Импульсно–модулированный СВЧ передатчик - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Анализ технического задания и выбор структурной схемы импульсно–модулированного СВЧ передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на диоде Ганна. Расчет колебательной системы. Параметры выходного усилителя на лавинно–пролетном диоде.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Таганрогский Государственный Радиотехнический
1. Анализ технического задания и выбор структурной схемы
2.1 Выбор конструкции и эквивалентной схемы
Радиотехнические системы СВЧ диапазона имеют широкую область применения. В состав большинства из них входят радиопередатчики - устройства, в значительной степени определяющие надежность и долговечность всей системы в целом [5].
Проблема создания многофункциональной, высоконадежной, экономичной и малогабаритной аппаратуры решается путем миниатюризации применяемых активных приборов и колебательных систем на основе использования полупроводниковых приборов и интегральных схем. Раньше прогресс в указанном направлении целиком и полностью определялся уровнем развития технологии изготовления транзисторов. Однако появившиеся в конце 60-х годов ХХ столетия полупроводниковые генераторные диоды СВЧ составили серьезную конкуренцию транзисторам, и в настоящее время, благодаря успехам современной технологии, значительно превзошли их по ряду важнейших показателей [1, 5].
По сравнению с транзисторами генераторные диоды СВЧ обладают существенными преимуществами по максимальной частоте генерации, выходной мощности на частотах выше 5 ГГц, надежности, технологичности и массогабаритным характеристикам. Эти приборы выделены в отдельный класс электронных приборов - полупроводниковые генераторные диоды СВЧ или диоды с отрицательным сопротивлением, к которым относятся лавинно - пролетные диоды (ЛПД), диоды с междолинным переносом электронов (МПД), называемые диодами Ганна, лавинно - ключевые диоды (ЛКД), инжекционно - пролетные диоды (ИПД).
В данном курсовом проекте будет рассмотрено проектирование СВЧ - передатчика с частотной модуляцией. Необходимо будет рассчитать задающий генератор на диоде Ганна и выходной усилитель на лавинно-пролетном диоде.
1. Анализ технического задания и выбор структурной схемы
Анализируя техническое задание и учитывая рабочую частоту 15 ГГц, выберем в качестве задающего генератора диодный генератор. Так как диоды СВЧ превосходят транзисторы по ряду важнейших показателей. В качестве диода СВЧ выберем диод Ганна [2].
Сигнал с выхода генератора подается на модулятор. Модулятор собран на волноводном Е-тройнике, в боковом плече которого находятся переключающий диод и короткозамыкающий поршень.
Генератор не дает нам требуемой выходной мощности. Поэтому на выходе необходимо поставить усилитель.
В зависимости от способа включения источника входного сигнала и нагрузки различают проходные и отражательные диодные усилители [1].
В проходных усилителях для связи резонатора с источником сигнала и нагрузкой используются два отдельных элемента связи; при этом резонатор с диодом включается по схеме четырехполюсника. В отражательных усилителях для связи резонатора с источником сигнала и нагрузкой используется ферритовый циркулятор, при этом резонатор включается по схеме двухполюсника.
Наибольшее практическое применение находят отражательные усилители, так как они существенно превосходят проходные усилители по выходной мощности, полосе пропускания, коэффициенту шума и чувствительности к изменению параметров нагрузки.
Выберем усилитель отражательного типа с ферритовым циркулятором.
Анализируя выше сказанное, получим следующую структурную схему - модулированного СВЧ передатчика.
Рис. 1. Структурная схема частотно - модулированного СВЧ передатчика.
2.1 Выбор конструкции и эквивалентной схемы
Конструкции генераторов на диодах Ганна (ДГ) подобны конструкциям генераторам на других активных элементах и включают в себя резонансную колебательную систему, элементы связи с нагрузкой, элементы связи ДГ с колебательной системой и подачи питания на диод [2].
Колебательные системы генераторов могут быть образованы отрезками волноводных, коаксиальных или полосковых линий, а также элементами с сосредоточенными параметрами.
Волноводная конструкция характеризуется наименьшими потерями и соответственно, наибольшей добротностью, сравнительно узким диапазоном механической и электрической перестройки по частоте, удобна при построении многодиодных генераторов. Связи с нагрузкой осуществляется через накладываемые или встроенные индуктивные или емкостные диафрагмы. Возможно использование волноводов прямоугольного и эллиптического сечения. Для уменьшения размеров иногда волновод заполняют диэлектриком.
Коаксиальная конструкция характеризуется простотой, большим диапазоном механической и электрической перестройки. Генераторный диод устанавливается обычно в разрыв центрального проводника коаксиала. Может быть использована любая (кондуктивная, индуктивная, емкостная, дифракционная) связь с нагрузкой.
Достоинствами микрополосковых конструкций генераторов являются малые габариты и масса, дешевизна и технологичность. Эти конструкции удобны при использовании бескорпусных диодов. Добротность микропоплосковых резонаторов сравнительно мала. При низкой добротности ухудшаются шумовые параметры генератора. Микрополосковые конструкции обычно используются на частотах не выше 20 ГГц. Более технологичны несимметричные полосковые линии.
Выдерем волноводную конструкцию генератора.
Несмотря на многообразие конструкций генераторов их анализ проводится в соответствии с единой методикой.
Эквивалентная схема генератора при использовании короткозамкнутого отрезка линии показана на рис.2, где Y o - проводимость нагрузки, трансформированная к зажимам ДГ, l - длинна короткозамкнутой линии, r к - сопротивление потерь (в дальнейшем его не учитываем), - ёмкость и индуктивность корпуса диода, - активная и реактивная электронные проводимости кристалла [2].
Рис. 2. Эквивалентная схема генератора.
Реактивная проводимость кристалла может носить как индуктивный, так и емкостный характер. В работе будет использована емкостная проводимость кристалла. На рис.3. Приведена эквивалентная схема генератора с емкостной проводимостью кристалла, где В к - реактивная проводимость отрезка линии, С кр - эквивалентная емкость, учитывающая реактивную проводимость кристалла, - суммарная активная проводимость нагрузки и потерь резонатора, трансформированная к зажимам ДГ. импульсный модулированный передатчик усилитель
Рис. 3. Эквивалентная схема генератора с емкостной проводимостью кристалла
В соответствии с рабочей частотой f = 15 ГГц, выберем диод типа 3А724А, параметры которого приведены в табл. 1.
Определим КПД контура, положив добротность нагруженного контура , добротность ненагруженного контура .
где - коэффициенты нелинейности. Примем , , .
Суммарная активная проводимость, трансформированная к зажимам ДГ
Воспользуемся аппроксимацией активной проводимости ДГ полиномом шестой степени
- максимальная величина проводимости. Ее можно найти по формуле
Для эквивалентной схемы на рис.3 нелинейное дифференциальное уравнение относительно напряжения на кристалле (проводимости ) имеет вид
Решение этого уравнения дает амплитуду напряжения на проводимости
Мощность потребляемая от источника питания
Для резонатора используем короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода сечением 16х8 мм 2 . Волноводная конструкция характеризуется наименьшими потерями и соответственно, наибольшей добротностью. Диод включен в центре волновода. Наполнение воздушное (, ). Определим параметры колебательной системы [2].
Длина волны в свободном пространстве:
Для определения длины резонатора зададимся следующими параметрами ДГ:
Усилитель выбираем отражательного типа [1] на лавинно - пролетном диоде. Возьмем ЛПД типа АА730Г, его параметры приведены в табл.2.
Определим необходимое число диодов ():
Следовательно нужно использовать 3 диода. Мощность одного диода:
Малосигнальное сопротивление p-n перехода
Реактивное сопротивление p-n перехода
Определим сопротивление p-n перехода в рабочем режиме[2]
Сопротивление диода определяем, используя тот факт, что геометрические размеры полупроводниковой структуры настолько малы, что практически во всем СВЧ диапазоне она может быть представлена схемой на сосредоточенных элементах, входное сопротивление которой Zk= rk + jXk определяется электронными процессами в диодном промежутке. При воздействии на диод ВЧ ЭМП конструктивные элементы контура создают дополнительные реактивные сопротивления, поэтому полное сопротивление диода определяют на основании эквивалентной схемы диода [2]:
- емкость керамической втулки между электродами;
- индуктивность, обусловленная точками СВЧ, растекающимися по поверхности шляпки корпуса от контакта ее с резонатором.
Для приведенной эквивалентной схемы полное сопротивление диода определяется соотношениями:
где - активное сопротивление полупроводниковой структуры, Rs - сопротивление потерь;
- реактивное сопротивление полупроводниковой структуры,
Рассчитаем сопротивление внешней цепи (сопротивление резонатора, приведенное к зажимам диода) из выражения для резонансного коэффициента усиления.
Расчетная мощность на выходе генератора , считаем, что за счет увеличения потерь при подключении управляющего диода, не идеальности согласования, затухания, потерь в циркуляторе и вентиле мощность уменьшится приблизительно в 2 раза.
Примем , для его обеспечения определим R P :
Реактивная часть сопротивления резонатора должна быть равна Ом для выполнения баланса фаз.
Для получения необходимого R P высота волновода должна быть равной
Волновое сопротивление и высота четвертьволнового трансформатора
В качестве переключающего диода возьмем диод КА601, его параметры приведены в табл.3.
Импульсный модулятор представляет собой короткозамкнутый шлейф с установленным в нем переключающим диодом. Принцип действия модулятора основан на резком изменении сопротивления диода при переключении напряжения смещения на нем.
Выбираем длину шлейфа см и расстояние от входа шлейфа до плоскости включения диода см.
Наибольший переключающий эффект может быть получен при переключении схемы из состояния последовательного резонанса к параллельному. Последовательный резонанс осуществляется при закрытом диоде: . При этом полное сопротивление диода и составляет Ом. Для обеспечения последовательного резонанса обратное смещение подбирают таким образом, чтобы пФ.
Напряжение обратного смещения для найденного значения емкости
При переключении диода в открытое состояние полное сопротивление диода становится равным
Полной настройки на параллельный резонанс не происходит , однако сопротивление диода резко возрастает. Учитывая, что принимаем входное сопротивление шлейфа .
Постоянное смещение на диоде выбирается из условия допустимой мощности, рассеиваемой диодом, таким образом, чтобы обеспечить прямое сопротивление Ом:
Давыдова Н.С., Данюшевский Ю.З. Диодные генераторы и усилители СВЧ. - М.: Радио и связь, 1986. - 184 с.
Алексеев Ю.И. и др. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Радиопередающие устройства». Ч.2. Проектирование генераторов на диодах Ганна. - Таганрог: ТРТИ, 1985. - 53с.
Проектирование радиопередатчиков: Учебное пособие для вузов; под ред. В.В. Шахгильдяна. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 2000. - 656с.
Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учебное пособие для вузов; под ред. Г.М. Уткина. - М.: Советское радио, 1979. - 320с.
Коган В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981. - 400с.
Проектирование амплитудно–модулированного СВЧ–передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на диоде Ганна и выходного усилителя на лавинно–пролетном диоде. Выбор конструкции и эквивалентной схемы, определение электронного режима. курсовая работа [160,4 K], добавлен 20.09.2011
Обоснование структурной схемы. Электрический расчет. Выбор усилительного полупроводникового прибора. Расчет выходного фильтра. Выбор стандартных номиналов. Электрическая схема оконечного мощного каскада связного передатчика с частотной модуляцией. курсовая работа [411,7 K], добавлен 14.11.2008
Создание высоконадежной, экономичной и малогабаритной приемо-передающей аппаратуры. Расчет параметров устройств передатчика, электронного режима генератора и колебательной системы. Осуществление частотной модуляции. Расчет параметров усилителя. контрольная работа [332,0 K], добавлен 24.09.2011
Анализ существующих методов построения проектируемого передатчика. обоснование технологических требований. Расчет выходного усилителя мощности, задающего генератора. Выбор и описание работы и характеристик модуля. Расчет коэффициента полезного действия. курсовая работа [618,8 K], добавлен 22.04.2015
Расчет входного сопротивления антенны. Построение структурной схемы передатчика. Расчет выходного усилителя, колебательной системы. Цепи питания высокочастотных каскадов. Промышленный коэффициент полезного действия. Система управления, блокировки. курсовая работа [3,7 M], добавлен 29.08.2015
Разработка эскизной документации на передатчик дуплексной радиостанции, создание его функциональной схемы. Расчет параметров усилителя мощности и фильтра гармоник. Проектирование конструкции задающего генератора, выходного каскада передатчика, диплексера. дипломная работа [3,5 M], добавлен 22.06.2012
Выбор способа получения частотной модуляцией. Расчет транзисторного автогенератора на основе трехточки. Выбор структурной схемы возбудителя. Электрический расчет режимов каскадов тракта передатчика. Проектирование широкодиапазонной выходной цепи связи. курсовая работа [691,1 K], добавлен 29.03.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Импульсно–модулированный СВЧ передатчик реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Обвалы и лавины
Реферат по теме Витамины, их роль в жизни человека
Психолого Педагогическое Сопровождение Темы Диссертации
Ремонт Поршневой Группы Д 240 Реферат
Статистический Метод Реферат
Мини Научное Сочинение
Особенности Расследования Дорожно Транспортных Преступлений Курсовая
Сочинение По Произведению Бесприданница Островский
Реферат по теме Дворцовые перевороты в России 18 в.
Реферат: Экономикщ-стетестический анализ численности и движения рабочей силы
Реферат По Юридической Технике
Бахтин Сочинения В 7 Томах
Молчалин Сочинение
Курсовая работа по теме Сатирические жанры в современной печати (на материале газеты "Наше Время")
Реферат: Современные исследования сенсорно-перцептивных процессов
Реферат На Тему Основные Формы Реализации Права
Курсовая работа по теме Понятие кредита в Республике Казахстан
Контрольная Работа Финансирования В Сфере Культуры
Эссе Безалкогольная
Реферат: Классификация конфликтов
Вибраторные излучатели фазированных антенных решеток - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа
Учет расчетов и анализ по оплате труда ООО "Юнион" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Вклад Екатерины II в образование - История и исторические личности реферат