Импульсный передатчик РЛС обнаружения с оптимальной обработкой (выходная импульсная мощность - 3 МВт, рабочий диапазон частот 5400-5900 МГц), страница 7

Расчет проводится по методике, приведенной в [3].

Оптимальный угол отсечки выбираем из условия наибольшей амплитуды третей гармоники тока по приближенной формуле

.                                     (4.2.1)

Т. к. расчет ведется только для первого из четырех умножителей, то изначально не заданы ни входная, ни выходная мощности, что позволяет выбирать их относительно произвольно. Выбирая различные транзисторы и разный угол отсечки, от умножителя можно добиться усиления, уменьшения или передачи сигнала без изменений. Здесь произведен расчет для максимально большого использования транзистора по мощности, соответствующий наибольшему коэффициенту передачи для заданного коэффициента умножения.

Для начала находим напряжение питания в критическом режиме, соответствующее полному использованию транзистора по току и напряжению коллектора:

 В.                 (4.2.2)

Коэффициент использования коллекторного напряжения:

.                         (4.2.3)

Амплитуда напряжения на коллекторе в критическом режиме:

 В.                              (4.2.4)

Третья гармоника коллекторного тока:

 мА.                (4.2.5)

Сопротивление нагрузки:

 Ом.                                   (4.2.6)

Выходная мощность каскада:

 мВт.                     (4.2.7)

Постоянная составляющая коллекторного тока:

 

 мА.      (4.2.8)

Параметры эквивалентной схемы замещения транзистора:

Крутизна по переходу:

 См,                 (4.2.9)

где  - температура перехода в градусах Цельсия.

Сопротивление в эквивалентной схеме:

 Ом.                                (4.2.10)

Крутизна статической характеристики :

 См.                           (4.2.11)

Граничная частота по крутизне:

  МГц.                         (4.2.12)

Нормированная частота:

.                                  (4.2.13)

.                           (4.2.14)

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

 мА.                           (4.2.15)

Напряжение возбуждения умножителя:

 В.                 (4.2.16)

Фаза первой гармоники коллекторного тока:

. (4.2.17)

Входная проводимость каскада:

 мСм.                                                                                                (4.2.18)

Мощность возбуждения первого умножителя:

 мВт.          (4.2.19)

Эта величина определяет требование к выходной мощности транзисторного автогенератора, возбуждающего умножитель.

Коэффициент передачи по мощности:

.                                  (4.2.20)

По графику для определения коэффициента разложения  в литературе [5], при заданном  и  находим .

Напряжение смещения, обеспечивающее выбранный угол отсечки:

 В.  (4.2.21)

Мощность, потребляемая от источника питания:

 мВт.                             (4.2.22)

Мощность, рассеиваемая на транзисторе:

 Вт.           (4.2.23)

КПД умножителя:

.                                       (4.2.24)

Рассчитаем элементы схемы:

Разделительная емкость  не должна создавать существенного сопротивления для входного сигнала, ее величина может быть оценена по следующей формуле:

 мкФ.                              (4.2.25)

Выбираем конденсатор емкостью 0,022 мкФ .

Блокировочные индуктивности должны обладать значительным сопротивлением для сигнала, чтобы не шунтировать транзистор:

 мкГн;                          (4.2.26)

 мкГн.                       (4.2.27)

Выбираем катушки соответственно 3,3 мкГн  и 150 мкГн .

Сопротивления блокировочных емкостей выбираются много меньше сопротивлений индуктивностей:

 пФ.                   (4.2.28)

 пФ.             (4.2.29)

Выбираем соответственно 270 пФ  и 1 пФ .

На выходе умножителя стоит П-образный фильтр, настроенный на третью гармонику входного тока. Элементы фильтра имеют следующие сопротивления:

;           ;            .      (4.2.30)

Условие реализуемости фильтра [3]:

.                                  (4.2.31)

Т. к. следующий каскад построен на том же транзисторе, его входное сопротивление принято равным сопротивлению транзистора, рассчитанному выше. Выбираем  = 100, т. е. q = 10. Из этого можно найти сопротивление первого конденсатора: