Реферат: Радиолокационный приемник

--PAGE_BREAK--10<img width=«20» height=«33» src=«ref-1_446671676-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">Мгц<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">10<img width=«19» height=«28» src=«ref-1_446672043-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">= 3.5 Кгц

Примем максимальную скорость цели Vmax= 600<img width=«19» height=«41» src=«ref-1_446672227-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">, тогда
2<img width=«16» height=«17» src=«ref-1_446670385-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">fд max= 2<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">2Vmax
<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">f
c
         

                        c

2<img width=«16» height=«17» src=«ref-1_446670385-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">fд max= 2<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">2<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">600<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">17500/ 3<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446673901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">= 0.14 Мгц
Ппр= 710+ 140+ 3.5= 853.5 Кгц

Т.к. Пнс/ Ппр<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">0.1- 0.2, то в состав РПУ можно не включать систему АПЧ.

Шумовая полоса пропускания приемника:

   Пш= Ппр<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">1.1 = 853.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">1.1= 940 Кгц

    Шп= 6

Исходя из этого, выясним нужно ли использовать УВЧ.

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

   При его отсутствии  Шп= Шпч + Шупч-1

                                                              Крпч

где Шпч- коэффициент шума преобразователя частоты.

Шупч- коэффициент шума УПЧ (усилителя промежуточной частоты).

Крпч- коэффициент передачи по мощности ПЧ.<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

Шпч= 3.5- 10 (для балансного ПЧ на п/п диоде).

Шупч= 1.5- 2(для малошумящего транзистора).

Крпч= 0.1-0.5(для малошумящего транзистора).
Шп= 5+(2-1)/0.5= 7<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> Шп>Шпдоп

Значит в схему необходимо ввести усилитель высокой частоты (УВЧ).

Т.к. Шпдоп<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">достаточно мал, то в качестве УВЧ используют диодный параметрический усилитель на полупроводниковом диоде без  охлаждения.

В качестве преобразователя частоты (ПЧ) можно использовать балансный ПЧ

на полупроводниковом диоде.
4.Определение качественных показателей структурных узлов схемы.
   В предыдущем разделе установлено, что для получения необходимого

коэффициента шума в тракт РПУ необходимо ввести УПЧ.

Рассчитаем чувствительность приемника.
Рап=NoRТоПш

где R=1,38<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446675515-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">Дж/град.

Пш- шумовая полоса линейной части приемника (Гц).

То— температура шумов в антенне.

No— коэффициент шума.

Рап= 6<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">200<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">1,38<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446675515-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">940<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446676802-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">= 15.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446677170-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">Вт.

   Рассчитаем коэффициент передачи тракта РПУ.

Детектор работает при малых напряжениях.

Допустим, Uвых= 0.1В

Определим напряжение на входе УВЧ (Uвх).

Примем Rвх(УВЧ)= 500 Ом.
   Uвх ш=<img width=«51» height=«23» src=«ref-1_446677359-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">
<img width=«49» height=«3» src=«ref-1_446677608-172.coolpic» v:shapes="_x0000_s1031">Uвх ш= <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_446677780-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"><img width=«28» height=«16» src=«ref-1_446678239-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">= 2.8<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">10<img width=«15» height=«20» src=«ref-1_446678622-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">В

Коэффициент передачи линейного тракта:
       Кус= <img width=«77» height=«41» src=«ref-1_446678812-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">= 3.6<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446679306-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">

Если коэффициент шума УВЧ = 1.3 табл.6.2 [1], то

 

Шп= Шувч+ [(Шпч-1)/Крувч] +[(Шупч-1)/Крувч<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">Крпч, где

Шп- коэффициент шума РПУ,

Шувч- коэффициент шума УВЧ,

Шупч- коэффициент шума УПЧ,

Крувч, Крпч- коэффициент передачи по мощности УВЧ и ПЧ.
Шп= Шувч+ [(Шпч-1)/Крувч] +[(Шупч-1)/Крувч<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">Крпч

Шп= 1.3 + 9/Крувч+ 10/Крувч= 3

Значения (Шпч-1) и (Шупч-1)выбраны по таблице 6.2 [1].

Крувчmin= 20.

Достаточный коэффициент передачи УВЧ: Кувч = 6.

На УПЧ происходит основное усиление. Рассчитаем коэффициент усиления для УПЧ.

Кпч<img width=«15» height=«12» src=«ref-1_446679853-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">0.8, Кувч= 6.

<img width=«17» height=«20» src=«ref-1_446680035-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"><img width=«23» height=«28» src=«ref-1_446680234-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">= Кпч Кувч Купч.

Купч= <img width=«17» height=«20» src=«ref-1_446680035-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078"><img width=«23» height=«28» src=«ref-1_446680234-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">/Кпч Кувч= 8<img width=«35» height=«20» src=«ref-1_446680851-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">/6.08 = 1.6<img width=«35» height=«20» src=«ref-1_446680851-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">

Теперь предварительно установим, сколько каскадов усиления будет иметь УПЧ.

Купч= ( К1упч)<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446681283-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> , где n- число каскадов .

n =log к1упч     К упч

К 1упч<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083"> 20 для fпч= 35 Мгц  и ПС = 0.8 Мгц

n= log201.6<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446681844-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">= 4

Предварительно число каскадов  УПЧ- четыре.

В супергетеродинных приемниках частотная избирательность определяется в основном ослаблениями частотного зеркального и соседнего каналов. Ослабление по зеркальному каналу обеспечивает преселектор, а соседнего канала — УПЧ.

Ослабление по симметричному каналу заданно: 20дб.

Требования к избирательности по симметричному каналу не высокие, поэтому

в УПЧ как фильтры распределенной избирательности, так и фильтры сосредоточенной избирательности.

    Итак, ВЦ- входная цепь, входящая в состав структурной схемы РПУ, представляет собой устройство защиты приемника от просочившихся сигналов.

   Для обеспечения необходимого коэффициента шума в схему в качестве УРЧ вводится усилитель на параметрическом диоде, на который нагружен полосно-пропускающий фильтр, или устройство подавления зеркального канала. Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Преобразователь частоты преобразует частоту сигнала на промежуточную частоту fпч=35 Мгц (по Т.З.), на которой происходит основное усиление сигнала. Демодулятором служит АД (амплитудный детектор), за которым включается видеоусилитель. Для подстройки частоты гетеродина используется устройство частотной автоподстройки (УЧАП).

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">
<img width=«617» height=«178» src=«ref-1_446682198-1185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">
                                      

                                                 Рис. 4.

           Структурная схема проектируемого РПУ.
5. Проектирование СВЧ блока.

   В блок СВЧ входят: АП, УВЧ, УЗП, УПЗК, СМ, гетеродин.

5.1. Проектирование АП.

С помощью антенного переключателя осуществляют подключение антенны к тракту передатчика и запирание приемника на время излучения, а после окончания действия импульса- подключение с минимальной задержкой выхода антенны к выходу приемника и отключения тракта передатчика.

   При большой импульсной мощности  сигнала АП строится по следующей схеме: ферритовый циркулятор, газовый разрядник, диодный резонансный  СВЧ- ограничитель.

Циркулятор- устройство, обладающее следующими  свойствами: при подаче сигнала на плечо 1 циркулятора, выходной сигнал появляется в плече 2 с очень малым ослаблением (0.2- 0.5Дб), в то время как он в плече 3 он существенно ослабляется (13-25Дб). Аналогично при поступлении в плечо 2 сигнала, он появляется в плече 3 и не проходит в плечо 1.

   В АП сигнал от передатчика поступает на плечо 1 циркулятора Ц1 и через плечо 2 поступает в антенну. Лишь небольшая часть мощности сигнала  проходит на плечо 3 и через циркулятор Ц2  попадает на вход разрядника ограничителя (ГР). Разрядник создает в линии передачи практически короткое замыкание и СВЧ сигнал, отражаясь от него в направлении к циркулятору Ц2 поглощается в согласованной нагрузке Rн, чем достигается защита УВЧ от выжигания. Процесс зажигания ГР в начале каждого импульса  возникает с задержкой 10<img width=«15» height=«20» src=«ref-1_446683383-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">с. В течении этого времени через ГР проходит значительная энергия СВЧ колебаний. Выделяющаяся энергия СВЧ может вывести из строя или необратимо ухудшить параметры диодов СВЧ. Для предотвращения этого после ГР ставится резонансный СВЧ ограничитель, включаемый в основную линию через отрезок линии длиной L=l/4. Ограничитель представляет собой параллельное соединение  разомкнутого емкостного шлейфа С1, последовательного соединения ограничительного диода Д и коротко замкнутого шлейфа L2(рис.6).

   Отраженный от цели сигнал поступает из антенны на плечо 2 Ц1, затем на плечо 3, а после на плечо 1 Ц2 и через его выходное плечо 2 на ГР. Мощность сигнала недостаточна для зажигания ГР. Прямые потери сигнала в ГР составляют 0.3- 1.5Дб. Для дальнейших расчетов примем коэффициент передачи ферритового переключателя = 0.9.  

<img width=«617» height=«332» src=«ref-1_446683565-2112.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">

                         Рис.5. Функциональная схема антенного переключателя и

                                   устройство защиты приемника.
<img width=«617» height=«294» src=«ref-1_446685677-1684.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">

               

              Рис. 6. Эквивалентная схема

                          СВЧ- ограничителя.

5.2. Проектирование устройства защиты приемника.

В устройство защиты приемника входит разрядник приемника и диодный ограничитель. Основным недостатком диодных ограничителей является относительно небольшой динамический уровень импульсной мощности (100вт- 2Квт). Для устранения этого недостатка и объединения достоинств РПЗ и ограничителя используют разрядник- ограничитель. Он представляет собой сочетание РПЗ и следующего за ним диодного ограничителя. Разрядники- ограничители, не требующие никаких источников питания, выдерживают большие импульсные мощности (<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091"> 10Квт) и обеспечивают защиту приемника от всех возможных сильных сигналов. После ГР (газоразрядник) ставят резонансный  СВЧ- ограничитель, включаемый в основную линию через отрезок линии  l=l/4. Он представляет собой параллельное соединение разомкнутого шлейфа и последовательное соединение ограничительного диода и еще одного короткозамкнутого шлейфа L2.

По таблице 4.8 стр. 209 [2]выберем разрядник- ограничитель MD- 80K12.

<img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446687552-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">=16.5 Ггц

Праб/f=6.09% — относительная полоса пропускания.

Lпр= 0.9дБ — потери пропускания.

Ри= 10Квт — импульсная мощность.

Рср=10Вт — средняя мощность.

Wп= 0.5 <img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093"><img width=«28» height=«24» src=«ref-1_446687954-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">Дж — энергия тока разрядника.

Долговечность = 2000ч.

Длина = 21.3

Масса = 80 г.

   5.3.Проектирование и расчет УВЧ.

Исходные данные:

F=1.75<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446679306-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">Мгц.

В приемниках РЛС сантиметрового диапазона наибольшее распростронение получили однокаскадные РПУ на п/п диодах. В основном применяют двухчастотные регенеративные ППУ. В этих ППУ наряду с частотной накачкой Fнак, возбуждаемой вспомогательным генератором накачки, используют две рабочие частоты: сигнальную Fси холостую Fх= Fнак— Fc, возникающую в процессе усиления.

ППУ работают на отражении с общим входом и выходом и использует ферритовый циркулятор для разделения входных и выходных сигналов.

1.   Для обеспечения стабильности параметров РПУ, при изменениях в цепи, в качестве  ферритового циркулятора применим пятиплечный циркулятор, построенного  на основе Y-циркулятора ( с волновым сопротивлением W=50 Ом и потерей пропускания Lп<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">0.4 дБ). В таком циркуляторе потери сигнала до  входа РПУ равны LпS= 2Lп= 0.8 дБ, на столько же ослабляется усиленный сигнал, проходящий из РПУ к выходу циркулятора.

2.   По таблице 5.1 (2) выбираем параметрический диод типа D5147G, имеющий

наименьшие постоянные времени τи Lпос.

Спер(V) = Спер(0) = 0.32<img width=«15» height=«16» src=«ref-1_446688724-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">0.02 пф.

τ(V) = τ(-6) = 0.32 пс.

Uнор обр<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">6 В

<img width=«19» height=«17» src=«ref-1_446689096-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">к=1.2 В, n = 2, Скол= 0.3 пФ, Lпос= 0.2 нГн.

3. Необходимое напряжение смещения.

<img width=«60» height=«2» src=«ref-1_446689288-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1032">Uо=<img width=«15» height=«41» src=«ref-1_446689447-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">Uнорм обр+ <img width=«16» height=«69» src=«ref-1_446689843-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"><img width=«19» height=«17» src=«ref-1_446689096-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">к(<img width=«124» height=«27» src=«ref-1_446690247-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105"> — 1  )

Uо= <img width=«15» height=«69» src=«ref-1_446690601-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">6В + <img width=«16» height=«69» src=«ref-1_446689843-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">1.2В(<img width=«73» height=«23» src=«ref-1_446691392-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110"> -1) =2.7В

4.Найдем емкость перехода.

Спер(U)=Спер(0)<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111"><img width=«116» height=«27» src=«ref-1_446691843-339.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">= 0.32<img width=«108» height=«27» src=«ref-1_446692182-318.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">=0.178пФ.

Постоянная времени при рабочем смещении:

t(Uo) =t(-6)<img width=«144» height=«27» src=«ref-1_446692500-362.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">= 0.32<img width=«143» height=«27» src=«ref-1_446692862-351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">=0.436 пс.

Принимаем Со=Спер(Uo)= 0.178 пФ.

5.Коэффициент модуляции:

mмод = (<img width=«143» height=«27» src=«ref-1_446693213-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">-1)/(<img width=«141» height=«27» src=«ref-1_446693583-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117"> + 1)

mмод = (<img width=«73» height=«23» src=«ref-1_446691392-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118"> — 1)/(<img width=«73» height=«23» src=«ref-1_446691392-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">    продолжение
--PAGE_BREAK-- + 1) = 0.42

Критическая частота диода.

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">fкр= <img width=«169» height=«44» src=«ref-1_446694656-535.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">

  fкр= <img width=«180» height=«48» src=«ref-1_446695191-490.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">=73.4 Ггц.

6.Поправочный коэффициент Кс ,учитывающий потери в конструкции ДПУ, принимаем Кс= 2. Тогда находим tэ(Uo)= Ксt(Uo).

tэ= 2·0.436 = 0.872 пс.

Эквивалентное сопротивление потерь.

tп э= tэ(Uo)/Спер(U)

tп э= 0.852/0.172 = 4.9 Ом

Динамическая добротность диода.

Q = <img width=«55» height=«45» src=«ref-1_446695681-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123"> = <img width=«77» height=«44» src=«ref-1_446695987-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124"> = 2.09

7. Для полученных данных по формулам:

<img width=«58» height=«2» src=«ref-1_446696351-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1033">Афt= <img width=«51» height=«45» src=«ref-1_446696506-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125"> = <img width=«24» height=«27» src=«ref-1_446696789-429.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">Q<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446697218-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">+1  — 1

Nпу min=(<img width=«32» height=«45» src=«ref-1_446697406-273.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">)min =(1 — 1/Крпу)2/Афt

Вычисляем оптимальное отношение частот:

Аопр= <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_446697679-268.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">  — 1 = 2.9

Соответствующий ему коэффициент шума:

Nпуmin= (1 — 1/20)(2/2.9) + 1 = 1.66 (2.15дБ)

8.Определим значение холостой частоты fx. Чтобы получить максимально возможную полосу пропускания ПДУ, не применяя специальных элементов для ее расширения и упростить топологическую схему ДПУ, в качестве холостого контура используем последовательный контур, образованный емкостью Со и индуктивностью вводов Lпос.диода. Цепь входов холостой частоты замкнут разомкнутым четверть волновым шлейфом, подключенным параллельно диоду, и имеющим входное сопротивление близкое к нулю. В этом случае на холостой контур не влияют цепи сигнала и накачки, а также емкость корпуса диода Скор. Резонансная частота этого контура равна частоте последовательного резонанса диода.

Fxo= <img width=«103» height=«44» src=«ref-1_446697947-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130"> = <img width=«191» height=«45» src=«ref-1_446698283-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131"> = 26.6 Ггц

9. Отношение частот:

А = fxo/fco=26.6/17.5 = 1.52

Частота накачки:

fнак= fс(1 + А) = 17.5(1 + 1.52) = 44.1 Ггц

10.’’Холодный’’КСВ сигнальной цепи ДПУ, который требуется обеспечить для заданного резонансного усиления:

<img width=«15» height=«17» src=«ref-1_446698705-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132"><img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">=R1/rпос э= <img width=«79» height=«51» src=«ref-1_446699080-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">(Q<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446697218-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">/A — 1) , где А =wx/wo ;

Q = 2.9

<img width=«15» height=«17» src=«ref-1_446698705-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136"><img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">= <img width=«67» height=«47» src=«ref-1_446699988-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">(<img width=«53» height=«44» src=«ref-1_446700287-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">) = 6.5

Требуемое сопротивление источника сигнала R1, приведенное к зажимам приведенной емкости в последовательной эквивалентной схеме (рис. 7).

R1 = r<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">rисс э= 6.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">4.9 = 31.89 ом.

<img width=«575» height=«335» src=«ref-1_446700936-1749.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">

Рассчитанные значения r<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">и R1обеспечивают подбором согласующих элементов сигнальной цепи ДПУ, что обычно выполняют экспериментально.

11. Для расчета полосы пропускания зададимся коэффициентами включения емкости в холостой (mвых х) и сигнальный (mвых с) контуры.

mвых х = 0.5

mвых с= 0.2

Ппу= fco<img width=«175» height=«68» src=«ref-1_446702864-688.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">

Ппу= 17500<img width=«151» height=«61» src=«ref-1_446703552-602.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145"> = 115Мгц.

12. Определим необходимость мощности накачки ДПУ.

По рисунку 5-27 [2]для Uo/y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446704154-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146"> = 2.7/1.2 =2.25 и находим коэффициент q =0.4

Pнак д — мощность накачки диода,

Pнак д =w<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_446704341-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">Спер(Uo)t(Uc)(Uo+y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446704154-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">)<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446697218-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">q

Pнак д =52830<img width=«289» height=«20» src=«ref-1_446704922-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">= 25мвт

Для fнак= 36.6 Ггц интерполяцией значений коэффициента:

Pнак д=2.15

Pнак = Pнак дPнак д

Pнак = 2.15<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">25 мВт = 54 мВт

Pнак= 54 мВт — мощность накачки, которую необходимо подвести к ДПУ.
<img width=«616» height=«397» src=«ref-1_446705586-3683.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">  

                                Рис. 8. Принципиальная схема ДПУ.

5.4. Проектирование и расчет устройства подавления зеркального канала.
В качестве УПЗК используются полосно — пропускающие фильтры (ППУ). Микроминиатюрный ППФ можно создать если в качестве резонатора использовать ферритовый образец из монокристалла железоиттриевого граната (ЖИГ)  в виде обычно весьма малой, отполированной сферы. Сфера ЖИГ, помещенная в магнитное поле, в котором СВЧ поле и внешнее поле от электромагнита взаимно перпендикулярны, в силу физических свойств ферритов, резонирует  на частотах ферромагнитного резонатора, равной :

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">¦<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446709438-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">= 3.51<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">10<img width=«15» height=«20» src=«ref-1_446709798-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">Ho[Мгц], гдеHo— напряженность внешнего магнитного поля -[A/M].

Изменяя Hoможно в широких пределах перестраивать резонансную частоту.

Исходные данные для расчета:

рабочая частота ¦<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446709438-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">— 17.5 Ггц.

Полоса пропускания Ппр= 710Кгц.

Полоса заграждения Пз= 4¦<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446710167-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">= 140Мгц

1. Рассчитаем требуемую напряженность внешнего магнитного поля Ho:

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">¦<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446709438-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">= 3.51<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">10<img width=«15» height=«20» src=«ref-1_446709798-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">Ho     Ho= <img width=«72» height=«41» src=«ref-1_446711071-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">

Ho=<img width=«76» height=«41» src=«ref-1_446711362-351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">= 5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446681844-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">А/M

2.Для ферритовой схемы выбираем монокристалл ЖИГ с шириной линии ферромагнитного резонанса DН = 40А/Mи намагниченностью насыщения ферритовой сферы Мо=1.4<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446681844-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">А/M.

Определяем ненагруженную добротность ЖИГ резонатора:

Qo= <img width=«81» height=«60» src=«ref-1_446712445-353.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169"> = <img width=«136» height=«44» src=«ref-1_446712798-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170"> = 11325

3.Находим необходимое число резонаторов фильтра:

n = (LзS+ 6)/20lg(Пз/Ппр)<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171"><img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">

n = <img width=«68» height=«89» src=«ref-1_446713508-361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> = <img width=«24» height=«41» src=«ref-1_446713869-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">= 0.5

Примем n=1.

4.Требуемая внешняя добротность ЖИГ резонатора обусловленная каждой петлей связи:

Qвн о= (fo/Пз)<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">ant lg[(LзS+ 6)/20];

Qвн о=(17500/140)<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">ant lg[(20+6)/20] = 441

5.По рис. 4.33 [2]определяем для Qвн о= Qвн 1= Qвн 2— требуемые внешние добротности каждой петли связи.

Qвн<img width=«15» height=«12» src=«ref-1_446679853-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">450 требуемый радиус петли связи в этом случае:

r = 3rсф, а rсф= 0.6 мм. r =1.8 мм.

Таким образом определены необходимые данные для конструирования ЖИГ резонаторов и петель связи, выполненных из ленточного проводника шириной 0.4 мм.

6.По формуле: Ппр/¦<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446709438-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">=1/ Qвн о, уточняем полосу пропускания двухрезонаторного ППФ:

Ппр= 17500Мгц/450 = 39Мгц.

7.По формуле Lo= 4.34 n<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179"> Qвн о/ Q о

рассчитываем потери на резонансной частоте:

Lo=4.34<img width=«59» height=«17» src=«ref-1_446715024-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">/11325 = 0.34дб.

8. Пологаем потери рассеяния на границах полосы пропускания, согласно     Lo гр=2.5Lo= 0.85 дб.

Тогда суммарное затухание фильтра на границе полосы пропускания :

L<img width=«16» height=«17» src=«ref-1_446715264-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">гр= 1+0.85 = 1.85дб.

5.5. Проектирование и расчет преобразователя частоты.

Наиболее важными требованиями, предъявляемыми к электрическим параметрам смесителей СВЧ, является: минимальный коэффициент шума, достаточная полоса  рабочих частот, минимальная мощность гетеродина.

Балансные смесители обладают некоторыми преимуществами перед однодиодными небалансными смесителями. Балансный смеситель (БС) работает при меньшей мощности гетеродина, имеет повышенную помехоустойчивость и позволяет уменьшить мощность гетеродина, прсачивающуюся  в антенну. Однако можно использовать однодиодный небалансный смеситель.

Исходные данные:

fo= 17.5Ггц — рабочая частота.

Шпч<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">10 <img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">необходимо применить балансный ПЧ.

fпч= 35Мгц — промежуточная частота.

1.Выберем смесительные диоды и определим их параметры по таблице 7.1 [2].

Используем тип ОБШ  АА112Б в микростеклянном корпусе, имеющем, при

Рг = 3мВт, потери преобразования Lпр<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184"> 6дб, шумовое отношение <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_446716035-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">= 0.85,

rвых сд= 490...664 Ом и Fнорм<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">7дб,

где Fнорм— нормированный коэффициент шума.

2.Проектирование топологической схемы смесительной секции.

Выбираем схему с согласующим короткозамкнутым шлейфом перед диодом. Волновое сопротивление четвертьволновых отрезков МПЛ в выходной цепи секции принимаем для низкоомных и высокоомных отрезков соответственно 20ом и 90ом.

<img width=«617» height=«214» src=«ref-1_446716438-3621.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">
        Рис.9 Топологическая схема микрополосковой смесительной секции с согласующими короткозамкнутым шлейфом lшлперед диодом:

1- короткозамкнутый отрезок МПЛ для компенсации реактивной составляющей полной проводимости  на входе отрезка l1.

2 — диод в стеклянном корпусе.

3 — низкоомный разомкнутый четвертьволновый шлейф.
3.Проектирование СВЧ — моста.

В балансном смесителе, предназначенном для малошумящего двухбалансного смесителя необходимо использовать синфазно- противофазные, т.е. микрополосковые кольцевые мосты. Однако учитывая относительно неширокую заданную полосу (Ппр= 853.5), целесобразно использовать квадратурный двухшлейфовый мост со сдвигом смесительных секций друг относительно друга на <img width=«31» height=«19» src=«ref-1_446720059-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">, поскольку с ним можно получить более компактную топологическую схему БС и МШДБС в целом (см. Рис. 10).

 <img width=«616» height=«489» src=«ref-1_446720277-4456.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">             
Рис.10. Топологическая  микрополосковая секция малошумящего двухбалансного смесителя.

СД — однофазный делитель мощности пополам в виде Т соединения линий с согласующим четвертьволновым трансформатором на входе.

КД — квадратурный делитель мощности пополам в виде квадратурного СВЧ — моста с согласованной нагрузкой в неиспользованном плече.                                
5.5.1. Расчет и проектирование двухшлейфного моста.

Исходные данные:

fc=17.5Ггц.

Подложка из феррита толщиной h=0.5мм имеет диэлектрическую проницаемость среды <img width=«13» height=«15» src=«ref-1_446724733-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> = 9 и tgугла диэлектрических потерь tg<img width=«13» height=«19» src=«ref-1_446724925-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191"> =0.005, материал проводников — золото, проводящие линии имеют W=50<img width=«17» height=«17» src=«ref-1_446725124-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">.

1)Определяем волновое сопротивление основной линии:

Wл = W/<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193"> = 50/<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">= 35.5ом. Для шлейфов Wш = W = 50 ом.

2)По формуле W/h = (314/ W<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446725770-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">) — 1, находим ширину полоски основной линии:

<img width=«16» height=«15» src=«ref-1_446725987-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196"> = ((314/ W<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446725770-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">) — 1)h = ((314/35.5<img width=«24» height=«23» src=«ref-1_446726398-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">) — 1) 0.5 = 0.97 мм.

Шлейфов:

<img width=«16» height=«15» src=«ref-1_446725987-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199"> = ((314/50<img width=«24» height=«23» src=«ref-1_446726398-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">) — 1) 0.5 = 0.55 мм.

3)По формулам :

<img width=«30» height=«30» src=«ref-1_446727026-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201"> = <img width=«22» height=«28» src=«ref-1_446727230-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">/<img width=«36» height=«33» src=«ref-1_446727441-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">, где <img width=«30» height=«25» src=«ref-1_446727689-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204"> — длина волны в линии,

<img width=«22» height=«28» src=«ref-1_446727230-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">  — длина волны в воздухе,

<img width=«22» height=«30» src=«ref-1_446728102-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">— диэлектрическая проницаемость среды в линии,

<img width=«22» height=«30» src=«ref-1_446728102-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">= 0.5[1+ <img width=«21» height=«20» src=«ref-1_446728528-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">    продолжение
--PAGE_BREAK--+ (<img width=«21» height=«20» src=«ref-1_446728528-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">— 1)/<img width=«84» height=«24» src=«ref-1_446728926-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">]

Для основной линии:

<img width=«22» height=«30» src=«ref-1_446728102-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">= 0.5[1+ 9 +(9- 1)/<img width=«87» height=«23» src=«ref-1_446729416-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">]= 6.61,

и <img width=«27» height=«45» src=«ref-1_446729693-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">= 23/4<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214"><img width=«43» height=«23» src=«ref-1_446730119-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">= 2.23 мм.

Для шлейфов :

 <img width=«22» height=«30» src=«ref-1_446728102-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">= 6.26,

<img width=«27» height=«45» src=«ref-1_446729693-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">= 2.3 мм.

4)Рассчитаем полные потери в основной линии и шлейфе моста. Для расчета потерь проводимости из таблицы 3.5 [2]находим удельную проводимость золота :<img width=«16» height=«15» src=«ref-1_446730811-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218"> = 4.1<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">10<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446731180-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">см/м и толщину слоя<img width=«17» height=«21» src=«ref-1_446731363-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221"> = 0.78 мкм.

По формуле:

Rп = 1/<img width=«21» height=«19» src=«ref-1_446731574-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222"><img width=«20» height=«24» src=«ref-1_446731775-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223"> = <img width=«119» height=«46» src=«ref-1_446731990-376.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224"> ,

Определим поверхностное сопротивление проводника :

<img width=«19» height=«18» src=«ref-1_446732366-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> — удельная проводимость проводника.

<img width=«16» height=«15» src=«ref-1_446725987-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226"> = 2<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_446732761-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">f — рабочая частота.

<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446732955-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228"> =1.256<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229">10<img width=«15» height=«20» src=«ref-1_446678622-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">г/м — магнитная проницаемость в вакууме.

<img width=«16» height=«17» src=«ref-1_446733528-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231"> = относительная магнитная проницаемость среды.

Rп = 1/4.1<img width=«35» height=«20» src=«ref-1_446733720-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232"><img width=«80» height=«20» src=«ref-1_446733932-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">= 0.031ом/м<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446697218-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">.

Погонные потери проводимости МПЛ основной линии:

<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446734384-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">= 8.68 Rп/W<img width=«16» height=«15» src=«ref-1_446725987-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236">,

<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446734384-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">= 8.68<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238">0.031/35.5<img width=«49» height=«17» src=«ref-1_446735197-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">= 0.078  дб/см,

и щлейфа:

<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446734384-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">= 8.68<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">0.031/50<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">0.055 = 0.98 дб/см,

Потери проводимости отрезка основной линии и шлейфа соответственно равны:

a<img width=«16» height=«21» src=«ref-1_446736002-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243">= <img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446734384-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245"><img width=«14» height=«20» src=«ref-1_446736595-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">  = 0.078<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">.223 = 0.017 дб,

a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446736967-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">= 0.098<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249">0.23 = 0.023 дб.

5)Аналогичным образом вычислим диэлектрические потери отрезка<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">в МПЛ моста, используя формулу:

<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446737510-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">=27.5<img width=«51» height=«41» src=«ref-1_446737736-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253"><img width=«132» height=«47» src=«ref-1_446738196-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254"><img width=«83» height=«45» src=«ref-1_446738634-328.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">

Потери основной линии:

a<img width=«15» height=«18» src=«ref-1_446738962-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">=<img width=«25» height=«24» src=«ref-1_446737510-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257"><img width=«12» height=«17» src=«ref-1_446739378-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">= 0.223<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">27.3<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260"><img width=«204» height=«47» src=«ref-1_446739928-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">= 0.102дб.

Потери шлейфа:

a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446740477-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">= 0.23<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">27.3<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264"><img width=«193» height=«47» src=«ref-1_446741029-501.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">=0.115дб.

Т.о. получено, что диэлектрические потери больше потерь проводимости (из за большой величины tg<img width=«13» height=«19» src=«ref-1_446724925-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">  — угла диэлектрических потерь).

6)Такие потери шлейфа и основной линии моста соответственно равны:

a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267">=a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741908-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">+a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446740477-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">= 0.023 + 0.115 = 0.132дб = 0.015 Нп,

a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270">= a<img width=«16» height=«21» src=«ref-1_446736002-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271">+a<img width=«15» height=«18» src=«ref-1_446738962-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">= 0.017 + 0.102 = 0.129 дб = 0.014Нп.

7)КСВ входных плеч моста:

<img width=«15» height=«17» src=«ref-1_446698705-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273"> =(2+3a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">+3<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">)/(2+a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277">+<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1278">a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279">),

<img width=«15» height=«17» src=«ref-1_446698705-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280"> =(2+3<img width=«61» height=«17» src=«ref-1_446744434-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281">3<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282"><img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283"><img width=«49» height=«17» src=«ref-1_446745053-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">)/(2+0.015+<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">0.014)= 1.07.

Развязка изолированного плеча:

L<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_446745678-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1287">= 20 lg <img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288"><img width=«17» height=«23» src=«ref-1_446746053-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289"><img width=«33» height=«23» src=«ref-1_446746256-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290">a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291">+<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293">a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">)/(a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">+<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">)],

L<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_446745678-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299">=35дб.

Потери моста:

L<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446748198-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">= 20 lg(1+a<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446741729-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301">+<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303">a<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">),

L<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446749155-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305">= 20 lg(1+0.015 +<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_446725324-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">0.014) = 0.3дб.

Эти параметры моста соответствуют средней рабочей частоте полосы частот.

Потерями моста (L<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446748198-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308"><img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">0.3дб) можно пренебречь.

Определяем разброс параметров диодов в паре.

Для проектируемого БС полагаем диоды подобранными в пары с разбросом rвых СД  согласно формуле:

r<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446750125-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310">= rвых СД1/rвых СД2<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446674080-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311">1+ 30/ rвых СДmin,

r<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446750125-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312">=1+ 30/440= 1.07 и разбросом Lпр.б, при котором L<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446750125-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313">= 0.5дб.
5.Находим rБС ср= 0.5rвых СДср= 270 ом и принимаем LБС max= Lпр<img width=«13» height=«19» src=«ref-1_446724925-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314">max =6дб.

nбс= nш = 0.85.
6. Рассчитываем  величину:

<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446751043-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1315"> L<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446750125-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316">r<img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446750125-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1317">(дб) = 0.12 + 0.5 + 10lg1.07 = 0.92дб. По графику рис.7.22.[2]определяем коэффициент подавления  шума  гетеродина 

Sш= 26дб.
7.Находим необходимую мощность гетеродина на входе БС по формуле:

Рг =1<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318">2<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1319">3 =6мВт (при расчете оптимальной мощности гетеродина полагается равной паспортной Ргопт=3мВт).
8.Определяем шумовое отношение по формулам:

ma=10lg<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320">nгс10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321">RTo ,

где nгс— относительный спектр мощности шума,

ma— выбирается в пределах 100-180 дб/Гц,

R— постоянная Больцмана. R=1.38<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446675515-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1323"> дж/К.

То = 273 К.

nгс=ant lg (ma/10)/10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324"> RTo = ant lg (-180/10)/(10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1325">1.38<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1326">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446675515-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1327"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1328">273) = 25дб/Гц.

nг= nгсРг.

nг= 25<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1329">6 = 150.
9.Рассчитываем коэффициент шума по формуле:

N<img width=«23» height=«21» src=«ref-1_446753805-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1330">= L<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446754005-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1331">L<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1332">(n<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1333">+ n<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446754590-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1334">/ L<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446754005-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1335">L<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1336">S<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446755165-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1337">+ N<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446755344-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1338">-1),

где L<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446754005-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1339">— потери СВЧ моста, L<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446754005-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1340">=1,

nг — шумовое отношение. nг= 150.

n<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1341"> — шумовое отношение БС.n<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1342">=0.85.

S<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446755165-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1343"> — коэффициент подавления шума гетеродина.S<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446755165-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1344">= 26дб.

N<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446755344-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1345">— коэффициент шума УПЧ. N<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446755344-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1346">= 4.

L<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446754198-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1347"> — затухания в системе.

N<img width=«23» height=«21» src=«ref-1_446753805-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1348">= 1<img width=«217» height=«21» src=«ref-1_446757431-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1349">= 12дб.

Гетеродин выбираем по таблице 8.4, приведенной на стр.364[2]. Исходными данными является рабочая частота <img width=«31» height=«31» src=«ref-1_446757824-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1350">, выходная мощность <img width=«44» height=«25» src=«ref-1_446758050-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1351"> мВт, и диапазон электрической перестройки частоты<img width=«36» height=«27» src=«ref-1_446758280-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1352">(механической перестройки частоты не требуется, так как передатчик работает на фиксированной частоте 17.5 Ггц). Полагаем <img width=«25» height=«31» src=«ref-1_446758521-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1353"><img width=«15» height=«15» src=«ref-1_446758743-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1354"><img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446758936-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1355">и <img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446759159-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1356">=<img width=«25» height=«31» src=«ref-1_446758521-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1357">-<img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446758936-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1358">= 35Мгц, <img width=«25» height=«31» src=«ref-1_446758521-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1359">=<img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446759159-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1360">+<img width=«27» height=«31» src=«ref-1_446758936-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1361">=17535Мгц, т.е. рабочая частота гетеродина составляет 17535Мгц, диапазон перестройки <img width=«36» height=«27» src=«ref-1_446758280-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1362">= 35 Мгц.

Итак, выбираем гетеродин типа VSX-9012, имеющий параметры:

-рабочая частота: 12.4-18Ггц.

-диапазон механической перестройки: <img width=«42» height=«27» src=«ref-1_446760738-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1363">= 0Мгц.

-диапазон электрической перестройки: <img width=«36» height=«27» src=«ref-1_446758280-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1364">=1000Мгц.

-выходная мощность гетеродина: <img width=«44» height=«25» src=«ref-1_446758050-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1365"><img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1366">50мВт.

-напряжение питания: U<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446761646-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1367">= 8В.

-ток питания:I<img width=«19» height=«24» src=«ref-1_446761848-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1368">= 0.4 А.

В генераторах на диодах Ганна с полосковой и микрополосковой конструкцией используют электрическую перестройку частоты. Наиболее распространенным методом такой перестройки является включение варактора в колебательную систему гетеродина. Варактор представляет собой диод с нелинейной емкостью, величина которой изменяется при изменении  отрицательного смещения Uов на нем. Таким образом изменяют резонансную частоту колебательной системы и осуществляют электрическую перестройку частоты. Достоинством такого метода перестройки является практически полное отсутствие потребление тока по цепи управления частотой. В схему генератора варактор можно включать последовательно или параллельно СДГ (рис.11). Колебательная система ГДГ включает в себя все реактивные элементы ДГ и варактора, а также настроечно- согласующую секцию, состоящую в выходной линии и разомкнутого параллельного шлейфа длиной lшл. Цепь СВЧ от цепей постоянного тока развязывают режекторные фильтры РФ. <img width=«605» height=«265» src=«ref-1_446762043-2160.coolpic» v:shapes="_x0000_i1369">    продолжение
--PAGE_BREAK--
<img width=«617» height=«497» src=«ref-1_446764203-3645.coolpic» v:shapes="_x0000_i1370">

           Рис. 12 Эквивалентная схема на диоде Ганна с последовательным      включением варактора для перестройки частоты.
6.Проектирование и расчет УПЧ.

1) Коэффициент усиления по мощности преселектора.

К<img width=«17» height=«24» src=«ref-1_446767848-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1371">= К<img width=«25» height=«21» src=«ref-1_446768041-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1372">К<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768243-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1373">КрурчКр<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768449-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1374">Крпч:

Где К<img width=«25» height=«21» src=«ref-1_446768041-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1375">=0.9, Курч=30; К<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768243-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1376"> К<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768449-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1377">Крпч— соответственно определяем по вычисленным ранее значениям ранее затуханиям сигналов

в этих устройствах.

К= 1/L

Lузп= 0.8дб =1.21<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1378"> К<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768243-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1379">=0.825,

Lупзк= 0.66дб = 1.16<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1380"> Кр<img width=«29» height=«21» src=«ref-1_446768449-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1381">= 0.85,

L пч = 6дб = 4<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1382"> Крпч= 0.25.

К<img width=«17» height=«24» src=«ref-1_446767848-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1383">= 0.9<img width=«155» height=«17» src=«ref-1_446770441-344.coolpic» v:shapes="_x0000_i1384">= 5<img width=«15» height=«12» src=«ref-1_446679853-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1385">6.5дб.

2)Мощность сигнала на входе на входе УПЧ при чувствительности Рап=15.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1386">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446677170-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1387">Вт, составит:

Р<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_446771337-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1388">= 15.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1389">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446677170-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1390"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1391">5 = 77.5<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1392">10<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_446677170-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1393">.

3)Напряжение сигнала на входе 1-го каскада УПЧ, при согласовании этого каскада со смесителем, равно:

Uвхп= <img width=«96» height=«27» src=«ref-1_446772466-316.coolpic» v:shapes="_x0000_i1394">, где g<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446772782-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1395">= Zм(ом)- входная проводимость транзистора, который будет использоваться в УПЧ. Для УПЧ используют биполярные транзисторы.

В качестве транзистора выбираем ГТ 309А (по таблице приложения 4[2]), т.к. 0.3<img width=«27» height=«24» src=«ref-1_446772962-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1396">= 27Мгц.<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1397"> <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_446772962-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1398">= 90 Мгц и выполняется условие <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_446772962-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1399"><img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1400">(2-3)<img width=«21» height=«24» src=«ref-1_446773998-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1401">.

Параметры ГТ 309А:

<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_446774204-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1402">= 120Мгц, 0.3<img width=«27» height=«24» src=«ref-1_446772962-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1403">= 27Мгц, <img width=«39» height=«27» src=«ref-1_446774637-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1404">= 30 мА/В, g<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446772782-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1405">= 2 мСм, С<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446772782-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1406">= 70пф, g<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446775221-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1407">=6мкСм, С<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446775221-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1408">= 8пф, С<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446775599-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1409">= 2пф, h<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446775787-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1410">= 50, Nм= 5дб, Iкбо= 2мкА.

4)Требуемый коэффициент усиления:

 Ко= Uвых/Uвх п,

где Uвых — выходное напряжение ПЧ, равное входному напряжению детектору (<img width=«15» height=«12» src=«ref-1_446679853-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1411">0.01в).

5)Для обеспечения избирательности по соседнему каналу применяют фильтр сосредоточенной селекции (ФСИ) на ПЧ, т.к. ФСИ может дать лучшую избирательность, чем УПЧ с распределенной избирательностью. При этом каскад УПЧ содержит каскад с ФСИ, который обеспечивает требуемую избирательность и ряд апериодических или слабоизбирательных каскадов, создающих основное усиление на ПЧ.

Исходные данные:

<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_446776164-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1412"> = 35Мгц- промежуточная частота,

П= 710Кгц- полоса пропускания,

<img width=«19» height=«24» src=«ref-1_446776372-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1413"><img width=«25» height=«21» src=«ref-1_446776572-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1414">=20дб- ослабление соседнего канала.

<img width=«617» height=«244» src=«ref-1_446776767-1999.coolpic» v:shapes="_x0000_i1415">
       Рис. 13.Принципиальная схема каскада с ФСИ.

6)Определим величину <img width=«13» height=«19» src=«ref-1_446778766-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1416"><img width=«12» height=«20» src=«ref-1_446778968-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1417">:

<img width=«20» height=«28» src=«ref-1_446779148-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1418"><img width=«14» height=«25» src=«ref-1_446779363-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1419">= <img width=«56» height=«54» src=«ref-1_446779546-320.coolpic» v:shapes="_x0000_i1420">;

где <img width=«33» height=«31» src=«ref-1_446779866-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1421"> — промежуточная частота,

d- собственное затухание контура,

П- полоса пропускания УПЧ.

d = 0.004, П = 1Мгц.

 <img width=«20» height=«28» src=«ref-1_446779148-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1422"><img width=«14» height=«25» src=«ref-1_446779363-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1423">= <img width=«125» height=«44» src=«ref-1_446780492-394.coolpic» v:shapes="_x0000_i1424">= 0.38

7) Задаемся числом звеньев и в качестве начального приближения выбираем n= 4.

8)Находим ослабление на границе полосы пропускания, обеспечиваемое одним звеном:

Sеп1= Sеп/n, гдеSеп- ослабление на границе полосы пропускания.

Sеп = 3дб.

Sеп1=3/4= 0.75

9)По графикам рис.6.4 (стр.284[2])для <img width=«20» height=«28» src=«ref-1_446779148-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1425"><img width=«14» height=«25» src=«ref-1_446779363-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1426">= 0.38 и Sеп1= 0.75 находим параметр <img width=«17» height=«19» src=«ref-1_446781284-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1427">.

<img width=«18» height=«20» src=«ref-1_446781489-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1428">= 0.83.

10) Определим разность частот среза:

<img width=«45» height=«24» src=«ref-1_446781691-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1429"><img width=«48» height=«21» src=«ref-1_446781929-243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1430">= <img width=«21» height=«45» src=«ref-1_446782172-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1431">= 1.4Мгц/0.83 = 1.7Мгц.

11)Определим вспомогательные величины y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1432">и <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_446782578-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1433">:

y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1434">= <img width=«52» height=«45» src=«ref-1_446782950-300.coolpic» v:shapes="_x0000_i1435">;

<img width=«16» height=«20» src=«ref-1_446782578-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1436">= <img width=«32» height=«25» src=«ref-1_446783443-231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1437">;

y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1438">= 2<img width=«63» height=«20» src=«ref-1_446783853-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1439">/1.7<img width=«35» height=«20» src=«ref-1_446784101-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1440">= 1.65; <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_446782578-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1441">= 0.26<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1442">0.83 = 0.2

12)По графику рис.6.3 находим для <img width=«16» height=«20» src=«ref-1_446782578-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1443">= 0.2 и y<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1444">= 1.65:

S<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446785063-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1445">= 8дб.

13)Определяем расчетное ослабление соседнего канала, задавшись величиной <img width=«71» height=«21» src=«ref-1_446785255-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1446">:

S<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_446785532-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1447">= n<img width=«81» height=«21» src=«ref-1_446785734-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1448">,

где DS<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446786013-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1449"> — ухудшение избирательности из-за рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой.

S<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_446785532-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1450">=4<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1451">8дб — 3дб = 29 дб<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1452">20дб.

14)Для расчета элементов фильтров зададимся величиной номинального характеристического сопротивления:Wo= 10кОм.

15)Вычисляем коэффициенты трансформации по формулам:

m<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1453">= <img width=«219» height=«53» src=«ref-1_446786950-628.coolpic» v:shapes="_x0000_i1454">

m<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1455">= <img width=«215» height=«53» src=«ref-1_446787766-627.coolpic» v:shapes="_x0000_i1456">

Wo<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1457">g<img width=«15» height=«21» src=«ref-1_446775221-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1458">= 10<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1459">10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1460"><img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1461">6<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1462">10<img width=«17» height=«20» src=«ref-1_446789493-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1463"> = 0.08<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_446789682-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1464">1<img width=«63» height=«21» src=«ref-1_446789876-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1465">,

Wo<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1466">g<img width=«13» height=«21» src=«ref-1_446772782-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1467">= 10<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1468">10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1469"><img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1470">2<img width=«12» height=«12» src=«ref-1_446670759-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1471">10<img width=«17» height=«20» src=«ref-1_446791194-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1472"> = 20<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_446758743-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1473">1 <img width=«133» height=«44» src=«ref-1_446791575-352.coolpic» v:shapes="_x0000_i1474">;

16)По графикам (рис.6.6) стр.287[2])определяем коэффициент передачи ФСИ для n= 2,<img width=«17» height=«22» src=«ref-1_446791927-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1475">= 0.2

Кпф= 0.65.

17)Рассчитаем коэффициент усиления каскада с ФСИ:

Коф= 0.5m<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1476"> m<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446742291-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1477"><img width=«35» height=«27» src=«ref-1_446792490-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1478">WoКпф

Коф= 0.5<img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1479">1<img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1480">0.20<img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1481">30<img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1482">10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1483"><img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1484">10<img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1485">10<img width=«13» height=«20» src=«ref-1_446752138-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1486"><img width=«13» height=«12» src=«ref-1_446790832-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1487">0.65 = 20.

Для требуемого усиления (140000) необходимо 4каскада. Тогда коэффициент усиления составит 160000. Превышением можно пренебречь.

18) Рассчитываем элементы, образующие звенья ФСИ.

<img width=«144» height=«269» src=«ref-1_446794355-1285.coolpic» v:shapes="_x0000_i1488">

Где m<img width=«17» height=«24» src=«ref-1_446795640-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1489">-соответствует коэффициенту трансформации m<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446698901-179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1490">, <img width=«27» height=«21» src=«ref-1_446796012-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1491"> — коэффициент связи (0.7-0.9).

<img width=«308» height=«252» src=«ref-1_446796229-1984.coolpic» v:shapes="_x0000_i1492">
7. Проектирование детектора широкоимпульсного сигнала с линейной частотной модуляцией.
Устройство, предназначенное для выделения огибающей процесса называется детектором. При UмÐ0.3-0.5В диодный детектор работает в квадратичном режиме. Операцию получения квадрата огибающей выполняют в два приема: сначала с помощью линейного детектора выделяют огибающую, напряжение которой затем подают квадратор. Квадратор относится к устройствам, реализующим операцию умножения процесса на процесс. Наиболее совершенные перемножители -  умножители компенсационного типа.

<img width=«503» height=«379» src=«ref-1_446798213-2998.coolpic» v:shapes="_x0000_i1493">
 Рис.14. Умножитель компенсационноготипа.

При подаче на вход 1 (U<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_446801211-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1494">) напряжения U<img width=«27» height=«21» src=«ref-1_446801439-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1495"> реализуется операция возведения в квадрат. Умножитель компенсационного типа состоит из двух перемножителей прямого действия. Простейшим умножителем является избирательный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Так же в состав умножителя компенсационного типа входит операционный усилитель (ОУ). Амплитудный линейный детектор (АД) выполняют на полупроводниковых диодах или транзисторах. Диодные полупроводниковые детекторы могут иметь как последовательные, так и параллельные схемы включения.

<img width=«617» height=«203» src=«ref-1_446801657-1655.coolpic» v:shapes="_x0000_i1496">

     Рис.15. Последовательная схема включения АД.

Источником сигнала является колебательный контур Lк, Ск, индуктивно связанный с выходом резонансного усилительного каскада. К нему подключен детектор, образованный диодом Д и нагрузкой RC. Фильтр (Lф и его паразитная емкость Сф) — уменьшает высокочастотные пульсации выходного напряжения.

Перед детектированием импульсы, принимаемые РЛ приемным устройством, согласно структурной схеме, проходят фильтровую обработку. Фо — представляет собой согласованный фильтр. Фильтр Фв — весовой сумматор на скользящем интервале.

<img width=«617» height=«203» src=«ref-1_446803312-1362.coolpic» v:shapes="_x0000_i1497">

  Рис.16.Весовой сумматор на скользящем интервале.                                              

Итак, коэффициенты устройств, входящих в структурную схему (до АД):

Капч= 0.95, Кузп= 0.9, Кувч= 5.5, Купзк= 0.92, Кпч= 0.5, Купч= 1,6<img width=«35» height=«20» src=«ref-1_446680851-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1498"> , Кф= 0.1;<img width=«20» height=«16» src=«ref-1_446674974-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1499"> после СФ (т.к. он ослабляет сигнал), необходимо ввести в схему усилитель с коэффициентом передачи: Кус= 10.

Введем каскад с ОЭ.
  8.Проектирование АПЧ.
Для автоподстройки частоты гетеродина можно использовать частотный детектор приемника и управитель частоты (УЧАП), который должен работать при относительно медленном изменении частоты, вызванном нестабильностью передатчика и гетеродина приемника.

<img width=«591» height=«287» src=«ref-1_446805081-2178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1500">

         Рис.16. Принципиальная схема АПЧ.

В системе АПЧ используется частотный детектор. Его подключаем к каскаду УПЧ, выполненному на интегральной микросхеме К224УС3. Частотный детектор выполнен на расстроенных контурах с последовательным резонансом. (Д1, Д2, С1- С4,L1, L2, R1, R2).

Чтобы последующие цепи не шунтировали нагрузку ЧД, на его выход ставим эммиттерный повторитель, в качестве которого использовали микросхему К2УЭ182. Коэффициент  передачи ЭП — Кэп= 0.9. Учитывая, что уровни сигналов на входе на выходе ЧД велики, видеоимпульсы после ЭП необходимо усиливать в разных каналах.

Пиковые детекторы (на Д3 и  Д4) — для формирования регулирующих напряжений, которые складываются после пиковых детекторов для получения результирующей характеристики частотного детектора.

Видеоусилители, к которым должны присоединятся пиковые детекторы построены на микросхемах К218УИ1 (импульсный усилитель на положительную полярность) и К218УИ2 (импульсный усилитель на отрицательную полярность), имеющие основные характеристики: Кву<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_446687361-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1501">3, Riву= 100 ом.

Истоковый повторитель на полевом транзисторе КП102Л, служит для исключения шунтирования нагрузок пиковых детекторов.
10.Проектирование системы АРУ (автоматической регулирования усиления).

Исходные данные:

Тип АРУ: ИАРУ

Dвх =50 дб,

Dвых =10 дб.

Так как динамический диапазон входных выходных сигналов составляют 50 и 10дб, то требуемое изменение усиления УПЧ при максимальном ИАРУ составит <img width=«85» height=«27» src=«ref-1_446807450-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1502">раз.

Количество регулируемых каскадов:

<img width=«12» height=«21» src=«ref-1_446674636-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1503">n<img width=«12» height=«24» src=«ref-1_446807896-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1504">    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по коммуникациям