Смесители.
Смесители частоты предназначены для переноса информационного сигнала одной частоты (полосы частот) в другую частоту (полосу частот) без изменения закона модуляции. Основу смесителя составляет нелинейный элемент.
Упрощенная схема смесителя имеет вид:
рис. 25
где
СМ - смеситель;
Г - гетеродин.
На смеситель подаются два сигнала:
- входной сигнал;
- сигнал гетеродина.
В результате взаимодействия двух сигналов на выходе смесителя появляются ряд составляющих. Для доказательства пользуемся формулой (1.1).
На вход поступает два сигнала: 
и 
т.е.
(2.1)
Подставляя данное выражение в формулу полинома второй степени (для простоты расчета) и пользуясь формулами упрощения получим:
где
Кo, 
- постоянные составляющие;
- составляющие с исходными частотами;
- вторая гармоника fвх;
- вторая гармоника гетеродина;
и 
- комбинационные составляющие;
( W - w ) и (W +w ) - боковые частоты;
W - w - нижняя боковая частота (НБЧ);
W + w - верхняя боковая частота (ВБЧ).
Размещение составляющих показано на рисунке:
рис. 26
Теперь предположим, что на вход смесителя подается спектр частот от w1 до w2. В этом случае на выходе появятся вместо НБЧ и ВБЧ две боковые полосы частот. Каждая из них несет одну и туже информацию, поэтому в качестве полезного продукта преобразования используется только одна из боковых частот, которая выделяется полосовым фильтром. Сказанное поясняется рисунком:
рис. 27
На данном рисунке не показаны гармоники.
В качестве нелинейного элемента в смесителях СВЧ применяются специальные диоды:
- кремниевые с точечным контактом;
- кремниевые с микросплавным p-n-переходом;
- арсенид-галиевые с барьером Шоттки.
Все они обладают малыми потерями преобразования и малым коэффициентом шума.
В ВЧ трактах станции спутниковой связи для получения колебаний с требуемой частотой используется многоступенчатая система преобразования с использованием нескольких смесителей и умножителей частоты.
4.3. Малошумящие усилители.
На любые приемные устройства аппаратуры связи воздействуют шумы, которые можно разделить на две большие группы: внешние и внутренние.
У систем связи с космическими объектами основная доля суммарных шумов приходится на внутренние шумы приемника. При создании таких систем учитывают два важных фактора:
- Возможности повышения мощности передатчиков и параметров антенн ограниченны (определяются энергетикой ретрансляторов: вес, мобильность).
- Уровень принимаемых сигналов сопоставим с уровнем внутренних шумов приемных устройств.
Поэтому, для увеличения дальности и качества связи в технике связи, работающей в области СВЧ, применяют малошумящие усилители (МШУ), т.е. устройства с малым уровнем собственных шумов.
В качестве МШУ используются :
- Параметрические усилители (ПУ);
- Усилители на туннельном диоде (УТД);
- Транзисторные усилители;
- Молекулярные усилители (квантовые парамагнитные усилители - КПУ).
В военной технике связи широкое распространение получили ПУ, УТД, Транзисторные МШУ.
Как и все усилители МШУ характеризуются рядом параметров:
- Коэффициент шума (Кш);
- Ширина полосы рабочих частот (D F);
- Средняя рабочая частота (Fраб);
- Коэффициент усиления (Ку).
Особое значение в характеристике МШУ имеет Кш.
Кш (шум-фактор) определяет уровень шума, генерируемого в усилителе и показывает, во сколько раз он ухудшает соотношение сигнал/шум по мощности, по сравнению с идеальным МШУ:
где Рс(вых) ; Рс(вх) - мощность сигнала на входе и выходе МШУ;
Рш(вых) ; Рш(вх) - мощность шума на входе и выходе МШУ.
Коэффициент шума в децибелах численно равен:
Для приемных устройств у МШУ Кш близок к 1, поэтому для точной оценки их шумовых свойств пользуются понятием шумовой температуры Тш:
;
где То=293° К.
В этом случае считают, что приведенный к входу собственный шум усилителя создается согласованным с входом усилителя шумящим резистором с сопротивлением Rш=Rвх. Температура, которой должен обладать этот резистор, что бы создать на выходе шум реального усилителя и есть эквивалентная шумовая температура Тш.