Розробка та розрахунок принципової схеми ПВЧ - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції
Зазвичай в РЛС сантиметрового діапазону у якості малошумлячого підсилювача МШП надвисоких частот НВЧ використовують тільки напівпровідниковий параметричний підсилювач НПП та підсилювач на тунельних діодах ПТД. НПП є найкращим підсилювачем серед усіх неохолоджених МШП. Активним елементом НПП за допомогою якого відбувається підсилення сигналу є нелінійна ємність (ємність переходу) напівпровідникового діоду. За допомогою ємності діода, використовуєм як елемент резонансної коливальної системи, відбувається перетворення енергії так званого генератора накачки (допоміжного джерела коливання НВЧ) в енергію сигналу частоти Fс. Із усіх практично використовуємих різновидів НПП, найбільш підходящим для РЛС сантиметрового діапазону за своїми характеристиками являється двуконтурний НПП (ДПП) регенеративного типу. В такому підсилювачі передача енергії накачки сигналу за допомогою нелінійної ємності відбувається у вигляді внесення цією ємністю негативного опору в контур сигналу, що і обумовлює регенеративний характер процесу підсилення. ДПП працює на відображення з загальним входом, тому застосовують феритовий циркулятор для розділення вхідного та вихідного сигналів. Вхідний сигнал підводиться через циркулятор до ДПП (падаюча хвиля), підсилюється в ньому, при цьому збуджується відбиваюча хвиля сигналу. Яка в результаті підсилення перевищує падаючу. Властивості циркулятора такі, що потужність через плече 3 надходить у наступний каскад (підсилювач або змішувач). Одним з найважливіших елементів НПП, являється напівпровідниковий параметричний діод, який працює у більшості випадків при негативному зміщенні. Основними параметрами діодів являється: ємність переходу, постійна часу та нормована зворотна напруга.
У приймачах РЛС сантиметрового діапазону найбільш поширені одно каскадні РПП на напівпровідникових діодах. В основному застосовують двочастотні регенеративні напівпровідникові параметричні підсилювачі (НПП). У цих НПП поряд з частотою накачки Fнак, що збуджується допоміжним генератором накачування, використовують дві робочі частоти: сигнальну Fс і холосту Fх= Fнак - Fc, що виникає в процесі підсилення.
Графік 1
Таблиця 1
Позначення параметрів Та характеристик |
Параметри діодів | |||||
D5147A |
D5147D |
D5147G |
D5347B |
1A404B-E |
1A408A | |
Спер(U), пФ |
0,3-1,2 |
0,3-0,65 |
0,3-0,65 |
0,3-1 |
0,09-0.36 |
0,5-0,56 |
(U), пс, не більш |
0,8 |
0,45 |
0,32 |
0,64 |
0,85 |
0,6 |
Uнор обр, В, не менш |
6 |
6 |
6 |
6 |
10 |
12 |
К, В |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
0,3 |
0.3 |
N |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
Скол, пФ |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,32 |
0,23 |
0,32 |
Lпос, нГ |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,45-0,65 |
1,2-1,8 |
0,45-0,65 |
Pрас мах, мВт |
30 |
30 |
30 |
- |
40 |
40 |
Pмах, Вт |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
- |
1 |
1 |
Wсвч, Дж |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
- |
0,3 |
0,3 |
Интервал робочих темпаратур |
-196...+85 |
-196...+85 |
-196...+85 |
-269...+85 |
-60...+70 |
-196...+25 |
НПП працюють на віддзеркаленні із загальним входом та виходом і використовує феритовий циркулятор для розділення вхідних і вихідних сигналів.
- 1. Для забезпечення стабільності параметрів РПП, при змінах в ланцюзі, в якості феритового циркулятора застосуємо п'ятиплечний циркулятор, побудованого на основі Y-циркулятора (з хвилевим опором W=50 Ом і втратою пропускання Lп0.4 дБ). У такому циркуляторі втрати сигналу до входу РПП рівні Lп= 2Lп= 0.8 дБ, на стільки ж ослабляється посилений сигнал, який проходить з РПП до виходу циркулятора. 2. По таблиці 1 вибираємо параметричний діод типа D5147G, що має найменші постійні часу і Lпос
Спер(U) = Спер(0) = 0.320.02 пф.
(U) = (-6) = 0.32 пс.
Uнор обр6 В
К =1.2 В, n = 2, Скол = 0.3 пФ, Lпос= 0.2 нГн.
3. Розрахунок необхідної напруги зміщення:
Uо=Uнорм обр + к( - 1)
Uо = 6В + 1.2В( -1) =2.7В
4. Знайдемо ємність переходу.
Спер(U) =Спер(0)= 0.32=0.178пФ.
Постійна часу при робочому зміщенні:
(Uo) =(-6)= 0.32=0.436 пс.
Приймемо Со=Спер(Uo)= 0.178 пФ.
5. Критична частота діода.
Fкр =
Fкр = =73.4 Ггц.
6. Поправочний коефіцієнт Кс, який враховує втрати в конструкції ДПП, приймаємо Кс = 3.
Тоді знаходимо э(Uo) = Кс(Uo).
Э= 30.436 = 1.308 пс.
Еквівалентний опір втрат.
П э = э(Uo)/Спер(U0)
П э = 1.308/0.172 = 7.6 Ом
Динамічна добротність діода.
Q = = = 2.61
7. Для отриманих даних за формулами:
Аопт = = Q+1 - 1
Nmin =() min =(1 - 1 / Крпу) (2/Аft)+1
Визначаємо оптимальне відношення частот:
Аопт = - 1 = 1.8
Відповідний мінімальний коефіцієнт шуму:
N min = (1 - 1/20) (2/1.8) + 1 = 2.05
Розраховане значення задовольняє вимогам.
8. Визначимо значення холостої частоти fx. Щоб отримати максимально можливу смугу пропускання ДПП, не застосовуючи спеціальних елементів для її розширення і спростити топологічну схему ДПУ, як холостий контур використовуємо послідовний контур, утворений ємністю Со і індуктивністю входів Lпос. діода. Ланцюг входів холостої частоти замкнуть розімкненим чверть хвилевим шлейфом, підключеним паралельно діоду, і що має вхідний опір близький до нуля. В цьому випадку на холостий контур не впливають ланцюги сигналу і накачки, а також ємність корпусу діода Скор. Резонансна частота цього контуру дорівнює частоті послідовного резонансу діода.
Fx = = = 26.6 Ггц
Відношення частот:
А = fx/fc =26,6/9,345 = 2,84
Частота накачки:
Fнак = fс (1 + А) = 9,345 (1 + 2,84) = 35,9 Ггц
10. ''Холодний'' КСХ сигнального кола ДПП, котрий потребує забезпечити для заданого резонансного підсилення:
=R1/rпос э = (Q/A - 1), де А = 2,84;
Q = 3.92
= () = 5,4
Потрібний опір джерела сигналу R1, приведений до зажимів приведеної ємності у послідовній еквівалентній схемі (рисунок 2).
R1 = r = 5,44,9 = 26,46 Ом
Рисунок 2
Розраховані значення і R1 забезпечують підбором елементів сигнального ланцюга ДПП, що зазвичай виконують експериментально.
11. Для розрахунку смуги пропускання задамося коефіцієнтами включення ємкості в холостий (mвих х) і сигнальний (mвих с) контури.
Mвих х = 0.5
Mвих с = 0.2
Ппу = fco
Ппу = 9345 = 70.5 Мгц.
Визначимо необхідність потужності накачки ДПП.
По рисунку 1 для Uo/ = 2.7/1.2 =2.25 та n=2 знаходимо коефіцієнт
Q =0.4
Pнак д - потужність накачки діода,
Pнак д = Спер(Uo)(Uc) (Uo+)q
Pнак д = 52830= 25 мВт
Для fнак = 36.6 Ггц інтерполяцією значень коефіцієнта:
Pнак д =2.15
Pнак = Pнак д Pнак д
Pнак = 2.1525 мВт = 54 мВт
Pнак = 54 мВт - потужність накачки, яку необхідно підвести до ДПП.
Рис. 5 Принципова електрична схема ПВЧ
Похожие статьи
-
Вплив потужних електромагнітних полів на людини призводить до певних зрушень у нервово-психічної і фізіологічної діяльності, однак як припускають,...
-
До приймачів РЛС пред'являються жорсткіші вимоги, ніж до приймачів іншого призначення. Багато РЛС є частиною стратегічних комплексів виявлення об'єктів....
-
Для шинних формувачів вибираємо 4 мікросхеми К589АП26. Вхідний вузол формуємо на мікросхемах КР1533ЛЕ1 - 4 незалежних елементи "2 ИЛИ-НЕ". Сигнал ВБ...
-
Так як ми вже визначились зі структурною схемою приладу, то потрібно розробити електричну принципову. Спочатку визначимось з усіма складовими окремо. В...
-
РРС Р-415 призначена для створення тимчасових швидкорозгортаємих малоканальних радіорелейних ліній зв'язку, а також для відгалуження каналів від...
-
Радіолокаційна станція включає в себе потужні НВЧ пристрої, в яких генератори високочастотної енергії мають потужність близько сотень кіловат в...
-
Залежно від розміщення опромінювача щодо дзеркала можна отримати, те чи інше значення КНД. При певному оптимальному відношенні R / f КНД найбільший. Це...
-
Радіолокаційна станція - об'єкт підвищеної небезпеки. Наявність небезпечних і шкідливих виробничих факторів при роботі на РЛС обумовлено специфікою...
-
Входить до складу РЛ вимірювач кутових координат повинен визначати азимут і кут місця цілі і містить два ідентичні за схемою каналу: азимутальний і...
-
Розробка функціональної схеми моноімпульсної РЛС Виходячи з послідовності операцій, які виконує моноімпульсни система, її функціональна схема повинна...
-
Інженерний розрахунок просторової діаграми спрямованості параболічної антени зводиться до визначення діаграми спрямованості ідеальної круглої синфазної...
-
Сортувальні станції призначені для масової переробки вагонів, формування наскрізних, дільничних, збірних і передавальних поїздів. Одночасно на...
-
Визначення діаметра розкриву антени Дзеркальна антена - спрямована антена, яка містить первинний випромінювач і відбивач антени у вигляді металевої...
-
Дзеркальні антени мають найбільший КСД при синфазному збудженні розкриву (плоский фазовий фронт хвилі). Параболічний профіль дзеркала забезпечує однакові...
-
Антеною називається радіотехнічний пристрій, який призначений для випромінювання і приймання електромагнітних хвиль. Антена є однією з найважливіший...
-
Розрахуємо спочатку елементи клавіатури. В клавіатурі використовуються резистори R1, R3, R4, R5, R8, R10, R12, R15, R16, R18, R20, R21, R22, відповідно...
-
Опис принципової схеми Пульт керування Пульт керування кондиціонером містить два РКІ індикатора поточної температури приміщення і задається користувачем...
-
Основний недолік аналогових РРЛ є те, що викривлення переданих по них сигналів, які виникають у процесі формування, перетворення, ущільнення і...
-
Необхідність подальшого удосконалення військових засобів РР зв'язку та їх основних частин На озброєнні в підрозділах і частинах ЗС МО України знаходиться...
-
Перелік посилань - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції
Моноімпульсний канал антена азимутальний 1. Сиверс А. П. Проектирование радиоприемных устройств. Москва, "Советское радио" 1976. - 480 с. 2. Клич С. М....
-
Розміри розкриву рупора виберемо по необхідної діаграмі спрямованості у відповідній площині. Ширина діаграми спрямованості пов'язана з розмірами розкриву...
-
Вступ - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції
Радіолокація - галузь науки і техніки, об'єднуюча методи і засоби виявлення, виміри координат, а також визначення властивостей і характеристик різних...
-
Робота блоку розпочинається з того, що центральний процесор формує на лініях КДА00-15Н адрес, він надходить на шинні формувачі (ШФ), і при цьому...
-
Робота блоку розпочинається з того, що центральний процесор формує на лініях КДА00-15Н адрес, він надходить на шинні формувачі (DD1-DD4), і при цьому...
-
Висновок - Розробка структурної схеми перспективної радіорелейної станції
У другому питанні були розглянуті типові РРС, які зостосовуються в ЗСУ, та загальна структурна схема аналогової РРС. Викладені перспективи та головні...
-
Розробка принципової схеми вантажного району - Проектування залізничного вузла
Вантажний райони вантажних станцій по своєму технічному оснащенню не відрізняються від вантажних районів крупних дільничних станцій. На них...
-
Визначається кількість абонентських модулів на ОПС і ПС, що відповідає числу ГТ до УКС. На станції застосовуються два типи модулів: абонентський модуль...
-
Розрахуємо та побудуємо принципову схему СР. Всі компоненти схеми мають напругу живлення 5 В. Максимальний сумарний струм всіх елементів не перевищує 200...
-
Розробка структурної схеми, Розробка принципової схеми - Транзисторний перетворювач із дроселем
При підключенні мережі включається система керування зібрана на мікроконтролері, яка живиться від блоку живлення, що виробляє напругу 5 В, силова частина...
-
Вимірювач частота сигнал потужність Пристрій повинен складатися зі зовнішнього пульта, який під'єднується до паралельного порта ПЕОМ. Пульт повинен мати...
-
Розробка структурної схеми МТМ На МТМ здійснюється впровадження цифрових систем комутації (ЦСК) методами "накладення" ЦСК на існуючу аналогову мережу і...
-
Для відкритих трас множник послаблення може бути розрахований за наступною формулою: - модуль коефіцієнта відбиття, величина якого залежить від характеру...
-
Повністю схема функціональна подана у додатку. Нижче розписано основні аспекти стосовно розробки кожного окремого вузла. Розробка вузла синхронізації...
-
У варіантах реалізації приладу, розглянутих у 1 розділі немає можливості задавати частоту вихідного сигналу, а тільки амплітуду, що не задовольняє умови...
-
За вихідними даними нам потрібно реалізувати: формувач сигналу, що реалізує функцію 4-х вхідних сигналів за ознакою більшості; формувач сигналів Fx та...
-
РОЗРАХУНОК ВХІДНИХ ТА ВИХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВУЗЛІВ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ - Цифровий вимірювач ваги
Для визначення характеристик цифрового вимірювача ваги необхідно визначити значення вихідної напруги первинного перетворювача при мінімальному значення...
-
Вихідні дані: адреси блоку - 160636, 160640; напруга живлення логічного блоку - 5В; напруга живлення зовнішніх пристроїв - 24 В; індикація станів схеми;...
-
Опис вибору елементної бази та роботи принципової схеми - Автоматичний регулятор температури
Схема терморегулятора показана на рис.7 (Додаток В). Резистором R8 встановлюють необхідну контрастність зображення індикатора. Всі блоки пристрою...
-
Розробка технічного завдання - Створення комутаційної техніки на основі цифрових систем передачі
Для даного мікрорайону потрібно впровадити цифрову систему комутації (ЦСК) типу Квант-Є. Для початку розрахунку проектованої мережі потрібно визначитись...
-
Щоб визначити загальну потужність, що споживається нашим блоком, потрібно спочатку визначити потужність, що споживають мікросхеми. Занесемо всі...
Розробка та розрахунок принципової схеми ПВЧ - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції