Модернизированные блоки преобразования частот (БПЧ) диапазонов волн 13 и 3.5 см со встроенными гетеродинами собраны в типовых термостатированных блоках, которые были разработаны для прежних высокочастотных блоков (БПТ) приемной системы радиотелескопа, не содержавших гетеродинов. В термостатируемой полости блока размещены разработанные в ИПА РАН микросборки широкополосных каналов (ШПК) на соответствующий диапазон волн и гетеродина с платой электропитания Р6209.
1. Микросборка ШПК 3.5 см
2. Микросборка ШПК 13 см
3. Микросборка гетеродина 8.08/2.02
4. Плата управления гетеродином Р4300
5. Плата электропитания Р6209-М
6, 7. Платы управления термостабилизацией блока
8-11. Входные и выходные СВЧ разъемы
12, 13. Низкочастотные разъемы управления и электропитания блока
Соединение СВЧ входов и выходов микросборок и гетеродинов с разъемами внутри блоков модернизированных БПЧ произведено 50-омным кабелем с малыми потерями типа РК-50-2-25. По сравнению со штатными БПТ число кабельных перемычек (4 перемычки с 8 разъемами) уменьшено в 4 раза, исключен внешний кабель подключения к гетеродину, что повышает надежность и улучшает согласование элементов схемы. Монтаж цепей электропитания микросборок выполнен экранированными проводами с целью повышения помехозащищенности устройств.
Сравнение параметров модернизированных БПЧ и штатных БПТ диапазонов волн 13 и 3.5 см (табл.) показывает, что БПЧ совместим с БПТ, но по ряду параметров разработанные блоки лучше прежних. Например, динамический диапазон расширен с 35-40 дБ до 56 дБ. Микросборки гетеродинов модернизированных БПЧ имеют фиксированную выходную мощность (10 мВт), которая находится в пределах оптимальных значений мощности для смесителей ШПК (7 – 16 мВт), что позволяет исключить индивидуальный подбор мощности сигнала гетеродина.
Таблица. Сравнение параметров модернизированных 2-канальных БПЧ и штатных БПТ.
| Параметр | Диапазон 13 см | Диапазон 3.5 см | ||
|---|---|---|---|---|
| БПЧ | БПТ | БПЧ | БПТ | |
| Диапазон входных частот, ГГц | 2.15–2.5 | 2.15-2.5 | 8.18-9.08 | 8.18-9.08 |
| Диапазон выходных частот, ГГц | 0.13-0.48 | 0.13-0.48 | 0.1-1.0 | 0.1-1.0 |
| Гетеродин | встроенный | внешний | встроенный | внешний |
| Необходимость подстройки мощности гетеродина | не требуется | требуется | не требуется | требуется |
| Коэффициент передачи, дБ | 35 ± 1 | 35 ± 4 | 35 ± 1 | 35 ± 2 |
| Неравномерность коэффициента передачи в полосе пропускания не более, дБ | 1.5 | 3 | 2 | 3 на частотах 8.2-8.9 ГГц спад до -5 дБ на частотах 8.9-9.08 ГГц |
| Коэффициент собственного шума, К | ≤ 180 | 1000-1500 | ≤ 300 | 1500-2000 |
| Вклад шумов блока в шумовую температуру системы, К | 0.4 | 2.0-3.0 | 1 | 3.0-4.0 |
| Ослабление зеркального канала, дБ | ≥ 60 | ≥ 60 | ≥ 30 | ≥ 30 |
| Максимальная выходная мощность (по 1 дБ компрессии АХ), мВт | 2.5 | 1 | 2.5 | 1 |
| Динамический диапазон, дБ | 56 | 35-40 | 56 | 35-40 |
| Количество высокочастотных разъемных соединений внутри блока | 8 | 24 | 8 | 24 |
Модернизированные БПЧ имеют меньший разброс значений коэффициента усиления, в них уменьшена неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе пропускания блока. АЧХ модернизированных БПЧ более плоская (волнистость АЧХ в полосе не превышает 2 дБ) и, кроме того, устранен спад усиления на частотах 8.9-9.08 ГГц.
Уровень собственных шумов модернизированных БПЧ в диапазоне 13 см снижен до 180 K (вместо 1000-1500 К у штатного БПТ), а в диапазоне 3.5 см до 300 K (вместо 1500-2000 K у БПТ). В диапазоне 3.5 см, где охлаждаемый малошумящий усилитель (МШУ) радиоприемной системы радиотелескопа имеет коэффициент усиления 27 дБ, а потери в коаксиальном кабеле между МШУ и БПЧ-около 0.5 дБ, вклад шумов БПЧ в шумовую температуру приемной системы радиотелескопа составляет всего 1 K. (Для штатного БПТ этот вклад составляет 3-4 K). В диапазоне длин волн 13 см также наблюдается уменьшения вклада шумов блока в общий шум приемной системы.
Для исключения влияния шумов зеркального канала их достаточно ослабить на 30 дБ. Однако, в основной канал приема могут проникать радиопомехи, создаваемые средствами радиосвязи и радиотехническими системами на частотах зеркального канала, особенно в диапазоне 13 см и в более длинноволновых диапазонах. Чтобы дополнительно ослабить помехи зеркального канала в диапазоне 13 см установлены дополнительные фильтры в БПТ, из-за чего увеличились шумы блока и их вклад в шумовую температуру системы. Модернизированный блок БПЧ с таким же ослаблением зеркального канала имеет шумы на 8 ÷ 10 дБ меньше.