Курсовая работа: Передатчик импульсный СВЧ диапазона

Для определения мощности на выходе магнетрона задаем следующие коэффициенты

прямое затухание ферритового вентиля, лежащее в пределах1 = (1.12 ... 1.2);

КПД антенно-фидерного тракта ф = (0.85 ... 0.95);

коэффициент отражения нагрузки передатчика н = (0.1 ... 0.4);

коэффициент производственного запаса Кпз = (1.2 ... 1.4)

Находим мощность на выходе магнетрона

В качестве генератора СВЧ используем магнетрон типа 2J21, который имеет следующие параметры

Рисунок 2.

Схема включения магнетрона показана на рисунке 2.

Характеристическое сопротивление резонаторной системы:

Рассчитываем ряд коэффициентов.

Угловая ширина щели резонаторной системы (в радианах):

Вспомогательный коэффициент:

Проводимость резонаторной системы:

Рассчитываем нагруженную добротность и характеристическое сопротивление резонаторной системы.

Пороговое напряжение возбуждения магнетрона

Принимаем собственную добротность Q0 = (900 ... 1000) резонаторной системы 

Синхронное значение анодного напряжения:

Тогда внешняя добротность будет равна:

Нагруженная добротность:

Максимальная эквивалентная индуктивность резонаторной системы:

Выбираем  

Отношение массы к заряду электрона:

Радиус втулки пространственного заряда

Определяем вспомогательные коэффициенты:

Коэффициент S = (0.638 ... 1)

Амплитуда вч напряжения на щелях резонансной системы:

Вспомогательный коэффициент

Углы рассогласования:

- в радианах:

в градусах:

 в радианах:

Суммарный угол рассогласования

- в радианах:

- в градусах

Крутизна фазовой характеристики

Суммарная крутизна фазовой характеристики при основном токе I0:

Коэффициент электронного смещения частоты:

Проверяем значения основного напряжения и выходной мощности:

Зададимся коэффициентом полезного действия для магнетрона. Пусть  . Тогда

Динамические и статические сопротивления при анодном токе I0:

Определим параметры нестабильности частоты. Для этого зададимся коэффициентом подавления отражений от неподвижных целей, лежащим в пределах от -20 до -30 дБ (0.1 ... 0.032):

Кратковременная нестабильность частоты за период следования имп-в:

Нестабильность частоты за время импульса:

Модуляторная лампа была выбрана на этапе предварительного расчета - это лампа ГМИ-2Б. Динамическое сопротивление модуляторной лампы в граничном режиме   Ом.

Найдем изменение частоты, от импульса к импульсу вызывается дополнительно из-за непостоянства напряжения сети питания.

Минимальное напряжение на аноде модуляторной лампы в критическом режиме (ориентировочно ek = (0.05 ... 0.1)U0), примем его равным   В.

Пульсации выпрямленного напряжения из-за непостоянства напряжения сети питания:

Так как для питания магнетрона обычно используют стабилизатор напряжения, то, принимая коэффициент стабильности  , находим нестабильность частоты:

Проверяем неравенство f < f / 4.

 Гц.

Неравенство выполняется, поэтому не нужно применять дополнительных средств для стабильности. Определяем общее электронное смещение частоты:

Нестабильность частоты, обусловленная изменением параметров нагрузки при включенном циркуляторе с общим затуханием   дБ, н = (0.2 ... 0.4):

Проверяем неравенство   < f / 4.

Неравенство fн < f / 4 выполняется, поэтому ферритовый вентиль с затуханием можно не включать.

Суммарная нестабильность частоты

3.2 Расчет импульсного модулятора

Требуется рассчитать импульсный модулятор для магнетронного генератора по следующим исходным данным:

По результатам предварительного расчета для автогенератора СВЧ был выбран магнетрон типа 2J21. Параметры магнетрона сведены в таблицу 3.

Таблица 3.

Коммутатором в схеме импульсного модулятора с неполным разрядом накопителя является электронная лампа, а накопителем - конденсатор. Наиболее широко применяется схема модулятора с шунтирующей нагрузку индуктивностью, что уменьшает длительность спада импульса. Эта схема приведена на рисунке 3.

Рисунок 3.

На рисунке 3:

R1 - зарядное сопротивление,

R2 - сопротивление в цепи питания сетки,

СЗ - емкость накопителя,

С2 и С4 - блокировочные конденсаторы,

C1 - разделительный.

По этим данным выбираем тип модуляторной лампы ГМИ-2Б из таблицы. (С целью повышения надежности целесообразно брать запас по току и напряжению не менее 15% от рассчитанных величин).

Исходные данные для расчета импульсного модулятора с неполным разрядом накопителя:

Страницы: 1, 2, 3, 4