МО РБ

Полоцкий государственный университет

Кафедра радиоэлектроники

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО КУРСУ: “Радиопередающие устройства”

НА ТЕМУ: ”Передатчик импульсной РЛС сантиметрового диапазона”

Группа 08–РТ

Выполнил: Бардеев А. С.

Проверил: Алиев М. Ю.

Новополоцк

2011

СОДЕРЖАНИЕ.

1. Задание к курсовому проекту. 3

2. Введение. 4

3. Описание структурной схемы. 6

4. Проектирование ГУН. Исследование фазового шума, температурной нестабильности частоты и мощности генерируемого сигнала. 8

5. Проектирование усилителя мощности. Разработка входной и выходной развязок. 15

6. Проектирование ФНЧ. 18

7. Проектирование генератора модулирующей частоты. 22

Заключение. 32

Список использованной литературы.

Приложение 1. ФНЧ. 35

Приложение 2. Электрическая принципиальная схема передатчика импульсной РЛС. 37

1. Задание к курсовому проекту.

Разработать передатчик импульсной радиолокационной станции по следующим исходным данным:

• Несущая частота 10 ГГц.

• Мощность импульса 10 Вт.

• Скважность 1000.

• Длина импульса 1мкс.

• Отклонение амплитуды 10%.

2. Введение.

Радиопередающими называют устройства, предназначенные для генерации электромагнитных колебаний высокой или сверхвысокой частоты и их модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. РПДУ входят в состав радиокомплексов, содержащих, кроме того, антенны, радиоприемные и различные вспомогательные устройства. РПДУ– это устройства состоящие из радиопередатчиков и антенно-фидерной системы.

Одной из основных тенденций развития техники радиопередающих устройств является стремление выполнить радиопередатчик по возможности полностью на полупроводниковых приборах и интегральных схемах. Если требуемая выходная мощность не может быть обеспечена существующими генераторными полупроводниковыми приборами, то выходные каскады передатчика выполняют на вакуумных приборах: радиолампах, клистронах и т.д.

Радиопередатчики классифицируют по назначению, условиям эксплуатации, выходной мощности, частоте, виду модуляции и т.д. По выходной мощности радиопередатчики на полупроводниковых приборах могут быть разделены на маломощные (выходная мощность – десятки милливатт), средней мощности (сотни милливатт – десятки ватт) и мощные (сотни ватт – единицы киловатт); по частоте на высокочастотные (частота не более 300 МГц) и сверхвысокочастотные (частота более 300МГЦ).

Функциональные схемы передатчиков определяются предъявляемыми к ним техническими требованиями – рабочей частотой, выходной мощностью, стабильностью частоты и т.д.

В большинстве случаев требования по стабильности частоты и выходной мощности не могут быть обеспечены применением одного генератора. В современных радиопередатчиках функции генерирования высокостабильных колебаний и получения требуемой выходной мощности разделены. Условно радиопередатчик может быть представлен в виде двух блоков – блока формирования частоты и блока формирования выходной мощности. При этом частотная и фазовая осуществляются в блоке формирования частоты, а амплитудная модуляция – в мощном усилителе. Проектирование радиопередатчиков включает следующие этапы: составление и расчет функциональной схемы, принципиальных электрических схем и топологии отдельных каскадов.

3. Описание структурной схемы.

Условно радиопередатчик может быть представлен в виде двух блоков: блока формирования частоты и блока формирования выходной мощности. Основным элементом блока формирования частоты является генератор высокостабильных колебаний. Кроме того, в него могут быть включены каскады усиления, умножители частоты, элементы системы АПЧ, модулятор. Для формирования частоты все более широко применяют синтезаторы частот, которые обеспечивают генерацию колебаний высокой частоты в определенной полосе с заданным шагом.

Выходную мощность радиопередатчиков формируют каскады усилителей мощности. В случае, когда она может быть получена с помощью одиночного прибора, применяют системы каскадного наращивания мощности на транзисторах или диодах. Однако часто требуемая выходная мощность передатчика превышает мощность одиночного прибора. В этом случае необходимо суммировать мощности отдельных усилительных каскадов. В современных радиопередатчиках используют в основном два способа сложения мощностей: с помощью сумматоров и предварительных делителей мощности и с помощью активных фазированных антенных решеток.

Структурной схемы передатчика имеет вид:

Рисунок 1. Структурная схема передатчика импульсной РЛС.

Описание схемы:

• Генератор постоянного напряжения формирует высокостабильное напряжение заданного уровня.

• ГУН представляет собой микросхему, генерирующую опорный высокостабильный синусоидальный сигнал частотой 10ГГц.

• Генератор синуса генерирует синусоидальный сигнал частотой 10КГц.

• Генератор уровня - источник постоянного напряжения.

• Компаратор формирует короткие импульсы на основе сигналов с генераторов синуса и уровня.

• Ключ является в данном случае импульсным модулятором, формирующим короткие последовательности высокочастотного синусоидального сигнала.

• Усилитель мощности представляет собой параллельное соединение усилителей на базе транзисторов.

• Фильтр нижних частот срезает высшие гармоники сгенерированного сигнала.