Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần và công nghệ gia công mạch dải thuyết minh kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng các sản phẩm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (395.57 KB, 36 trang )
Bộ KH & CN Bộ quốc phòng
Trung tâm KhKt - CnQs
Viện Rađa
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích
cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần
và công nghệ gia công mạch dải.
thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn
sử dụng các sản phẩm
M số: ĐTĐL- 2005/28G
Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Ngọc Minh
6715-1
11/01/2007
Hà Nội - 2007
Bản quyền 2007 thuộc Viện Rađa
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trởng
Viện Rađa trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu.
Mục lục
Trang
I. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng m.3
II. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét 7
III. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng cm 11
IV. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm 16
V. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm 20
VI. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm 24
VII. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ cộng/chia công suất dải sóng cm.27
VIII. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ lọc dải dải sóng cm 29
IX. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
khối khuếch đại cao tần dải rộng () rađa 556 33
X. Thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
khối thu cao tần rađa -37 cải tiến 35
i. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng m
I.1. Thuyết minh kỹ thuật
Máy thu của đài rađa cảnh giới 556 sử dụng bộ khuếch đại cao tần là
khối . Ưu điểm của khối là có hệ số khuếch đại cao, độ nhạy cao
và ngỡng đầu vào khá lớn. Trong rađa cảnh giới 556 công suất lọt trung bình
sau đèn cặp nhả điện là tơng đối lớn, phụ thuộc vào chất lợng đèn cặp nhả
điện. Để đa đợc bộ khuếch đại tạp thấp vào thay thế khối , vấn đề đợc
đặt ra là phải bảo vệ đợc bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công
suất lọt, cần đa thêm vào bộ hạn chế công suất làm việc nh một bộ chuyển
mạch cao tần.
1. Vị trí của bộ chuyển mạch điốt PIN trong khối :
Sơ đồ vị trí của bộ chuyển mạch điốt PIN trong khối vẽ ở hình 1.
Hình 1: Sơ đồ vị trí của bộ chuyển mạch điốt PIN trong khối .
2. Nguyên lý làm việc của bộ chuyển mạch hạn chế:
Sơ đồ nguyên lý của bộ chuyển mạch hạn chế vẽ ở hình 2.
Mảng đợc cấu tạo bởi chuyển mạch cao tần 2 kênh có thiết bị bảo vệ ở
đầu vào và có phân nhánh định hớng có thể chế áp tín hiệu xuống 20 dB.
Sơ đồ nguyên lý của bộ chuyển mạch hạn chế vẽ ở hình 1. Chuyển mạch 2
kênh đợc lắp trên điốt loại 2A517.
ở kênh thứ nhất có 2 điốt Đ3 và Đ5 mắc nối tiếp nhau và đợc tách nhau
bởi dây dải nhỏ E1. ở kênh thứ hai có 2 điốt Đ4 và Đ6 mắc nối tiếp nhau và
đợc tách nhau bởi dây dải nhỏ E2.
Khi đa điện áp điều khiển đến đầu 1 và 2 (đầu 1 là dơng), thì qua R1,
L1, R2 sẽ có dòng điện chạy. Lúc này Đ3 và Đ5 sẽ mở. Khi dòng đạt giá trị
Mảng 1X1
(Bộ
chuyển mạch
điốt PIN)
Mảng
14
Mảng
1KT3
+12V
Uđk
Đầu ra Đầu vào
khoảng 15 mA thì các điốt sẽ có điện trở qúa nhỏ và bởi thế cho nên tín hiệu cao
tần từ 1 đa đến phân nhánh định hớng sẽ không bị suy giảm. Đồng thời
cũng bằng chính điện áp ấy thì Đ4 và Đ6 sẽ đóng lại hay nói cách khác là nó có
điện trở qúa lớn, không cho tín hiệu đi qua.
Để tăng khả năng phân tách giữa các kênh, các điốt đợc nối với nhau
bằng những đoạn mạch dải có độ dài /4. Nhng dây này có tính chất là cứ /4
thì ở đầu ra của nó có điện trở lớn nhất (ví dụ Đ6), đầu vào có điện trở nhỏ nhất
và nh vậy sẽ tạo ra một bộ suy giảm tín hiệu. Khi thay đổi cực tính của tín hiệu
điều khiển các Đ3 và Đ5 sẽ đóng, còn Đ4 và Đ6 mở. Đầu 1 ngắt khỏi sơ đồ và
tín hiệu từ đấy sẽ không đi tiếp nữa, lúc này trở R3 sẽ mắc vào đầu vào của
đờng thứ nhất. Đờng E1 và E2 sẽ làm tăng độ suy giảm của kênh đóng.
Điốt Đ1 và Đ2 là điốt loại 2A510A đấu song song với đầu vào 1. Hai
điốt này đấu ngợc cực nhau và hoàn thánh chức năng hạn chế hai nửa chu kỳ.
L1, L2 và L3 là các cuộn cảm dùng để bù khử trở kháng của kênh đang
đóng (điện dung của Đ1 và Đ2, điện dung của các điốt đang đóng) để nhận đợc
hệ số sóng đứng nhỏ nhất. Tụ điện C1 và C4 để tách tín hiệu cao tần trong mạch
một chiều, còn C2, C3 và C5 là tụ phân áp. Phân nhánh định hớng đợc chế tạo
bằng đoạn dây dải rộng có trở kháng 50 (E3 ữ E6). Liên hệ với bên ngoài sử
dụng tụ C6 ữ C8.
Để tạo đợc đặc tính kỹ thuật cần thiết trong dải tần cho phép phân nhánh
định hớng có cấu trúc 2 nhánh độ dài dây dải của nhánh thứ nhất và nhánh thứ
hai, nghĩa là độ dài giữa C6, C7 và C7, C8 bằng /4. Nh vậy là một hớng này
tín hiệu đi đồng pha, còn nhánh kia thì ngợc pha, hay nói cách khác là nó chỉ
cho tín hiệu đi qua một hớng nhất định. Các giá trị danh định của điện dung
chọn từ điều kiện sao cho suy giảm ở mức 20 dB.
ở nhánh mà tín hiệu đi ng
ợc pha sẽ mắc một điện trở R4 = 50. Tín hiệu
đi qua nhánh đồng pha đến đầu ra.
3. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ hạn chế chuyển mạch:
- Dải tần làm việc, [MHz]: 160- 250
- Tổn hao đi qua, [dB]: < 3
- Mức hạn chế, [dB]: 40
- Hệ số ghép định hớng: 20 1dB
- Trở kháng vào - ra, []: 50.
III3
III2
III1
SO DO NGUYEN LY MACH HAN CHE CONG SUAT
2
1
4
3
Y 2 5 435 036Y1 5 435 043
Xung dieu khien 2
Xung dieu khien 1
INPUT
OUT PUT
Vo may
Vo may
Tin hieu tao gia
E6E4
E5E3
7
3,6
5
2
1
E2
E1
Po r t
P1
Por t
P2
R
R4
R=50 Ohm
C
C6
C=1.08 pF
C
C7
C=3.16 pF
C
C8
C=1.08 pF
R
R2
R=25 Ohm
R
R3
R=50 Ohm
C
C4
C=100 pF
C
C5
C=4700 pF
PIN
D6
PIN
D4
PIN
D5
PIN
D3
C
C1
C=4700 pF
R
R1
R=25 Ohm
C
C3
C=4700 pF
C
C2
C=4700 pF
L
L3
L=84.6 nH
L
L2
L=84.6 nH
L
L1
L=84.6 nH
PIN
D2
PIN
D1
H×nh 2: S¬ ®å m¹ch ®iÖn bé chuyÓn m¹ch h¹n chÕ.
I.2. Hớng dẫn sử dụng
Thao tác sử dụng bộ chuyển mạch hạn chế rất đơn giản không kèm theo
một thao tác điều chỉnh phụ nào. Quy trình đa bộ chuyển mạch hạn chế vào sử
dụng đợc thực hiện theo các bớc sau:
1. Tháo khối ra khỏi tuyến thu của đài;
2. Tháo mảng 1X1 ra khỏi khối ;
3. Lắp bộ chuyển mạch hạn chế vào vị trí của mảng 1X1;
4. Nối đầu ra 3 của bộ chuyển mạch hạn chế với đầu vào 1 của mảng
14;
5. Hàn 2 dây cấp điện áp điều khiển cho bộ chuyển mạch hạn chế;
6. Lắp dây cáp đầu vào 1 và đầu vào tạo giả 2 của bộ chuyển mạch hạn
chế;
7. Lắp khối vào tuyến thu của đài;
8. Kiểm tra điều chỉnh tuyến thu phát đài rađa 556 theo thuyết minh hớng
dẫn sử dụng của đài. Tiến hành kiểm tra đánh giá độ nhạy máy thu, đo hệ
số tạp theo thuyết minh hớng dẫn sử dụng của đài rađa 556.
II. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét
II.1. Thuyết minh kỹ thuật
1. Chức năng:
Khối dùng để khuếch đại trong dải rộng tín hiệu cao tần do anten
thu đợc và bù lại những phần mất mát do tuyến anten -phiđơ gây ra (tính từ
anten - hiện sóng).
2. Thành phần của khối :
- Mảng 1X1: Phân nhánh định hớng, chuyển mạch cao tần và hạn chế ở đầu
vào.
- Mảng 14: Khuếch đại cao tần dải rộng tạp thấp.
- Mảng 1KT3: Bộ chuyển các dòng điện để điều khiển qúa trình làm việc của
chuyển mạch cao tần đầu vào.
3. Vị trí của bộ khuếch đại cao tần dải rộng trong khối :
Sơ đồ vị trí của bộ khuếch đại cao tần dải rộng trong khối vẽ ở
hình 3.
Hình 3: Sơ đồ vị trí của bộ khuếch đại cao tần dải rộng trong khối .
Trong phơng án cải tiến này chúng tôi thay thế mảng 14 trong khối
của đài rađa 556 bằng bộ khuếch đại transistor trờng tạp thấp GaAs
MESFET. Tính năng chiến kỹ thuật của bộ khuếch đại tạp thấp đợc xây dựng
dựa trên tính năng kỹ thuật của mảng 14 để có thể thay thế 1/1. Bộ khuếch
đại tạp thấp đợc thiết kế chế tạo dựa trên các linh kiện bán dẫn trờng GaAs
FET có u điểm là hệ số tạp rất nhỏ (F < 3dB trong khi đó hệ số tạp của đèn
Mảng
1X1
Mảng 14
(KĐ cao tần dải rộng)
Mảng
1KT3
+12V
Uđk
Đầu ra Đầu vào
sóng chạy F < 6-7 dB), có hệ số khuếch đại cao, kết cấu gọn nhẹ, cấp nguồn đơn
giản (+12V).
4. Nguyên lý làm việc của bộ khuếch đại tạp thấp sóng m:
Có nhiều phơng pháp thiết kế chế tạo Bộ KĐ tạp thấp, sau đây là 2 phơng
pháp phổ biến nhất:
Thiết kế bộ KĐ sử dụng các tham số tán xạ S của các linh kiện bán dẫn,
tính toán các mạch phối hợp trở kháng đầu vào/ đầu ra và giữa các tầng.
Tầng đầu tiên đợc thiết kế tối u hoá về hệ số tạp.
Thiết kế bộ KĐ sử dụng các mođun khuếch đại, chỉ cần tính toán mạch
phối hợp vào, ra và tính toán các chế độ nguồn sao cho tổn hao phản hồi ở
đầu vào là nhỏ nhất.
Thiết kế bộ khuếch đại phải đảm bảo hệ số khuếch đại và hệ số tạp trong
toàn bộ dải tần. Hệ số tạp của bộ khuếch đại cao tần tạp thấp sẽ quyết định hệ số
tạp toàn bộ tuyến thu.
Sơ đồ nguyên lý của bộ KĐ tạp thấp vẽ ở hình 4.
Bộ khuếch đại tạp thấp sóng m đợc thiết kế theo phơng pháp thứ hai, sử
dụng 2 modul khuếch đại cao tần.Tầng 1 dùng modul KĐ MAR-8SM, có hệ số
KĐ: 20 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 3 dB. Tầng 2 dùng modul KĐ NBB-300, có hệ số
KĐ: 12 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 3 dB. Các điện trở R1, R2 xác định chế độ làm
việc của 2 modul khuếch đại. Các cuộn cảm L1 và L2 đợc làm trên mạch dải có
nhiệm vụ ngăn không cho tín hiệu cao tần đi về nguồn. Giữa 2 tầng khuếch đại
có bộ lọc dải thông (đợc tạo thành bởi L3, L4, L5, L6, L7, C8 và C9) với tần số
làm việc trùng với dải tần làm việc của đài rađa 556. Tụ C1, C2, C3 và C10 là
các tụ nối tầng. Tại đầu ra bộ khuếch đại có bộ chia đôi công suất đợc thiết kế
trên mạch dải. Điện trở R3 = 100 là điện trở cân bằng.
5. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại tạp thấp:
- Dải tần làm việc: (160- 250) MHz
- Hệ số tạp: < 3 dB
- Hệ số khuếch đại: > 25 dB
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại trong toàn dải tần: < 1 dB
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB (min): 10 dBm
- Hệ số sóng đứng vào/ra (max): 1,5:1
- Trở kháng vào, ra: 50.
+12V
E2
E1
1
2
3
Y2 5 407 002
1
51
3
2
Y1 5 030 012
3
4
2
2
SO DO NGUYEN LY MACH KHUECH DAI TAP THAP
C
C9
C=27 pF {t}
L
L3
L=2.5 nH {t}
C
C8
C=21.06 pF {t}
L
L7
L=36 nH {t}
L
L5
L=14.4 nH {t}
L
L4
L=54.45 nH {t}
L
L6
L=48.24 nH {t}
S2 P
SN P2
File="C:\ADS2005A\DUCHANH\Tao_LIB_prj\data\ne34018_20mA.txt"
2
1
Re f
S2P
SN P1
File="C:\ADS2005A\DUCHANH\Tao_LIB_prj\data\NBB-300.txt"
2
1
Re f
R
R3
R=100 Ohm
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
Term
Term3
Z=50 Ohm
Num=3
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1
C
C1
C=15 pF
C
C10
C=4700 pF
L
L1
C
C4
C=100 pF
C
C6
C=2.2 nF
C
C2
C=4700 pF
R
R1
R=170 Ohm
R
R2
R=170 Ohm
C
C3
C=4700 pF
C
C5
C=100 pF
C
C7
C=2.2 nF
L
L2
H×nh 4: S¬ ®å m¹ch ®iÖn bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp sãng m
II.2. Hớng dẫn sử dụng
Thao tác sử dụng khối khuếch đại cao tần dải rộng sóng m rất đơn giản
không kèm theo một thao tác điều chỉnh phụ nào. Quy trình đa khối khuếch đại
cao tần dải rộng sóng m vào sử dụng thay thế khối đợc thực hiện theo các
bớc sau:
1. Tháo khối ra khỏi tuyến thu của đài;
2. Tháo mảng 14 ra khỏi khối ;
3. Lắp bộ khuếch đại cao tần dải rộng vào vị trí của mảng 14;
4. Nối đầu ra 3 của mảng 1X1 với đầu vào 1 của bộ khuếch đại cao tần
dải rộng;
5. Lắp 2 dây cáp đầu ra 2, 3 của bộ khuếch đại cao tần dải rộng;
6. Lắp dây cấp nguồn +12V cho bộ khuếch đại cao tần dải rộng (trớc khi lắp
phải dùng đồng hồ kiểm tra mức điện áp);
7. Lắp khối vào tuyến thu của đài;
8. Kiểm tra điều chỉnh tuyến thu phát đài rađa 556 theo thuyết minh hớng
dẫn sử dụng của đài. Tiến hành kiểm tra đánh giá độ nhạy máy thu, đo hệ số
tạp theo thuyết minh hớng dẫn sử dụng của đài rađa 556.
III. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng cm
III.1. Thuyết minh kỹ thuật
1. Chức năng:
Tuyến thu cao tần rađa
-37 cũ gồm 5 kênh, ở mỗi kênh khuếch đại cao tần
dùng đèn YB-99 có đầu vào-ra là ống sóng có kích thớc (72x10) mm. Đèn YB-99
có hệ số khuếch đại cao, hệ số tạp thấp, độ nhạy cao và ngỡng đầu vào. Nhợc
điểm của các loại đèn này là: cấu trúc phức tạp, cồng kềnh, tiêu thụ nguồn lớn, sử
dụng nhiều loại nguồn và đặc biệt chịu ảnh hởng lớn về nhiệt.
Trong rađa -37 công suất lọt trung bình sau đèn cặp nhả điện là tơng đối
lớn, khoảng P = 80mW ữ300mW (liên tục), phụ thuộc vào chất lợng đèn cặp nhả
điện. Để đa đợc bộ khuếch đại tạp thấp vào thay đèn YB-99 vấn đề đợc đặt ra là
phải bảo vệ đợc bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công suất lọt, cần
đa thêm vào bộ hạn chế công suất làm việc nh một bộ chuyển mạch cao tần.
Bộ hạn chế công suất thụ động và tích cực đợc đa vào giữa hộp phóng điện
và bộ khuếch đại tạp thấp để hạn chế công suất lọt của xung phát dò sang bảo vệ bộ
khuếch đại tạp thấp.
2. Nguyên lý làm việc của bộ chuyển mạch hạn chế điốt PIN dải sóng cm:
Có nhiều phơng pháp thiết kế chế tạo bộ bảo vệ này, đó là:
- Thiết kế bộ bảo vệ thụ động sử dụng điốt PIN và điốt varactor thực hiện trong
ống sóng. Điốt PIN có u điểm là khả năng chịu điện áp lớn hơn điốt varactor
nhng thời gian chuyển mạch chậm hơn (cỡ 15ns).
- Thiết kế bộ bảo vệ thụ động sử dụng điốt PIN và điốt varactor thực hiện trên
mạch dải.
- Thiết kế bộ bảo vệ nửa thụ động nửa tích cực sử dụng điốt PIN thực hiện trên
mạch dải.
* Nguyên lý hoạt động của bộ hạn chế công suất dùng điốt PIN thụ động (không có
điều khiển nguồn): khi không có công suất siêu cao tần lớn đi đến, bộ hạn chế cho
tín hiệu đi qua với tổn hao không lớn hơn 2dB. Khi có công suất siêu cao tần lớn đi
đến, đầu ra của bộ hạn chế thụ động chặn với tổn hao chặn không nhỏ hơn 20dB.
* Nguyên lý hoạt động của bộ hạn chế công suất dùng điốt PIN tích cực (có điều
khiển nguồn): Bộ hạn chế công suất dùng điốt PIN có điều khiển nguồn đợc chế
tạo làm việc theo nguyên lý tích cực và làm việc đồng bộ với xung kích phát nên có
khả năng triệt hoàn toàn xung phát lọt sau đèn cặp nhả điện. Bộ hạn chế công suất
đợc chế tạo trên mạch dải. Khi bắt đầu có xung, các điốt PIN đợc cấp dòng
75mA, khi này điện trở của từng điốt PIN bị giảm xuống còn bằng xấp xỉ 1 đợc
đồng loạt ngắn mạch xuống đất, lúc này bộ hạn chế làm việc nh một chuyển mạch
cao tần, tín hiệu cao tần đi qua nó hoàn toàn bị ngắn mạch xuống đất. Trạng thái
chuyển mạch này đợc kéo dài 5às (lớn hơn thời gian xung phát để tăng độ an toàn
cho bộ khuếch đại). Sau đó không cấp dòng cho các điốt PIN trong thời gian thu,
chuyển mạch cao tần đợc tắt, tín hiệu cao tần từ anten về đi qua bộ hạn chế với tổn
hao rất nhỏ và đi đến bộ khuếch đại tạp thấp.
Bộ bảo vệ đợc thiết kế dựa trên kết quả khảo sát mức công suất lọt sau đèn
cặp nhả điện của đài. Nếu mức công suất lọt không quá lớn, bộ bảo vệ sẽ đợc thiết
kế dựa trên các điốt PIN hạn chế kiểu hoàn toàn thụ động. Nếu mức công suất lọt
lớn, bộ bảo vệ sẽ đợc thiết kế dựa trên các điốt PIN hạn chế cả thụ động lẫn tích
cực. Bộ bảo vệ phải thoả mãn các yêu cầu về thời gian chuyển mạch ở tần số làm
việc theo độ rộng xung điều chế máy phát khi tín hiệu cao tần lọt sang ở lối vào bộ
khuếch đại cao tần lớn.
Sơ đồ khối bộ bảo vệ đợc thực hiện nh sau: (hình 5)
Hình 5: Sơ đồ khối bộ hạn chế công suất.
Bộ hạn chế đợc thiết kế bao gồm các phần: chia đôi công suất, cộng công
suất, bộ hạn chế thụ động trên cơ sở bộ lọc dải thông và cuối cùng là bộ hạn chế
Tới bộ KĐTT
Sau đèn
cặp
nhả điện
Xung điều khiển
Chia đôi
Cộng
Bộ hạn chế thụ
động làm trên
bộ lọc dải thông
Bộ hạn
chế tích
cực
tích cực. Công suất lọt lớn sau đèn cặp nhả điện đợc chia đôi, tại mỗi nhánh có
điốt hạn chế thụ động nhằm mục đích hạn chế công suất lọt, sau đó ta cộng công
suất của 2 nhánh này lại.
Bộ hạn chế thụ động trên cơ sở bộ lọc dải thông có đặc tính là khi có công
suất lọt lớn đa vào, đặc tuyến bộ lọc sẽ thay đổi làm lệch dải thông của bộ lọc và
nh vậy ta đã hạn chế đợc công suất lọt trong thời gian phát. Mặt khác trong thời
gian thu, tín hiệu thu về rất nhỏ nên đặc tuyến bộ lọc sẽ không bị thay đổi, do đó tín
hiệu thu về không bị suy giảm, không ảnh hởng đến độ nhạy máy thu.
Bộ hạn chế tích cực theo xung điều khiển có nhiệm vụ hạn chế xung lọt đỉnh
trong thời gian phát.
Sơ đồ mạch điện bộ bảo vệ vẽ ở hình 6.
3. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ chuyển mạch hạn chế điốt PIN dải sóng cm:
- Dải tần làm việc, [GHz]: 2,7- 3,1
- Tổn hao đi qua, [dB]: < 3
- Mức hạn chế, [dB]: 40
- Điện áp nguồn nuôi, [V]: +5, -12
- Trở kháng vào - ra, []: 50.
MLIN
TL30
L=4 mm
W=0.3 mm
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL28
L=35 m m
W=0. 3 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL2 6
L=10. 5 m m
W=0.3 mm
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL27
L=10.5 mm
W=0.3 mm
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL10
L=30 m m
W=0. 3 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL9
L=30 m m
W =0. 3 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL24
L=9. 45 m m
W =4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL25
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL3 2
L=4 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL2 9
L=11 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
S_ Pa r a m
SP1
St ep=0. 01 G Hz
St op=3. 2 G Hz
St art =2. 6 G Hz
S-PARAM ETERS
VI A2
V1 2
W=100 mm
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
VI A2
V1 3
W=100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
MLIN
TL3 3
L=9. 45 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL34
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL3 5
L=9. 45 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL31
L=9. 45 m m
W=4.852 mm
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL36
L=9. 45 m m
W=4. 852 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL3 7
L=9. 45 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
C
C1 2
C=10 pF
C
C1 0
C=0. 35 pF
R
R9
R= 1 5 M O hm
C
C1 1
C=1 0 p F
C
C9
C= 1 . 2 p F
R
R8
R=3. 5 M O hm
C
C8
C=10 pF
Ter m
Ter m 2
Z=50 O hm
Nu m = 2
VI A2
V1 1
W=100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 m m
M LSUBST RATE2
Su b s t 1
Layer Type[ 2] =gr ound
Layer Type[ 1] =signal
Cond[ 2] =1. 0E+50
T[ 2] =36e- 3 m m
Cond[ 1] =1. 0E+50
T[ 1] =36e- 3 m m
TanD=9e- 4
H=1. 57 m m
Er =2 . 2
Dielectric-i : ER[i], H[i], TAND[i]
M etal-i : T[i], CO ND[i], TYPE[i]
Metal-2
Metal-1
Die lec t r ic - 1
VI A2
V1 0
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 m m
VI A2
V9
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 m m
VI A2
V3
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1 . 5 7 m m
D=0 . 5 m m
VI A2
V4
W=100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D= 0 . 5 m m
VI A2
V6
W=100 mm
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
C
C7
C=0. 35 pF
R
R1
R=15 M O hm
R
R2
R=15 M O hm
C
C6
C=0. 35 pF
VI A2
V7
W=100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D= 0 . 5 m m
VI A2
V8
W=100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
MSUB
M Sub2
Rough=0 m m
TanD=9e- 4
T=36e- 3 m m
Hu=10 m m
Cond=1. 0E+50
Mur=1
Er =2 . 2
H=1. 57 m m
MSub
M L4CTL_V
CL in 1
ReuseRLG C=no
RL G C_ F ile =
Layer [ 4] =1
Layer [ 3] =1
Layer [ 2] =1
Layer [ 1] =1
W [ 4] =3. 148 m m
S[ 3] =0. 0667 m m
W [ 3] =4. 231 m m
S[ 2] =0. 396 m m
W [ 2] =4. 131 m m
S[ 1] =0. 0666 m m
W [ 1] =3. 145 m m
Lengt h=16. 017 m m
Subst =" Subst 1"
MLIN
TL8
L=18.9 mm
W=4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL2 0
L=18. 9 m m
W =4. 852 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
VI A2
V1
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 m m
VI A2
V2
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 m m
MSUB
MSub1
Rough=0 m m
TanD=9e- 4
T=36e- 3 m m
Hu = 1 0 m m
Cond=1. 0E+50
Mur=1
Er =2 . 2
H=1. 57 m m
MSub
MLIN
TL2 2
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL21
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL1 9
L=9. 45 m m
W =4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL1 8
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
C
C5
C=10 pF
MTEE
Tee6
W3=4.852 mm
W2=2.775 mm
W1=2.775 mm
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL16
L=6. 426 m m
W=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MCURVE
Cu r v e 4
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W=2. 775 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MTEE
Tee5
W 3=4. 852 m m
W 2=2. 775 m m
W 1=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MLI N
TL15
L=6. 426 m m
W=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MCURVE
Cu r v e3
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MTEE
Tee4
W 3=4. 852 m m
W 2=2. 775 m m
W 1=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MTEE
Tee3
W3=4.852 mm
W2=2.775 mm
W1=2.775 mm
Subst =" M Sub1"
M CURV E
Cu r v e 2
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W =2. 775 m m
Su b s t = " M Sub 1 "
MLIN
TL2
L=6. 426 m m
W=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MTEE
Tee2
W3=4.852 mm
W2=2.775 mm
W1=2.775 mm
Subst =" M Sub1"
MCURVE
Cu r v e 1
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W =2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL1
L=6. 426 m m
W=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MTEE
Tee1
W3=4. 852 m m
W2=2. 775 m m
W1=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
R
R4
R= 1 5 M O h m
C
C3
C=0. 35 pF
C
C1
C=0. 35 pF
R
R3
R=15 M O hm
C
C2
C=10 pF
Ter m
Ter m 1
Z=50 O hm
Nu m = 1
H×nh 6: S¬ ®å m¹ch ®iÖn bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN d¶i sãng cm
III.2. Hớng dẫn sử dụng
Thao tác sử dụng khối chuyển mạch điốt PIN rất đơn giản không kèm theo
một thao tác điều chỉnh phụ nào. Quy trình đa khối chuyển mạch điốt PIN vào sử
dụng đợc thực hiện theo các bớc sau:
1. Lắp dây cáp đầu ra của bộ chuyển mạch điốt PIN: Dùng dây cáp cao tần 2
đầu N, một đầu nối vào đầu ra bộ chuyển mạch điốt PIN, một đầu nối vào
đầu vào bộ khuếch đại tạp thấp.
2. Lắp dây cáp đầu vào của bộ chuyển mạch điốt PIN: Dùng dây cáp cao tần 2
đầu N, một đầu nối vào đầu vào bộ chuyển mạch điốt PIN, một đầu nối vào
bộ chuyển đổi ống sóng cáp đồng sau đèn cặp nhả điện.
3. Lắp dây cáp cấp xung điều khiển cho bộ hạn chế công suất.
4. Kiểm tra điều chỉnh tuyến thu phát theo thuyết minh hớng dẫn sử dụng của
đài.
5. Tiến hành kiểm tra đánh giá độ nhạy máy thu, đo hệ số tạp theo thuyết minh
hớng dẫn sử dụng của đài rađa -37.
IV. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm
IV.1. Thuyết minh kỹ thuật
1. Chức năng của bộ khuếch đại tạp thấp:
Máy thu của đài rađa -37 sử dụng bộ khuếch đại cao tần là đèn sóng chạy
YB-99. Ưu điểm của YB-99 là có hệ số khuếch đại cao, độ nhạy cao và ngỡng đầu
vào khá lớn. Nhợc điểm chính của loại đèn này là: cấu trúc phức tạp, cồng kềnh,
tiêu thụ nguồn lớn, đòi hỏi cấp nhiều loại nguồn và đặc biệt chịu ảnh hởng lớn của
chế độ nhiệt. Trong phơng án cải tiến này chúng tôi đa ra việc thay thế sóng
chạy YB-99 của đài rađa -37 bằng bộ khuếch đại transistor trờng tạp thấp GaAs
MESFET. Tính năng chiến kỹ thuật của bộ khuếch đại tạp thấp đợc xây dựng dựa
trên tính năng kỹ thuật của đèn sóng chạy YB-99 để có thể thay thế 1/1. Bộ khuếch
đại tạp thấp đợc thiết kế chế tạo dựa trên các linh kiện bán dẫn trờng GaAs FET
có u điểm là hệ số tạp rất nhỏ (F < 3dB trong khi đó hệ số tạp của đèn sóng chạy F
< 6-7 dB), có hệ số khuếch đại cao, kết cấu gọn nhẹ, cấp nguồn đơn giản (+12V).
2. Nguyên lý làm việc của bộ khuếch đại tạp thấp:
Có nhiều phơng pháp thiết kế chế tạo bộ KĐ tạp thấp, sau đây là 2 phơng
pháp phổ biến nhất:
Thiết kế bộ KĐ sử dụng các tham số tán xạ S của các linh kiện bán dẫn, tính
toán các mạch phối hợp trở kháng đầu vào/ đầu ra và giữa các tầng. Tầng đầu
tiên đợc thiết kế tối u hoá về hệ số tạp.
Thiết kế bộ KĐ sử dụng các mođun khuếch đại, chỉ cần tính toán mạch phối
hợp vào, ra và tính toán các chế độ nguồn sao cho tổn hao phản hồi ở đầu
vào là nhỏ nhất.
Thiết kế bộ khuếch đại phải đảm bảo hệ số khuếch đại và hệ số tạp trong
toàn bộ dải tần. Hệ số tạp của bộ khuếch đại cao tần tạp thấp sẽ quyết định hệ số
tạp toàn bộ tuyến thu.
Sơ đồ nguyên lý của bộ KĐ tạp thấp vẽ ở hình 7.
Bộ khuếch đại tạp thấp sóng cm đợc thiết kế theo phơng pháp thứ hai, sử
dụng 2 modul khuếch đại cao tần.Tầng 1 dùng bán dẫn KĐ ATF -13336, có hệ số
KĐ: 13 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 1.5 dB. Tầng 2 dùng modul KĐ MGA-86576, có hệ
số KĐ: 18 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 3 dB. Các điện trở R1, R5, R3 và R4 xác định chế
độ làm việc cho tầng khuếch đại thứ nhất. Các điện trở R6 và R7 xác định chế độ
làm việc cho tầng khuếch đại thứ hai. Các cuộn cảm L2, L3 và L5 là các cuộn cảm
chuẩn (RF choke) loại ADCH-80 có nhiệm vụ ngăn không cho tín hiệu cao tần đi
về nguồn. Tụ C5, C6 và C7 là các tụ nối tầng. Các cuộn cảm L1 và L4 là các dây
dẫn mảnh, đợc thiết kế sao cho hệ số tạp của các tầng khuếch đại là nhỏ nhất, đảm
bảo hệ số tạp của bộ khuếch đại là tối u.
3. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại tạp thấp:
- Dải tần làm việc: (2,7- 3,1 ) GHz
- Hệ số tạp: < 3 dB
- Hệ số khuếch đại: > 25 dB
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại trong toàn dải tần: < 1 dB
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB (min): 10 dBm
- Hệ số sóng đứng vào/ra (max): 1,5:1
- Trở kháng vào, ra: 50.
- Nguồn nuôi cung cấp cho bộ KĐTT là nguồn nuôi + 12V.
+5V
+5V
-5V
RF_OUTPUT
RF_INPUT
R
R3
R=22 kOhm
R
R2
R=10 kOhm
R
R1
R=5 kOhm
L
L3
L
L5
L
L4
C
C11
C=1.0 nF
C
C10
C=1.0 nF
C
C6
C=1.0 nF
C
C12
C=5.0 pF
C
C9
C=5.0 pF
C
C5
C=5.0 pF
L
L1
C
C4
C=1.0 pF
L
L2
C
C1
C=10 pF
sp_hp_MGA-86576_1_19921201
T1
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
C
C3
C=10 pF
C
C2
C=10 pF
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1
sp_hp_ATF-13336_19921201
SNP1
Noise Frequency="{2.00 - 14.00} GHz"
Frequency="{2.00 - 16.00} GHz"
Bias="Fet: Vds=2.5V Id=20mA"
H×nh 7: S¬ ®å nguyªn lý cña bé K§TT
IV.2. Hớng dẫn sử dụng
Thao tác sử dụng khối khuếch đại tạp thấp rất đơn giản không kèm theo
một thao tác điều chỉnh phụ nào. Quy trình đa khối khuếch đại tạp thấp vào sử
dụng thay thế khối YB-99 đợc thực hiện theo các bớc sau:
1. Tháo đèn sóng chạy YB-99 ra khỏi tuyến thu của đài.
2. Lắp bộ khuếch đại tạp thấp vào vị trí của đèn sóng chạy YB-99.
3. Lắp dây cáp đầu ra của bộ khuếch đại tạp thấp: Dùng dây cáp cao tần 2
đầu N, một đầu nối vào đầu ra bộ khuếch đại tạp thấp, một đầu nối vào
đầu vào RF của bộ trộn tần.
4. Lắp dây cáp đầu vào của bộ khuếch đại tạp thấp: Dùng dây cáp cao tần 2
đầu N, một đầu nối vào đầu vào bộ khuếch đại tạp thấp, một đầu nối vào
đầu ra bộ chuyển mạch điốt PIN sau đèn cặp nhả điện.
5. Lắp dây cấp nguồn +12V cho bộ khuếch đại tạp thấp (trớc khi lắp phải
dùng đồng hồ kiểm tra mức điện áp).
6. Kiểm tra điều chỉnh tuyến thu phát đài rađa -37 theo thuyết minh hớng
dẫn sử dụng của đài. Trong trờng hợp anten đờng truyền bị đánh lửa
hoặc có sự cố, cần thiết phải tháo đầu cao tần ra khỏi đầu vào bộ khuếch
đại tạp thấp để tránh làm h hỏng bộ khuếch đại tạp thấp.
7. Tiến hành kiểm tra đánh giá độ nhạy máy thu, đo hệ số tạp theo thuyết
minh hớng dẫn sử dụng của đài rađa -37.
V. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm
V.1. Thuyết minh kỹ thuật
1. Chức năng của bộ dao động siêu cao tần
Bộ dao động siêu cao tần tạo ra dao động siêu cao tần có tần số (2710
ữ3100) 30 MHz, năng lợng siêu cao tần đợc đa đến bộ cộng/chia công suất
và đến các bộ trộn tín hiệu, trộn của đài rađa.
2. Nguyên lý làm việc của bộ VCO dải sóng 10cm
Bộ VCO dải sóng 10cm đợc thiết kế, chế tạo trên mạch dải sử dụng
transistor lỡng cực (bipolar) và điốt biến dung varactor, mô đun khuếch đại,
cùng các linh kiện nh tụ chip, trở chip, cuộn cảm. Để giảm ảnh hởng việc kéo
trên VCO bằng tải bên ngoài, ta sử dụng một bộ khuếch đại đệm. Bộ khuếch đại
đệm cho công suất ra lớn hơn công suất ra của bản thân tầng dao động, trong khi
độ phân cách ngợc thêm vào sẽ làm giảm sự kéo tải. Các bớc thiết kế bộ dao
động VCO nh sau:
1/ Thiết kế bộ dao động để hoạt động trong dải tần mong muốn và trở
kháng phù hợp, đó là 50;
2/ Thiết kế bộ khuếch đại đệm với đầu vào/ ra phối hợp với 50, cần chú
ý đến độ ổn định (ta có thể sử dụng môđun khuếch đại);
3/ Nối ghép 2 mạch và điều chỉnh mạch phối hợp liên kết giữa 2 tầng để
có đáp ứng mong muốn.
Để điều hởng bộ dao động ta sử dụng phơng pháp điều hởng bằng điốt
varactor (bằng cách thay đổi điện áp cấp cho điốt varactor).
Phơng pháp điều hởng bằng điốt varactor chỉ có thể điều hởng trong
dải tần hẹp (10-15%). u điểm của điều hởng bằng điốt varactor là nhanh, và
thực tế điều chế không đòi hỏi công suất lớn.
Sơ đồ nguyên lý của bộ dao động VCO dải sóng 10cm đợc vẽ ở hình 8.
Bộ dao động VCO đợc thực hiện trên mạch dải kiểu Duroid Roger 5880.
Các tham số kỹ thuật của mạch dải:
- Hằng số điện môi:
r
=2.2
- Độ dày tấm điện môi: h=1.59 mm (62 miles)
- Độ dày lớp dẫn : t =70 àm
Bộ VCO đợc thiết kế chế tạo dới dạng bán dẫn tạo dao động MFR -
2369. Các điện trở R1, R2 và R3 xác định chế độ làm việc của bán dẫn MFR -
2369 ở chế độ tạo dao động siêu cao tần. Điốt Varactor là điốt BB405B của
Siemens với điện dung danh định khoảng 2-15pF theo điện áp từ 1 - 28V. Để
tăng công suất ra của bộ VCO, ta sử dụng 2 modul khuếch đại cao tần.Tầng 1
dùng modul KĐ MGA-86576, có hệ số KĐ: 18 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 3 dB. Tầng
2 dùng modul KĐ NBB-300, có hệ số KĐ: 12 dB, hệ số tạp nhỏ hơn 3 dB. Các
điện trở R8, R9 và R10 xác định chế độ làm việc của 2 modul khuếch đại. Các
cuộn cảm L4 và L5 là các cuộn cảm chuẩn (RF choke) loại ADCH-80 có nhiệm
vụ ngăn không cho tín hiệu cao tần đi về nguồn. Tụ C3, C5, C6 và C9 là các tụ
nối tầng. Công suất đầu ra tối thiểu khoảng +13dBm. Công suất của bộ VCO
đợc ghép ra và đi tới bộ cộng chia công suất. Việc bám tần tự động đợc thực
hiện bằng thay đổi điện áp cấp cho điốt Varactor. Khi điện áp cấp cho điốt
Varactor (đợc lấy từ A) thay đổi từ 3Vữ15V thì tần số dao động của VCO
thay đổi tuyến tính trong khoảng 60MHz.
3. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ dao động siêu cao tần:
- Dải tần làm việc [GHz]:
- Công suất ra [dBm]:
- Độ ổn định công suất ra [dB]:
- Độ ổn định tần số:
- Dải điều chỉnh bằng điện [MHz]:
- Các hài [dBc]:
- Nguồn cung cấp [V]:
- Hệ số sóng đứng:
2,7 ữ3,1
10
2
10.10
-6
700
<-18
+12, 0ữ15
1,2
+5V
N BB-3 00
-12V
U_Varactor
+12V
1
3
4
2
R
R9
R=10 Ohm
L
L1
L=85.0 nH
L
L2
L=50.0 nH
L
L3
L=10.0 nH
C
C4
C=47.0 pF
C
C5
C=10 pF
L
L5
C
C2
C=10 nF
C
C1
C=100 pF
C
C3
C=10 pF
C
C9
C=10 pF
C
C6
C=10 pF
C
C8
C=2.2 nF
C
C7
C=100 pF
sp_mot_MRF2369_8_19920301
SN P3
Frequency="{0.10 - 2.00} GHz"
Bias="Bjt: Vce=10V Ic=50mA"
R
R4
R=10 kOhm
Amplifier2
D1
Por t
RF_OUT
C
C11
C=2.2 nF
C
C12
C=100 pF
L
L4
R
R10
R=110 Ohm
Amp lifie r2
T1
R
R6
R=68 Ohm
R
R8
R=36 Ohm
R
R7
R=68 Ohm
R
R5
R=100 Ohm
R
R3
R=1.8 kOhm
R
R2
R=560 Ohm
R
R1
R=56 Ohm
sp_hp_MGA-86576_1_19921201
SN P1
Noise Frequency="{1.00 - 8.00} GHz"
Frequency="{0.50 - 10.00} GHz"
Bias ="Amp lifie r: Vd=5 V"
H×nh 8: S¬ ®å nguyªn lý cña bé dao ®éng VCO d¶i sãng 10cm.
V.2. Hớng dẫn sử dụng
Thao tác sử dụng bộ dao động rất đơn giản không kèm theo một thao tác
điều chỉnh phụ nào. Quy trình đa bộ dao động vào sử dụng đợc thực hiện theo
các bớc sau:
1. Lắp dây cáp đầu ra của bộ dao động: Dùng dây cáp cao tần 2 đầu N, một
đầu nối vào đầu ra bộ dao động, một đầu nối vào đầu vào bộ cộng/chia
công suất.
2. Lắp dây cáp đầu Uvaractor của bộ dao động: Dùng dây cáp cao tần 2 đầu
N, một đầu nối vào đầu Uvaractor của bộ dao động, một đầu nối vào
.
3. Lắp dây cấp nguồn +12V cho bộ dao động (trớc khi lắp phải dùng đồng
hồ kiểm tra mức điện áp).
4. Kiểm tra điều chỉnh tuyến thu phát đài rađa - 37 theo thuyết minh
hớng dẫn sử dụng của đài.
5. Tiến hành kiểm tra đánh giá độ nhạy máy thu, đo hệ số tạp theo thuyết
minh hớng dẫn sử dụng của đài rađa - 37.
VI. thuyết minh kỹ thuật và hớng dẫn sử dụng
bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm
VI.1. Thuyết minh kỹ thuật
Ngay từ khi xuất hiện các hệ thống thu phát vô tuyến, các bộ tách sóng
tinh thể và các bộ trộn tần đã đóng 1 vai trò hết sức quan trọng. Đầu thế kỷ 20,
các bộ tách sóng tinh thể đã xuất hiện tuy còn thô sơ và còn đợc phải hiệu
chỉnh thờng xuyên theo 1 chu kỳ nhất định để nó giữ đợc chức năng của mình.
Hiện nay, trên thực tế đang phổ biến rộng rãi các loại trộn tần sau: Trộn
tần đơn, trộn tần cân bằng đơn, trộn tần cân bằng, trộn tần cân bằng kép và trộn
tần kép 2 lần, ngoài ra, trong 1 số ứng dụng đặc biệt còn có các loại trộn tần tích
cự trên bán dẫn hiệu ứng trờng FET (Field Effect Transistors)
Ra đa 37 có 5 kênh thu phát riêng biệt làm việc ở 5 tần số độc lập
trong dải tần số từ khoảng 2,7 GHz đến 3,1 GHz. Mỗi kênh thu có 1 bộ trộn tần
trên ống sóng. Để đảm bảo cho bộ trộn tần khi thiết kế mới có thể thay thế đợc
tất cả các bộ trộn tần hiện có trong ra đa 37, bộ trộn tần đợc thiết kế mới
phải là bộ trộn tần dải rộng.
Bộ trộn tần đợc thiết kế dới dạng vòng gép Rat-race với 2 bộ phối gép 2
đầu ra của bộ trộn. Vòng gép lai Rat-race (có chức năng tơng tự nh bộ phân
đờng định hớng chữ T kỳ ảo trên ống dẫn sóng) có chu vi
5,1
với 4 nhánh
cách đều nhau 1 cung
0
60 . Tại tần số trung tâm, tín hiệu đầu vào chia làm 2 ở 2
nhánh có biên độ bằng nhau, song có pha ngợc nhau
0
180 . Tơng tự nếu ta cho
tín hiệu vào bất kỳ nhánh nào còn lại cũng nhận đợc kết quả tơng tự nh trên ở
2 nhánh tín hiệu đầu ra. Tín hiệu RF từ bộ KĐ tạp thấp và tín hiệu LO từ dao
động ngoại sai qua cộng/chia công suất đi vào bộ trộn tần để cho ra tín hiệu IF.
Chỉ tiêu kỹ thuật của trộn tần cân bằng:
- Dải tần làm việc, GHz: 2,7 3,1
- Tần số IF, MHz: DC- 200
- Tổn hao cực đại trên toàn bộ dải tần, dB: 7,0
- Độ phân cách LO-RF, dB: 40
- Độ phân cách LO-IF, dB: 40
Sơ đồ mạch điện bộ trộn tần cân bằng ở hình 9.
RF_OUTPUT
MCUR V E
Curve1
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
C
C2
C=150 pF
L
L3
L=180 nH
C
C3
C=68 pF
L
L1
L=410 nH
L
L4
L=180 nH
C
C1
C=150 pF
MT E E
Tee3
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
Port
P4
Num=4
Port
P3
Num=3
Port
P2
Num=2
Port
P1
Num=1
MCUR V E
Curve6
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
ML IN
TL2
L=0.935 mm
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCUR V E
Curve5
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
ML IN
TL1
L=0.935 mm
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCUR V E
Curve4
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT E E
Tee4
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCUR V E
Curve3
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCUR V E
Curve2
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT E E
Tee2
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT E E
Tee1
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
H×nh 9: S¬ ®å m¹ch ®iÖn bé trén tÇn c©n b»ng d¶i sãng cm.
