Составление структурной схемы РПДУ и обоснование тактико-технических требований, страница 2

В качестве возбудителя выберем кварцевый генератор с частотой генерации 24 МГц и выходной мощностью 3-5 мВт, поскольку он сравнительно дешев, надежен и прост. Такое техническое решение позволяет обеспечить требуемую нестабильность частоты порядка .

После того, как мы задались мощностью возбудителя, необходимо рассчитать оптимальное число каскадов усиления мощности. Но для этого нужно знать общий сквозной коэффициент усиления передатчика по мощности. Если принять КПД ФНЧ между антенной и оконечным каскадом усиления мощности равным 0.8, то можно рассчитать мощность на выходе ОК.

Мощность РВЫХок, Вт на выходе ОК усиления мощности вычисляют по формуле:

РВЫХок = РН/ηфнч,                                                                 (1) где РН- мощность в нагрузке,

ηфнч- КПД фильтрующей цепи на выходе усилителя мощности 

РВЫХок = 40/0,8=50.

Сквозной коэффициент усиления передатчика по мощности Кр вычисляют по формуле:

Кр = РВЫХок/Рвозб,                                                         (2)

где Рвозб- мощность возбудителя

Кр = 50/0,005 = 10000

Сквозной коэффициент усиления передатчика по мощности Кр, дб вычисляют по формуле:

Кр = 10*lg (РВЫХок/Рвозб)                           (3)

Кр = 10*lg(50/0,005) = 40.

Как видим, передатчик должен обладать достаточно высоким коэффициентом усиления по мощности. Чтобы обеспечить усиление в 40 дб, построим усилительный тракт, содержащий четыре каскада усиления мощности. Выбранное количество каскадов является ориентировочным, поскольку имеющихся данных не достаточно для точного анализа. В процессе проектирования допускается изменения числа каскадов, поскольку мы преследуем цель достичь максимально возможного КПД усилителя и передатчика в целом.

Начинать построение схемы принципиальной рекомендуется с выходного каскада, поскольку известна мощность на его выходе. Выходным каскадом является ОК усиления мощности, построенный на мощном биполярном транзисторе. Тип транзистора выбираем с учетом заданных выходной мощности и частоты по справочным данным на транзисторы. Зная некоторые особенности транзисторов СВЧ, можно легко подобрать оптимально подходящий тип прибора. Мощные СВЧ транзисторы в усилительном режиме целесообразно использовать по мощности не менее чем на 40-50% от максимального значения. Нежелательно применять транзисторы, нижняя рабочая частота которых выше заданной рабочей частоты, так как в этом случае понизится надежность их работы, увеличится вероятность самовозбуждения. Если требуемая мощность близка к той, которую может отдать транзистор, и не превышает ее, то следует выбрать стандартное для этого транзистора напряжение питания- 28 В, а режим- граничный. Напряжение смещения Uсм обычно выбирается нулевым. Это упрощает схему и позволяет получить угол отсечки, близкий к 90°, при котором оптимально соотношение между Рвых, КПД и Кр.

С учетом потерь в фильтрующей цепи (около 20% ) примем мощность, отдаваемую транзистором ОК, равной 50 Вт. На частоте 1800 МГц ее могут отдать транзисторы КТ948А и 2Т989Б. Выберем 2Т989Б, так как у него больший Кр, а рабочая частота близка близка к fгр. Выбор КТ948А привел бы к снижению усиления. Можно оценить усиление транзистора 2Т989Б на рабочей частоте f = 1800 МГц, опираясь на справочные параметры транзистора, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры транзистора 2Т989Б