Разработка и расчет лампового передатчика СВЧ, страница 3

2.1.Расчет генератора СВЧ

Исходными данными для курсового проекта являются:

1)  полезная импульсная мощность в нагрузке кВт,

2)  длительность импульса мкс,

3)  рабочая частота МГц,

4)  частота следования Гц,

5)  Форма импульсов %.\

Расчет лампового генератора на заданную мощность в нагрузке (антенне) начинаем с определения величины расчетной мощности генератора , которая должна покрывать потери энергии в схеме генератора и полезную мощность в нагрузке. С учетом всех потерь в генераторе и полезной мощности в нагрузке колебательная мощность, которую должна обеспечить лампа генератора([3], § 5.).

(кВт),                          (2.1)

где  – мощность в нагрузке;

*– КПД фидера () [выбираю 0,95];

*– КПД колебательной системы генератора () [выбираю 0,9];

*    – мощность, затрачиваемая в цепи обратной связи (управляющей сетки);

 [выбираю 0,1]                              (2.2)

При выборе генераторной лампы необходимо учитывать допустимую мощность рассеяния на аноде

(Вт),         (2.3)

где – электронный КПД автогенератора () [выбираю 0,5].

По вычисленным расчетной мощности, допустимой мощности рассеяния на аноде лампы и по заданным техническим характеристикам выбираем генераторную лампу. Предъявляемым требованиям удовлетворяет импульсный триод ГИ-6Б. Данная лампа применяется в схемах с общей сеткой в режиме самовозбуждения при импульсной анодной модуляции. Основные данные лампы ГИ-6Б ([3],стр.230):

напряжение накала В;

ток накала А;

напряжение на аноде кВ;

анодный ток А;

напряжение приведения по аноду кВ;

крутизна лампы мА/В;

крутизна линии критических режимов  мА/В;

проницаемость ;

колебательная мощность кВт;

мощность рассеяния на аноде Вт;

мощность рассеяния на сетке Вт;

максимальная частота МГц;

максимальная длительность импульса мкс;

междуэлектродные емкости пФ;

пФ;

пФ.

Дальнейший расчет производится по статическим характеристикам лампы ГИ-6Б.

Для получения расчетного значения мощности  при достаточно высоком КПД необходимо правильно выбрать угол отсечки анодного тока, режим работы генератора должен быть критическим, а сопротивление нагрузки, которое необходимо для обеспечения этого режима, должно быть по возможности меньше. После нескольких ориентировочных расчетов я пришел к следующим значениям расчетных величин:

постоянная составляющая анодного тока лампы

(А);                                 (2.4)

оптимальный угол отсечки

максимальное значение анодного тока лампы

(А);                                    (2.5)

амплитуда первой гармоники тока

(А);                               (2.6)

амплитудное значение ВЧ напряжения на аноде

(кВ).                                (2.7)

По статической характеристике определяю величину (кВ) и рассчитываю напряжение источника анодного питания

(кВ),                            (2.8)

подводимая импульсная мощность

(кВ),                               (2.9)

средняя за период следования мощность потерь на аноде

(Вт),     (2.10)

(Вт) – выполняется;

электронный КПД генератора

,                                          (2.11)

оптимальное значение сопротивления нагрузки

(Ом),                                (2.12)

амплитудное значение напряжения обратной связи

(В),    (2.13)

напряжение отрицательного смещения на управляющей сетке

,          (2.14)

угол отсечки сеточного тока лампы

,

,                                    (2.15)

постоянная составляющая сеточного тока ([3],стр.41)

(А),                                (2.16)

амплитуда первой гармоники сеточного тока

(А),               (2.17)

(А)

Мощность, расходуемая в цепи обратной связи

(Вт)                      (2.18)

(Вт) – условие выполняется.

Импульсная мощность, расходуемая в цепи автосмещения

(Вт),                             (2.19)

средняя за период следования импульсов мощность потерь, рассеиваемая сеткой

(Вт),        (2.20)

(Вт) – условие выполняется;

модуль коэффициента обратной связи

                                      (2.21)

сопротивление в цепи автосмещения

(Ом),                             (2.22)

мощность рассеяния сопротивления смещения