Передатчик для станций РЛС в определенной полосе частот, с выходной мощностью 7 Вт

6.3

Ток накала, А

1,9-2,6

Напряжение замедляющей системы, кВ

1,5-1,75

Ток коллектора, мА

55

Напряжение на коллекторе, В

1,1-2,0

Долговечность, ч

5000

Габариты, мм

360х256х40

3.11 Выбор соединительных элементов

Так как в устройстве применена микрополосковая линия, то необходимы специальные соединители-переходы. Применим коаксиально-полосковый переход. В коаксиально-полосковых переходах отсутствует преобразование типа волны. Одинаковая структура полосковой и коаксиальной линиях передачи (волна типа ТЕМ) позволяет спроектировать довольно простой и легко настраиваемый широкополосный переход.

Возможны два типа коаксиально-полосковых переходов: соосный (торцевой) (рисунок 32, а) и перпендикулярный (рис. 32, б). Соосный переход меньше искажает структуру поля по сравнению с перпендикулярным.

Для устранения волн высших порядков, возникающих вследствие асимметрии возбуждаемого поля в полосковой линии, применяются короткозамыкающие штыри, установленные вблизи перпендикулярного перехода. Кроме того, в перпендикулярном переходе необходимо иметь отверстие в заземленной и диэлектрических пластинах, что не удовлетворяет требованиям универсальности, осложняет изготовление и сборку.

Применим соосный коаксиально-полосковый переход на основе радиочастотного соединителя СР50-41-3-3-28 ВР0.364.008ТУ (рис.33).



Рисунок 33 - Розетка приборно-кабельная СР50-41-3-3-28 и конструкция перехода

Так как оконечный усилитель мощности построен на лампе бегущей волны, с волноводными входом и выходом, целесообразно на выходе микрополосковой линии применить полосково-волноводный переход (рис. 34).

Рисунок 34 - Конструкция полосково-волноводного перехода

В такой конструкции перехода обеспечивается широкополосное согласование прямоугольного волновода с полосковой линией передачи.

4. Расчет надежности

Произведем расчет для варакторного умножителя частоты. Средний отказ диодов составляет л0=0,04·10-6, резисторов - л0=0,015·10-6, конденсаторов - л0=0,05·10-6, индуктивностей - л0=0,1·10-6.

Уточненный расчет надежности производится для каждого функционального элемента отдельно с учетом температурного и электрического режимов. Для этого интенсивности отказов элементов л0 корректируются с помощью поправочных коэффициентов. Уточненный расчет надежности диода.

Кр- коэффициент режима, учитывающий влияние электрического режима (коэффициент нагрузки К ) и температуры;

Uпр, U0- напряжения питания в предельном и нормальном режимах.

Ку - коэффициент, учитывающий влияние температуры.

Так как аппаратура возимая, то возможен перепад температур в переделах -45°…60° С (ГОСТ 16019-78), поэтому рассчитаем поправочный коэффициент для среднего значения температуры: 7,5° С.

Уточненный расчет надежности конденсатора Cбл.

Kр - коэффициент режима, зависящий от температуры и электрической

нагрузки:

U,Uн - рабочее и номинальное напряжение;

t - температура окружающей среды, С°;

- постоянные коэффициенты, определяемые по таблице.

Kc - коэффициент, зависящий от величины емкости (выбирается из таблицы)

Уточненный расчет надежности резистора.

Kр - коэффициент режима, зависящий от температуры и электрической нагрузки:



t - температура окружающей среды, С°;

- постоянные коэффициенты, определяемые по таблице.

Kr - коэффициент, зависящий от величины сопротивления (выбирается из таблицы). Kr=3.

Суммарная интенсивность отказов: л=0,26·10-6

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта были разработаны электрическая структурная, электрическая функциональная и электрическая принципиальная схема передатчика РЛС. Также был произведен расчет основных узлов и блоков радиопередатчика, расчет надежности. Разработанный передатчик по своим характеристикам полностью удовлетворяет требованиям, указанным в техническом задании на разработку, имеет выходной сигнал мощностью 7Вт и частотой 2,6ГГц. Составлен проект технического задания на разработку конструкции передатчика РЛС.

При оформлении схем была использована программа Компас-3D V12, при выполнении расчетов была использована программа MathCAD 14 Pro.

Список используемой литературы

1. Кочемасов В. Н., Белов Л. А., Оконешников В.С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией. - М.: Радио и связь,1983

2. Проектирование фильтров на поверхностно-акустических волнах. Учебно-методическое пособие / Т.И. Чернышова, Н.Г. Чернышов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. - 48 с. - 50 экз.

3. Фильтры на поверхностных акустических волнах / В.С. Орлов, В.С. Бондаренко. - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.

4. Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет, технология и применение) / под ред. Г. Меттьюза: пер. с англ. под ред. В.Б. Акпамбетова. - М.: Радио и связь, 1981. - 472 с

5. Балышева, О. Л. Материалы для акустоэлектронных устройств: учебное пособие. - СПб.:ГУАП,2005

6. Петров Б. Е., Романюк В. А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах: Учебное пособие для студентов радиотехнических специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1989.

7. Вамберский В.М. Передающие устройства СВЧ. - М.:Высшая школа,1984

8. Ковалева И.С. Конструирование и расчет полосковых устройств. - М.:Советское радио,1974

9. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.:Высшая школа,1988.

10. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.2. - М.:Высшая школа,1970

11. Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. - М.: Высшая школа, 1986г. , 512 стр.

12. Леухин В.Н. Выбор элементной базы по эксплуатационным и конструктивным параметрам. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006

13. Тарабрин Б.В. Справочник по интегральным микросхемам. - М.: Радио и связь, 1983

Электронные ресурсы:

14. Описание продукции компании РЕОМ (http://www.reom.ru/)

15. Описание продукции компании NXP Semiconductors (http://www.nxp.com)

16. Каталог ООО «СМП» (http://www.smd.ru)

17. Описание продукции компании Сinetech (http://www.cinetech.com.tw)

18. Описание продукции компании EPCOS AG (http://www.epcos.com)

19. Каталог фирмы "Торговый дом Бурый медведь" (разъемы, провода, переключатели и др.) (http://www.brownbear.ru/)

20. Каталог продукции ЗАО "НПК ЯрЛИ" (http://www.yarli.ru)

21. Каталог продукции торгово-промышленной компании «ИНФРАХИМ» (http://www.infrahim.ru)

22. Программа по проектированию печатных плат Sprint LayOut 4.0

23. Классификатор ЕСКД 2.06

Приложение 1

Расчет дисперсионной линии задержки в САПР MathCad



Приложение 2

Расчет первого умножителя частоты в САПР MathCad



Приложение 3

Расчет второго умножителя частоты в САПР MathCad



Приложение 4

Рассчет надежности варакторного умножителя

Расчет надежности первого умножителя в САПР MathCad



Расчет надежности второго умножителя в САПР MathCad

Приложение 5

Проект технического задания на разработку изделия и рекомендаций по его реализации

Устройство состоит из 2-х блоков: низкочастотный блок (генератор задающих импульсов, формирователи импульсов, ДЛЗ, амплитудный ограничитель, усилитель, электронный ключ) и высокочастотного блока (умножители частоты и оконечный усилитель мощности).

Нужно разработать схему РПдУ, рассчитать элементы схемы и выбрать аналоги.

Все испытания должны проводиться только в специально оборудованных помещениях и на специальном оборудовании.

Низкочастотный блок размещается на одной печатной плате в соответствии с электрической принципиальной схемой, высокочастотный блок выполняется на микрополосковой линии.

Выбор типа и класса точности печатной платы

Исходя из того, что печатные платы 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость, выбор пал на 2-й класс точности, как самый оптимальный для установочной серии.

Минимальная ширина проводника t и зазора s, мм 0,45

Предельное отклонение проводника

с металлическим покрытием, мм +0,15.. -0,1

Гарантийный поясок контактной площадки, мм 0,2

Допуск на отверстие диаметром до 1 мм

с металлизацией d, мм +0,1.. -0,15

- // - без металлизации +0,1

Допуск на отверстие диаметром свыше 1 мм

с металлизацией d, мм +0,15.. -0,2

Продолжение приложения 5

- // - без металлизации ±0,15

Отношение диаметра металлизированного

Отверстия к толщине платы, у 0,4

Выбор внешних соединителей

Соединение блоков осуществляется коаксиальным кабелем.

Выбор вариантов установки навесных элементов на печатную плату

В соответствии с ОСТом и требованиями, предъявляемыми к ФУ в качестве варианта для установки сопротивлений рекомендуется выбрать вариант 1а, который обеспечивает достаточную жесткость крепления. Для повышения устойчивости транзисторов к вибрации их дополнительно закрепить на радиаторах стандартным креплением.

Выбор материала печатной платы

Повышенные требования к функциональному узлу, в связи с жесткими условиями эксплуатации, вынуждают использовать в качестве основания печатной платы стеклотекстолит фольгированный. Данный материал по сравнению с гетинаксом обладает более высокими электроизоляционными свойствами, лучшей механической прочностью, обрабатываемостью, стабильностью параметров при воздействии агрессивных сред и изменяющихся климатических условий. Длительно допустимая рабочая температура +160С0 (гетинакс +85С°), допустимая влажность окружающей среды для платы без дополнительной влагозащиты до 98% при t<40C° (45% при t=15..32 C°), стеклотекстолит имеет меньший тангенс угла потерь 0.035 (0,07) и меньшую диэлектрическую проницаемость 5,5 (7,0), что уменьшает паразитную емкость; влагопоглощение при толщине 1.5мм 20мг против 80мг для гетинакса, прочность на отслаивание фольги после кондиционирования в гальваническом растворе 3,6Н (1,8Н), прочность на отрыв контактной площадки 6011 (50ЕГ). Для наземной РЛС стоимость не является решающим фактором и им можно пренебречь. Наиболее полно отвечает требованиям стеклотекстолит марки СФ-1-35 (односторонний, толщина фольги 35 мкм.). Необходимая и достаточная толщина материала 1мм. (ГОСТ 10316-78).

Отчётная документация должна содержать:

-схема структурная;

-схема функциональная;

-схема электрическая - принципиальная;

-спецификация структурной и электрической принципиальной схемы;

-чертёж внешнего вида устройства.

Размещено на Allbest.ru