Методы расчета и конструирования двухполосных конверторов для многоканальных регистрирующих РСДБ-терминалов

• Автор: Федотов, Леонид Васильевич
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень обозначений и сокращений

Введение

Глава 1. Принципы построения базового конвертора для

регистрирующих РСДБ-терминалов

1.1. Обоснование требований к базовому конвертору и его

структуры

1.2. Конструирование широкополосного тракта конвертора

1.3. Расчет и проектирование квадратурного преобразователя

частоты

1.4. Обоснование структуры и основы проектирования

гетеродина конвертора
1.5. Конструирование трактов видеочастот и квантователей
сигналов
1.6. Выводы
Глава 2. Исследование путей повышения качества разделения
боковых полос, выделяемых конвертором
2.1. Сравнительная оценка методов квадратурного деления
мощности гетеродина
2.2. Расчет фазосдвигающих усилителей видеочастот
2.3. Стабильность и технологический разброс параметров КПЧ
2.4. Экспериментальное исследование КПЧ
2.5. Выводы
Глава 3. Методы уменьшения паразитной модуляции сигналов при
преобразовании частот в конверторе
3.1. Оптимизация кольца ФАПЧ для снижения фазовых шумов
гетеродина

3.2. Обоснование структуры и расчет цепи фильтрации
управляющего напряжения в кольце ФАГТЧ
3.3. Методы подавления дискретных побочных спектральных
составляющих гетеродинного сигнала
3.4. Устойчивость кольца ФАПЧ в гетеродине конвертора
3.5. Экспериментальное исследование гетеродина конвертора
3.6. Выводы
Глава 4. Применение базового конвертора в РСДБ-системе
преобразования сигналов
4.1. Результаты экспериментального исследования
комплексных характеристик базового конвертора
4.2. Принципы построения многоканальной СПС на базе
разработанных конверторов
4.3. Управление и контроль параметров СПС
4.4. Опыт применения базового конвертора в составе
РСДБ-комплекса радиотелескопа РТФ-
4.5 Выводы
Заключение
Литература
Приложение: Акты внедрения результатов диссертации (на 2 листах).

Перечень принятых обозначений и сокращений
Обозначения:
А (/) - амплитудно-частотная характеристика,
Я - ширина полосы частот (Bf- радиочастот, Ву— видеочастот),
С - электрическая емкость,
с - скорость распространения радиоволн в вакууме,
0 - динамический диапазон,
Я7 - видеочастота,
/- радиочастота (/с — частота сигнала, /г - частота гетеродина,/) - высокостабильная опорная частота),
Н(](!)) - комплексная частотная характеристика устройства, к - толщина подложки,
1 -постоянный электрический ток,
/ - мнимая единица,
К - коэффициент передачи,

к-постоянная Больцмана (1=1,38 -10 Дж/град.).
I - индуктивность,
/ - длина (физическая),
М- число каскадов или элементов схемы,
N - коэффициент шума, п - коэффициент деления частоты,
Р мощность,
Я - электрическое сопротивление (активное),
Я - спектральная плотность (5Ф - спектральная плотность фазовых флюктуаций),
х ширина зазора между микрополосковыми линиями,
Т- абсолютная температура,
? - температура в градусах Цельсия,
и - амплитуда переменного синусоидального электрического напряжения,

Методы конструирования таких узлов КПЧ как входной делитель мощности и балансные смесители на диапазон входных частот 100-й 000МГц достаточно подробно разработаны (см. например [24, 25]). Поэтому здесь достаточно лишь определить исходные требования к этим узлам, необходимые для детального расчета по известным методикам, и выбрать элементноузловую базу.
Основными требованиями к синфазному делителю мощности являются: широкий диапазон рабочих частот (100:1 ООО МГц), равномерность АЧХ, минимальная разность фаз между выходными сигналами и высокая фазовая стабильность. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют простые делители мощности на резисторах, хотя они уступают другим разновидностям делителей по потерям и по развязке выходов.
Балансные смесители в рабочем диапазоне частот должны иметь высокую стабильность и равномерность АЧХ, линейность ФЧХ, некритичность к уровню мощности гетеродина, максимальную развязку входов сигнала и гетеродина, максимальное подавление комбинационных каналов преобразования, хорошее согласование (низкий КСВ) по сигнальному и гетеродинному входам. В диапазоне частот 100-й ООО МГц в настоящее время используются либо кольцевые смесители на диодах с барьером Шоттки, либо транзисторные балансные смесители. Последние оказались более удобными для настройки и легко согласующимися по выходу с фазосдвигающими усилителями. Кроме того, они работают при меньших уровнях входного сигнала, а это способствует снижению помех от побочных (комбинационных) каналов преобразования частот. При использовании резисторного входного делигеля мощности и транзисторных балансных смесителей (в микросхемном исполнении) можно достичь необходимого баланса амплитуд и фаз в КПЧ. Поэтому ключевой задачей разработки КПЧ является обеспечение необходимых фазовых сдвигов в квадратурном делителе мощности гетеродина и в фазосдвигающих усилителях видеочастот. Эти наиболее сложные части КПЧ тре-