Расчёт выходной согласующей цепи

Пусть выходная нагрузка – антена соединяется с передатчиком через стандартный фидер сопрот.50 Ом . Так как несущая частота не изменена , то обеспечим ухкополосное согласование снагрузкой :

Для согласования применим П-образную инвертирующую цепь.(рис.4).

Характеристическое сопротивление цепи : Рис.4

 = (R_н* R_н )^1/2 = (50*5.556)^1/2 = 16.67 Ом

Пусть :

С₁ = С₂ = 1/2f = 23,87 пФ

L = /2f мГн

Для практической точной настройки контура используют подстроечные конденсаторы .

Проверим уловие соответствия внеполосовых излучеий требуемой норме .

Допустимое излучение гармоник вне полосы должно соответствовать условию : (согласно расчёту [8]) .

K_под = 10lgP_i/P_l <= -3.5 дБ

lgP_i/P_l <= -3.5

P_i <= P_l * 10^-3.5 = P_i*0.362*10^-3

P_i <= 0.012 Bт

Из анализа функций Берга и функций гармонического разложения сигнала при = 90заключаем , что условие обязательно выполнится , если проверку проведём только для 2-й гармоники , т.е.i = r .

Значит

P₂/P₁ <= 0.362*10^-3 ,

но

P₁/P₂ = [₂()/₁()]² F₂

₂=2(sin²cos²-2sin²2cos²)/2(4-1)(1-cos) =0.2 ;

[₂()/₁()]² = (0.2/0.5) = 0.16

Отсюда P₂/P₁=0,16 F₂, гдеF₂– КПД П – образной схемы Дляi = r получим :

F₂= 1/4((4-2)² + 9*P_n/P_н) = 0.0499 = 0.05

P₂/P₁= [₂()/₁()]²F₂ = 0.16*0.05 = 0,00799 = 0.008 Вт> 0.362*10^-3

Следовательно мы не можем согласовать усилитель при такой цепи согласования , чтобы получить величину суммарной излучаемой внеполосовой мощности не более заданной . Следовательно надо применить более сложную цепь согласования (Рис.5).

Для неё коэф-т фильтрации имеет вид :

Рис.5

F₂= (n²(((n² – 1)(n +1)–1)²+R_к/R_н (n + 1)²(n-1)²)^-1

Для i = r получим :

F₂ = (4(((4 – 1)(h +1)–1)²+R_к/R_н (h + 1)²(4-1)²)^-1 =

= (4((3(h +1)–1)²+ (h + 1)²)^-1 = (4(9h² + 12h + 4 + h² + 2h + 1)

Т.к.. F₂= 0,362*10^-3/0,16 = 2,263*10^-3 , то

9h² + 12h + 4 + h² + 2h + 1 = 110,497

10h² + 14h – 105,497 = 0

h₁ = 2.623 , h₂ = -4.023

h = - x_зс/WL , тоx_зс = 2fL = 67.041

На этом расчёт усилителя мощности выходного каскада закончен.

3.2 Расчёт генератора

Для обеспечения высокой стабильности частоты как в нашем случае применим схему транзисторного генератора с кварцевой стабилизацией частоты (Рис.6) :

Выбираем транзистор малой мощностью .

Требуемые данные : f = 400 МГц , Р_н >= 100 МВт:

Этим условиям наиболее подходит транзисор 2T397A-2 , его параметры :

• f_т = 500 МГц ,

• _ос= 40 пс ,

• U_отс = 0,75 В ,

• U_kдоп = 40 В ,

• C_k = 1,3 пФ ,

• C₇ = 0.15 пФ ,

• I_kдоп = 30 mА ,

• U_бдоп = 4 B ,

• P_доп = 120 mВт ,

• S_гр = 100 А/В ,

Пусть В = 100 тогда :

f_ = f_/B = 500/100 = 5 МГц , f₀ = f_ + f_ = = 500 + 5 = 505 МГц

Активная часть коллекторной ёмкости :

С_n0 = e_n/2 = 1.3/2 = 0.65 пФ

Сопротивление потерь в базе :

V_б = _ос / С_n0 = 40/0,65 = 61,5 Ом

Условие на необходимость использовать коректирующую цепочку :

0,5f_ < f_н  0.2 f_

0.2 f_ = 0.2 * 500 = 100 МГц

f_н = 14,81 МГц

0,5f_ = 0,5*5 = 2,5 МГц

5. < 14.81  100 – условие выполняется следовательно к транзистору следует подключить корректирующую цепочку , которая расчитывается :

R_кор = S_гр(1+(f_н/ f_)²) ^1/2/В=100(1+(14.81/5)²) ^1/2/В = 10.9

R_з=1/2f_C_k=10⁶/(2*3.141*500*0.15)=2.12 кОм

R_кор^ = R_кор R₃ /(R_кор + R₃) = 10.9*2.12/2132.9 = = 10.84 Ом

Корректирующая ёмкость :

С_кор =1/2f_ R_кор=1/(2*3.14*505*10.9) = 2.9 мкФ

Граничная катушка с учётом коррекции имеет вид :

S^к = 1/R_кор^ = 1/10,84 =0,093

Рис.7