Передатчик для станций РЛС в определенной полосе частот, с выходной мощностью 7 Вт - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Передатчик для станций РЛС в определенной полосе частот, с выходной мощностью 7 Вт

Структурная схема современного передатчика. Анализ способов формирования ЛЧМ сигнала. Характеристики управляемых по частоте генераторов. Расчет устройства, выбор элементной базы, синтез функциональной схемы. Генератор импульсов на двух инверторах.


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.

Они используются в качестве базовых при формировании непрерывных ЧМ сигналов треугольной, пилообразной или зигзагообразной формы, либо сигналов с V-, М-образной ЧМ, импульсных последовательностей, а также сигналов, разнесенных по спектру. Эти сигналы при надлежащем выборе их параметров обеспечивают высокую разрешающую способность одновременно по дальности и скорости, сохраняя при этом все достоинства ЛЧМ сигналов. Благодаря отмеченным преимуществам, а также тому, что методы и устройства обработки ЛЧМ сигналов и сигналов, построенных на их основе, хорошо разработаны, эти сигналы привлекают внимание специалистов многих отраслей техники.
Кроме сигналов с линейным (или кусочно-линейным) законом ЧМ используют сигналы с нелинейным законом ЧМ. Это позволяет уменьшить отношение сигнал-шум или повысить разрешающую способность и по дальности, и по скорости. Сигналы с дискретной ЧМ применяются в системах связи, радиолокации и часто используются как сигналы, аппроксимирующие требуемый (линейный или нелинейный) закон изменения частоты.
Частотно-модулированные сигналы нашли применение в различных областях радиотехники, так как они обеспечивают высокую помехоустойчивость, точность измерения параметров облучаемых объектов, возможность работы ниже уровня шумов и др. В качестве примера можно назвать гидролокаторы, системы электрического сканирования диаграммы направленности антенн в РЛС, ультразвуковые локаторы, применяемые слепыми н при исследовании работы сердца, анализаторы спектра, рефлектометры и т.п. Большое внимание уделяется устройствам, в которых, с помощью ЛЧМ сигналов осуществляются различные частотно-временные преобразования входного сигнала. Использование этих устройств, например, для растяжения временного масштаба в ряде случаев позволяет снизить стоимость приемной аппаратуры и применить менее быстродействующие аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
2. Выбор и обоснование структурной схемы

Рисунок 3 - Обобщенная структурная схема современного радиопередатчика
Рассмотрим назначение отдельных элементов. Задающий генератор (или возбудитель) 1 генерирует высокостабильные колебания в заданном диапазоне частот. Далее эти колебания усиливаются в предварительных каскадах 2 и поступают на оконечный усилитель мощности 3. Усилитель мощности 3 обеспечивает на выходе антенны (или фидера) заданную мощность ВЧ колебаний. Антенная система 4 излучает ВЧ колебания в пространство. Для управления ВЧ колебаниями служит модуляционное (или манипуляционное) устройство 5. Если передатчик работает с амплитудной модуляцией, то модуляционное устройство воздействует на оконечный или предоконечный каскады. Если передатчик работает с частотной модуляцией (манипуляцией), то модуляция (манипуляция) осуществляется в задающем генераторе 1. Устройство контроля 7 поддерживает заданный тепловой режим передатчика, а также дает информацию о режиме работы передатчика и обеспечивает его включение и выключение, безопасность обращения с ним обслуживающего персонала. Источники питания 6 необходимы для подачи заданных напряжений на транзисторы передатчика.
Одним из основных элементов современного возбудителя радиопередатчика является синтезатор частот, который во многом определяет параметры всего возбудителя в целом.
Рисунок 4 - Структурная схема устройства формирования ЛЧМ сигналов пассивным методом
При конструиро вании дисперсионных ЛЗ возникают трудности из-за генерации объемных волн, отражений от краев пластины и концов штырей, из-за неточности изготовления преобразователей. В результате оказываются ограниченными максимальная база, центральная частота и ширина полосы формируемого сигнала.
По ряду параметров лучшими являются дисперсионные ЛЗ на отражательных решетках, нанесенных в виде рисок или канавок на поверхности пластины (которая может и не быть пьезоэлектрической). В таких устройствах дефекты изготовления сказываются слабее. Для компенсации фазовых отклонений в отражательных решетках на пути распространения ПАВ помещают профилированную металлическую пленку, ширину которой подбирают опытным путем. В дисперсионных ЛЗ часто применяют коррекцию огибающей, позволяющую уменьшить уровень боковых лепестков сжатого сигнала. Для этого изменяют длину перекрытия штырей в преобразователе, длину или глубину канавок в отражательных решетках и др.
Известны устройства пассивного формирования ЛЧМ сигналов в СВЧ диапазоне с помощью дисперсионных радиоволноводов или антенных устройств. Разработаны методы расчета профиля волновода или расположения, элементов антенны, чтобы закон внутриимпульсной ЧМ выходного сигнала был близок к заданному.
2) Формирование ЛЧМ сигналов в управляемых по частоте автогенераторах. На рис. 5 изображена структурная схема функционального генератора.
Рисунок 5 - Структурная схема функционального генератора
Автогенераторы электромагнитных колебаний, управляемые по частоте напряжением, находят широкое применение в различных диапазонах от инфранизких до сверхвысоких частот, а также в оптическом диапазоне; они весьма разнообразны по используемым активным элементам и по параметрам. Рассмотрим некоторые типы генераторов, управляемых по частоте напряжением, с точки зрения использования их для формирования ЛЧМ сигналов.
Таблица 1 - Характеристики управляемых по частоте генераторов
3) Формирование ЛЧМ сигналов с помощью фазовых модуляторов
Сигналы с ЛЧМ можно формировать с помощью управляемого фазового модулятора (УФМ), подавая в качестве управляющего напряжение такой формы, чтобы фаза выходного сигнала менялась во времени по квадратичному закону.
Устройства фазовой модуляции выполняются дискретными (например, в виде переключателя фазы со сглаживающим фильтром) и непрерывными. В качестве УФМ используют ЛБВ, усилительный клистрон, фазовращательную ЛБВ и т. д. Удачным решением является применение управляемой линии задержки в виде; индуктивности с отводами, к которым подключены варикапы, так что входное сопротивление УФМ имеет емкостный характер. Эта цепь используется для интегрирования линейно меняющегося входного сигнала. Широко применяются УФМ, в которых управление происходит за счет изменения емкости диода, включенного в отрезок волновода, в резонансный контур промежуточной частоты или в отвод линии задержки. Устройства фазовой модуляции отличаются малыми массой и габаритами, высокой надежностью, тепловой и радиационной стойкостью.
Для уменьшения требуемой девиации фазы можно использовать также умножение частоты в последующих каскадах. Однако при фильтрации нужной гармоники ЛЧМ сигнала в умножителе частоты предъявляются жесткие требования к линейности фазочастотной характеристики фильтра в пределах полосы.
Рисунок 6 - Структурная схема передатчика РЛС
Вариант простейшего генератора (мультивибратора) показан на рис. 7а. Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. "1" (выход D1.2 лог. "0"), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. "0", D1.2 - "1". В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. Резистор R2 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на расчетную частоту, номинал резистора R1 выбираем значительно больше R2 (R2<0,01R1). Ограничительный резистор (R2) иногда устанавливают последовательно с конденсатором. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауза (tо) будут почти одинаковыми: tи=to=0,7R1C1. Полный период T=1,4R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м...10 МОм; 300 пф...100 мкФ.
При использовании в схеме (рис. 7б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметричность импульсов нарушается tи=1,1R1C1, to=0,5R1C1, период T=1,6R1C1.
Рисунок 7 - Генератор импульсов на двух инверторах
передатчик сигнал генератор импульс
При стабилизированном питании, изменение длительности импульсов мультивибраторов и частоты в генераторах на RC-цепях обычно не лучше 1% на 15°С (в случае применения термостабильных конденсаторов). Большую стабильность частоты можно получить, используя кварцевую стабилизацию. На рис. 8 приведены типовые схемы построения таких генераторов. Для небольшой подстройки частоты иногда последовательно с кварцевым резонатором устанавливают конденсатор 10...100 пФ. Частота импульсов и их стабильность в этом случае у генератора задается параметрами кварцевого резонатора.
Рисунок 8 - Схемы, обеспечивающие повышенную стабильность частоты при изменении окружающей температуры в широком диапазоне
Выбираем схему с кварцевой стабилизацией на рисунке 8(б), так как данная схема обеспечивает высокую стабильность.
Рисунок 9 - Делитель на счетчике К155ИЕ1
Применим в задающем генераторе резонатор кварцевый герметизированный РГ-01 УВ-7ДШ-190К РЦ3.382.386 ТУ на частоту 130 кГц, с точностью настройки ± 20·10-6 для работы в интервале температур -60…+85, с максимальным изменением частоты ± 300·10-6. Для обеспечения выходной частоты 1,3 кГц применим делитель на двух микросхемах К155ИЕ1 с общим коэффициентом деления 100.
При реализации цифровых устройств различного назначения часто необходимо сформировать короткие импульсы по фронтам входного сигнала. В частности, такие импульсы используют для сброса счетчиков в качестве импульсов синхронизации при записи информации в регистры и т. д. На рисунке 10 изображены схема и временные диаграммы формирователя коротких отрицательных импульсов по положительному перепаду напряжения на его входе. При изменении напряжения Uвх от низкого уровня до высокого этот перепад без задержки поступает на вход 13 элемента DD1.4. В то же время на входе 12 элемента DD1.4 напряжение высокого уровня сохраняется, в течение времени распространения сигнала через элементы DD1.1-DD1.3 (около 75 нc). В результате в течение этого времени на выходе устройства сохраняется напряжение низкого уровня. Затем на входе 12 устанавливается напряжение низкого уровня, а на выходе устройства - высокого. Таким образом, формируется короткий отрицательный импульс, фронт которого совпадает с фронтом входного напряжения. Чтобы такое устройство использовать для формирования отрицательного импульса по срезу входного сигнала, его надо дополнить еще одним инвертором.
Рисунок 10 - Формирователь импульсов
На рисунке 10 изображены схема и временная диаграмма работы формирователя импульсов по фронту и срезу входного сигнала. Длительность каждого сформированного импульса равна tи1=tи2=nt1, где n - четное число элементов, участвующих в задержке сигналов.
Широкое распространение получил формирователь коротких импульсов, схема и временная диаграмма работы которого изображены на рисунке 11. При напряжении низкого уровня на входе устройства конденсатор С1 заряжается через резисторы R1 и R2. При этом напряжение на выходе устройства имеет низкий уровень. При появлении на входе формирователя напряжения высокого уровня конденсатор С1 начинает разряжаться через резистор R2. До тех пор, пока напряжение на конденсаторе не уменьшится до низкого уровня, на обоих входах элемента DD1.2, а следовательно, и на выходе формирователя присутствуют напряжения высоких уровней. Как только напряжение на конденсоре станет меньше 0,4 В, уровень на выходе формирователя изменяется. Длительность импульса пропорциональна постоянной времени разрядки конденсатора и равна tи=3R2•С1.
Рисунок 11 - Формирователь импульсов
В нашем передатчике РЛС будем использовать схему на логических элементах «И», схема которого приведена на рисунке 12.
Рисунок 12 - Схема формирователя импульсов на логических элементах «И»
3.4.1 Характеристика устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
Среди акустоэлектронных устройств широкое распространение получили устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Такие преимущества, как высокая надежность, малые масса и размеры, отсутствие энергопотребления, возможность выполнения различных операций обработки сигналов, реализация заданных технических характеристик, с высокой точностью обеспечивают широкое применение и массовую потребность в этих устройствах, и, прежде всего, рынком современных коммерческих средств связи. Носителем информации в устройствах на ПАВ являются волны, у которых энергия упругих колебаний сосредоточена в тонком приповерхностном слое твердого тела. В качестве среды распространения используются пьезоэлектрические монокристаллы. Для преобразования электрических сигналов в акустические и обратно, а также для отражения и изменения траектории распространения акустических волн используются металлические структуры, нанесенные на поверхность пьезоэлектрической подложки. Возбуждение и прием акустических волн осуществляется с помощью входного и выходного преобразователей ПАВ, число электродов которых может быть различным (от единиц до нескольких тысяч).
Внешний вид устройства на ПАВ с одним встречно-штыревым преобразователем (ВШП) изображен на рис. 13. Отражательные структуры (ОС) ПАВ чаще представляют собой решетки металлических короткозамкнутых или разомкнутых электродов или систему вытравленных в подложке канавок. Доступность акустических волн на всем пути от входного до выходного преобразователя, способность отражаться от неоднородностей поверхности и взаимодействовать с электрическими и акустическими полями обеспечивают возможность построения различных устройств обработки сигналов.
Рисунок 13 - Внешний вид устройства на ПАВ
Характеристики устройств на ПАВ определяются свойствами материала подложки и его топологией, т.е. типом, количеством, взаимным расположением и геометрическими размерами преобразователей и отражателей ПАВ.
Топология устройства зависит не только от выполняемой операции обработки сигнала, но и от требуемых технических характеристик. Число различных вариантов топологий современных устройств на ПАВ исчисляется сотнями.
Устройства на ПАВ нашли применение в разнообразных радиоэлектронных системах, в частности в РЛС, в системах связи и радиовещания. Чаще всего такие устройства осуществляют процедуру линейной обработки сигналов, т.е. создают выходную реакцию, которая связана с входным сигналом с помощью заданного линейного соотношения. В теории систем такие устройства называют линейными фильтрами. Примерами служат линии задержки, полосовые фильтры, фильтры для корреляционной обработки сложных сигналов.
Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) (рис. 14) является твердотельным функциональным устройством и представляет собой подложку из пьезоэлектрика 1, на поверхность которой методом фотолитографии наносятся системы токопроводящих элементов.
Одна из таких систем - излучающий преобразователь ПАВ 2 - подключается к источнику входного сигнала, другая - приемный преобразователь ПАВ 3 - к нагрузке.
Под действием высокочастотного электрического напряжения источника сигнала в зазорах между смежными электродами излучающего преобразователя возникает переменное электрическое поле, которое вследствие пьезоэффекта материала подложки вызывает механические колебания в ее поверхностном слое. Эти колебания распространяются в тонком приповерхностном слое подложки в направлениях, перпендикулярных электродам в виде поверхностных акустических волн.
Рисунок 14 - Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
Между смежными электродами приемного преобразователя вследствие обратного пьезоэффекта механические колебания ПАВ обуславливают появление электрического напряжения, которое и является выходным сигналом.
С целью устранения нежелательных отражений ПАВ от торцов подложки, а также с целью ослабления других типов акустических волн, которые могут быть возбуждены излучающим преобразователем ПАВ, все нерабочие грани и ее торцы покрываются специальным звукопоглощающим покрытием 4.
Для уменьшения вносимого затухания фильтра часто применяют специальные согласующие цепи, которые включаются между источником сигнала и излучающим преобразователем, а также между приемным преобразователем и нагрузкой (на рис. 14 согласующие цепи не показаны).
Подложка с преобразователями и согласующие цепи при необходимости помещаются в общий корпус, в качестве которого обычно используется один из унифицированных корпусов микросхем. Характеристики фильтра на ПАВ в основном определяются частотно-избирательными процессами преобразования электрического сигнала в акустические волны и обратно, т.е. зависят от топологии преобразователей ПАВ, а именно: от количества, от геометрических размеров и взаимного расположения электродов в преобразователе, от протяженности зон перекрытия смежных электродов (протяженности зазоров), от очередности подсоединения электродов к общим суммирующим шинам. Применяя ту или иную топологию преобразователей, можно реализовать фильтры с самыми разнообразными характеристиками
По сравнению с другими типами фильтров, например, электрическими LC- или RC-типа, фильтры на ПАВ обладают следующими достоинствами:
- возможностью реализаций различных достаточно сложных по форме АЧХ и ФЧХ при высокой точности обеспечения заданных параметров;
- технологичностью изготовления, возможностью применения стандартных технологических процессов микроэлектроники;
- высокой стабильностью параметров в процессе эксплуатации и надежностью работы, объясняющиеся тем, что фильтр на ПАВ представляет собой монолитное твердотельное устройство;
- хорошей сопрягаемостью с блоками микроэлектронной аппаратуры;
К недостаткам фильтров на ПАВ относятся:
- повышенная стоимость, так как они строятся, как правило, на монокристаллической пьезоподложке;
- повышенный уровень вносимых потерь, так как их преобразователи обычно обладают двунаправленным излучением и приемом ПАВ, и поэтому менее одной четверти отдаваемой источником сигнала мощности достигает нагрузки.
3.4.2 Этапы проектирования фильтра ПАВ
Этапы проектирования фильтра ПАВ[2]:
- относительная полоса пропускания ?f /f0;
- число лепестков импульсного отклика m;
2. Выбирается материал звукопровода и его класс обработки.
3. Выбирается структурная схема фильтра - тип конструкции входного и выходного преобразователей.
Рисунок 15 - Возможные конструкции преобразователей
а) расчет топологии преобразователей.
Если преобразователь эквидистантный неаподизованный (рис. 15а), то расчет топологии ведется по ниже приведенным формулам:
Определяем количество пар N электродов
f0 - центральная частота, а ?f = fв-fн , где fв - верхняя граничная частота и fн - нижняя граничная частота.
Определяем расстояние h между соседними электродами
Рассчитываем толщину электродов по формуле
Находим апертуру (степень перекрытия) электродов
Если ВШП эквидистантный групповой (рис 15б), то для расчета топологии справедливы следующие формулы.
Определяем количество пар N электродов
где m - число лепестков импульсного отклика.
Определяем расстояние h между соседними электродами по формуле
где L1 = 8…10 мм - расстояние между преобразователями, n = 1, 2, …, N-количество пар электродов.
Рассчитываем толщину электродов по формуле
б) определение габаритных размеров проектируемого фильтра.
где Lвх - длина входного преобразователя; Lвых - длина выходного преобразователя; L1 = 8…10 мм - расстояние между преобразователями; L2 = 5…10 мм - расстояние между крайним электродом преобразователя и торцевой гранью звукопровода. Если преобразователь эквидистантный, то
где L3 = 5…10 мм - расстояние между общей шиной решетки преобразователя и продольной гранью звукопровода; L4 = 2d - ширина общей шины решетки преобразователя. Толщина звукопровода выбирается около 20л для уменьшения влияния объемных волн.
5. Приводится описание конструкции проектируемого фильтра.
2. Материал звукопровода - ниобат лития (LiNbO 3), ориентация среза 41,5°Х со скоростью распространения волны 4000 м/с. Класс обработки звукопровода - ?13.
3. Структурная схема фильтра - входной преобразователь эквидистантный неаподизованный, выходной - эквидистантный групповой.
а) расчет топологии входного преобразователя.
Расчет проведем в САПР MathCad. В ходе расчета были получены следующие значения (полный листинг приведен в приложении):
- расстояние h между соседними электродами: 3,077·10-6
б) расчет топологии выходного преобразователя.
Расчет проведем в САПР MathCad. В ходе расчета были получены следующие значения (полный листинг приведен в приложении):
- расстояние h между соседними электродами:
в) Определяем габаритные размеры фильтра
Расчет проведем в САПР MathCad. В ходе расчета были получены следующие значения (полный листинг приведен в приложении):
Рисунок 16 - Зависимость потерь от частоты при распространении ПАВ на поверхности монокристаллов ниобата лития, лангасита и ортофосфата галлия
При использовании материала звукопровода - ниобата лития затухание на частоте 650 МГц составит ?0,28 дБ/мкс. Таким образом, при амплитуде входного сигнала 5В и длительности 100 мкс на выходе ДЛЗ мы получим сигнал, амплитуда которого изменяется с 5В до 0,36В.
Рисунок 17 - Пример ЛЧМ сигнал на выходе ДЛЗ
Амплитудный ограничитель ЧМ сигнала позволяет устранять нежелательные изменения амплитуды высокочастотного колебания. Что бы выровнять уровень выходного сигнала, применим амплитудный ограничитель схема которого представлена на рисунке 18. С помощью данной схемы возможно обеспечить ограничение амплитуда на заданном уровне (рис. 17). Уровень ограничения выберем равный 0,35 В.
Рисунок 18 - Схема амплитудного ограничителя
Рисунок 20 - Пример работы электронного ключа
Применим схему на полевом транзисторе (рис. 21).
Рисунок 21 - Схема электронного ключа
Рисунок 22 - Функциональная схема умножителя частоты
Рассчитаем оптимальный угол отсечки:
Нормированный n-ый коэффициент, рядя Фурье:
Сопротивление варактора по n-ой гармонике:
Сопротивление потерь по n-ой гармонике:
Полное сопротивление по n-ой гармонике:
Найдем амплитуду заряда n-ой гармоники:
Вычислим амплитуду заряда 1-ой гармоники:
Максимальное мгновенное напряжение на варакторе:
Определим амплитуду первой гармоники тока варактора:
Сопротивление варактора по первой гармонике:
Определим нормированный коэффициент первой гармоники:
Определим нормированный коэффициент первой гармоники с :
Определим сопротивление потерь варактора по первой гармонике :
Тогда найдем полное сопротивление варактора по первой гармонике :
Вычислим мощность первой гармоники поглощаемая варактором :
Определим нормированный коэффициент гармоники по постоянному току:
Определим нормированный коэффициент по постоянному току с :
Мощность постоянного тока отдаваемая варактором во внешнюю цепь:
Определим электронный КПД варактора:
Вычислим сопротивление автосмещения:
Определим емкость по первой гармонике:
Определим емкость по n-ой гармонике:
Определим блокировочную индуктивность:
Нагрузкой входной цепи умножителя является комплексное сопротивление варактора по первой гармонике, которое может быть рассчитано с помощью рис.21,а, где варактор (штрихпунктирная линия) представлен элементами С1, Сn, учтена также и емкость корпуса Скорп. Входная цепь должна преобразовать на частоте сопротивление этой схемы в точках 1-1 в сопротивление, равное стандартному значению 50 Ом.
На рис.21,б изображена эквивалентная схема варактора для расчета выходной цепи умножителя. Выходная цепь должна преобразовать на частоте nf сопротивление нагрузки умножителя (обычно 50 Ом) в значение, равное комплексно-сопряженному сопротивлению схемы рис.21,б в точках 2-2.
Рисунок 21- Эквивалентные схемы варактора для первой (а) и п-й (б) гармоник.
Полосковой линией передачи называют такую линию, в которой проводник ленточного, круглого или квадратного сечений расположен на некотором расстоянии от металлической плоскости (основания) или заключен между двумя металлическими основаниями. Пространство между проводником и основаниями может быть заполнено воздухом или диэлектриком. Линии с диэлектрическим заполнением, выполняемые печатным способом, называются печатными полосковыми линиями.
Для реализации цепей согласования выберем несимметричную МПЛ (рис. 26).
Несимметричная печатная полосковая линия представляет собой пластину диэлектрика, на одной стороне которой нанесены проводники (проводящие полоски) схемы, а на другой - металлизированное покрытие, образующее проводящую (заземленную) плоскость. Такая линия является простой в настройке, изготовлении и эксплуатации.

Рисунок 27 - Зависимость характеристического сопротивления несимметричной полосковой линии от ее размеров
Рисунок 28 - Эквивалентная диэлектрическая проницаемость несимметричной МПЛ
Длина волны в несимметричной полосковой линии, работающей с колебаниями типа ТЕМ, равна:
где - длина волны в свободном пространстве;
Выполним умножители частоты и цепи согласования на одной несимметричной МПЛ (рис. 29).
Рисунок 29 - Конструкции варакторного умножителя на МПЛ
Произведем расчет цепей согласования на основе параметров прототипов, рассчитанных в пунктах 3.8.3 и 3.8.5, по методике изложенной в [8].
1) Диэлектрик, используемый в качестве подложки, выбираем типа ПТ-7 с е=7 и диапазоном рабочих температур - 60 … + 85.
2) Расстояние между металлизированными пластинами полосковой линии d = 10 мм.
3) Определяем реактивное сопротивление элементов входной цепи на частоте 650 МГц:
Определяем реактивное сопротивление элементов межкаскадной цепи на частоте 1,3 ГГц:
4) Определяем конструктивные размеры элементов, используя графики на рисунках 27, 28 и условием , где л
Результаты расчетов приведем в виде таблицы.
Рисунок 30 - Схема устройства усилительной ЛБВ О-типа в коаксиальной арматуре:
/--катод; 2 --анод (ускоряющий электрод); 3--коллектор; 4-- спираль; 5--соленоид; 6 -- вход; 7 --выход; 8-- стеклянная оболочка 9-- электронный пучок
Начальный участок спиральной замедляющей системы ЛБВ выполняет функции устройства, модулирующего электронный поток по скорости. Сгустки, формирующиеся по мере движения вдоль оси лампы, наводят в той же спирали ток и создают тормозящее высокочастотное поле, обеспечивающее отбор энергии от электронного потока и усиление входного сигнала. Таким образом, несмотря на отсутствие резко разграниченных участков группировки и отбора энергии, устройство ЛБВ соответствует общей схеме всякого электронного усилителя СВЧ колебаний.
Среди других приборов с длительным взаимодействием и с нерезонансной колебательной системой лампы бегущей волны О-типа находят сейчас наиболее широкое применение как в качестве усилителей малого сигнала, так и в качестве мощных усилителей СВЧ.
Существует несколько типов ЛБВ. Рассмотрим некоторые из них.
а) с электромагнитной фокусировкой, соединение с волноводными входом и выходом через зонд
б) с электромагнитной фокусировкой, соединение с волноводными входом и выходом через отверстие связи
в) с фокусировкой постоянным магнитом, соединение с волноводными входом и выходом через замедляющую систему
г) с фокусировкой постоянным магнитом, соединение с волноводными входом и выходом через отверстия связи с резонаторами
д) с фокусировкой периодическими постоянными магнитами, соединение с волноводными входом и выходом через зонд
Примечание к пп. а - д. Упрощенное обозначение ламп бегущей волны
е) с электромагнитной фокусировкой, соединение с коаксиальными входом и выходом через петлю связи
В качестве усилительного элемента выберем лампу с фокусировкой постоянным магнитом, соединение с волноводными входом и выходом через замедляющую систему.
Принципиальная электрическая схема выходного каскада усилителя мощности приведена на рисунке 31.
Рисунок 31 -Оконечный усилитель мощности
Генератор содержит 2 логических элемента 2ИЛИ-НЕ. Выберем микросхему К561ЛЕ5 АДБК.431200.731-05ТУ, содержащую 4 элемента 2ИЛИ-НЕ. Микросхемы 561 серии выпускаются на основе логических микросхем, использующих структуры металл-окисел-полупроводник (МОП или КМОП). Характерными свойствами этой серии микросхем являются малое потребление тока в статическом режиме, высокая надежность и помехоустойчивость, за счет добавленных токоограничительных резисторов микросхемы защищены от перегрузок по входу и по выходу.
По всем параметрам микросхемы 561 серии превосходят серию 176, а также имеют более широкий номенклатурный перечень. От остальных серий МОП микросхем микросхемы К561 отличаются меньшими размерами корпуса и повышенной радиационной стойкостью. Благодаря чему используются в военной сфере.
Питание микросхем 561 серии находится в диапазоне +2...6 В. Диапазон допустимой окружающей температуры от -45 до +85 °С. Благодаря высокому входному сопротивлению (RBX >100 МОм) микросхемы имеют высокую нагрузочную способность Краз >10...30.
Условия эксплуатации микросхемы[12,13,14]
Применим в задающем генераторе резонатор кварцевый герметизированный РГ-01 УВ-7ДШ-190К РЦ3.382.386 ТУ на частоту 130 кГц, с точностью настройки ± 20·10-6 для работы в интервале температур -60…+85, с максимальным изменением частоты ± 300·10-6.
Требования по стойкости к воздействию климатических, механических и биологических факторов (гр. I, ОСТ В II 0047-85)
- Климатическое исполнение В (ГОСТ 15150)
- Механический удар одиночного действия 500g
- Механический удар многократного действия 75g
Относительное изменение рабочей частоты резонатора после воздействия в предельных режимах климатических, механических и биологических факторов ? ± 15·10-6. Минимальная наработка 20 000 часов, сохраняемость 15 лет. Относительное изменение рабочей частоты резонатора в течение минимальной наработки: ± 75·10-6.
Атмосферное пониженное давление. Па (мм рт. ст.):
Атмосферное повышенное рабочее давление, кПа
рабочая (при номинальной мощности рассеяния)
максимально допустимая рабочая (при снижении мощности рассеяния)
Пониженная предельная раб
Передатчик для станций РЛС в определенной полосе частот, с выходной мощностью 7 Вт курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Дно Тихого океану
Курсовая работа по теме Расчёт теплообменника
Реферат по теме Закаливание детей в возрасте до года
Реферат: Самолет Hawker Hurricane. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Общественное движение 30 50-х гг. XIX века
Курсовая Пожарные
Контрольная Работа На Тему Управление Противоречиями
Контрольная Работа По Географии Номер 1
Дипломная работа: Оптимизация движения денежных потоков в учреждениях сферы здравоохранения (на примере ГУЗ "Областной кожно-венерологический диспансер")
Курсовая Работа На Тему Договір Найму Приміщень
1 Контрольная Работа По Биологии 8 Класс
Алтын Күз Эссе 250 Сөз
Реферат по теме История развития техники
Курсовая работа по теме Теоретические основы изучения творчества Д. Дефо в 5 классе
Курсовая работа по теме Акт эпизоотологического исследования и план профилактических мероприятий в ОАО 'Важское' Вельского района Архангельской области
Курсовая работа по теме Гражданство в международном праве
Лекция На Тему Сущность Международного Маркетинга. Международное Маркетинговое Исследование
Курсовая работа: Летнее содержание овец
Эссе На Тему Сталинградская Битва
Реферат: Особливості обліку МШП на будівельних підприемствах
Развитие революции в России условиях двоевластия - История и исторические личности реферат
Гарантии и компенсации: аспекты трудового права - Государство и право реферат
Дееспособность граждан Российской Федерации - Государство и право курсовая работа