Приемник устройство обзорный рлс

Название	Приемник устройство обзорный рлс
Дата	27.04.2019
Размер	1.01 Mb.
Формат файла
Имя файла	studentwork.docx
Тип	Реферат #75481
страница	2 из 4

1 2 3 4

Рис.5. Функциональная схема антенного переключателя и устройство защиты приемника.

Рис. 6. Эквивалентная схема СВЧ- ограничителя.

Проектирование устройства защиты приемника.

В устройство защиты приемника входит разрядник приемника и диодный ограничитель. Основным недостатком диодных ограничителей является относительно небольшой динамический уровень импульсной мощности (100вт- 2Квт). Для устранения этого недостатка и объединения достоинств РПЗ и ограничителя используют разрядник- ограничитель. Он представляет собой сочетание РПЗ и следующего за ним диодного ограничителя. Разрядники- ограничители, не требующие никаких источников питания, выдерживают большие импульсные мощности (

10Квт) и обеспечивают защиту приемника от всех возможных сильных сигналов. После ГР (газоразрядник) ставят резонансный СВЧ- ограничитель, включаемый в основную линию через отрезок линии l=/4. Он представляет собой параллельное соединение разомкнутого шлейфа и последовательное соединение ограничительного диода и еще одного короткозамкнутого шлейфа L2.

По таблице 4.8 стр. 209 [2] выберем разрядник- ограничитель MD- 80K12.

=16.5 Ггц

Праб/f0=6.09% - относительная полоса пропускания.

Lпр= 0.9дБ - потери пропускания.

Ри= 10Квт - импульсная мощность.

Рср=10Вт - средняя мощность.

Wп = 0.5

Дж - энергия тока разрядника.

Долговечность = 2000ч.

Длина = 21.3

Масса = 80 г.

5.3.Проектирование и расчет УВЧ.

Исходные данные:

F0=1.75

Мгц.

В приемниках РЛС сантиметрового диапазона наибольшее распростронение получили однокаскадные РПУ на п/п диодах. В основном применяют двухчастотные регенеративные ППУ. В этих ППУ наряду с частотной накачкой Fнак, возбуждаемой вспомогательным генератором накачки, используют две рабочие частоты: сигнальную Fс и холостую Fх= Fнак - Fc, возникающую в процессе усиления.

ППУ работают на отражении с общим входом и выходом и использует ферритовый циркулятор для разделения входных и выходных сигналов.

Для обеспечения стабильности параметров РПУ, при изменениях в цепи, в качестве ферритового циркулятора применим пятиплечный циркулятор, построенного на основе Y-циркулятора ( с волновым сопротивлением W=50 Ом и потерей пропускания Lп

0.4 дБ). В таком циркуляторе потери сигнала до входа РПУ равны Lп= 2Lп= 0.8 дБ, на столько же ослабляется усиленный сигнал, проходящий из РПУ к выходу циркулятора.

По таблице 5.1 (2) выбираем параметрический диод типа D5147G, имеющий

наименьшие постоянные времени ? и Lпос.

Спер(V) = Спер(0) = 0.32

0.02 пф.

?(V) = ?(-6) = 0.32 пс.

Uнор обр

6 В

к =1.2 В , n = 2, Скол = 0.3 пФ, Lпос= 0.2 нГн.

Необходимое напряжение смещения.

Uо=

Uнорм обр +

к(

- 1 )

Uо =

6В +

1.2В(

-1) =2.7В

4.Найдем емкость перехода.

Спер(U) =Спер(0)

= 0.32

=0.178пФ.

Постоянная времени при рабочем смещении:

(Uo) =(-6)

= 0.32

=0.436 пс.

Принимаем Со=Спер(Uo)= 0.178 пФ.

5.Коэффициент модуляции:

mмод = (

-1)/(

+ 1)

mмод = (

- 1)/(

+ 1) = 0.42

Критическая частота диода.

fкр =

=73.4 Ггц.

6.Поправочный коэффициент Кс , учитывающий потери в конструкции ДПУ , принимаем Кс = 2. Тогда находим э(Uo) = Кс(Uo).

э= 20.436 = 0.872 пс.

Эквивалентное сопротивление потерь.

п э = э(Uo)/Спер(U0)

п э = 0.852/0.172 = 4.9 Ом

Динамическая добротность диода.

Q =

= 2.09

7. Для полученных данных по формулам:

Афt =

+1 - 1

Nпу min =(

)min =(1 - 1/Крпу)2/Афt

Вычисляем оптимальное отношение частот:

Аопр =

- 1 = 2.9

Соответствующий ему коэффициент шума:

Nпу min = (1 - 1/20)(2/2.9) + 1 = 1.66 (2.15дБ)

8.Определим значение холостой частоты fx. Чтобы получить максимально возможную полосу пропускания ПДУ, не применяя специальных элементов для ее расширения и упростить топологическую схему ДПУ, в качестве холостого контура используем последовательный контур, образованный емкостью Со и индуктивностью вводов Lпос.диода. Цепь входов холостой частоты замкнут разомкнутым четверть волновым шлейфом, подключенным параллельно диоду, и имеющим входное сопротивление близкое к нулю. В этом случае на холостой контур не влияют цепи сигнала и накачки, а также емкость корпуса диода Скор. Резонансная частота этого контура равна частоте последовательного резонанса диода.

Fxo =

= 26.6 Ггц

Отношение частот:

А = fxo/fco =26.6/17.5 = 1.52

Частота накачки:

fнак = fс (1 + А) = 17.5(1 + 1.52) = 44.1 Ггц

10.’’Холодный’’ КСВ сигнальной цепи ДПУ, который требуется обеспечить для заданного резонансного усиления:

=R1/rпос э =

/A - 1) , где А = x/o ;

Q = 2.9

(

) = 6.5

Требуемое сопротивление источника сигнала R1, приведенное к зажимам приведенной емкости в последовательной эквивалентной схеме (рис. 7).

R1 = 

rисс э = 6.5

4.9 = 31.89 ом.

Рассчитанные значения 

и R1 обеспечивают подбором согласующих элементов сигнальной цепи ДПУ, что обычно выполняют экспериментально.

Для расчета полосы пропускания зададимся коэффициентами включения емкости в холостой (mвых х) и сигнальный (mвых с) контуры.

mвых х = 0.5

mвых с = 0.2

Ппу = fco

Ппу = 17500

= 115 Мгц.

Определим необходимость мощности накачки ДПУ.

По рисунку 5-27 [2] для Uo/

= 2.7/1.2 =2.25 и находим коэффициент q =0.4

Pнак д - мощность накачки диода,

Pнак д = 

Спер(Uo)(Uc)(Uo+

)

q

Pнак д = 52830

= 25 мвт

Для fнак = 36.6 Ггц интерполяцией значений коэффициента:

Pнак д =2.15

Pнак = Pнак д Pнак д

Pнак = 2.15

25 мВт = 54 мВт

Pнак = 54 мВт - мощность накачки , которую необходимо подвести к ДПУ.

Рис. 8. Принципиальная схема ДПУ.

Проектирование и расчет устройства подавления зеркального канала.
В качестве УПЗК используются полосно - пропускающие фильтры (ППУ). Микроминиатюрный ППФ можно создать если в качестве резонатора использовать ферритовый образец из монокристалла железоиттриевого граната (ЖИГ) в виде обычно весьма малой, отполированной сферы. Сфера ЖИГ, помещенная в магнитное поле, в котором СВЧ поле и внешнее поле от электромагнита взаимно перпендикулярны, в силу физических свойств ферритов , резонирует на частотах ферромагнитного резонатора, равной :



= 3.51

Ho [Мгц], где Ho - напряженность внешнего магнитного поля -[A/M].

Изменяя Ho можно в широких пределах перестраивать резонансную частоту.

Исходные данные для расчета:

рабочая частота 

- 17.5 Ггц.

Полоса пропускания Ппр = 710Кгц.

Полоса заграждения Пз = 4

= 140Мгц

Рассчитаем требуемую напряженность внешнего магнитного поля Ho:



= 3.51

Ho Ho =

Ho =

= 5

А/M

2.Для ферритовой схемы выбираем монокристалл ЖИГ с шириной линии ферромагнитного резонанса Н = 40А/M и намагниченностью насыщения ферритовой сферы Мо =1.4

А/M.

Определяем ненагруженную добротность ЖИГ резонатора:

Qo =

= 11325

3.Находим необходимое число резонаторов фильтра:

n = (Lз + 6)/20lg(Пз/Ппр)

n =

= 0.5

Примем n=1.

4.Требуемая внешняя добротность ЖИГ резонатора обусловленная каждой петлей связи:

Qвн о = (fo/Пз)

ant lg[(Lз + 6)/20];

Qвн о =(17500/140)

ant lg[(20+6)/20] = 441

5.По рис. 4.33 [2] определяем для Qвн о = Qвн 1 = Qвн 2 - требуемые внешние добротности каждой петли связи.

Qвн

450 требуемый радиус петли связи в этом случае:

r = 3rсф , а rсф = 0.6 мм. r =1.8 мм.

Таким образом определены необходимые данные для конструирования ЖИГ резонаторов и петель связи, выполненных из ленточного проводника шириной 0.4 мм.

6.По формуле : Ппр/

=1/ Qвн о , уточняем полосу пропускания двухрезонаторного ППФ:

Ппр = 17500Мгц/450 = 39Мгц.

7.По формуле Lo = 4.34 n

Qвн о/ Q о

рассчитываем потери на резонансной частоте:

Lo =4.34

/11325 = 0.34дб.

Пологаем потери рассеяния на границах полосы пропускания , согласно Lo гр = 2.5 Lo = 0.85 дб.

Тогда суммарное затухание фильтра на границе полосы пропускания :

L

гр = 1+0.85 = 1.85дб.

Проектирование и расчет преобразователя частоты.

Наиболее важными требованиями , предъявляемыми к электрическим параметрам смесителей СВЧ, является: минимальный коэффициент шума, достаточная полоса рабочих частот, минимальная мощность гетеродина.

Балансные смесители обладают некоторыми преимуществами перед однодиодными небалансными смесителями. Балансный смеситель (БС) работает при меньшей мощности гетеродина, имеет повышенную помехоустойчивость и позволяет уменьшить мощность гетеродина, прсачивающуюся в антенну. Однако можно использовать однодиодный небалансный смеситель.

Исходные данные:

fo = 17.5Ггц - рабочая частота.

Шпч

необходимо применить балансный ПЧ.

fпч = 35Мгц - промежуточная частота.

1.Выберем смесительные диоды и определим их параметры по таблице 7.1 [2].

Используем тип ОБШ АА112Б в микростеклянном корпусе, имеющем, при

Рг = 3мВт, потери преобразования Lпр

6дб, шумовое отношение

= 0.85,

rвых сд = 490...664 Ом и Fнорм

7дб,

где Fнорм - нормированный коэффициент шума.

2.Проектирование топологической схемы смесительной секции.

Выбираем схему с согласующим короткозамкнутым шлейфом перед диодом. Волновое сопротивление четвертьволновых отрезков МПЛ в выходной цепи секции принимаем для низкоомных и высокоомных отрезков соответственно 20ом и 90ом.

Рис.9 Топологическая схема микрополосковой смесительной секции с согласующими короткозамкнутым шлейфом lшл перед диодом:

1- короткозамкнутый отрезок МПЛ для компенсации реактивной составляющей полной проводимости на входе отрезка l1.

2 - диод в стеклянном корпусе.

3 - низкоомный разомкнутый четвертьволновый шлейф.
3.Проектирование СВЧ - моста.

В балансном смесителе , предназначенном для малошумящего двухбалансного смесителя необходимо использовать синфазно- противофазные , т.е. микрополосковые кольцевые мосты. Однако учитывая относительно неширокую заданную полосу (Ппр= 853.5), целесобразно использовать квадратурный двухшлейфовый мост со сдвигом смесительных секций друг относительно друга на

, поскольку с ним можно получить более компактную топологическую схему БС и МШДБС в целом (см. Рис. 10).

Рис.10. Топологическая микрополосковая секция малошумящего двухбалансного смесителя.

СД - однофазный делитель мощности пополам в виде Т соединения линий с согласующим четвертьволновым трансформатором на входе.

КД - квадратурный делитель мощности пополам в виде квадратурного СВЧ - моста с согласованной нагрузкой в неиспользованном плече.
Расчет и проектирование двухшлейфного моста.

Исходные данные:

fc=17.5Ггц.

Подложка из феррита толщиной h=0.5мм имеет диэлектрическую проницаемость среды