521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 8

Transkriptio

1 538A ADIOEKNIIKAN PEUSEE Hajoitus 8. Kaksi saanlaista ijastinantnnia on astttu vastakkain tin täisyyll toisistaan. Antnnin alkaisija on D, ja aptuuiyötysu on η,6. oista antnnia syöttään 5 Ω:n gnaattoista, jonka to on W taajuulla Hz. Lask vastaanottill saatava to, kun toinn antnni on kytktty tään vastaanottin tuloon. Antnnin SAS,. Anna vastaus skä illiwattina, sibliilliwattina B ttä sibliwattina BW.. Lask Hlsingin ja Lojan välisn aiolinkkiytyn antnnin väiäiskokut, jotta. Fsnlin llipsoii on vapaa. Käytttävä taajuus on 6 Hz ja paikkakuntin välinn täisyys on n. 5 k. Ytysvälillä i ol kittäviä kokusoja tai aastostitä. 3. akastllaan oisn kuvan ukaista tilanntta, jossa vastaanottaan vaaka- li kotisuoalla polaisaatiolla aiolätystä taajuulla 96, MHz. Lätysantnnin kokus 3 ja ytysvälin pituus k. Lask vastaanottoantnnin optiikokus aan pinnasta, kun aan pinnan ijastuskoin ρ-. Mikä on vastaanotttu to pysty- li ynsuuntaislla polaisaatiolla sillä oltukslla, ttä ijastuskoin täll polaisaatioll olisi ρ? γ γ

2 538A ADIOEKNIIKAN PEUSEE Hajoitus 8. Oisssa kuvassa on sittty ään aiovastaanottin lokokaavio. Määitä a vastaanottin koinaläpötila ilan antnnia skä koko vastaanottojäjstlän koinaläpötila S antnni ukana b vastaanottin koinakoin F ja koinaluku NF koinato sibliilliwattina B tuloon usoituna k,38-3 J/K A K L 5,6 B 5 K B K B MHz 3 B 95 K 5. Kuvassa on sittty Hz:n linkkiaion vastaanottin lokokaavio. a Lask, kuinka suui kaaplin vainnus L saa kokintaan olla, jotta vastaanottin koinaläpötila on pinpi kuin 5 K. b Kun vastaanottin koinaläpötila 5 K ja antnnin koinaläpötila on A K, ääitä signaalikoinasu vastaanottin läössä, kun vastaanottin tulonapoiin saaaan -6 B:n tasolla olva yötysignaali. Lask signaalin to vastaanottin läössä b-koan tilantssa. A K L 5 B K L? B pys 9 K B Hz B K 3 B 3 K B MHz

3 538A ADIOEKNIIKAN PEUSEE Hajoitus 8 6. V- satlliitti sijaits k:n täisyyllä Maan pinnasta ja lättää W:n tolla Hz:n V- signaalia, jonka kaistanlvys on 7 MHz. Lätysantnni on ijastinantnni, jonka alkaisija on ja jonka sippauspinta fktiivinn pinta-ala on 85 % tollissta pintaalasta. Maa-asalla sijaits vastaanotin, jonka koko vastaanottojäjstlän koinaläpötila on sys 58 K. Myös vastaanottin ijastinantnnin fktiivinn pinta-ala on 85 % tollissta pinta-alasta. Määää tavittavan vastaanottoantnnin alkaisija, jotta vastaanottun kokalaatuisn V-signaalin signaalikoinasutksi saaaan 3 B. 7. Analysoi oisn kuvan sittään SSB- oulaattoin toiintaa syöttäällä siin signaali x t os π f t 8. Poliisi tutkaa liiknnttä :n päässä suoasta tistä. utkan toiintataajuus on Hz, lätysto P t W, pinin avaittavissa olva vastaanotttu to P,in pw ja antnnin vavistus 5 B. illä kulk auto nopulla 6 k/ ja sn tutkapoikkipinta-ala σ. Mikä on suuin tutkalla itattava Doppl- taajuus?

4 . atkaistaan antnnin ijastusktoin itsisavo: ρ SAS ρ ρ SAS SAS 3 Antnnilla on vavistus: t πaη π D ηf π D ηf, kun λ λ f ja D A π. Antnnin pätäyllisstä sovitukssta jotun gnaattoin koko to i n lätysantnniin, vaan siitä ijastuu osa ρ ja antnniin n osa - ρ. ällöin vastaanottopään antnni vastaanottaa ton P λ t π π D ηf λ ρ P t ρ P t π Koska yös vastaanottoantnni on päsovitttu, i tätä toa saaa kokonaan vastaanottin tuloon, vaan osa - ρ. Vastaanottin siis saaaan to P λ π D ηf λ ρ P t ρ P t ρ ρ,87 W Dsibliilliwattina: π π P t,87w P log 3, W B Dsibliwattina:,87W P log 33, W BW /8

5 . ilann on oisn kuvan ukainn. Fsnlin llipsoiin sä on λ f. Ytysvälin kskllä / λ f -> f 3, 7 Kuvasta saaaan: K K f K on aanpinnan fktiivinn sä K/3 on aioaallon kaautuissta aiutuva koin kskiäääisssä ilakässä, 638 k. ällöin antnnin kokut K K 85 3,7 f 85 3 /8

6 3/8 3. Suoaan nnn ja ijastunn aallon synnyttää kokonaisknttä vastaanottoantnnin luona on [ ] j E E β ρ, jossa E on lätysantnnin aiuttaa kntänvoiakkuus täisyyllä. Antnnin kokun optioiisksi on vaitiä uokattava uutn uotoon. Kuvan pustlla pät ytäältä ynuotoist koliot tan γ ja toisaalta suoakulaist koliot Suoaan tnvän aallon ja ijastunn aallon atkaoksi saaaan [ ] [ ] Knttä vastaanottoantnnin koalla on siis [ ] / j E E β Knttä on aksiissa, kun / β j. Vastaanottoantnnin kokuksi saaaan n n λ β π Matalin antnna saaaan, kun n, jolloin 5 Pystypolaisaatiolla ijastuskoin on, jolloin knttä vaakapolaisaatioll optioiull antnnikokulla on nolla ja vastaanotttu tokin on tällöin nolla

7 . a Muunntaan vavistukst linaailuvuiksi B ^ L 5,6 B ^3,63 3 B ^ Vastaanottin koinaläpötila: L ,63 559,85 K Vastaanottojäjstlän koinaläpötila: S A 659, 85 K b Vastaanottin koinakoin F 559,85,93 9 Koinaluku NFlog F,7 B Vastaanottin sisäännoon usoitu koinato P n k S B, ,85 6 9,593-3 W B:nä: log 9, , B /8

8 5. a Kaaplin sisäännoon usoitu koinaläpötila on: L pys L Vastaanottin koinaläpötila on L, issä /L ja /L. Linaailukuina: L 5 B3,6 ja B. pys L L pys pys L L pys L L L L L L L pys L L L L ,6 9 3,6,,3_ B b Vastaanottin sisäännoon usoitu koinato on P n k S B, ,66-3 W B:nä: log 9, ,5 B Ulostulossa koinato on P n,out -9,5-,3-53 B -5,58 B Ulostulossa signaalito on P s,out -6-, ,3 B SN out -5,3--5,58 B3,5 B Kutn avaitaan, olisi voitu laska suoaan yös tulonavoissa olvan signaaliton ja sisäännoon usoiun koinaton sutna. Kutn b-koassa laskttiin P s,out -6-, ,3 B 5/8

9 6. S/N3 B ^ f Hz k B7 MHz η,85 -> A pys, π sys 58 K P t W k,38-3 J/K Koinato: P n k sys B, W,6-3 W Aallonpituus: λ/f,5 Linkkibujtista saaaan vastaanotttu to: P P A A t t A 7,67 λ,85π,5 A Signaalikoinasutsta atkaistaan vastaanottoantnnin ala: S N A A A,67,6 3 pys,,89,85 A A pys, π A pys,, A,95,85 6/8

10 x t 7. Ylän ktojan skoittajan ulostulo: x t osπf tosπf t os [ π f f t] os[ π f f t] x t os xos y [ os x y os x y ] sin xsin y [ os x y os x y ] Alan ktojan skoittajan ulostulo: π π x t osπft osπft sinπftsinπft os[ π f f t] os[ π f f t] Lokokaavion ukaissti ulostulosignaali on näin otus: x t x t x t os os [ π f f t] [ π f f t] os[ π f f t] os[ π f f t] os[ π f f t] s. alan sivukaistan signaalit kuoavat toisnsa ja ulostulossa on vain yksi sivukaista. xt osillato f x t x t f -f f / f f / x t f f f f f -f f -/ f f 7/8

11 8. L P t W P,in pw 5 B 36. σ tutkapoikkipinta-ala v 6 k/. /s f Hz ->λ /f.3 v v α ax utka L i utka avaits Doppl-taajuun f ± v /λ, issä v ns. sätttäinn nopus, ts. sn nopusvktoin suuuus, joka osoittaa koti tutkaa. Kulan α pintssä sätttäinn nopus v kasvaa. Pinin kula α saavuttaan, kun auto sijaits juui toiintasätn ajalla MAX : MAX P t λ σ 3 P,in π π Kotn sätttäinn nopus on kuvan ukaissti: v v v osα, v issä L MAX osα Suuin oppl taajuus on tällöin f ± 3.3/.3 89 Hz. s sin α 6.5 L MAX 3.3 s 8/8