Разработка передатчика спутниковой связи, страница 5

Параметры варактора:

С₀ = 0,43пФ при U₀ = 20В, φ₀ = 0,7В, v= 1/3, R_S3 = 5Ом, R_S0 = 0,8Ом,

Т_В = 0,16нс, Т_р = 60нс, U_Д = 50В, Р_РД = 500мВт, L_В = 3нГ.

Усредненная емкость варактора в запертом состоянии:

                                                          (5.2.1)          

Максимальная входная мощность:

                                       (5.2.2)            

Р_ВХ  ≈P_NMAX = 11,518мВт.

Рассчитаем сопротивление потерь по 1-й и N-й гармоникам:

                                                        (5.2.3)                                   

                                         

R_1S = 4,796Ом              R_NS = 4,16Ом

Сопротивления потерь из-за эффекта восстановления, усредненные соответственно по 1-й и N-й гармоникам:

                                                                               (5.2.4)                                 

t_B ={(π-θ/2ω;T_B} – минимальная из двух величин. (t_B =T_B).

R_1В = 0,406Ом              R_NВ = 1,175Ом

Эквивалентное сопротивление потери из-за эффекта комбинаций, действующее в цепи первой гармоники:

                                                              (5.2.5)                                     

Дополнительные сопротивления

ΔR₁ = R_1S + R_1В + R₁₀ =12,248Ом                                                        (5.2.6)                 

ΔR_N = R_NS + R_NВ  =5,335Ом                                                                 (5.2.7)         

Коэффициенты

                                                                   (5.2.8)                                               

                                                        (5.2.9)                                         

Оптимальное сопротивление нагрузки:

                                (5.2.10)                    

R_HОПТ = 134Ом.

КПД варактора:

                                       (5.2.11)                            

Емкость обобщенного варактора:

С1=С/γ1(θ) = 0,36пФ                                                                       (5.2.12)                                      

Сопротивление преобразования

R₁=R_Г²/R_N = R_Г²/(ΔR_N + R_HОПТ) = 49,8Ом                                       (5.2.13)                 

R₁+ΔR₁ =189Ом                                                                                (5.2.14)         

Определяем параметры схемы умножителя исходя из условий:

                                                             (5.2.15)                                

Отсюда получаем:

С_Н = 0,2пФ;   L_Н = 1 мкГн;

С_ВХ = 0,25пФ;       L_ВХ = 20мкГн;

Постоянная составляющая напряжения:

                                                                             (5.2.16)                                                

Сопротивление автосмещения:

                                                         (5.2.17)                                      

Входное сопротивления умножителя, пересчитанное параллельно точкам включения контура нагрузки

                                                                   (5.2.18)                                       

5.3  Расчет оконечного усилителя мощности

В данной схеме в качестве усилительного каскада, работающего в импульсном режиме, используются клистрон.

Схема каскада подлежащего расчету приведена на рис 4.1.

По исходным данным выбираем зарубежный многорезонаторный пролетный клистрон А-887 (производства США), который будет работать в импульсном режиме. Этот тип многорезонаторного клистрона наиболее подходит нам. Характеристики данного клистрона приведены ниже.

Исходными данными для расчета усилителя являются: мощность на выходе                                                      Рвых = 630 Вт;

рабочая частота  f                                                          6 ГГц;

Рабочее напряжение анода     U₀                                                     8,7 кВ;

Рабочий ток анода                   I₀                                                       0,4 А;

Характеристики  выбранного нами многорезонаторного клистрона:

полоса частот f                                                      5,9-6,4 Ггц ;  выходная импульсная мощность P_{ВЫХ.ИМП}          10 КВт;

КПД                                                                       28 %;

коэффициент усиления К                                     53дБ;

напряжение анода U₀                                            85 КВ;