Частотно-модулированный СВЧ передатчик
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
управляемой емкости и сопротивления потерь варактора.
Выберем полное включение варактора непосредственно в контур генератора параллельно диоду, при этом будет получена максимальная девиация, однако потери в контуре при этом увеличатся из-за сопротивления потерь варактора, что приведет к уменьшению контурного КПД и выходной мощности генератора.
Учитывая, что возможное назначение передатчика - ближняя радиосвязь, положим полосу изменения частоты . Возьмем 5 кратный запас изменения частоты, тогда, что составляет от частоты генерации. Такая ширина полосы частот легко реализуема.
Включение варактора производится как показано на рисунке:
Рис.4 Схема включения варактора
Изменение емкости варактора будет учитываться вторым отрезком резонатора . Его можно рассчитать как разницу между длинами резонатора для верхней и нижней частот: . Т.к. полученное расстояние слишком мало, что сложно реализовать, то можно к нему добавить половину длины волны, тогда .
.4 Расчет параметров усилителя
Выберем усилитель отражательного типа на ДГ 3А729. Его параметры приведены в таблице 2:
Таблица 2.
f, ГГцPном, ВтU0, ВR0, Ом18 - 260.15 - 0.31.80.3 - 1
Рассчитаем основные параметры усилителя.
Одним из самых важных параметров усилителя является резонансный коэффициент усиления, который определяется по следующей формуле
,
где - параметр регенерации, - полное сопротивление диода; R - сопротивление внешней цепи.
Значение коэффициента усиления определяется, как видно из формулы соотношением между параметрами диода и внешней цепи, при этом условие устойчивости схемы обеспечивается при a <1.
В данном случае для определения параметров усилителя зададимся необходимым коэффициентом усиления, рассчитаем полное сопротивление диода, а потом используя эти величины найдем сопротивление внешней цепи
Выходная мощность усилителя должна быть равна по техническому заданию 300 мВт. Расчетная мощность на выходе неперестраиваемого генератора . Положим, что за счет увеличения потерь при подключении управляющего диода, не идеальности согласования, затухания в длинных линиях, потерь в циркуляторах мощность уменьшится в 2 раза. Тогда на вход усилителя будет подано .
Примем :
Сопротивление диода определяем, используя тот факт, что геометрические размеры полупроводниковой структуры настолько малы, что практически во всем СВЧ диапазоне она может быть представлена схемой на сосредоточенных элементах, входное сопротивление которой определяется электронными процессами в диодном промежутке. При воздействии на диод высокочастотного электромагнитного поля (ЭМП) конструктивные элементы контура создают дополнительные реактивные сопротивления, поэтому полное сопротивление диода определяют на основании эквивалентной схемы диода.
Полная эквивалентная схема диода, учитывающая ЭМП, образующиеся при установке его в резонатор может быть представлена в виде сложной электрической цепи с сосредоточенными L- и C- элементами, которые зависят от размеров и типа резонатора и устройства крепления диода. Однако в сантиметровом диапазоне практически во всех случаях можно использовать приближенную эквивалентную схему, показанную на рисунке 5, [2, с. 66]:
Рис. 5 Эквивалентная схема диода.
где ПС - полупроводниковая структура;
Lпт - индуктивность вывода;
Спт - емкость керамической втулки между электродами;
Lp - индуктивность, обусловленная токами СВЧ, растекающимися по поверхности шляпки корпуса от контакта ее с резонатором.
Выберем параметры диода в корпусе исходя из ограничений, заданных в [2, с. 67], тогда Lпт=0.3 нГн, Спт=0.3 пФ, Lp=0.2 нГн.
Для приведенной эквивалентной схемы полное сопротивление диода определяется соотношениями:
,
,
где - активное сопротивление полупроводниковой структуры, Rs - сопротивление потерь;
- реактивное сопротивление полупроводниковой структуры,
,
.
Рассчитав, получим ,.
Модуль сопротивления диода равен: .
Теперь рассчитаем сопротивление внешней цепи (сопротивление резонатора, приведенное к зажимам диода):
.
Реактивная часть сопротивления резонатора для выполнения баланса фаз должна быть равна .
Список литературы
- Алексеев Ю.И. и др. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу Радиопередающие устройства. Ч.2. Проектирование генераторов на диодах Ганна. - Таганрог: ТРТИ, 1985. - 53с.
- Давыдова Н.С., Данюшевский Ю.З. Диодные генераторы и усилители СВЧ. - М.: Радио и связь, 1986. - 184 с.
- Проектирование радиопередатчиков: Учебное пособие для вузов; под ред. В.В. Шахгильдяна. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 2000. - 656с.
- Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учебное пособие для вузов; под ред. Г.М. Уткина. - М.: Советское радио, 1979. - 320с.
- Коган В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981. - 400с.