Разработка передатчика СВЧ на электронных лампах

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный университет информатики и радиоэлектроники

Факультет радиотехники и электроники

Кафедра РТУ

К защите допускаю

Руководитель Ясюля Г. И.

«___» _______________2003

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

 «Ламповый передатчик СВЧ»

Выполнил:

Ст. гр. 041202

Поляков А.А.

Руководитель:

                                                      Ясюля Г.И.

Минск 2003

Содержание

Введение__________________________________________________ 3

1 Разработка структурной схемы____________________________ 4

2 Расчет принципиальной схемы______________________________ 5

2.1 Расчет выходного каскада________________________________ 5

2.2 Расчет импульсного модулятора_________________________  11

2.3 Расчет подмодулятора__________________________________16

3 Конструктивный расчет__________________________________ 21

4 Разработка схемы контроля, защиты и управления___________ 29

5 Расчет КПД передатчика_________________________________  33

Заключение_______________________________________________ 34

Литература______________________________________________ 35

Введение

Радиопередающие устройства представляют сложную систему, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для управления колебаниями высокой частоты в соответствии с передаваемой информацией, источник питания, устройство охлаждения и защиты.

          Диапазон СВЧ обладает огромной информационной емкостью, и поэтому его используют для передачи широкополосных сигналов: импульсных, телевизионных, многоканальных сообщений и пр. Радиопередатчики в диапазоне СВЧ применяют в радиолокационных станциях (РЛС), телевидении, ретрансляционных линиях связи, тропосферной и комической связи, для радиоуправления и бортовой аппаратуры радиопротиводействия и др.

          В выходных каскадах передатчиков СВЧ применяют транзисторы, металлокерамические лампы, пролетные клистроны, магнетронные генераторы, лампы бегущей и обратной волны и другие приборы.

          Амплитудную и импульсную модуляцию колебаний осуществляют в выходных каскадах, частотную модуляцию – в возбудителях, причем для обеспечения высокой стабильности несущей частоты применяют систему автоматической подстройки частоты (АПЧ).

          Простейшие импульсные передатчики СВЧ ранее состояли из мощного автогенератора, импульсного модулятора и источника питания. Для увеличения стабильности частоты применяют многокаскадные схемы.

          В данном курсовом проекте поставлена задача, разработать передатчик СВЧ на электронных лампах. Также необходимо предусмотреть систему контроля, защиты и управления.

1 Разработка структурной схемы

          Исходными данными для разработки проекта являются: мощность в нагрузке P_н, рабочая частота f₀, способ управления колебаниями и допустимые уровни искажений, побочных и внеполосных излучений.

          Чаще всего передатчики такого типа исполняются по однокаскадной схеме, следовательно, передатчик можно выполнить по однокаскадной схеме без АПЧ.

Рисунок 1.1 Структурная схема передатчика.

Структурная схема передатчика включает антенну, генераторный прибор СВЧ, работающий в режиме самовозбуждения, модулятор и подмодулятор, управляющие колебаниями СВЧ, блок питания и схема контроля защиты и управления.

Автогенератор с учетом потерь на согласование с антенной должен иметь номинальную мощность на 10..20% больше требуемой в нагрузке. Номинальная мощность выходного каскада с учетом потерь на согласование с антенной:

                                                                                 (1.1)

Далее необходимо выбрать тип импульсного модулятора, который способен обеспечить заданную форму модулирующего напряжения. Схема контроля защиты и управления должна обеспечивать безопасность работы, как обслуживающего персонала, так и надежность работы передатчика.

2 Расчет принципиальной схемы

2.1 Расчет выходного каскада

Выходным каскадом в передатчике является автогенератор. Так как генератор имеет значительную выходную мощность, то целесообразно применить одностороннюю конструкцию (она позволяет обеспечить принудительное охлаждение лампы). Автогенератор выполняется по схеме с общей сеткой и заземленным анодом по постоянному току (рис.2.1).

Рисунок 2.1 Принципиальная схема автогенератора

          В диапазоне СВЧ лампа и колебательная система составляют единое целое. Поэтому проектирование контуров и расчет режима необходимо проводить одновременно.

          Исходными данными являются: назначение передатчика, диапазон волн, вид модуляции, мощность в нагрузке, требования к стабильности частоты. Рабочая частота и скважность:

                                               (2.1.1)

Выбираем лампу по мощности(4.8кВт): ГИ-7БТ (параметры указаны в табл. 2.1 /5/).

Для конструктивного расчета анодного контура необходимо знать размеры лампы. Диаметры: радиатора , вывода анода , вывода сетки , вывода катода . Общая длина лампы , длина вывода анода .

Таблица 2.1