Исследование характеристик МШУ аппаратуры потребителей СРНС и условий его работы (лабораторная работа)

Цели работы

• Развить представления о характеристиках малошумящего усилителя (МШУ) аппаратуры потребителей (АП) спутниковых радионавигационных систем (СРНС), проверить его теоретические модели на эксперименте.
• Развить представления об используемых в СРНС сигналах, их характеристиках.
• Развить навыки использования радиотехнических измерительных приборов.

Состав стенда

• Векторный генератор сигналов R&S SMBV100A или аналог (возможно использование аналогового генератора и имитатора сигнала)
• Анализатор спектра и сигналов R&S FSV3 или аналог
• Исследуемый МШУ
• Пассивная антенна
• Соединительные кабели
• Источник питания для МШУ и тестового приемника
• Тестовый приемник
• Персональный компьютер с интерфейсной программой тестового приемника

Домашняя подготовка

1. Запишите математическую модель радионавигационного сигнала на выходе антенны. Укажите характерные значения параметров модели.
2. Запишите математическую модель, связывающую сигнал на входе и выходе МШУ НАП. Укажите характерные значения параметров модели.
3. Разработайте и опишите методику измерения коэффициента усиления МШУ и его АЧХ с помощью приборов, входящих в состав стенда.
4. Подготовьте ответы на контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Оценка мощности навигационных сигналов

Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки для измерения мощности эфирного сигнала, первое состояние (1 - пассивная антенна, 2 - МШУ, 3 - модуль навигационного приемника, 4 - персональный компьютер)

1.1. Собрать экспериментальную установку, изображенную на рисунке 1. Длинна кабеля, соединяющего выход пассивной антенны и вход МШУ, должна быть минимальной. В поле видимости антенны должно находиться не менее 1/6 небосвода.

1.2. Включить навигационный модуль, подать питание на МШУ.

1.3. Включить интерфейсное ПО используемого навигационного модуля. Установить связь с приемником.

1.4. Ожидать в течение нескольких минут захвата сигнала всех видимых спутников. В интерфейсном ПО открыть отображение оценок отношений сигнал/шум в каналах обработки. Перенести значения в отчет.

Рисунок 2 - Схема экспериментальной установки для измерения мощности эфирного сигнала, второе состояние (1 - векторный генератор (имитатор) сигнала, 2 - МШУ, 3 - модуль навигационного приемника, 4 - персональный компьютер)

1.5. Собрать экспериментальную установку, изображенную на рисунке 2, подключив вместо пассивной антенны ко входу МШУ векторный генератор сигналов (или другой имитатор сигналов при наличии).

Контрольные вопросы

1. Что такое МШУ НАП? Какие функции возлагаются на этот элемент?
2. Оцените характерную мощность полезного сигнала одного спутника на входе и выходе МШУ НАП, коэффициент усиления МШУ НАП. Предложите методику измерения коэффициента усиления МШУ НАП.
3. Оцените характерную мощность выходного сигнала МШУ НАП. Как соотносятся мощности полезных сигналов навигационных спутников и мощности собственного шума МШУ НАП? Оцените совместный коэффициент усиления МШУ и радиочастотного блока НАП (от выхода пассивной антенны до входа АЦП).
4. Дайте определение коэффициента шума. Оцените значение коэффициента шума МШУ НАП. Предложите методику измерения коэффициента шума МШУ НАП.
5. Предложите методику измерения полосы пропускания (усиления) МШУ НАП.