Проектирование и расчет импульсного передатчика радиолокационной станции с селекции движущихся целей

Содержание:

Введение                                                                                                    3

1.  Выбор, обоснование технических требований и структурной схемы.     4

2.  Выбор, обоснование и электрический расчет принципиальной  схемы:                                                                                                            

2.1.  Расчет выходного каскада                                                                     8

2.2.  Расчет импульсного модулятора                                                         17

2.3.  Расчет задающего генератора импульсов                                           23

3.  Разработка конструкции, конструктивный расчет                                    24

4.  Разработка схемы контроля, защиты и управления передатчиком          25

5.  Расчет КПД передатчика                                                                              26

Заключение.                                                                                                    

Список используемой литературы.                                                                 

Приложения

Введение.

Радиосвязь, радионавигация, радиолокация, телевидение, радиоуправление и многие другие отрасли радиотехники базируются на передаче сигналов при помощи электромагнитных волн, излучаемых антенной.

Различают два вида передатчиков: непрерывный и импульсный. В первом случае энергия излучается непрерывно в течении передачи сигнала передатчиком, во втором случае – в виде отдельных кратковременных импульсов.

При импульсной работе передатчика основной его задачей является создание импульсов тока высокой частоты с заданной длительностью и формой. Импульсная работа в некоторых случаях имеет преимущество перед непрерывной (простота осуществления различных радиодальномерных систем, систем многоканальной связи и др.). Однако полоса частот, необходимая для передачи сигнала, как правило, значительно шире полосы частот самого сигнала. Поэтому импульсный метод широко применяется главным образом в области ультракоротких волн.

Для передачи по радио сигналов, необходимо, чтобы полученный ток высокой частоты или, при импульсной работе, импульсы тока высокой частоты отображали передаваемый сигнал, т.е. необходимо, чтобы какой либо параметр высокочастотных колебаний, при импульсной работе – длительность импульсов или период их следования, изменялся в соответствии с передаваемым сигналам. Такой процесс изменения параметров высокочастотных колебаний в соответствии с формой передаваемого сигнала называется модуляцией.

При импульсной работе различают амплитудную импульсную модуляцию, временную импульсную модуляцию, а также импульсную модуляцию по длительности, при которых в соответствии с передаваемым сигналом изменяется амплитуда импульсов, их временное положение или длительность.

Радиолокация решает задачи обнаружения, определения координат и параметров движения различных объектов с помощью отражения и переизлучения радиоволн. Отраженный от цели сигнал имеет мощность значительно меньшую чем излученный сигнал. Поэтому для увеличения дальности необходимо иметь большую выходную мощность.

В большинстве своем радиолокационные передатчики работают в импульсном режиме и генерируют импульсы заданной частоты и длительности.

Проектируемый передатчик является импульсным. Он предназначен для получения прямоугольных импульсов с заданным периодом следования и длительностью.

1.Выбор, обоснование технических требований и структурной схемы.

Технические требования:

выходная импульсная мощность                                                          100 кВт;

рабочий диапазон частот                                                                           9,3 ГГц;

длительность импульса                                                                                  3 мкс;

частота следования                                                                                     500 Гц;

уровень неиспользованного фона от неподвижных объектов                    -20дБ

КСВ нагрузки                                                                                                      1,6

Определим число каскадов высокой частоты между автогенератором и выходом передатчика, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику.

Начнем с выходного каскада, используя заданную мощность в антенне Р_а, коэффициент отражения нагрузки передатчика (антенно-фидерного устройства) Г_Н.

Выходная мощность:

Прямое затухание ферритового устройства α₁>1

КПД антенно-фидерного тракта η_Ф=0,85-0,95

Допустимый уход частоты местного или когерентного гетеродина за период следования импульсов :

Δf_{П.ДОП .Т} =   К₀ /2π τ = 0,01/2·3,14·3·10^-6 = 530,7 Гц

К₀ (раз) = 10 ^К₀ ^{( дБ ) /10} = 10 ^{-20 /10} = 0,01

Нестабильность частоты за время импульса:

Δf_{П.ДОП .τ} =  1/πτ = 1/3,14·3·10^-6 = 106,157 кГц 

Суммарное затухание α₁α₂=30 дБ, прямое α₁=0,5 дБ

Выбираем амплитрон QKS-1790М

характеристики:

полоса частот f                                                      9,2-10,2 ГГц;

выходная импульсная мощность P_{ВЫХ.ИМП}          0,5 МВт;