Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники

Кафедра: Систем телекоммуникаций

Факультет: Телекоммуникаций

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

НА ТЕМУ:

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН

Дипломник:

Руководитель

Консультанты:

по электрической части

по экономике

по производственной и экологической безопасности

Рецензент:

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень принятых сокращений

Введение

1.  Современное состояние разработок усилителей мощности миллиметрового диапазона длин волн

1.1 Применение ЛБВ в радиолокационно-связной аппаратуре

2. Технические требования по реализации усилителя мощности на ЛБВ диапазона

2.1 Требования технического задания к усилителю мощности

2.2 Анализ требований к источникам питания

2.3 Анализ требований к импульсному модулятору для ЛБВ

3. Разработка и обоснование структурной схемы проектируемого устройства

3.1 Структурная схема усилителя

3.2 Структурные схемы источника питания и выбор элементной базы

3.3 Основные схемы построения импульсных модуляторов питания

4.1 Расчет низковольтного трансформатора для импульсного источника питания

4.2 Расчет высоковольтного полупроводникового модулятора

5.  Охрана труда и экологическая безопасность. Обеспечение защиты от электромагнитных полей при эксплуатации усилителя мощности миллиметрового диапазона длин волн

5.1 Влияние на организм человека электромагнитных полей радиочастотного диапазона

5.2 Технические устройства, организационные и лечебно- профилактические мероприятия

5.3 Применение электромагнитных помещений и замкнутых экранов для защиты от электромагнитных полей

5.4 Оценка уровня электромагнитного излучения на рабочем месте

6.  Технико-экономическое обоснование

6.1 Характеристика технико-экономического обоснования проекта

6.2 Определение сметной стоимости

6.3 Определение себестоимости товара и рыночной цены

6.4 Расчет затрат у производителя

6.5 Расчет экономической эффективности

Заключение

Библиографи

Приложение А. Справка об исследовании патентной литературы

Перечень принятых сокращений.

АЧХ – Амплитудно-частотная характеристика.

ВВИП - Высоковольтные вторичные источники питания.

ВГС – Высшие гармонические составляющие.

ВЧ – Высокая частота.

ЗС – Замедляющая система.

ИП – Источник питания.

ККМ – Коррекция коэффициента мощности.

КПД – Коэффициент полезного действия.

МПФС –Магнитная периодическая фокусирующая система

ПОМ – Приемный оптический модуль.

РЛС – Радио локационная станция.

СВЧ – Сверх высокие частоты.

ТТЛ – Транзисторно транзиснорная логика

ТТУ – Твердо тельный усилитель.

ШИМ – Широтно импульсная модуляция.

ЭМП – Электро магнитные поля.

Лампы бегущей волны продолжают оставаться одним из важнейших комплектующих элементов, определяющих технический уровень радиолокационно-связных систем. Этот тип ЭВП обладает превосходными рабочими и эксплуатационными характеристиками: широкой полосой рабочих частот, большим коэффициентом усиления и КПД, выходной' мощностью от десятков до сотен ватт, высокой устойчивостью к внешним воздействиям, термостабильностью параметров и высокой надежностью при долговечности до 100 тыс. ч и более. Они допускают эксплуатацию в гораздо более жестких режимах, чем твердотельные приборы.

Разработанные ЛБВ, используются в выходных усилителях ретрансляторов космических аппаратов "Молния", "Радуга", "Глобус", "Луч", "Галс" и др. Имеется большая номенклатура приборов, уже освоенных в производстве, с развитой технической базой и значительным научно-техническим заделом. Благодаря систематическим исследованиям, разработкам и внедрению все более совершенных конструктивных и технологических решений с использованием вновь разработанных материалов, высокоточного автоматизированного оборудования, современных средств испытаний и контроля, обеспечено производство ЛБВ, соответствующее современному техническому уровню, и комплектацию ими ретрансляторов в любой части сантиметрового и миллиметрового диапазона длин волн.

Направления работ по повышению технического уровня ЛБВ, выпускаемых предприятиями, определяются потребностями развития систем спутниковой связи и радиолокационно-связных систем. С целью удовлетворения этих потребностей предприятия России продолжают вести как перспективные исследовательские работы, обеспечивая высокий технический уровень своей продукции, так и опытно-конструкторские разработки для комплектации новых космических аппаратов связи и промышленное производство разработанных ранее ЛБВ.

Условно можно выделить следующие наиболее важные этапы развития техники широкополосных ЛБВ (таблица 1).

В начале шестидесятых годов было разработано под руководством А.Д. Жукова и О.С. Полякова первое поколение пакетированных широкополосных ЛБВ в диапазоне 1... 4 ГГц с выходной мощностью 100... 200 Вт. Возникшие проблемы теплоотвода от спирали, низкий КПД, высокий уровень гармоник стимулировали комплекс специальных исследований и разработок, выполненных под руководством А.М. Каца (теория и расчет приборов), Б.С.Правдина, В.В. Пензякова (теория и расчет электронно-оптических систем), В.П. Кудряшова (методы подавления высших гармоник и самовозбуждения на обратной волне), В. Б. Рабкина и Р.Ф. Козловой (новые материалы и сплавы). Ю.Н. Балалаева и Ю.А.Мельникова (магниты и магнитные системы на редкоземельных металлах) [1].

В конце шестидесятых начались работы по созданию усилительных цепочек на ЛБВ, выходным каскадом в которых являлась «прозрачная» для СВЧ-сигнала ЛБВ без поглощающей вставки с усилением 7...17дБ. Первоначально они предназначались для обеспечения непрерывно-импульсного режима работы (входная ЛБВ работала в непрерывном режиме, выходная - в импульсном). Были изготовлены экспериментальные образцы усилителя. Впоследствии был выполнен цикл исследований и разработок широкополосных усилительных цепочек, обеспечивающих уровень выходной мощности 500 Вт в диапазоне 1... 8 ГГц. Для повышения устойчивости таких цепочек был предложен «ЛБВ-вентиль», основанный на взаимодействии СВЧ-сигнала с быстрой волной пространственного заряда[2].

Таблица 1- Этапы развития техники ЛБВ

Эти работы способствовали тому, что второе поколение широкополосных приборов и усилителей, , было на уровне лучших мировых аналогов, нашло широкое применение в радиоаппаратуре и позволило резко увеличить промышленный выпуск приборов и комплексированных устройств на их основе.

В девяностые годы усилия разработчиков были направлены на усовершенствование конструкции и технологии изготовления, достижение максимальных значений выходной мощности и ширины полосы усиливаемых частот, КПД, амплитудной и фазовой идентичности, уменьшение шумов, снижение массы и габаритных размеров. Практически была создана методология оптимального построения сверхширокополосных ЛБВ с учетом требований по перечисленным параметрам и разработанных конструктивно-технологических приемов и методов

Похожие работы

Исследование комбинационных помех в анализаторе спектра миллиметрового диапазона длин волн

Скачать

21684

0

0

... шумы анализатора), называют динамическим диапазоном по комбинационным помехам . Динамический диапазон по комбинационным помехам в анализаторах спектра миллиметрового диапазона волн в основном определяются КВЧ преобразователями входных сигналов. Исторически на начальных этапах освоения мм диапазона длин волн предпочтение отдавалось гармониковым преобразователям частоты и анализаторам ...

Устройства генерирования и канализации субмиллиметровых волн

Скачать

117222

0

10

... , то необходимость в дополнительной линии передачи вообще отпадает при передаче энергии на сотни километров, поскольку вся излучаемая энергия может быть перехвачена приемным устройством с апертурой приемлемых размеров. В диапазоне субмиллиметровых волн отношение допустимых размеров апертур к длине волны заметно уменьшается, тем не менее в ряде случаев подобные квазиоптические линии передачи могут ...

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

Скачать

103732

24

0

... снизить вероятность возникновения пожаров на данном объекте. ЗАКЛЮЧЕНИЕ С целью обеспечения безопасности движения речного транспорта в камере шлюза Усть-Каменогорской гидроэлектростанции в данном дипломном проекте была разработана радиолокационная станция обнаружения надводных целей, она гораздо эффективнее, чем, например система видео наблюдения. Были рассчитаны основные тактико- ...

Физические основы микроэлектроники

Скачать

33320

0

11

ного слоя (рис. 2), перемещающегося вдоль образца от катода к аноду. Рис.1. Аппроксимированная зависимость дрейфовой скорости электронов от напряженности электрического поля для GaAs. Рис.2. К пояснению процесса формирования слоя накопления в однородно легированном GaAs. Под катодом понимается контакт к образцу, на который подан отрицательный потенциал. Возникающие при этом ...