Несущая частота F=121 Мгц
Входное сопротивление Rвх=15 Ом
Выходное сопротивление Rвых=50 Ом
Выходная мощность Pвых=40 Вт = P1
Полоса согласования ΔF=5 МГц
1. Расчет коллекторной цепи транзистора.
1.1. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе Uк кр в критическом режиме:
задаемся углом отсечки 1200>θнч>800, коэффициент разложения α(θ) берем из таблицы.
Ек – напряжение питания,
Выбираем Eк=30 В
Для выбранного транзистора 2Т922В в справочнике приведены значения rнас = 0.8 Ом.
1.2. Максимальное напряжение на К.
1.3. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
1.4. Постоянная составляющая коллекторного тока:
1.5. Высота импульса коллекторного тока:
6.4 
9 А
1.6. Мощность, потребляемая от источника питания:
1.7. Коэффициент полезного действия коллекторной цепи:
проверка:
1.8. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:
1.9. Сопротивление коллекторной нагрузки:
Rэкв. для мощных ВЧ-генераторов имеет малую величину и может составлять доли Ома, величина >100 (Ом) характерна для усилителей напряжения и маломощных УМ и НЧ-умножителей частоты.
2. Расчет базовой (входной) цепи транзисторного генератора по схеме ОЭ.
2.1. Амплитуда первой гармоники базового тока:
где 
, типовое значение h21э тип = 50 (2Т922В)
при правильном выборе транзистора 
Rэкв. известно из п. 1.9
Ск – емкость коллекторного перехода;
fТ – граничная частота транзистора.
2.2. Максимально возможная величина сопротивления по радиочастоте резистора, включенного между базовым и эмиттерным выводами транзистора:
Для 2Т922В значение указано в справочнике Cэ = 600 пФ.
SП – крутизна по эмиттерному переходу:
(2.13)
IK1 – ток первой гармоники коллекторного тока
IKmax – высота импульса коллекторного тока, выбирается в зависимости от требуемой мощности и
(2.15)
tП – температура перехода [◦С]. Для 2Т922В 
, т.к. транзистор кремниевый.
Сопротивление эмиттера rэ рассчитывается по формуле:
 |
Ск – емкость коллекторного перехода.
Если RБК < 500 [Ом], то RБК применять не рекомендуется.
Необходимо проверить целесообразность подключения RБК.
определим мощность рассеивания
Условие 
1.777< 3.06
выполняется, RБК подключается.
При подключении RБК проверяем:
Полученное значение должно удовлетворяет условию: 
2.3. Величина дополнительного резистора Rдоп, задающего смещение ЕБЭ=Еотс, т.е. θ=900.
где Еотс=Е;
;
h21э – коэффициент передачи по току на рабочей частоте h21э= 
h21эо – статистический коэффициент передачи по току.
Rдоп. >1 (Ом), в схему дроссель не включается.
, расчет проведен правильно, в дальнейших расчетах используется Rдоп.
2.4.Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе
0.572 < 4
2.5. 
СКА – активная (внутренняя) часть емкости коллекторного перехода
ζ – зависит от технологии изготовления транзистора, для 2Т922В ζ=3.
2.6. Входная мощность:
2.7. Коэффициент усиления по мощности:
2.8.Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов:
2.9. 
с учетом RБ корр
2.10.Уточненное значение величины смещения на Б:
Еотс – напряжение отсечки коллекторного тока (справочник).
Полученная величина ЕБЭ должна совпадать со значением п.2.3.
3. Расчет согласующих цепей.
3.1. При расчете согласующей цепи выходного каскада необходимо определить коэффициент фильтрации, исходя из заданной выходной мощности в антенне РА и мощности второй гармоники Р2 = 25 мВт:
где n = 2 – номер гармоники
α1, αn – коэффициенты разложения последовательности косинусоидальных импульсов выходного тока.
; 
Коэффициент фильтрации задан в децибелах, его надо пересчитать:
3.2. Полученный коэффициент фильтрации необходимо распределить между фильтром согласующей цепи выходного каскада Ф и антенным контуром ФА:
Для этого определим параметры антенного контура:
где n = 2 – номер гармоники.
Q – добротность антенного контура.
Определим добротность антенного контура, имеющего сопротивление:
где RA – активное сопротивление антенны,
ХА – реактивное сопротивление антенны.
при 
:
Волновое сопротивление ρ выбираем равным 75 [Ом], т.к. антенны подключаются к выходному каскаду с помощью коаксиального кабеля,
3.3.Определим коэффициент фильтрации согласующей цепи выходного каскада:
3.4. Исходя из требуемого коэффициента Ф, рассчитаем параметры согласующей цепи.
|
| ||||||||||||||
 | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
| |||||||||||||||
|
| ||||||||||||||
 |
Исходным для расчета является выбор добротности колебательных контуров. Для сдвоенного П-контура
(3.2)
Зададимся Q =1.5. (3.3)
Полоса пропускаемых частот:
КПД системы контуров:
где Qx.x - добротность ненагруженного контура, Qx.x = 100.
Прежде чем приступить к расчету параметров фильтра, необходимо убедиться также в том, что заданное сопротивление нагрузки (фидера или антенны) больше минимально допустимого:
для системы двух П-контуров
Определим добротность 
Полученная Qпров должна совпадать с выбранной добротностью Q (Qпров ≈Q, Q = 1.5).
Элементы фильтров определяются по формулам:
Рассчитаем С1
Выберем емкость из ряда Е24: 
Ф.
Рассчитаем С2
Выберем емкость из ряда Е24: 
Ф.
Рассчитаем С3
Выберем емкость из ряда Е24: 
Ф.
Рассчитаем L1
Рассчитаем L2
Рассчитав емкости фильтров, необходимо номиналы конденсаторов выбирать по стандартному ряду, учитывая паразитные емкости транзистора.
для оконечного каскада 
Заключение.
В ходе выполнения данного курсового проекта было проведено моделирование ФНЧ на сосредоточенных элементах, моделирование микрополоскового СВЧ заграждающего фильтра, моделирование фильтра на замкнутых шлейфах. А так же были построены графики зависимости S-параметров от частоты. Были рассчитаны транзисторный усилитель умеренного диапазона волн и транзисторный усилитель диапазона СВЧ.
Список литературы.
1. Методические указания. Расчет усилителя мощности. Гимадеева Л.А.
2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. Брежнева К.М., Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др. – М.:Радио и связь, 1981. - 565с.
3. Радиопередающие устройства. Учебник для вузов. В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 2003. – 560с.
4. www.cree.com/
