Р = Сев/{С„о + Сев), где С,е = Cfil{C + Сд).

Порядок расчета схемы состоит в следующем.

1. Выбирается варикап, обладающий достаточно высокой добротностью Qb =--- на частоте колебаний автогенератора

(/"s - сопротивление потерь варикапа). В соответствии с рекомендациями, приведенными в гл. И, выбираются параметры статического режима: £мо, Смо-

2. Задавшись допустимой величиной коэффициента нелинейных искажений к:2у<1%, из (11.31) находим р. Из (11.32) находим нелинейный сдвиг центральной частоты и убеждаемся, что его величина не превышает допустимой нестабильности Af(i, 2)/f(i, 2)-(В (11.31) и (11.32) вместо Ск подставляем Сд.]

3. Рассчитываются С(.в =и характеристическое сопротивление контура р =--. В ОВЧ диапазоне потери вари-

капа могут заметно снижать добротность эквивалентного контура, величина которой, обусловленная сопротивлением Ге,

Результирующая добротность эквивалентного контура Q = = QiQb/(Qi + Qb), где Qi = 754-150 - добротность, определяемая суммарными потерями в контуре за вычетом rg.

4. Из расчета режима транзистора при условии, что частота автоколебаний равна собственной частоте эквивалентного контура, определяется ?к.б=/к.б/41. Соотношение

позволяет найти Сд; далее определяются емкость С\ и элементы цепи обратной связи.

5. Из (11.28) находятся крутизна модуляционной характеристики и напряжение модулирующего сигнала f/a, соответствующее квазипиковому уровню передачи. Определяется напряжение

высокой частоты на варикапе f/ = (/ б 7 проверяется выпол-

нение неравенства (11.33) -fwo + f/a --[/и<0. Отметим, что для эффективной компенсации четных гармоник необходимо, чтобы крутизны модуляционных характеристик обоих автогенераторов были равными.

В случае, если найденные зщачения емкостей Сд и Ci трудно реализовать или если величина Сд указана в качестве исходной, то, задаишись Сд или Ci, рассчитываем схему в обратной последовательности.

14.5. Проектирование частотных модуляторов на отражательных клистронах

Достоинством ЧМАГ на отражательных клистронах является возможность осуществления относительно простой схемы модуляции непосредственно на рабочей частоте в СВЧ диапазоне (рис. 14.9). Собственно автогенератор состоит из клистрона (лам-

5 2.

Ё«ч £л .. i- -

Система АПЧ

пы с внутренним резонатором Р1) и волновода для отвода энергии колебаний частоты /вых- Элементы, обведенные пунктиром, образуют систему АПЧ, резонатор Р2 пользуется для линеаризации модуляционной характеристики.

До последнего времени отражательные клистроны применя-Рис 14 9 Схема модулятора на от- лись для получения щнрокополос-ражательном клистроне НОЙ модуляции на промежуточной

частоте в возбудителях по схеме рнс. 14.6; однако в настоящее время подобные схемы строятся на более надежных полупроводниковых приборах.

У отражательного клистрона существует несколько зон генерации в зависимости от того, какое количество целых периодов ВЧ колебаний укладывается за время пролета электронами участка резонатор-отражатель. Углы пролета «р, соответствующие максимальной мощности, отдаваемой клистроном в центре каждой зоны при l/ = fo,

<p„„, = 2n(A-f 3/4),

где - номер зоны.

Частота генерации определяется выражением

2n(Af-f 3/4)

-Uq} , (14.3)

где fo и foxp-напряжения на резонаторе и отражателе, а Qh --нагруженная добротность клистрона (Qн=75-150). Из (14.3) крутизна модуляционной характеристики а/ я ( + 3/4) /о

Qh -Бо I £отр I

(14.4)

5« =

а коэффициент нелинейных искажений по третьей гармонике

(14.5)

В соответствии с (14.4) и (14.5) расчет модулятора на клистроне заключается в выборе клистрона и его режима - напряжений на электродах.

Тип клистрона, работающего на частоте /о, и отдаваемая им мощность определяются по справочнику. С целью увеличения крутизны модуляционной характеристики (что особенйо важно при большой девиации частоты) выбирают режим при N"2, для чего понижают напряжение на отражателе foxp. При этом отдаваемая мощность падает по сравнению с номинальным значением. Приведем некоторые данные клистронов, применяемых в аппаратуре РРЛ:

а) клистрон К-48 - диапазон частот 3400-4000 МГц, Ръых> >35 мВт, 2А/макс>45 МГц, 5м>1,5 МГц/В;

б) клистрон К-308 -диапазон частот 3400-4000 МГц, Рвых> >0.5 Вт. 2Д/макс>25 МГц, S„>0,5 МГц/В.

Как показывает опыт, при широкополосной модуляции коэффициент нелинейных искажений Кгр превышает допустимую величину. Для линеаризации модуляционной характеристики к резонатору клистрона подключают дополнительный пассивный резонатор Рг- Связь между резонаторами делается переменной (при использовании клистронов с внешним резонатором Р1 - щелевой). Добротность резонатора Р2 меняется путем изменения связи с дополнительной нагрузкой Ръ- Оптимальные характеристики, позволяющие в три-пять раз увеличить максимальную девиацию частоты Л/макс, получаются при отношении добротностей резонаторов Qi/q2=0,5-1. Коэффициент связи между контурами лежит О 35 - О 9

в пределах --, причем «:Qi = 0,35 соответствует Qi/Q2= 1,

а rcQi = 0,9 - отношению Qi/q2=0,5 (14.5; 14.11].

Частота клистронного генератора в сильной степени зависит от нестабильности питающих напряжений [допустимое значение пульсаций при заданной нестабильности A/o/fo определяется из ф-лы (14.4)], а также от изменения температуры окружающей среды. При необходимости стабилизации центральной частоты автогенератора используют систему АПЧ (см. рис. 14.9). Колебания клистрона через направленный ответвитель (НО) поступают на смеситель СВЧ, куда подводится и напряжение частоты эталонного генератора {ЭГ) (кварцевый автогенератор с умножителями частоты). Разностная частота после усиления подается на ограничитель - частотный дискриминатор, управляющее напряжение после усиления подводится к отражателю клистрона. Точность автоподстройки зависит от точности настройки дискриминатора, который в ряде случаев требует термостабилизации.

14.6. Проектирование СВЧ смесителей передатчиков

В последнее время СВЧ смесители передатчиков РРЛ строятся на варикапах большой и средней мощности. Главным преимуществом этих схем является высокая эффективность преобразования сигнала ПЧ в СВЧ сигнал, что позволяет в передатчи-