=FkTfBr (5． 7) 式中， F為噪聲系數(shù)； T為熱力學(xué)溫度； k為玻爾茲曼常數(shù) k=1． 38X1023J／ K； fBr為接收機(jī)帶寬。 通常將式 (5． 7)表示為分貝值，并且指定溫度為20oC，即 T=293。于是得 Pr(fro)=174 10lgfBr+FdB (5． 8) 其中， FdB是 F的分貝值。 鄰近頻道響應(yīng) 鄰近頻道響應(yīng)是指接收機(jī)在對(duì)同頻道區(qū)段以外偏離調(diào)諧頻率很多的干擾信號(hào)的敏感響應(yīng) 如若 60dB敏感電平對(duì)應(yīng)的接收機(jī)帶寬為 fBx，則它與同頻道帶寬 fBr之比 fBx／ fBr≥2． 5倍者占 90％，fBx／ fBr≥4倍者占 50％， fBx／ fBr≥8倍者占 20% 鄰近頻道干擾會(huì)在接收機(jī)內(nèi)產(chǎn)生非線性效應(yīng)，例如使有用信號(hào)增益降低，發(fā)生交調(diào)和互調(diào)現(xiàn)象等 鄰近頻道 ? 鄰近頻道敏感特性可由中頻選擇性的分段線性化函數(shù)來(lái)近似表示 ? 如以選擇性特性相差 3 dB， 20 dB， 60 dB決定相應(yīng)的頻率偏移△ f，可畫出鄰近頻道敏感特性 鄰近頻道敏感特性 式中， S(△ f)為用分貝表示的敏感電平； △ f為偏離中心頻率 fr0的區(qū)段內(nèi)頻率變量； △ Bi為所在頻率區(qū)段的頻率寬度； S(△ Bi)為所在頻段內(nèi)的敏感特性的常數(shù)； Ai為各頻率區(qū)段的選擇性曲線斜率。 鄰近頻道敏感特性分析舉例 某飛機(jī)著陸導(dǎo)航系統(tǒng)雷達(dá)接收機(jī)調(diào)諧中心頻率 1250MHz,調(diào)諧帶寬△ fB1=2MHz,中頻敏感電平為 20dB時(shí) ,帶寬為△ fB2=4MHz,當(dāng)敏感電平為 60dB時(shí)中頻帶寬為△ fB3=8MHz,分析敏感特性曲線。 解：由題意知 ,同頻道帶寬 2MHz,其頻率偏移△ fl=△ fB=1MHz,敏感電平 20dB對(duì)應(yīng)帶寬 4MHz,其頻率偏移△ f2=2MHz,60dB對(duì)應(yīng)的頻寬為 8MHz,其頻率偏移△ f3=4MHz。 設(shè)在△ f≤1MHz 時(shí) ,敏感電平 S(△ f)=0,常數(shù) S(△ B1)=0,代入式,則有 0=0+A1lg(2MHz/△ B1),解得 A1=0。在該段內(nèi)線性化特性為 S(△ f)=0。 在 1MHz△ f≤2MHz 內(nèi) ,△ f=2MHz,S(△ B2)=0,S(△ f)=20dB,所在頻率區(qū)段帶寬△ B2=1MHz代入式 ,20=0+A2lg(2MHz/1MHz) 解得 A2=67。在該段內(nèi)線性化特性為 S(△ f)=67lg(△ f/△ B2)。 在 2MHz△ f≤4MHz 內(nèi) ,△ B3=2MHz,當(dāng)△ f3=4MHz時(shí) S(△ f)=60dB △ f2=2MHz時(shí) ,特性常數(shù)項(xiàng) S(△ B3)=20dB,代入式 ()中，60=20+A3lg(△ f/△ B3)，解得 A3=133。在該段內(nèi)線性化特性為 S(△ f)=20+133 lg(△ f/△ B3)。 如果△ f=3MHz，代入上式得 S(△ f)=43dB。 ? 天線的方向性函數(shù)就是描寫天線的輻射作用在空間的相對(duì)分布情況的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ? 方向圖則是相應(yīng)的圖解表示 ? 天線的輻射特性根據(jù)它的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)確定 ? 場(chǎng)強(qiáng)振幅的方向性函數(shù)是以天線為中心，以某一恒定距離為半徑的球面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)振幅隨方位 θ， φ變化情況的描述，表示為 E(θ， φ)。通常用天線的歸一化方向性函數(shù) F(θ， φ)來(lái)表示： F(θ， φ)=|E(θ,φ)|/|Emax| (5． 10) 式中， E(θ， φ)為天線在任意方向上的輻射場(chǎng)強(qiáng)； Emax為天線在最大輻射方向上的輻射場(chǎng)強(qiáng)。 大多數(shù)天線的方向性函數(shù)為實(shí)數(shù)，表示為 F(θ， φ)。但是，當(dāng)它為復(fù)數(shù)且需要用它來(lái)計(jì)算其他特性時(shí)，應(yīng)表示為 |F(θ， φ)|，以示僅取其模。 ? 廣義來(lái)說(shuō)，天線的輻射作用分布于整個(gè)空間，因而天線的方向圖是一個(gè)三維空間的立體圖形， 定向輻射天線的立體方向圖 由于立體圖形畫起來(lái)困難，常用兩個(gè)平面的圖形來(lái)表征 平面方向圖 ? 平面方向圖可以用直角坐標(biāo)也可以用極坐標(biāo)描繪?？梢园褮w一化場(chǎng)強(qiáng)值換算成分貝數(shù)，用分貝數(shù)所繪成的方向圖稱為分貝方向圖 ? 天線的主平面方向圖都是呈花瓣形狀，故有時(shí)稱波瓣圖。最大輻射方向的波瓣稱為主瓣，其余方向的波瓣稱為旁瓣或副瓣，位于主瓣正后方的波端稱后瓣。 ? 在只有一個(gè)主瓣的方向圖中，通常用兩個(gè)主平面中的主瓣寬度來(lái)衡量輻射功率的集中程度。主瓣寬度系指由坐標(biāo)原點(diǎn)向主瓣兩側(cè)某值處引兩條射線的夾角大小。對(duì)于用場(chǎng)強(qiáng)表示的方向圖，以最大場(chǎng)強(qiáng)值的 0． 707倍作為主瓣寬度角的兩側(cè)引線點(diǎn)，對(duì)于用功率密度表示的方向圖，以最大功率的一半作為主瓣寬度角的引線點(diǎn)。 副瓣 副瓣代表了天線在不需要的方向上的發(fā)射或接收能力。因此希望它越小越好。副瓣電平是指所有副瓣中的最大值與主瓣最大值之比的分貝數(shù)： BLdb=20lg|Esm|/|Eom| 式中， Esm為副瓣中電場(chǎng)強(qiáng)度最大值； Eom代表主瓣電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值。 歸一化場(chǎng)強(qiáng)方向圖 直角坐標(biāo)歸一化場(chǎng)強(qiáng)方向圖 極坐標(biāo)歸一化場(chǎng)強(qiáng)方向圖 功率密度方向函數(shù)和功率方向圖 天線輻射的電磁波能量的空間分布除用場(chǎng)強(qiáng)振幅表示外，還可以用功率密度來(lái)表示，把它稱為功率密度方向函數(shù)和功率方向圖。歸一化的功率密度方向函數(shù) P(θ， φ)表示為 P(θ， φ)=|S(θ,φ)|/Sm (5． 11) 式中， S(θ， φ)為輻射功率密度的空間分布。 Sm為功率密度最大值。 在功率方向圖中，副瓣功率電平 BLdb等于 BLdb=10lgSsm/Som (5． 12) 式中， Ssm為最大副瓣功率密度； Som為主瓣功率密度的最大值。 方向性系數(shù) D 為了精確地表示某一天線的方向性能，或用于比較不同天線的方向性能，必需引入一個(gè)參考的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)被研究的天線與參考標(biāo)準(zhǔn)天線的比較，定量地描述它在最大輻射方向上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的倍數(shù) 通常取一個(gè)假想的無(wú)方向性天線，假設(shè)它在空間各個(gè)方向上具有均勻的輻射功率，把它作為參考標(biāo)準(zhǔn)，可以想象，這個(gè)無(wú)方向性天線的立體方向圖是一個(gè)球面 天線的方向性越強(qiáng)，輻射就越集中，它在最大輻射方向上的功率密度就越大，所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)就越強(qiáng) 方向性系數(shù) D Smax， Emax分別為被研究天線在它最大輻射方向上產(chǎn)生的輻射功率密度和電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。 S。， E0分別為同樣輻射條件下理想?yún)⒖继炀€在該處產(chǎn)生的功率密度和電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。 方向性系數(shù)與其方向性函數(shù)有關(guān) P總 =P0得 增益系數(shù) 天線方向性特性和效率的雙重描寫，在相同的輸入功率下，被研究天線在其最大輻射方向上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅平方與無(wú)方向性參考天線在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅平方值的比定義為增益系數(shù) G：式中， PA和 PAO分別為被研究天線和參考天線的輸入功率 增益系數(shù)和方向性系數(shù) 增益系數(shù)以輸入功率計(jì)算，方向性系數(shù)以輻射功率計(jì)算。因此兩者關(guān)系式為 其中， η為天線效率。它表示天線不可能把輸入的功率 Pm全部輻射出去，總有一部分損耗掉， η1。 簡(jiǎn)化方向圖 二級(jí)鑰匙形簡(jiǎn)化方向圖如圖 (a)所示。它在主平面上的方向圖如圖 (b)， (c)所示 四級(jí)量化方向圖 在無(wú)意輻射區(qū)內(nèi)，以測(cè)實(shí)副瓣增益的平均值作圓弧構(gòu)成旁瓣。這種鑰匙形平面方向圖也稱二級(jí)量化方向圖。有時(shí)還用四級(jí)量化方向圖表示方向圖中復(fù)雜的增益變化。四級(jí)量化鑰匙形