3.2. Расчёт урч.

Как уже упоминалось ранее, УРЧ должен быть малошумящим, кроме этого он должен обеспечивать избирательность по зеркальному каналу около 8-10 дБ. Основное усиление происходит не в нём, а в УПЧ, рассчитываемом далее.

В качестве УРЧ таким образом будем использовать готовый усилитель CHA8100, технические характеристики и экспериментальные графики зависимостей которого приведены в приложении 2.

3.3. Расчёт преобразователя частоты пч.

Любой преобразователь частоты состоит из:

• смесителя;

• гетеродина;

• полосового фильтра.

Применим двухдиодный балансный смеситель, который имеет наилучшие характеристики по сравнению с другими схемами в СВЧ-диапазоне. Смеситель будет состоять из СВЧ моста и смесительной секции – СВЧ устройства, содержащее смесительный диод, в который вводятся мощности сигнала и гетеродина и на выходных зажимах которого выделяется напряжение промежуточной частоты преобразованного сигнала.

В качестве СВЧ моста будем использовать двухшлейфный квадратный мост.

Рассчитаем мост, считая исходными следующие параметры:

• несущая частота f₀=9700 МГц;

• сопротивление подводящих линий W₀=50 Ом;

• материал проводников – медь;

• подложка из поликора с

• толщина подложки h=0.5 мм.

Определим волновое сопротивление основной линии:

Для шлейфов волновое сопротивление равно сопротивлению подводящих линий W_шл=W₀=50 Ом.

Найдём ширину полоски основной линии и шлейфа:

мм

мм

Вычислим длину четвертьволновых отрезков для основной линии:

Для шлейфов:

Эквивалентная схема рассчитанного двухшлейфного квадратного моста:

Для смесительной секции выберем диоды с барьером Шоттки (ДБШ) типа АА112Б в микростеклянном корпусе. Приведем параметры этого диода:

Тип корпуса	, см	Lпрб, дБ	rвых СД, Ом	Fнорм, дБ	KстUmax	PГ, мВт	Ppac max, мВт	Pи рас max, мВт
2	3.2	6	440-640	7	1.8	3	20	300

Рассчитаем параметры высокоомного четвертьволнового шлейфа для замыкания входного вывода на корпус для тока ПЧ и постоянного тока. Его сопротивление принимаем W=90 Ом.

Ширину полоски рассчитаем по формуле:

Длина шлейфа:

Определим размеры низкоомных разомкнутых четвертьволновых шлейфов, при этом волновое сопротивление примем W=20.

Ширина полоски:

Длина шлейфа:

Топологическая схема спроектированного преобразователя приведена в приложении 3 (рисунок 6).

Определим разброс параметров диодов в паре. Для проектируемого БС полагаем, что диоды подобраны с разбросом и разбросом дБ. Находим r_{БС ср}=0.5r_{вых СД ср}=270 Ом; пусть L_{БС max}=L_{прб max}=6 дБ. Разбаланс амплитуд дБ определяем на основе количественных данных о параметрах двухшлейфных мостов.

Рассчитаем разбаланс амплитуд:

По графику с использованием этого значения найдем коэффициент подавления шума гетеродина – S_Ш=26 дБ.

В предположении, что оптимальная мощность гетеродина равна паспортной, т.е. Р _{Г ОПТ}=3 мВт, найдем необходимую мощность гетеродина на входе БС:

Определим шумовое соотношение гетеродина:

где - относительная спектральная плотность мощности шума, которая обычно лежит в пределах –(100...180) дБ/Гц. Возьмем среднее значение .

Гетеродин в схеме приёмника формирует вспомогательное гармоническое напряжение, необходимое для преобразования частоты. Для гетеродина возьмем генератор на полупроводниковом диоде Ганна – тонкую пластинку из GaAs n-типа, на обе поверхности которого наносятся выпрямляющие контакты. В диодах Ганна энергия постоянного тока непосредственно преобразуется в СВЧ энергию при приложении к ним постоянного напряжения. Выбор гетеродина подобного типа обусловлен значениями относительной нестабильности приборов, требованием к миниатюризации устройства и требованием к малому уровню амплитудного шума.

Выберем ГДГ VSX-9011, т.к. рабочая частота такого гетеродина лежит в пределах 8-14 ГГц, что удовлетворяет частоте сигнала и промежуточной частоте. Напряжение питания U_{НОМ Г}=10 В; ток питания I_{P Г}=300 мА. Механической перестройкой установим исходную частоту гетеродина равной f_Г=9800 Гц.