Проектирование широкополосного LNB Ku-диапазона.
|
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………...…....
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………….....…....................................
1.2 Общие сведения построения конверторов……………………………
1.2 Источник шумов в конверторе…………………………………………….....
1.3 Технология изготовления……………………………....………....….…..........
1.4 Конвертор с однократным преобразованием частоты…………...…......
1.5 Конвертор с двойным преобразованием частоты……………...…...........
1.6 LNB ……....................................................................................................................
1.7 Элементы конвертора …………………………………..……...........................
1.8 Полнодиапазонные конверторы……………………………………………..
1.9 Патентный поиск………………………………………...………………………
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ НА СВЧ………………….…...
2.1 Теория ПТ как активного элемента СВЧ преобразователя……….......
2.2 Определение коэффициента передачи смесителя………………………..
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.………………………………………………………………….....
3.1 Расчет цепей питания ……………......................................................................
3.2 Выбор и расчет ППФ............................................................................................
3.3 Расчет гетеродина……………………………………………..............................
3.4 Выбор и обоснование схемы входного МШУ………………......................
3.5 Выбор и обоснование схемы УПЧ……………………………………............
3.6 Расчет цепей согласования…………………….……..………….…….............
4 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИЕМНОГО МОДУЛЯ СВЧ В МИКРОПОЛОСКОВОМ ИСПОЛНЕНИИ………....................................................................
4.1 Технология изготовления микрополосковых плат……………………....
4.2 Химическая обработка материалов и вакуумное напыление ………...
4.3 Электрохимическое осаждение меди и серебра …………………............
4.4 Технологический процесс получения рисунка микрополсковой схемы…………………………...................................................................................................
5.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЕЛОДВАНИЕ КОНВЕРТОРА СВЧ………………….
6. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
УСТРОЙСТВА……………………………………………………………………………...
6.1 Технико-экономическое обоснование. Выбор аналога………………….
6.2 Этапы разработки нового изделия……………………………………………
6.3 Затраты на рабочий проект……………………………………………………..
6.4 Расчет себестоимости………………………………………………………...….
6.5 Разработка финансового плана…………………………………………..….…
7. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА
7.1 Системный анализ безопасности при изготовлении
автогенератора СВЧ на полевом транзисторе Шотки……….…….……
7.2 Мероприятия по снижению опасных воздействий…………….…………
7.3 Пожаробезопасность при монтаже и сборке устройства…………….….
7.4 Защита окружающей среды при проведении химической обработки материалов…….…...........................................................................................................
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………...…………………………………….….
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………...…………………………...……
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………….
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………...…....
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………….....…....................................
1.2 Общие сведения построения конверторов……………………………
1.2 Источник шумов в конверторе…………………………………………….....
1.3 Технология изготовления……………………………....………....….…..........
1.4 Конвертор с однократным преобразованием частоты…………...…......
1.5 Конвертор с двойным преобразованием частоты……………...…...........
1.6 LNB ……....................................................................................................................
1.7 Элементы конвертора …………………………………..……...........................
1.8 Полнодиапазонные конверторы……………………………………………..
1.9 Патентный поиск………………………………………...………………………
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ НА СВЧ………………….…...
2.1 Теория ПТ как активного элемента СВЧ преобразователя……….......
2.2 Определение коэффициента передачи смесителя………………………..
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.………………………………………………………………….....
3.1 Расчет цепей питания ……………......................................................................
3.2 Выбор и расчет ППФ............................................................................................
3.3 Расчет гетеродина……………………………………………..............................
3.4 Выбор и обоснование схемы входного МШУ………………......................
3.5 Выбор и обоснование схемы УПЧ……………………………………............
3.6 Расчет цепей согласования…………………….……..………….…….............
4 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИЕМНОГО МОДУЛЯ СВЧ В МИКРОПОЛОСКОВОМ ИСПОЛНЕНИИ………....................................................................
4.1 Технология изготовления микрополосковых плат……………………....
4.2 Химическая обработка материалов и вакуумное напыление ………...
4.3 Электрохимическое осаждение меди и серебра …………………............
4.4 Технологический процесс получения рисунка микрополсковой схемы…………………………...................................................................................................
5.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЕЛОДВАНИЕ КОНВЕРТОРА СВЧ………………….
6. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
УСТРОЙСТВА……………………………………………………………………………...
6.1 Технико-экономическое обоснование. Выбор аналога………………….
6.2 Этапы разработки нового изделия……………………………………………
6.3 Затраты на рабочий проект……………………………………………………..
6.4 Расчет себестоимости………………………………………………………...….
6.5 Разработка финансового плана…………………………………………..….…
7. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА
7.1 Системный анализ безопасности при изготовлении
автогенератора СВЧ на полевом транзисторе Шотки……….…….……
7.2 Мероприятия по снижению опасных воздействий…………….…………
7.3 Пожаробезопасность при монтаже и сборке устройства…………….….
7.4 Защита окружающей среды при проведении химической обработки материалов…….…...........................................................................................................
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………...…………………………………….….
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………...…………………………...……
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………….
В дипломном проекте спроектирован и рассчитан широкополосный конвертор спутникового приемника Ku-диапазона в микрополосковом исполнении.
Описаны основные принципы построения современных спутниковых конверторов. Рассмотрена теория преобразования на однозатворном полевом транзисторе. Рассчитан теоретический коэффициент преобразования смесителя. Произведен расчет элементов схемы конвертора и описана технология изготовления.
В дипломном проекте рассматриваются вопросы экономики, безопасности и экологичности проекта.
Введение
В настоящее время одним из основных узлов спутниковой связи является конвертор СВЧ. Наибольшее распространение в качестве нелинейных элементов для конверторов СВЧ получили в настоящее время полупроводниковые диоды и биполярные транзисторы. Однако, в связи с развитием радиотехнических средств, изменением условий их эксплуатации, появлением многоканальной и многофункциональной аппаратуры СВЧ диапазона, требования к конверторам СВЧ существенно повысились. Создание конвертора СВЧ, который удовлетворял бы всему комплексу требований, пока невозможно. Однако, в связи с прогрессом в области разработки новых активных твердотельных приборов СВЧ, появилась возможность проектирования эффективных конверторов СВЧ на различных активных элементах дополняя друг друга, позволяют решить эту задачу.
Сравнительный анализ показывает, что в настоящее время два типа активных приборов являются наиболее перспективными для построения конверторов СВЧ. Такими приборами являются диод с барьером Шотки (ДБШ) и полевой транзистор Шотки (ПТШ).
Прогресс, достигнутый в области разработки полевых транзисторов, позволяет с уверенностью утверждать, что современные транзисторы с успехом используются на частотах до 80 ГГц. Полевой транзистор является невзаимным активным четырехполюсником, принципиально отличается от приборов с диодной структурой. Это важное свойство, наряду с малым коэффициентом шума и высокой стабильностью основных характеристик, позволяет получить, применительно к конверторам СВЧ, ряд преимуществ - положительный коэффициент передачи, дополнительные развязки и лучшее согласование. Применение двухзатворного полевого транзистора позволяет производить построение схемы приемного устройства без включения в нее в ряде случаев УВЧ, что весьма выгодно с точки зрения улучшения технических характеристик.
Целью данного проекта является разработка и исследование широкополосного конвертора СВЧ спутникового приемника, охватывающего весь Ки - диапазон.
Описаны основные принципы построения современных спутниковых конверторов. Рассмотрена теория преобразования на однозатворном полевом транзисторе. Рассчитан теоретический коэффициент преобразования смесителя. Произведен расчет элементов схемы конвертора и описана технология изготовления.
В дипломном проекте рассматриваются вопросы экономики, безопасности и экологичности проекта.
Введение
В настоящее время одним из основных узлов спутниковой связи является конвертор СВЧ. Наибольшее распространение в качестве нелинейных элементов для конверторов СВЧ получили в настоящее время полупроводниковые диоды и биполярные транзисторы. Однако, в связи с развитием радиотехнических средств, изменением условий их эксплуатации, появлением многоканальной и многофункциональной аппаратуры СВЧ диапазона, требования к конверторам СВЧ существенно повысились. Создание конвертора СВЧ, который удовлетворял бы всему комплексу требований, пока невозможно. Однако, в связи с прогрессом в области разработки новых активных твердотельных приборов СВЧ, появилась возможность проектирования эффективных конверторов СВЧ на различных активных элементах дополняя друг друга, позволяют решить эту задачу.
Сравнительный анализ показывает, что в настоящее время два типа активных приборов являются наиболее перспективными для построения конверторов СВЧ. Такими приборами являются диод с барьером Шотки (ДБШ) и полевой транзистор Шотки (ПТШ).
Прогресс, достигнутый в области разработки полевых транзисторов, позволяет с уверенностью утверждать, что современные транзисторы с успехом используются на частотах до 80 ГГц. Полевой транзистор является невзаимным активным четырехполюсником, принципиально отличается от приборов с диодной структурой. Это важное свойство, наряду с малым коэффициентом шума и высокой стабильностью основных характеристик, позволяет получить, применительно к конверторам СВЧ, ряд преимуществ - положительный коэффициент передачи, дополнительные развязки и лучшее согласование. Применение двухзатворного полевого транзистора позволяет производить построение схемы приемного устройства без включения в нее в ряде случаев УВЧ, что весьма выгодно с точки зрения улучшения технических характеристик.
Целью данного проекта является разработка и исследование широкополосного конвертора СВЧ спутникового приемника, охватывающего весь Ки - диапазон.
Заключение
В дипломном проекте была поставлена задача проектирования широкополосного конвертора СВЧ для спутникового приемника.
В ходе выполнения работы был проведен обзор литературных источников, а также различных схем построения конверторов на полевых транзисторах. Теоретически была выведена формула и рассчитан коэффициент передачи смесителя. Также были рассчитаны параметры входного ППФ и выходного ФНЧ смесителя.
В расчетной части дипломного проекта выбрана рабочая точка транзистора, произведен расчет аппроксимации вольт-амперной характеристики ДЗПТШ, рассчитан теоретический коэффициент передачи смесителя от мощности гетеродина.
Приведено описание технологического процесса изготовления микрополосковах плат.
Приведено экономическое обоснование дипломного проекта, которое доказывает, что внедрение в производство данного широкополосного конвертора СВЧ дает существенный экономический эффект. Себестоимость данного конвертора ниже по сравнению с аналогом.
Применение в широкополосном LNB СВЧ двухзатворных полевых транзисторов, позволяет упростить конструкцию супергетеродинных конверторов СВЧ и сократить число усилительных каскадов в них за счет положительного коэффициента преобразования. Благодаря этому, возрастает общая надежность системы.
В дипломном проекте была поставлена задача проектирования широкополосного конвертора СВЧ для спутникового приемника.
В ходе выполнения работы был проведен обзор литературных источников, а также различных схем построения конверторов на полевых транзисторах. Теоретически была выведена формула и рассчитан коэффициент передачи смесителя. Также были рассчитаны параметры входного ППФ и выходного ФНЧ смесителя.
В расчетной части дипломного проекта выбрана рабочая точка транзистора, произведен расчет аппроксимации вольт-амперной характеристики ДЗПТШ, рассчитан теоретический коэффициент передачи смесителя от мощности гетеродина.
Приведено описание технологического процесса изготовления микрополосковах плат.
Приведено экономическое обоснование дипломного проекта, которое доказывает, что внедрение в производство данного широкополосного конвертора СВЧ дает существенный экономический эффект. Себестоимость данного конвертора ниже по сравнению с аналогом.
Применение в широкополосном LNB СВЧ двухзатворных полевых транзисторов, позволяет упростить конструкцию супергетеродинных конверторов СВЧ и сократить число усилительных каскадов в них за счет положительного коэффициента преобразования. Благодаря этому, возрастает общая надежность системы.