Разработка и расчет лампового передатчика СВЧ

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

“Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники”

Кафедра радиотехнических систем

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

“Ламповый передатчик СВЧ”

Минск 2003

Содержание

Введение                                                                                                                  3

1.Выбор и обоснование технических требований к структурной схеме передатчика                                             4

2.Выбор, обоснование и электрический расчет

                              принципиальной схемы                                                           6

2.1.Расчет генератора СВЧ                                                                          9

2.2.Расчет модулятора                                                                                 20

2.3.Расчет подмодулятора                                                                           25

3.Конструктивный расчет импульсного трансформатора                                 29

4.Разработка схемы контроля, защиты и управления                                        39

5.Расчет КПД передатчика                                                                                   43

Заключение                                                                                                            44

Список используемой литературы                                                                      45

Приложения                                                                                                           46

Введение

В последнее время распространение получил импульсный способ работы радиотехнических устройств, в частности радиопередающих устройств. При этом система передатчика излучает энергию высокочастотных колебаний в течении коротких промежутков времени, разделенных относительно большими интервалами времени, когда излучение отсутствует. Импульсная работа передатчиков используется для радиолокации, радионавигации, радиотрансляционной связи. Особый интерес представляет использование импульсов малой длительности, в связи с чем импульсная работа возможна только в диапазоне СВЧ.

Задачей любого радиопередающего устройства является преобразование энергии источников питания в энергию колебаний высокой частоты, управление этими колебаниями в соответствии с требуемой формой излучаемого сигнала и излучение энергии высокочастотных колебаний в пространство.

Современные генераторы электрических колебаний высоких и сверхвысоких частот, использующие в радиопередающих устройствах, состоят из электровакуумных приборов и колебательных систем. В генераторах сверхвысоких частот электровакуумный прибор и колебательная система обычно объединяются конструктивно в нераздельный агрегат.

Ламповые генераторы СВЧ находят применение в передающих устройствах самого различного назначения, работающих в метровом и отчасти дециметровом диапазонах.

Для управления работой лампового генератора используется модулятор и подмодулятор. К ламповым передатчикам СВЧ предъявляются требования к электрическим характеристикам передатчика, к конструктивным, технологическим, экономическим и эксплуатационным характеристикам передатчика: требуемая выходная мощность, форма излучаемого импульса, допустимая нестабильность частоты, рабочая волна, обеспечение безопасности, минимум потребления энергии и т.д.

1.Выбор и обоснование технических требований к

структурной схеме передатчика

Проектируемый передатчик в соответствии с техническим заданием относится к передатчикам СВЧ, которые работают в импульсном режиме, что позволяет сравнительно легко получать большие импульсные мощности. Схема передатчика определяется его назначением и требованиями, которые к нему предъявляются. Мы работаем с большими мощностями в диапазоне СВЧ, в котором технически трудно осуществить усиление колебаний, поэтому обычно такие передатчики имеют структурную схему, показанную на рисунке 1 [2].

Рис. 1 Функциональная схема лампового передатчика СВЧ, где

А – антенна;

Ф – фидер;

ГСВЧ – генератор СВЧ;

М – модулятор;

Пм – подмодулятор;

КЗУ – схема контроля, защиты и управления.

Генератор СВЧ является мощным автогенератором. В метровом диапазоне волн и длинноволновой части дециметрового диапазона в качестве ламп мощных генераторов СВЧ используются импульсные триоды и тетроды. Модулятор выполнен по схеме с частичным разрядом накопителя.

На выходе импульсных передатчиков обычно получают высокочастотные импульсы, огибающая которых по форме близка к прямоугольной.

Амплитуда и длительность фронтов высокочастотного импульса связаны с формой и амплитудой модулирующего импульса. Длительности фронта и спада огибающей импульса также зависят от времени установления и срыва колебаний в генераторе после подачи и снятия модулирующего импульса.