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

Министерство образования Республики Беларусь

учреждение образования

Белорусский государственный университет

 информатики и радиоэлектроники

Кафедра радиотехнических систем

«К защите допускаю»

Руководитель проекта Демидович Г.Н.

«___» ________________ 2007 г.

Пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему:

«Импульсный передатчик РЛС обнаружения с оптимальной обработкой»

Выполнил:                                                                                     Проверил:

ст. гр. 442801                                                                                Демидович Г.Н.

Киселёв С.А.                                                             

Минск 2007

Содержание:

Введение ……………………………………………………….…….……. 4

1. Обзор литературы и патентные исследования ………………..………... 6

2. Разработка схемы электрической структурной …………..…………….. 8

3. Разработка схемы электрической функциональной ………..………… 10

4. Разработка схемы электрической принципиальной ……….…………. 16

4.1 Выбор и обоснование схем функциональных блоков ……..….….. 16

4.2 Расчет умножителя частоты ………………………………..…….… 23

4.3 Расчет предоконечного каскада ……………………………………. 28

4.4 Расчет импульсного модулятора ………………………………...… 31

4.5 Расчет подмодулятора …………………………………………...…. 36

4.6 Расчет синхронизирующего генератора ………………………...… 39

Заключение …………………………………………………..………….. 42

Список литературы ……………………………………………….…… . 43

Введение

В наше время радиолокация получила широчайшее применение. Ее методы и средства используются для обнаружения объектов и контроля обстановки в воздушном, космическом, наземном и надводном пространствах. Современная техника позволяет с большой точностью измерять координаты положения самолета или ракеты, следить за их движением, определять не только формы объектов, но и структуру их поверхности. Радиолокационные методы открывают возможность изучать недра Земли и даже внутренние неоднородности поверхностных слоев на других планетах, а также  в организации управления воздушным движением, наведении, распознавании объектов, определении их принадлежности.

В зависимости от конкретного назначения современные радиолокационные станции (РЛС) имеют характерные особенности. Из всего их разнообразия значительную долю составляют РЛС обнаружения. Связано это с тем, что радиолокационный метод обнаружения является основным как на Земле, в воздухе, на море, так и в космосе.

За последние годы широкое распространение получил импульсный способ работы радиотехнических устройств, в частности радиопередающих устройств. При этом антенна передатчика излучает энергию высокочастотных колебаний в течение коротких промежутков времени, разделенных относительно большими интервалами времени, когда излучение отсутствует. Импульсная работа передатчиков используется для радиолокации, радионавигации, радиоретрансляционной связи  и т. д. Наибольший интерес представляет использование импульсов весьма малой длительности, в связи с чем импульсная работа возможна только в диапазоне СВЧ. Поэтому импульсные радиопередатчики, как правило, являются радиопередатчиками СВЧ.

В процессе выполнения курсового проекта необходимо разработать импульсный  передатчик  РЛС обнаружения с оптимальной обработкой со следующими характеристиками:

1. Мощность в импульсе – 2МВт

2. Длительность импульса–1,5мкс 

3. Диапазон рабочих частот – 5400-5900МГц

4.Частота следования–500Гц

5.Нестабильность фазы – 1,6град.

6.КСВН нагрузки – 1

Далее по заданным техническим требованиям будет выбрана структурная схема импульсного передатчика, определено количество каскадов, выбран  задающий генератор, умножители частоты, модулятор и подмодулятор.

По выбранной структурной схеме разработаем функциональную схему и схему электрическую принципиальную, будут также рассчитаны отдельные функциональные блоки: предоконечный каскад усиления мощности, модулятор с подмодулятором, формирователь импульсов и первая ступень умножителя частоты.

1. Обзор литературы

На пути к проектированию передатчика, требуется уточнить и рассчитать необходимое количество усилительных каскадов и умножителей частоты, выбрать конкретные элементы, на которых наиболее выгодно реализовать каждый из каскадов.

В качестве задающего генератора могут использоваться автогенераторы на клистроне, магнетроне или ЛБВ, однако большей стабильности частоты можно добиться генерируя колебания небольшой частоты, а затем умножая их до требуемой рабочей. Используем транзисторный автогенератор с кварцевой стабилизацией, который может обеспечить относительную нестабильность порядка  [2]. Выходная мощность транзисторного генератора составляет величину порядка единиц милливатт, поэтому между ним и модулятором должны стоять ряд усилительных каскадов (точное их количество будет рассчитано ниже). Умножение частоты до рабочей энергетически более выгодно проводить до каскадов усиления, на низком уровне мощности [4]. Для умножения требуется нелинейный элемент, либо активный, либо пассивный, на выходе которого, благодаря нелинейности характеристик, появляются комбинационные гармоники. На частотах до единиц гигагерц в основном используются транзисторные активные перемножители, т. к. это позволяет, кроме непосредственно умножения, также усилить сигнал, что уменьшает требуемую от автогенератора мощность и позволяет избежать дополнительных каскадов усиления.