Передатчик импульсный СВЧ диапазона (стр. 1 из 4)
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»
Кафедра радиотехнических устройств
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Формирование и передача сигналов»
Тема: Передатчик импульсный СВЧ диапазона
РС – 071511. КП. 01. 22. 00. 11. ПЗ
Проектировал: студент 4 курса ЗФ
Храпов Владимир Алексеевич.
Шифр: РС-071511
Руководитель: Дивеев В.Н.
Защищён с оценкой ____________
Москва - 2010
СОДЕРЖАНИЕ:
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
2.1 Выбор типа схемы передатчика. Расчет параметров структурной схемы
2.2 Составление структурной схемы передатчика
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
3.1 Расчет генератора СВЧ
3.2 Расчет импульсного модулятора
3.3 Расчет блокинг-генератора
4. Литература
5. Схема принципиальная электрическая
6. Перечень элементов
1. ВВЕДЕНИЕ
Управление полетом современных летательных аппаратов (ЛА) - технически сложный процесс, который требует большого количества стабильной и достоверной информации о параметрах полета, режимах работы двигателей и многочисленных бортовых устройств и агрегатов, а также о ситуации на маршруте. Основным источником этой информации является радиоэлектронное оборудование (РЭО) ЛА.
Радиоэлектронное оборудование решает задачи информационного обеспечения полета, выбора оптимальных маршрутов, посадки в сложных метеорологических и ночных условиях. В состав РЭО входят различные радионавигационные и радиолокационные устройства, аппаратура посадки и связные радиостанции.
Теория и техника формирования и передачи сигналов продолжают быстро развиваться. Этому способствует непрерывное совершенствование элементной базы, в частности приборов СВЧ.
Можно выделить три основных направления развития теории и техники формирования и передачи сигналов:
освоение всё более высокочастотных диапазонов;
развитие функционально-узлового метода конструирования, повышающего надёжность аппаратуры и её качественные показатели;
широкое применение цифровых устройств.
В данной курсовой работе предлагается спроектировать импульсный передатчик для наземной радиолокационной станции.
Радиолокация решает задачи обнаружения, определения координат и параметров движения различных объектов с помощью отражения или переизлучения радоиволн. Технические требования к радиолокационным и радионавигационным передатчикам определяются точностью определения координат. На точность определения координат, в частности, влияет стабильность фазы или частоты, амплитудные и частотные искажения, обусловленные неравномерностью АЧХ и ФЧХ.
При импульсной модуляции ток в антенне присутствует в течение короткого отрезка времени, равного длительности импульса. В радиосистемах ГА обычно применяют импульсы с параметрами 0.1...2 мкс , F = 50...5000 имп/с.
Основным узлом при импульсной модуляции является импульсный модулятор, основные элементы которого - накопитель энергии и коммутирующий прибор. По типу накопителя энергии импульсные модуляторы подразделяют на модуляторы емкостным накопителем в режиме неполного разряда и модуляторы с емкостным, индуктивным и комбинированным накопителями в режиме полного разряда.
В качестве коммутирующих приборов могут использоваться электронная лампа, транзистор, ионные приборы, тиристор, нелинейная индуктивность.
Из возможных форм импульсов в гражданской авиации применяют, в основном, прямоугольный импульс.
Реальная форма импульса характеризуется длительностью фронта, длительностью спада, спадом плоской вершины.
Импульсы могут быть отрицательными (если используется магнетрон), либо положительными (если используются электронные лампы).
Модуляторы могут строиться по схеме с частичным и с полным разрядом накопителя.
К достоинствам модулятора с частичным разрядом накопителя относятся:
возможность получения формы импульса, близкой к прямоугольной,
простота изменения длительности импульса,
высокий КПД цепи заряда.
Существенными недостатками являются :
жёсткие требования, предъявляемые к форме пусковых импульсов, низкий КПД цепи разряда.
2. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
2.1 Выбор типа схемы передатчика
Исходными данными для проектирования и расчетов являются:
| Вт. |
Прямое затухание ферритового вентиля, лежащее в пределах (0.5 ... 0.8) дБ, т.е. = (1.12 ... 1.2)
КПД антенно-фидерного тракта ф = (0.85 ... 0.95)
Коэффициент отражения нагрузки = (0.1 ... 0.4)
Коэффициент производственного запаса Kпз = (1.2 ... 1.4)
К достоинствам импульсного модулятора с полным разрядом накопителя относятся:
высокий КПД как зарядной так и разрядной цепи накопителя;
отсутствие жёстких требований к форме пусковых импульсов, формируемых подмодулятором.
К недостаткам модулятора относятся:
отсутствие возможности управления длительностью импульсов;
отличие формы пусковых импульсов от прямоугольной;
относительная сложность схемы.
Обычно передатчики строятся по комбинированной схеме модулятора (т.е в модуляторе могут использоваться как магнитные так и электровакуумные приборы). Примером такого передатчика может быть передатчик с тиристорномагнитным модулятором, использующийся в бортовой радиолокационной станции.
Определяем мощность на выходе передатчика.
Зададимся следующими величинами:
Определим мощность на выходе передатчика:
По величине Рвых и , Гц выбираем тип электронного прибора ГСВЧ на магнетроне.
Из таблицы 1 выбираем магнетрон типа 2J21.
Таблица 1.
Магнетрон 2J21 удовлетворяет заданным требованиям в части: t -длительность импульса и F -частота повторения импульсов
Выпишем параметры магнетрона:
- частота, Гц 24000
- мощность в импульсе, кВт 60
- КПД,% 26
- Uomax, кВ 15
- Io, А 15
Так как импульсная мощность не превышает 200...250 кВт, то модулятор строим по схеме с частичным разрядом накопителя.
Исходя из значений Еа -напряжение на аноде модуляторной лампы во время паузы и Ia - ток через лампу во время импульса - выбираем модуляторную лампу.
| Таблица 2 |
Напряжение на аноде модуляторной лампы во время паузы:
Для таких значений тока и напряжения из таблицы 2 выбираем модуляторную лампу - тетрод ГМИ-2Б.
Таблица 2.
- ток анода, А 90
- напряжение на аноде, кВ 32
- напряжение запирания, В 600
- напряжение экранной сетки, кВ 2
- мощность рассеивания на аноде, Вт 900
- длительность импульса, мкс 0.3...2
Параметры этой лампы:
- напряжение на управляющей сетке в рабочем режиме, В 200
- напряжение на аноде минимальное, кВ 2.5
- внутреннее сопр-е лампы в перенапряженном режиме, Ом 30
- внутреннее сопротивление лампы в граничном режиме, Ом 340
- ток управляющей сетки, А 7.5
- мощность рассеивания на управляющей сетке, Вт 12
Для обеспечения работы модулятора используем подмодулятор, формирующий запускающие импульсы. Подмодулятор может быть реализован как достаточно мощный блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме (малая и средняя мощность передатчика).
2.2 Составление структурной схемы передатчика.
Таким образом, структурная схема передатчика будет иметь вид
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАСКАДОВ
3.1 Расчет ГВВ СВЧ
Рассчитаем генератор СВЧ по следующим исходным данным:
