Разработка передатчика радиорелейной радиолинии связи, страница 4

На этом расчет схемы электрической функциональной можно считать завершенным .

Схемы электрической функциональной изображена на рис.3.

Рис.3-схемы электрическая функциональная передатчика РРЛ

Цифрами на рисунке 3 обозначено:

-синтезатора частот 2,

-гетеродин  1, работающий  на частоте f_гет;

-усилителя  мощности 17,6;

-усилителя мощности промежуточной частоты 14;

-умножитель частоты 5,17,18,19,20;

-преобразователя 3,8, на выходе которого выделяется рабочий сигнал с суммарной частотой;

-полосового фильтра 4,7,10;

-ферритовых вентилей 9,11, обеспечивающих согласование сопротивление на входе и выходе фильтра;

-усилителя на ЛБВ 12;

-ферритового вентиля 13, обеспечивающего согласованную нагрузку для ЛБВ, а если на одну антенну работает несколько передатчиков, то служит, кроме того, для развязки передатчиков.

4. Разработка схемы электрической принципиальной

4.1 Расчет первого каскада на ЛБВ

В данной схеме в качестве усилительного элемента выходного оконечного каскада используется ЛБВ STX-1349,  работающая в непрерывном режиме.

На рис. 4.4 приведена схема включения ЛБВ[1].

 

Рис.4.4 - схема включения ЛБВ

На управляющий электрод, первый и второй аноды (второй анод соединен внутри лампы с замедляющей системой) подаются напряжения U_у, U_а1, U₀ относительно катода,  имеющего отрицательный потенциал. Напряжения на электродах лампы задаются в паспорте лампы и определяют наилучшие условия взаимодействия высокочастотного поля и электронного потока. Для уменьшения искажений модулированных колебаний цепь спирали должна иметь нулевой потенциал по модулирующему напряжению. Для этого применяются шунтирующие конденсаторы С₁, С₂, С₃ по источнику питания.

Основные параметры ЛБВ  STX-186

полоса частот f                                                      7-11 ГГц;

выходная средняя мощности P_ВЫХ.СР                  15 Вт;

коэффициент усиления К                                     40 дБ;

напряжение анода U_{а 1}                                          2.3 КВ;

U_а2= U₀                                                           2.3 КВ

напряжение катода U_К                                          1.5 КВ;                               ток анода I₀                                                                     10 мА.

КСВН                                                                    1,7

Определим электрические и геометрические параметры лампы.

Микропервеанс электронного пучка по напряжению на спирали

                             (4.1)

Задавшись соотношением b’/a = 0,5, по графикам (рис. 2.25 литература [1]) находим β_ρa= 1.6.

Радиус спирали электронного потока

         (4.2)

Коэффициент замедления

                          (4.3)

По графику (рис 2.26 литература [1]) для b’/a = 0,5 и β_ρa= 1.6 находим величину

Волновое сопротивление                     (4.4)

Параметр усиления

                        (4.5)

По графикам (рис 2.27 литература [1]) определяем 4Q = 6, откуда параметр пространственного заряда q = 4QC = 0.28.

Плотность тока

                       (4.6)

Коэффициент продольного расталкивания для электронного потока бесконечного сечения

                 (4.7)

Коэффициент, учитывающий конечность сечения электронного потока бесконечного сечения

                                  (4.8)

Для определения параметра нарастающей волны x находим сначала коэффициент  H

                            (4.9)

По графикам (рис 2.29, 2.30 литература [1]) находим величины α_h= 0.99 и Z1= -0.01.

Параметр нарастающей волны

              (4.10)

Подставляя в уравнение q = 0.28 и x= 0.029 находим b и y.

                        (4.11)

из уравнения находим, что b= 1.26 и y = -0.003.

Параметр начальных потерь

                                      (4.12)

где                                             (4.13)

                                            (4.14)

Согласно рекомендациям §2,2 литературы [1], принимаем A_П=0,5(-6дБ).

Из заданного коэффициента усиления ЛБВ по напряжению в линейном режиме К_ЛU =40 дб найдем величину ξ.

                                          (4.15)

где X₁=x²+(b+y)² = 1.56

N=ξ / 2πC = -20.8 / 2∙3.14∙0.047=- 69.3.

Выбор режима и расчет нелинейных искажений.

При усилении ВЧ колебаний обычно используется режим насыщения лампы.