Проектирование и расчет импульсного передатчика радиолокационной станции с селекции движущихся целей, страница 2

выходная средняя мощности P_ВЫХ.СР                  50 КВт;

КПД                                                                       60 %;

коэффициент усиления К                                     11 дБ;

длительность импульса τ                                     1-5 мкс;

напряжение анода U₀                                            35КВ;           ток анода I₀                                                                     20А.

Максимальный сдвиг частоты выходного сигнала относительно входного:

 

Коэффициент отражения от выхода энергии амплитрона Г₁=0,2, затухание в амплитроне d = 1.

Мощность второго каскада:

 

Выбираем многорезонаторный пролетный клистрон КИ-31М

характеристики:

полоса частот f                                                      9,5-10 ГГц;

выходная импульсная мощность P_{ВЫХ.ИМП}          50 КВт;

КПД                                                                       45 %;

коэффициент усиления К                                     47 дБ;

напряжение анода U₀                                            18 КВ;

ток анода I₀                                                                     3,1 А.

девиация частоты Δf/f                                          0,2

длительность импульса τ                                     1-25 мкс;

КСВН                                                                    1,5

Максимальный сдвиг частоты выходного сигнала относительно входного на выходе клистрона:

 

Q1+Q_ВН = 1000 - суммарная входная внешняя добротность входного резонатора.

Мощность первого каскада :

 

.

Выбираем ЛБВ STX-253М

характеристики:

полоса частот f                                                      7-11 ГГц;

выходная средняя мощности P_ВЫХ.СР                  1,5 Вт;

коэффициент усиления К                                     40 дБ;

напряжение анода U_{а 1}                                          0,43 КВ;

U_а2= U₀                                                           0,43 КВ

напряжение катода U_К                                          0,11 КВ;                               ток анода I₀                                                                     37 мА.

КСВН                                                                    1,5

Нестабильность частоты:

          С = 0,1 - параметр усиления

d = 3    - обратное затухание клистрона

Итак, определим входную мощность СВЧ усилителей (входную мощность первого каскада):

 

Сигнал от задающего генератора = 60 мкВт и проходит через четыре умножителя частоты (х5, х5, х4, х2). Частота сигнала ЗГ f_C.ЗГ = 47 МГц, то   сигнал будет иметь частоту:

f_C = f_C.ЗГ ∙ 5 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 2 = 47 ∙ 10⁶ ∙ 5 ∙ 5 ∙ 4 ∙ 2 =9400 МГц.

Суммарная нестабильность частоты за время следования импульса:

Структурная схема изображена на рис.1.

Рис.1.

ЗГ генерирует непрерывные гармонические колебания частотой 47 МГц  Пройдя через четыре умножителя частоты, частота колебания будет 9400 МГц. После этого колебания усиливаются в каскадах УСВЧ. Первый каскад собран на ЛБВ (непрерывный режим).

Второй - на клистроне (импульсный режим). Третий – на амплитроне, также в импульсном режиме.

Между каскадами УСВЧ поставим ферритовые вентили. Они будут обеспечивать стабильность частоты и фазы СВЧ колебаний.

2. Выбор, обоснование и электрический расчет принципиальной

схемы.

2.1. Расчет выходного каскада.

Исходные данные:

импульсная мощность на выходе амплитрона Р_ВЫХ               125 КВт  импульсная мощность на входе амплитрона Р_ВХ                             12 КВт;   рабочая частота f                                                                      9,3 ГГц;

уровень неиспользованного фона от неподвижных объектов -20дБ;

длительность импульса τ                                                         3 мкс;

частота следования импульсов f_И                                            500 Гц;

период следования импульсов Т                                             2 мс;

коэффициент отражения нагрузки Г_Н                                      0,231.

Тип и параметры амплитрона:

тип                                                                         QKS-1790М;