Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Уменьшить н стабнлюировать время установления можно увеличением коэффициента ц. Но необходимые дяя увеличения и изменения С, К, К приводит к существенному снижению мощности, КПД автогенсратора, т.е. нежелательны, Другой способ — введение в колебательный контур модулируемого автогенератора напряжения высокой частоты с постоянной амплитудой, большей, чем напрвкенне шумов, н частотой, близкой к рабочей частоте автогенератора В качестве источника такого напряжения используется маломощный генератор, работающий в непрерывном режиме на частоте в 4...5 рэз более низкой, чем рабочая частота передатчика Используется четвертая или пятая гармоника тока этого генератора. Работа генератора иа частоте, значительно более низкой, чем рабочая частота передатчика„позволяет упростить его конструкцию и повысить надежность.
Связь вспомогательного генератора с основным осущеспигястся с помощью штыря (илн петли), который вводится в католно-сеточный резонатор основного генератора. В некоторых современных передатчиках импульсных РРЛ для повышения стабильности частоты используется явление захватывання частоты мощного импульсного автогенератора частотой вспомогательного менее мощного автогенератора, работающего в непрерывном режиме на рабочей частоте передатчика (38). Поскольку импульсные РРЛ нспользуютса в диапазоне частот выше ГО ГГц, а их мощности невелики, в тракте радиочасготы их передатчиков применяют твердотельные активные элементы — диоды СВЧ; чаше всего — лавинно-пролетные диоды (ЛПД), реже — диады Ганна (ДГ).
В табл.10 7 приводятся результаты сравнения этих двух приборов для диапазона частот 5...20 ГГц. Мощносп н КПД автогенератора на ЛПД и ДГ меньше, чем указано в таблице, эа счет потерь в резонаторах и других вспомогательных элементах каскада передатчика. Поскольку мощности н питающие напряжения импульсных свюных перелаз чиков невелики, в качестве импульсных модуляторов могут использоваться обычные транзисторные импульсные усилители. Выходное импульсное напряжение такого усилителя является питающим импульсным налрюкеиием для радиочастотного каскада на Л ПД или ДГ. Находят применение импульсные модуляторы в форме управляемых вентилей в антенно-волнаводном тракте передатчика. При этом выходной каскад передатчика работает в непрерывном режиме.
За счет управляемого вентиля электромагнитное колебание либо направляется к антенне (посылка), либо поглощается в специальном поглотителе (пауза). Рассмотрим устройство импульсного передатчика на примере РРЛ «Электроника» (рис. 10.23). Мощность передатчика не менее 300 мВт, диапазон рабочих частот! 0,8...11,6 ГГц, относительная нестабильность частоты ея э10 при температуре окружающего воздуха -40...+50'С и изменении питающего напряжения на т1 зь имеются простейшие системы стабилизации температуры корпуса задающего автогеиератора с точностью х2'С и питающего напряжения; чнаю телефонных каналов от 12 до 132; первичная модуляция импульсно-кодовая, вторичнал — амплитудно-импульсная; глубина АИМ ие менее 20дБ.
Таблица !07 Заданные значения рабочей частоты и степень ее нестабильности опредсапоггл в основном автогеиератором АГ! (задающий генератор) мощностью около 100 мВт. Авто- генератор АГэ (усилитсль мощности) мощностью около 800 мВт работает с внешней синхронизацией пупы прямого захвата его частоты колебанием задающего генератора. Влияние мощного гснератора л Г! н нирузки (антенно-аолиоводный тракт) на частоту А Гэ ослабляется с помощью фсрритового венпшя (ФВ). Ослабление прямой волны составляет 1 дБ, обратной 50...60 дБ, Ферритовый циркулятор (ФЦ) обеспечивает подачу напряженна синхронизации от плеча 1 к плечу 2, полезной мощности от плеча 2 к плечу 3. Рабочее затухание цнркулятора 0,5 дБ, развязка исиву соседними плеч амн не менее 20 дБ. Амплитулная модуляция осуществляется за счет коммутации непрерывного колебания в волиоводиом тракте иа выходе передатчика. Специальный диод в волиоводном тракте в открытом состоянии создаст резкую неоднородность.
Колебания СВЧ отрюкаются и рассеиваются в фсрритовом вентиле, и частично — в циркуляторе. При закрытом диоде энергия попадает в антенно-волноволный тракт и излучается. Отпирание и запиранис диода производятся напряжением сигнала с ИКМ. Малая паразитная емкость диода СВЧ обеспечивает достаточное быстродействие и ие требует большой мощности модулятора. Оба генератора выполнены на ЛПД. Схема одного из иих поюзана иа рис.! 024. Отрицательное сопротивление Л ПД в рабочей точке компсн- Рис. 10.23.
Структурная схема псрелатчика «Злектроннкая Рис. 10.2А Принципиальная схема автогенсратора на ла- винна- пролетном диоде 532 сирует сопротивление потерь в резонаторе, вснннкают незатухающие колебания, частота которых определяется собственной частотой резонатора. Для повышения стабильности частоты объемный резонатор юготовлястся ю сплава металлов с малым козффициентом температурного расширения, например ннвара. У задающего автогенератора. как уме отмечалось, имеется простейшая система стабилизации температуры резонатора.
Резисторы глу1кат для полбора релнма ЛПД. Ковтрольпые вопросы С Перечислите основные технические характеристики передатчиков радиорелейных, тропосферных и космических линий связи. 2. Нарисуйте структурную схему передатчика рзднорслейной, ионосферной или космической линии связи. Укююгге назначение каскадов. 3. Перечислите преимущества и недостатки построения передатчика с частотной молулшщей на поднесущей частота 4. Оцените нестабильность частоты першштч яка с частотной модуляцией на поди есущей при ювестных нестабильиосщх гстсродина и генератора подиссушсй частоты.
5. Сопоставьте пренмущсеша н недостатки многоркюнаторных клистроиов и ламп бю гущей волны применительно к выходным каскадам передатчиков радиорелейных, тропосферных и космических линий свахи. б. Какими мерами обеспечиваются допустимые нелинейные искажения а каскадах ГВВ при усилении частотно-молулированиых колебаннйу 7, Перечислите меры повышения линейности частотной модуляции, используемые в псредвтчщсах радиорелейных, тропосферных, спутниковых линий связи.
8. Перечислите преимущества н недостатки импульсной модуляции применительно к радиорелейной связи. Г л а в а ! 1. Надежность радиопередатчиков пл. овщик свкдкния Проблема надежности радиоэлектронной аппаратуры и в том числе радиопередатчиков, в последние годы приобретает все более важное значение, так как возрастает ответственность выполняемых ими функций, растет степень автоматизации и повышаются требования к качеству работы и экономической эффективности технических систем. Все чаще передатчиком(радиостанцией) управляет сам абонент — не специалист связи. В некоторых случаях выход передатчика из строя крайне нежелателен (например, передатчиков телевизионного или звукового радиовещания, особенно при передаче важных сообщений), а иногда недопусь тим из-за тяжелых и даже катастрофических последствий (передатчики спутников или навигационных и взлетно-посадочных систем самолетов, аварийные радиостанции воздушных и морских судов, передающие буи спутниковой системы определения местоположения судов, самолетов, потерпевших аварию, КОСПАС-САРСАТ и др.).
В других случаях недостаточная надежность или сложность эксплуатации радиотехнических средств приводит к экономической нецелесообразности их использования (например, РРЛ с большим числом ретрансляций при низкой надежности аппаратуры экономически нецелесообразна). Надежность любого технического устройства, в том числе и радиопередатчика, определяется качеством его разработки, обеспечивается в процессе изготовления и поддерживается во время эксплуатации.
Радиопередатчики являются сложными техническими комплексами, в состав которых входят радиоэлектронное и электросиловое оборудование, электромеханические и механические устройства и др. Число элементов в современном передатчике достигает 10~...10 единиц; наблюдается устойчивая тенденция постепенного усложнения передатчиков вследствие перехода на более сложные виды модуляции (одно- полосную, широкополосную, импульсно-кодовую), ужесточения технических требований, автоматизации и др. Нормальное функционирование РП зависит от многих факторов, влияние которых на их параметры и характеристики установить в виде определенных функци- 534 опальных зависимостей очень трудно или невозможно. К тому же большинство факторов (температура, колебания напряжения, отклонения от технологического процесса и др.) являются случайными величинами и процессами.
В доброкачественно разработанном, изготовленном и настроенном передатчике при правильной его эксплуатации выходы из строя (отказы) являются случайными событиями, поэтому расчеты и оценки надежности производятся вероятностно-статистическими методами. Современные радиопередатчики разрабатывают, производят и эксплуатируют с обязательным учетом требований теории надежности 149, 50, 551, которая позволяет создавать их с требуемой высокой степенью надежности путем рационального выбора их структуры и схемы, элементов и деталей, режимов работы, резервирования наиболее ответственных и недостаточно надежных узлов, блоков, введения системы контроля технического состояния, позволяющей быстро обнаруживать возникшие неисправности и даже предсказывать их появление, и т.д.
11.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ Надежность — это свойство объекта (в том числе и радиопередатчика) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования (9 Ц. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Для большинства связных и вещательных радиопередатчиков, являющихся восстанавливаемыми изделиями длительного, многократного пользования, основными свойствами являются безотказность и ремонтопригодность (а в некоторых случаях — и долговечность). Беэаткаэнас~иь — этосвойство непрерывносохранятьработоспособность в течение некоторого времени работы, называемого в теории надежности наработкой.
Долговечность также означает свойство сохранения работоспособности, но с учетом технического обслуживания, профилактик, ремонтов до наступления предельного состояния, когда израсходован технический ресурс, восстановление параметров и характеристик передатчика путем ремонта становится нецелесообразным и эксплуатация его' прекращается. Ремонтолригаднагть — это свойство приспособленности к предупреждению и обнаружению отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания. 535 Радиопередатчик характеризуют целым комплексом параметров, показателей, характеристик, из которых часть является основными, определяющими выполнение заданных функций (например, мощность,. частота, нестабильность частоты, глубина модуляции, показатели качества передаваемых сигналов), другие же показатели являются второстепенными.
Радиопередатчик считается работоспособным, если требования, установленные в отношении основных параметров, выполняются. Оиисазам является событие, заключающееся в нарушении работоспособности, т. е. отклонении основных параметров от допустимых пределов. Несоответствие хотя бы одному из требований, установленных нормативно- технической документацией как для основных, так и для второстепенных парамятров и характеристик, считается неисправностью, которая может не приводить к отказу. Для конкретных радиопередатчиков нормативно-технической документацией устанавливаются более детальные критерии понятий отказа и неисправности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
