Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования « Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Факультет радиотехники и электроники
Кафедра радиотехнических систем
Дисциплина МиУФС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
на тему
ПЕРЕДАТЧИК РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ
Студент гр. 041301 Карпович А.Ю.
Руководитель: Ползунов В. В.
Минск , 2013
Введение.......................................................................................................... 4
1. Выбор и обоснование технических требований и структурной схемы радиопередатчика............................................................................................ 5
2. Выбор, обоснование и энергетический расчет принципиальной схемы... 9
3. Разработка конструкции, конструктивный чертеж.................................. 24
4. Разработка схемы контроля, защиты и управления передатчиком........ 29
5. Расчет КПД передатчика........................................................................... 30
Заключение.................................................................................................... 31
Список использованных источников ........................................................... 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А ........................................................................................ 33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ........................................................................................ 34
ПРИЛОЖЕНИЕ В ........................................................................................ 35
ВВЕДЕНИЕ
Радиорелейная связь - радиосвязь, осуществляемая при помощи цепочки приёмо-передающих радиостанций, как правило, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой видимости их антенн. Каждая такая станция принимает сигнал от соседней станции, усиливает его и передаёт дальше — следующей станции. Радиорелейную связь используют для многоканальной передачи телефонных, телеграфных и телевизионных сигналов на дециметровых и сантиметровых волнах. Диапазоны ДМ и СМ волн выбраны потому, что в них возможна одновременная работа большого числа радиопередатчиков с шириной спектра сигналов до нескольких десятков МГц, низок уровень атмосферных и индустриальных помех радиоприёму, возможно применение остронаправленных антенн. Т.к. устойчивое распространение ДМ и СМ волн происходит только в пределах прямой видимости, то для связи на больших расстояниях необходимо сооружать значительное количество ретрансляционных станций. Для того, чтобы расстояние между станциями было как можно больше, их антенны устанавливают на мачтах или башнях высотой 70—100 м. Радиорелейная связь обеспечивает многоканальность, высокую пропускную способность, большую дальность связи, дуплексность каналов и трактов, строгую нормированность качественных показателей и электрических характеристик каналов и трактов, низкий уровень в них шумов и помех. К недостаткам радиорелейной связи можно отнести необходимость обеспечения прямой геометрической видимости между антеннами соседних станций, необходимость использования высокоподнятых антенн, использование промежуточных станций для организации связи на большие расстояния, что является причиной снижения надежности и качества связи, громоздкость аппаратуры, сложность в строительстве радиорелейных линий в труднодоступной местности. Несмотря на недостатки, радиорелейные линии связи получили широкое распространение во всех областях народного хозяйства, а также в вооруженных силах для управления войсками. Радиорелейные линии широко используются для коммерческой связи и для обмена программ вещания и телевидения между различными странами всех континентов.
1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА
Задача составления структурной схемы состоит в том, чтобы определить рациональное число каскадов высокой частоты между автогенератором и выходом передатчика (антенной), обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику.
На смеситель подаются сигналы от: блока, состоящего из АГ и синтезатора частот, и частотного модулятора (ЧМ).
По техническому заданию на выходе передатчика необходимо получить ЧМ-сигнал в диапазоне частот Dfрпду=5-5,4 ГГц и девиацией частоты Df=200 кГц, при этом допустимая величина нелинейных искажений не должна превышать 0,1.
За основу структурной схема была взята типовая схема построения передатчиков релейных линий связи:
Рисунок 1. Структурная схема передатчика радиорелейной связи
Передатчик содержит следующие крупные многокаскадные узлы: кварцевый генератор (АГ) с частотой fКВ, тракт умножения частоты и усиления мощности, обеспечивающие в основном заданную стабильность частоты передатчика; выходная частота тракта nfКВ; тракт промежуточной частоты с модулируемым по частоте автогенератором, обеспечивающий заданную девиацию частоты при заданных показателях качества модуляции; смеситель или преобразователь частоты, осуществляющий формирование рабочей частоты передатчика; тракт усиления мощности рабочей частоты, обеспечивающий получение заданной мощности передатчика.
1.1) РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ
На этапе разработки функциональной схемы требуется определить основные энергетические и частотно-временные характеристики сигналов в различных по характеру функциональных звеньях. Основные элементы структурной схемы передатчика должны быть проработаны до уровня схемотехнической реализации. Результат разработки функциональной схемы должен служить исходными данными для инженерного расчета электрической принципиальной схемы.
В ходе разработки функциональной схемы будем дополнять, уточнять и конкретизировать структурную схему.
Частотную модуляцию в оконечных или узловых станциях, а также основное усиление сигнала в промежуточных станциях осуществляют на поднесущей частоте. В отечественной практике применяются три значения fподн: 35, 70, 140МГц. Частота 70МГц применяется при рабочих частотах больше 1ГГц, что соответствует заданному диапазону частот.
Разработку функциональной схемы следует начать с расчётов количества трактов умножения частоты и усиления мощности. Для этого проанализируем схему.
Умножители частоты в передатчиках используют для повышения частоты колебаний в целое число раз. Ламповые и транзисторные умножители частоты по существу являются генераторами с внешним возбуждением и отличаются от ГВВ только, тем что выходной контур умножителя настроен на n-ю гармонику частоты возбуждения, а режим ЭП выбирается таким, чтобы получить максимальные полезную мощность Pн и КПД. В умножителях на лампах колебательный контур в выходной цепи должен быть настроен на вторую и третью гармонику входной частоты. Более высокая кратность умножения почти не применяется из-за резкого снижения Pн и КПД.
В качестве стабильного автогенератора необходимо использовать кварцевый автогенератор. Обычно частота основных колебаний не выше 17…30МГц и мощность не более 0,1…0,3мВт. Поэтому построим автогенератор с выходной мощностью 0,2мВт. Возбуждать кварцевый автогенератор будем на 1-ей механической гармонике с частотой кварца 20МГц и тогда fАГ=24,4 МГц. Рассчитаем количество трактов умножения.
Частота, подходящая к смесителю, должна быть равной:
Чтобы получить нужную нам частоту, применим пять умножителей с общим коэффициентом умножения 216 (3*3*3*2*2*2), тогда частота кварцевого генератора равна 24,4МГц.
Рассчитаем частоты с учетом коэффициента умножения каждого умножителя:
Так как выходная мощность кварцевого автогенератора очень мала, нужно использовать тракт усиления мощности. В современных передатчиках используются транзисторные усилители
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.