Файл: Хромых, М. К. Проектирование радиорелейных линий связи.pdf

где QH— добротность резонатора с учетом нагрузки; AUR~

ДQUy

©+Д0 — изменение напряжения на отражателе, соот-

ветствующее заданным пределам изменения угла пролета. Например, ширина зоны между точками нулевой мощнос­ ти определяется значениями А© = ± 0,89. Для ширины зо­

ны между точками половинной мощности А© = ± 0,66. Разность частот между точками половинной мощности А/'

Рис. 55. Характеристики ЧМ на отражательном клистроне:

а — модуляционные; б — крутизны модуляционной характеристики.

данной зоны называют диапазоном электронной настройки, который определяется из соотношения

Af, кф цм + 0,75)

(34)

где N — номер зоны генерации; С — емкость колебательной системы (Ф).

Семейство модуляционных характеристик для различ­ ных зон генерации показано на рис. 55,а.

При изменении отрицательного напряжения на отража­ теле будет иметь место переход генерации из одной зоны в другую. Очевидно, что с повышением номера зоны умень­ шается колебательная мощность, расширяется диапазон электронной настройки и увеличивается крутизна модуля­ ционной характеристики.

Анализ и опыт показывает, что о линейности клистронного модулятора лучше всего судить по характеру измене­ ния крутизны модуляционной характеристики, которая ана­ литически может быть представлена в виде [51]

юз

где gH— активная проводимость резонатора; k2 — коэффи­ циент, зависящий от режима клистрона, для нулевой

/0—частота при резонансе; / —частота с учетом расстройки. Общий вид кривой, построенной по уравнению (35), представлен на рис. 55,6. Очевидно, что чем больше учас­

лятора.

В новых радиорелейных системах применяют транзистор­ ные схемы, в которых частотная модуляция осуществляется с помощью варакторного диода, подключенного параллель­ но колебательному контуру. Примерная блок-схема такого модулятора приведена на рис. 56,а [16]. Принципиальная схема транзисторного модулятора с использованием варак­ торного диода представлена на рис. 56,6 [45].

Принцип работы схемы основан на использовании свой­ ства р—«-перехода полупроводникового диода, емкость ко­ торого зависит от величины запирающего напряжения, при­ ложенного к переходу. Начальное смещение Ес0 выбирает­ ся так, чтобы выполнялось условие

Есо UQ-f- и ы<^ О,

где uq— амплитуда модулирующего напряжения; ыш— амплитуда высокочастотного напряжения.

Блокировочная емкость С3 выбирается из условия

оС3

С3ар — зарядная емкость диода, характер ее изменения в за­ висимости от £ д показан на рис. 56,в [451.

Эта емкость аналитически может быть определена по фор­ муле Сзар яз k„V e c, где kn — постоянный коэффициент, определяемый типом и характеристиками варакторного ди­ ода. Изменение емкости в зависимости от смещения опреде­ ляется соотношением

104

где £ с0 напряжение на р — «-переходе в* режиме молча­

ния; АЕ, — изменение напряжения, обусловленное модуля­ цией.

Врадиорелейной аппаратуре малой и средней емкости

вкачестве модуляторов могут применяться реактивные лам-

But.nl

пы, принцип работы и элементы расчета которых достаточно полно изложены во многих литературных источниках [4, 37, 45, 51].

105

М ощ н ы е уси ли тели п р ом еж уточ н ой ч астоты

Для того чтобы обеспечить достаточно высокий уровень модулирующего сигнала на смеситель передатчика, нередко приходится использовать мощные усилители промежуточной частоты, к которым предъявляют основные требования: по­ лучение требуемой выходной мощности; возможность изме­ нения выходного сопротивления усилителя в достаточно ши­

роких пределах; сравни­ тельно высокий уровень входного напряжения; лам­ па усилителя должна ра­ ботать в режиме, близком к полному использованию по напряжению.

Нагрузкой МУПЧ яв­ ляется мощный смеситель передатчика, входное со­ противление которого не­

При заданной полосе частот можно определить доброт­ ность нагруженного контура Qa. Зная сопротивление нагруз-

106

ки и задаваясь емкостью Clt по формуле (36) находим отно-

шение g5, а затем и значение емкости С2.

Коэффициент усиления ступени определяется по форму­

ле

где S — крутизна характеристики лампы.

Рис. Б8. Схема МУПЧ с симметричным выходом.

Частотная характеристика для ступени усилителя может быть рассчитана и построена по формуле

где гэ — эквивалентное сопротивление контура при данной расстройке; Яэ — эквивалентное сопротивление при резо-

нансе; у = - rL — относительная расстройка; а3— экви&а- /О

лентное затухание контура.

Рассмотренная схема находит применение для возбужде­ ния смесителя с несимметричным входом.

На рис. 58 приведена упрощенная принципиальная схе­ ма МУПЧ на пентоде с симметричным выходом, обеспечи­ вающим подачу модулирующего сигнала на балансный сме­ ситель передатчика. Здесь емкость Сг образуется за счет выходной емкости лампы и емкости монтажа. Сопротивление R обеспечивает стабильность выходного напряжения, дрос­ сели Ьлр — компенсируют влияние шунтирующего дейст­ вия емкостей детекторных головок смесителя.

107

Преобразователи частоты передающего тракга СВЧ аппаратуры

Преобразователи частоты в передающем тракте СВЧ аппаратуры предназначены для преобразования колебаний промежуточной частоты в сверхвысокочастотные колебания. В качестве модулирующего используется широкополосный сигнал, поступающий с выхода мощного усилителя проме ■

ОтУПЧ

в

Рис. 59. Мощный волноводный преобразователь частоты:

1, 3 — кристаллические диоды; 2 , 4 — гетеродинный и выходной волноводы.

жуточной частоты, гетеродинный сигнал подается от соответствующего генераторного оборудования.

В аппаратуре сантиметрового диапазона находят широ­ кое применение волноводные преобразователи с использова­ нием двойных Т-образных мостов и кристаллических диодов.

В дециметровом диапазоне применяются мощные преобра­ зователи на металлокерамических лампах.

Общая теория, поясняющая принцип работы волноводных преобразователей на кристаллических диодах, достаточно полно изложена в литературе [10, 50, 51], поэтому мы огра­ ничимся только краткими соображениями по их электриче­ скому расчету.

Упрощенная схема балансного кристаллического пре­ образователя с использованием двойного Т-образного волноводного моста приведена на рис. 59.

По известному напряжению на выходе тракта УПЧ по характеристике диода (рис. 60) определяют соответствующие значения токов при прямой и обратной проводимостях кри­ сталлического диода, что в свою очередь дает возможность

108

определить сопротивления при прямой и обратной проводи­ мостях:

Далее определяются коэффициенты отражения при прямой и обратной проводимостях диода

сравниваем их с допустимыми для выбранного диода. По­ перечные размеры волновода 4 (см. рис. 59) подбираются так, чтобы его критическая частота была несколько ниже частоты /г — В этом случае паразитные составляющие преобразования, имеющие частоты /г — 3/п, /г — 5/„ ит. д., через волновод не проходят. Все остальные нежелательные