Разработка лампового передатчика СВ (полезная импульсная мощность в нагрузке - 4 кВт, рабочая частота - 250 МГц)

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования Белорусский Государственный

Университет информатики и радиоэлектроники

Факультет радиотехники и электроники

Кафедра РТС

К защите допускаю

Руководитель Демидович Г. Н.

«____»________________2006

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту на тему:

«Ламповый передатчик СВЧ»

Выполнил:

Студент гр. 341202

Здрадовский О. В.

Руководитель:

Демидович Г. Н.

Минск 2006
СОДЕРЖАНИЕ

Содержание                                                                                                             2

Введение                                                                                                                 3

1. Обзор литературы и патентные исследования                                                  5

2. Разработка схемы структурной электрической                                              16

3. Разработка схемы функциональной электрической                                       18

4. Разработка схемы электрической принципиальной                                       20

4.1. Расчёт выходного каскада и разработка конструкции                                20

4.2. Расчёт модулятора                                                                                        29

4.3. Расчёт подмодулятора                                                                                  35

Заключение                                                                                                          37

Список литературы                                                                                              38

Приложения                                                                                                         39

ВВЕДЕНИЕ

Радиопередающие устройства представляют сложную систему, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источник питания, устройство охлаждения и защиты.

Диапазон СВЧ обладает огромной информационной емкостью, и поэтому его используют для передачи широкополосных сигналов: импульсных, телевизионных, многоканальных сообщений и пр. Радиопередатчики в диапазоне СВЧ применяют в радиолокационных станциях (РЛС), телевидении, ретрансляционных линиях связи, тропосферной и комической связи, для радиоуправления и бортовой аппаратуры радиопротиводействия и др. [1]

Поэтому данная тема: ламповый передатчик СВЧ, актуальна не только с точки зрения научно-технического прогресса и технического производства, но и обучения навыкам учебного проектирования.

В выходных каскадах передатчиков СВЧ применяют транзисторы, металлокерамические лампы, пролетные клистроны, магнетронные генераторы, лампы бегущей и обратной волны и другие приборы.

Амплитудную и импульсную модуляцию колебаний осуществляют в выходных каскадах, частотную модуляцию – в возбудителях, причем для обеспечения высокой стабильности несущей частоты применяют систему автоматической подстройки частоты (АПЧ).

Простейшие импульсные передатчики СВЧ ранее состояли из мощного автогенератора, импульсного модулятора и источника питания. Для увеличения стабильности частоты применяют многокаскадные схемы. [1]

В данном курсовом проекте поставлена задача разработать ламповый передатчик СВЧ. Необходимо также предусмотреть систему контроля, защиты и управления, обосновать технические требования, основываясь на ГОСТ.

В разделе 1 было проанализировано техническое задание данного курсового проекта, и в соответствии с исходными данными был осуществлён патентный поиск, который позволил использовать импульсный модулятор с меньшим энергопотреблением от источника питания и массогабаритами.

В результате разработки раздела 2, была найдена структурная схема лампового передатчика СВЧ, которая является наиболее распространённой схемой большинства передатчиков данного класса.

В разделе 3 была описана функциональная схема, а также была разработана схема КЗУ (схема контроля, защиты и управления).

В разделе 4 были представлены и разработаны схемы электрические принципиальные автогенератора (выходной каскад), модулятора и подмодулятора.

В последнем разделе была разработана конструкция лампового автогенератора, чертёж которого был приведен в приложении.

В заключении, хотелось бы добавить, что импульсные передатчики СВЧ нашли широкое применение в военной технике (например – РЛС), и поэтому в настоящее время конструкции как автогенераторов и модуляторов, так и подмодуляторов постоянно совершенствуются.

1. Обзор литературы и патентные исследования

Современные импульсные радиопередающие устройства схемно и конструктивно отличаются большим многообразием. Принципиальные схемы и конструктивное выполнение передатчиков изменяются в зависимости от уровня выходной мощности, диапазона частот, в котором они работают, вида сигналов, которые они передают, назначения передающих устройств и условий их работы [2]. Структурные схемы радиопередающих устройств в диапазоне СВЧ строят по тем же принципам, что и в диапазоне более низких частот. Решающим фактором при выборе схемы является требование к нестабильности частоты. Ориентировочно считается, что в однокаскадных передатчиках можно реализовать относительную нестабильность частоты не менее 10^-4. При меньшей нестабильности передатчики реализуют по многокаскадным схемам. Структурная схема однокаскадного передатчика (рис. А.) включает: антенну (А), генераторный прибор СВЧ (АГ), работающий в режиме самовозбуждения, т. е. автогенератор, модулятор (М), управляющий колебаниями СВЧ, и блок питания (БП) автогенератора и модуляционного тракта [1].