Реферат: Проектирование радиолокационной станции для обнаружения надводных целей в пределах речного шлюза Усть-Каменогорской гидроэлектростанции

Знак доплеровского сдвига частоты и, следовательно, направление движения цели можно определить, разделив принятый сигнал по двум каналам (рисунок 4.3). Принятый сигнал разветвляется по каналам А и В и подводится к отдельным смесителям. Часть сигнала передатчика подается непосредственно к смесителю канала А. В канале В опорный сигнал от передатчика претерпевает сдвиг на 90˚. В результате между доплеровскими частотами, возникающими в обеих каналах, имеется сдвиг фазы на 90˚. Знак фазового сдвига определяет направление движения цели.

Для определения знака фазового сдвига на 90˚ оба сигнала сначала усиливаются и ограничиваются. Сигнал от ограничителя В дифференцируется, кроме того изменяется его полярность. Выходной сигнал от ограничителя А и дифференцированный выходной сигнал от В сравниваются в схеме совпадения, обозначенной «верхний селектор». При положительных сигналах верхний селектор генерирует импульс, что указывает на удаление цели. При приближении цели схема совпадений верхнего селектора не дает выходного сигнала. Появление сигнала на выходе схемы совпадения «нижний селектор», возникающего при сравнении выходного сигнала ограничителя А с выходным сигналом инвертирующей схемы, указывает на приближение,  а не на удаление цели. Подсчет импульсов от двух схем совпадения позволяет определить направление и величину доплеровского сдвига частоты.

Каждый из приемников имеет свои достоинства и недостатки, объединение первого и исключение второго, приводит к совмещению двух схем приемников. Кроме того, радиолокационная станция должна обнаруживать ещё и неподвижные цели, то есть не имеющих доплеровского сдвига. Для этого вводится канал С, в котором производится усиление промежуточной частоты в усилителе УПЧ, после чего пороговое устройство принимает решение о наличии или отсутствии цели (рис. 2.3.4)

Рисунок 4.4 – Структурная схема РЛС.

Рисунок 4.4 представляет собой структурную схему радиолокационной станции. Антенны снабжаются устройствами измерения угла поворота, которые определяют азимутальные углы поворота антенн, а следовательно, координаты цели. Сигналы с измерителей угла поворота и все обработанные в приемнике сигналы приходят на аналогово-цифровой преобразователь и затем уже информация, преобразованная в цифровой сигнал, поступает на индикатор, в роли которого выступает персональный компьютер.

5 РАСЧЕТ АВТОГЕНЕРАТОРА

Рассчитаем задающий генератор. Его основной функцией является генерация синусоидальных колебаний заданной частоты с необходимой стабильностью. Рабочая частота генератора fр=150 МГц,

Расчет производится по методике изложенной в [5]. Необходимую стабильность частоты обеспечиваем с помощью кварцевого резонатора.

Выберем транзистор. Для увеличения стабильности частоты в задающих автогенераторах выбирают транзисторы малой мощности. Чтобы фазовый сдвиг между колебаниями тока коллектора и напряжения базы можно было устранить с помощью корректирующей цепочки, следует выбирать транзистор, граничная частота fт которого больше, чем заданная частота колебаний fр. Этим требованиям удовлетворяет транзистор 2Т368А со следующими параметрами:

Произведем расчет корректирующей цепочки.

Эффективность применения корректирующей цепи зависит от соотношения между Rкор и Rз – требуется выполнение условия Rкор<Rз. Данное условие выполняется.

Значения коэффициентов Берга для угла отсечки θ=60˚:α0=0,218; α1=0,391; γ0=0,109.

Выберем значение коэффициента обратной связи. Наибольшая стабильность частоты в транзисторном автогенераторе получается при Kос=1…3. Обычно в задающих автогенераторах на биполярных транзисторах выбирают Kос=1.

Рассчитаем основные параметры генератора:

рассеиваемая мощность не превышает допустимого значения 22,1мВт<225 мВт.

условие выполняется.

данное условие выполняется.

Расчет колебательной системы. Колебательная система автогенератора состоит из контура C1, C2, C3 и Qz.

Параметры кварцевого резонатора РКМ-14:

-    Диапазон частот fр, МГц	5…300
-     Добротность Q, 103	12
-    Сопротивление кварца rкв, Ом	10
-    Шунтирующая емкость C0, пФ	2

сопротивление контура при резонансе:

Одна из емкостей делителя (с учетом емкостной связи с нагрузкой):

C`2=CS/p=0,01·10-12/1,79·10-4=55,9·10-12 Ф;

другая емкость делителя:

C1=C`2/Kос=55,9·10-12/1=55,9·10-12 Ф;

тогда:

Чтобы сопротивление нагрузки R`н, пересчитанное к выходным электродам транзистора, не снижало заметно добротности контура, нужно выполнить условие R`н>>Rн. На практике достаточно, чтобы R`н=3Rн, обычно Rн = 50 Ом. Тогда R`н=150 Ом.

Чтобы делитель R1R2 не шунтировал колебательную систему, должно выполнятся неравенство Rр(CΣ/C1)2<<Rист.

Рисунок 5.1 – Принципиальная электрическая схема кварцевого автогенератора.

6 РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО ТРАКТА

6.1 Расчет оконечного каскада усилительного каскада

Произведем расчет оконечного каскада усилителя исходя из предъявляемых к нему требований: выходная мощность 0,1 Вт, частота 7,5 ГГц.

Руководствуясь исходными данными, выбираем транзистор 3П602Д-2, со следующими характеристиками:

Произведем расчет электрического режима работы транзистора. Расчет производится по методике приведенной в [6].

пусть Ec=4 В.

Для достижения наибольшего коэффициента усиления по мощности угол отсечки тока стока θ выбираем равным 180˚ (режим А).

где мощность Pс1 задают в 1,1…1,2 раза больше мощности требуемой в нагрузке P­н. Из предварительного расчета мощность излучения должна быть 30 мВт, но так как существуют потери в выходной колебательной системе и в волноводном тракте мощность оконечного каскада должна быть больше.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8