|
| |
|
Слаботочка Книги форматоры) и развязывающими (вентили, циркуляторы) устройствами. Перестройка (настройка) тракта по частоте производится путем механической (электромеханической) настройки фильтров и резонансных систем гетеродинов и усилителей. Принимаемый сигнал преобразуется по частоте вниз , где осуществляется основное усиление и фильтрация. Большие масса, размеры, энергопотребление, а также существенные затраты времени на настройку (перестройку) СВЧ-трактов затрудняют выполнение требований по мобильности и оперативности связи. Если учесть, что СВЧ-оборудова-ние по объему и массе современных станций составляет 60-80 %, то очевидно, что миниатюризация СВЧ-трактов является актуальной задачей. Следует иметь в виду, что использование традиционной элементной базы не позволяет решить эту проблему, поскольку размеры основных СВЧ-элементов (волноводы, фильтры на их основе, антенные устройства и др.) зависят от рабочей частоты и не могут быть уменьшены с сохранением электрических характеристик. Поэтому возникает необходимость поиска новых нетрадиционных подходов к построению СВЧ-трактов на основе более совершенной перспективной элементной базы, в частности, на основе ДР. С учетом свойств ДР приемные СВЧ-тракты на их основе можно строить по следующим принципам: 1) тракт выполняют в виде набора кассет (линеек) по числу фиксированных волн СВЧ диапазона; 2) каждая кассета (линейка) тракта представляет собой монолитный узкополосный неперестраиваемый по частоте (литерный) модуль, выполняющий функции приема, частотной и поляризационной селекции, усиления и преобразования частоты сигнала; 3) перестраивать (настраивать) тракт на фиксированные волны можно подачей электропитания на соответствующую линейку. Приемопередающие модули. На рис. 7.20 показана упрощенная конструкция и функциональная схема приемопередатчика СВЧ-диапазона, выполненного в виде единого модуля на основе ДР, помещенных в корпус 2 без межэлементных соединительных разъемов, трансформаторов и развязывающих устройств. Электрические элементы приемопередатчика (антенна, усилители, гетеродины, преобразователи частоты) связаны между собой внешним электромагнитным полем резонаторов, как и в приемном модуле. Такой модуль выполнен в виде единого блока, состоящего из антенны / и корпуса 2, в котором объединены три отсека: передающий тракт 3, приемный тракт 4 и блок электропитания (на рисунке не показан). С внешней стороны приемопередатчика (ПМ - ПД) имеются разъемы 5,6 - для ввода и вывода сигналов промежуточной частоты (/пч) и 5 - для подключения внешнего источника электропитания. Антенна, кроме излучения и приема электромагнитных волн, выполняет одновременно функции частотного фильтра и дуплексера (поляризационного селектора). Она состоит из нескольких (в данном случае из четырех крестообразных ДР см. § 7.4). Передающий тракт собран на шести полевых транзисторах Т1... Т6 и десяти дисковых ДР. Задающий генератор состоит из транзистора Т1, к затвору и стоку которого подключен резонатор Р5, обеспечивающий стабилизацию частоты генерируемых тпФтШ (/в)- Резонатор Р5 возбудителя за счет внешнего электромагнир* ного поля связан с входным контуром Р6 преобразователя (смеси- А-А -  Рис. 7.20. Приемопередающий модуль иа ДР: а - упрощенная конструкция; 6 - функциональная схема теля) частоты вверх , выполненного на двух резонаторах Р6 и Р7 и транзисторе Т2. Сигнал от возбудителя с частотой /в подается на затвор транзистора Т2, на который, кроме того, подается сигнал промежуточной частоты /пч. Выходной контур {Р7) смесителя (CMf) выделяет колебания с частотой передачи / д, равной Д + /пч-Этот ДР связан с двумя входными резонаторами {Р8 и РИ) усилителя мощности УМ. Каждый канал содержит два-таких каск1 усиления, выполненных на полевых транзисторах ТЗ, Т4 и TS, Т6. Выходные контуры усилителя Р10 и Р13 связаны с резонатором Р14, выполняющим функции сумматора мощности и элемента связи УМ с антенной. Резонатор Р14 возбуждает диск крестообразного диэлектрического резонатора Р4 с вертикальной поляризацией. Приемный тракт 4 выполнен на четырех транзисторах Т7... Т10 и шести резонаторах Р15...Р20. Схема двухкаскадного МШУ (Т7, Т8, Р15, Р16иР17), по существу, представляет схему одного из каналов УМ передающего тракта. Отличие заключается в выбр- ре типов транзисторов и режимов их работы. Если в УМ они работают в режиме отсечки и рассчитаны на большую рассеиваемую мощность, то в МШУ это полевые транзисторы с низким коэффициентом шума, работающие в линейном режиме. Затворы и стоки транзисторов соединены с резонаторами посредством штырей. Включение резонаторов в качестве входных и выходных колебательных контуров усилителя, настроенных на частоту принимаемого сигнала fnp, обеспечивает наряду с усилением сигнала его частотную селекцию. Последний ДР МШУ Р17 своим внешним полем связан с входным сигнальным контуром смесителя Р18, настроенным также на /пр и включенным в цепь затвора Т9. В эту же цепь включен резонатор Р19 (гетеродинный контур), настроенный на частоту гетеродина /,. Гетеродин выполнен по такой же схеме, как и возбудитель на транзисторе Т10 и резонаторе Р20. Работает ПМ - ПД следующим образом. Передаваемый сигнал промежуточной частоты /пч и подводимый к коаксиальному разъему 6 поступает на вход СМ1 передающего тракта (на затвор Т2). Сюда же с резонатора Р6 поступают колебания возбудителя с частотой /в. На нелинейном полупроводниковом переходе затвор - сток транзистора Т2 возникают колебания комбинационных частот ± /пч ± tnfy. Колебательный контур Р7, стоящий в цепи стока Т2, выделяет сигнал частоты передачи /пд = /г + /пч- Выделенный резонатором Р7 сигнал с частотой /пд подается на вход УМ, где усиливается по двум независимым каналам. Такое разделение мощности усиливаемого сигнала позволяет снизить требования к охлаждению транзисторов ТЗ...Т6 усилителя. Усиленный в двух каналах УМ сигнал объединяется в Р14 и поступает в антенну 1 к вертикально ориентированным излучателям, а затем излучается в направлении корреспондента. Поскольку все резонаторы УМ и вертикально ориентированные писки крестообразных резонаторов антенны настроены на частоту / д, то СМ, УМ и антенна, помимо своих основных функций, осуществляют частотную селекцию передаваемого сигнала. Это позволяет избавиться от специальных фильтров, подавляющих внеполосные и побочные излучения. Принимаемый горизонтально поляризованный сигнал попадает на горизонтально ориентированные диски крестообразных ДР антенны 1 и поступает на вход двухкаскадного МШУ. После усиления он поступает на входной контур Р18 смесителя СМ2, который связан с затвором транзистора Т9. Сюда же на затвор через Р19 подается и СВЧ-сигнал от гетеродина с частотой /г-В цепи стока выделяется сигнал с частотой / р - /г == /пч, поступающий на выходной разъем 5. Таким образом, в проемопередатчике реализованы те же принципы построения, что в приемном модуле. Такие модули имеют следующие преимущества. 1. Габаритные размеры и масса модуля обратно пропорциональны величине г. Это позюляет уменьшить в десятки раз массу и объем фильтров, антенных устройств, генераторов и др. 2. Высокая чувствительность 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 |