Проектирование каналов радиосвязи

Обоснование функциональной схемы канала радиосвязи. Расчёт кривой наземного затухания напряженности поля радиоволны при связи дежурного по станции с машинистом поезда. Вычисление предоконечного каскада на транзисторе и буферного усилителя радиочастоты.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Кафедра "Радиотехника"

Проектирование каналов радиосвязи

Реферат

Курсовой проект содержит 41 страниц машинописного текста, 1 таблицу, 12 рисунков.

Канал радиосвязи, приёмник, передатчик, ГУН, УРЧ, каскад усиления мощности, преобразование частоты, синтезатор частоты, буферный каскадный усилитель напряжения, оконечный усилитель мощности, предварительные усилители мощности.

Целью данного проекта является проектирование радиоканала, которое включает в себя:

а) выбор варианта проекта;

б) выбор структурной схемы;

в) выбор и обоснование функциональной схемы канала радиосвязи;

г) предварительный расчёт основных параметров передающей части канала;

д) предварительный расчёт основных параметров приемной части канала;

е) расчёты режимов узлов и разработки принципиальных схем передающей части канала радиосвязи;

ж) расчёт кривой наземного затухания напряженности поля радиоволны при радиосвязи дежурного по станции с машинистом поезда;

з) разработка синтезатора частоты, обслуживающего радиоканал.

Содержание

• 1. Выбор варианта проекта
• 1.1 Задача курсового проектирования
• 1.2 Исходные параметры задания
• 2. Выбор структурной схемы
• 3. Выбор и обоснование функциональной схемы канала радиосвязи
• 3.1 Радиопередающая часть канала
• 3.2 Радиоприёмная часть канала
• 4. Предварительный расчёт основных параметров передающей части канала
• 5. Предварительный расчёт основных параметров приемной части канала
• 6. Расчёт кривой наземного затухания напряженности поля радиоволны при радиосвязи дежурного по станции с машинистом поезда
• 7. Расчёты режимов узлов и разработка принципиальной схемы передающей части канала радиосвязи
• 7.1 Расчёт оконечного каскада
• 7.2 Расчёт предоконечного каскада на транзисторе КТ606
• 8. Расчёт буферного усилителя радиочастоты
• 8.1 Расчёт режима термостабилизации
• 8.2 Расчёт Y - параметров для каскодного включения транзисторов
• 8.3 Расчёт режима усиления буферного усилителя
• 9. Расчёт режимов задающего автогенератора рабочей частоты
• 9.1 Расчёт режима по постоянному току
• 9.2 Энергетический расчёт автогенератора
• 9.3 Расчёт колебательного контура
• 9.4 Расчёт режима частотной модуляции автогенератора
• 10. Принципиальная схема передающей части
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Приемопередающее устройство - это источник и приемник радиочастотных колебаний в системах радиосвязи, телевидения, радиолокации и др. Назначение приемопередатчика - сформировать и принять радиосигнал в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы.

Радиосигналом называют колебание радиочастоты, один или несколько параметров, которого изменяются (модулируются) в соответствии с передаваемым сообщением (информацией).

Частотная модуляция (ЧМ) применяется в высококачественном радиовещании, в радиорелейных линиях с большим числом каналов, в радиолокационных системах непрерывного излучения. При любых видах модуляции энергия сигнала локализована в узкой полосе частот радиоспектра. Это означает, что радиосигнал представляет собой колебание, близкое к гармоническому. Поэтому основным сигналом, для которого рассчитываются режимы каскадов приемопередатчика, является гармонический.

Системы радиосвязи на железнодорожном транспорте делятся на: поездные, станционные, ремонтно-оперативные, индивидуальные по специально выделенным каналам и др. Железнодорожная радиосвязь осуществляется в нескольких диапазонах радиоволн: гектометровые волны КВ (f₀ = 2,13 МГц), метровые волны УКВ₁ (f₀ = 151,725 - 156 МГц) и дециметровые - УКВ₂ (f₁ = 457,4 - 458,45 МГц и f₂ = 467,4 - 468,45 МГц). Наибольшее использование в поездной и станционной радиосвязи получил диапазон метровых радиоволн, поэтому парк радиостанций этого диапазона самый обширный. Задачей учебного курсового проектирования является разработка канала радиосвязи метрового диапазона, включающего в себя передающую и приемную части. Успешное решение поставленной задачи зависит от правильности выбора структурной схемы и предварительного расчёта параметров функциональной схемы канала радиосвязи.

При разработке радиоканала производятся расчёт и проектирование следующих принципиальных электрических схем, входящих в передающую часть канала:

- оконечный усилитель мощности радиочастоты;

- предоконечный усилитель мощности;

- буферный усилитель напряжения;

- задающий автогенератор рабочей частоты;

- частотный модулятор.

1. Выбор варианта проекта

1.1 Задача курсового проектирования

Системы радиосвязи на железнодорожном транспорте делятся на поездные, станционные, ремонтно-оперативные, индивидуальные по специально выделенным каналам и др. Железнодорожная радиосвязь осуществляется в нескольких диапазонах радиоволн: гектометровые - КВ (f₀= 2,13 МГц), метровые - УКВ1 (f₀ = 151,725 - 156 МГц) и дециметровые - УКВ2 (f₁ = 457,4 - 458,45 МГц и f₂ = 467,4 - 468,45 МГц). Наибольшее использование в поездной и станционной радиосвязи получил диапазон метровых радиоволн, поэтому радиостанции этого диапазона нашли широкое применение. Задачей учебного курсового проектирования является разработка канала радиосвязи метрового диапазона, включающая в себя передающую и приемную части.

К важнейшим техническим параметрам канала радиосвязи относятся:

а) рабочие частоты возбудителя передатчика и первого гетеродина приёмника fВ и fГ1;

б) выходная мощность передатчика Р_ВЫХ;

в) чувствительность приемника U_ВХ._МИН;

г) номинальная и максимальная девиации частоты передатчика Дf_НОМ и Дf_МАКС;

д) избирательности по зеркальным и соседним каналам приёмника Se _З.К. и Se_С._К.;

е) стабильности частот возбудителя и гетеродина дf.

1.2 Исходные параметры задания

Вариант 1.

а) рабочие частоты возбудителя и первого гетеродина:

f_В= 155,625 МГц;

f_Г1= 177,025 МГц;

б) выходная мощность передающего устройства на нагрузке 50 Ом составляет 10 Вт, при этом коэффициент усиления постоянного тока в оконечном и в предоконечных каскадах, выполненных на транзисторах КТ907А и КТ606, составляет: в₀ = 21; (Р_вых = 9 Вт)

в) Высота стационарной антенны: Н = 13 м;

Высота локомотивной антенны h = 6 м;

г) чувствительность приёмного устройства по системе СИНАД 12 дБ составляет при входном сопротивлении приёмника 50 Ом U_ВХ.МИН = 0,5 мкВ, при этом все каскады усиления и преобразования рекомендуется выполнить на транзисторах ГТ311Е, которые имеют коэффициенты усиления по постоянному току в₀ = 41;

д) параметры девиации частоты модулятора: Дf_НОМ = 3,5 кГц; Дf_МАКС = 4кГц;

е) избирательность приемника:

1) по зеркальному каналу Se _З.К. = 50 дБ;

2) по соседнему каналу Se _С.К. = 60 дБ;

ж) стабильность частоты генераторов возбудителя и гетеродинов дf = 10-⁵;

з) коэффициент нелинейных искажений сигналов в радиоканале составляет К_Г ? 0,08 (8 %);

и) материальная база разработки: транзисторы, микросхемы;

к) номиналы напряжений питания: 25, 15, 12, 9, 5 В.

2. Выбор структурной схемы

Проектирование радиопередающей части канала начинается с разработки функциональной схемы. В настоящее время на железнодорожном транспорте внедрена система аналоговой ЧМ радиосвязи на основе приемопередатчика диапазона метровых волн УПП - 2МВ стационарной радиостанции "Транспорт РС - 46М". Система выполнена на современной микроэлементной базе с применением микропроцессорной технологии обслуживания с программным обеспечением, позволяющим конфигурировать радиостанции применительно к конкретным условиям эксплуатации на используемой сетке частот, при т.н. симплексе (работает передатчик - выключен собственный приемник и - наоборот).

На рисунке 2.1 приведена структурная схема такого канала, в состав которой входят:

- блок коммутации К симплексного режима работы;

- передающая часть канала, включающая усилитель мощности УМ, синтезатор-возбудитель, опорный генератор и модулятор, обеспечивающий оптимальный режим частотной модуляции;

- приемная часть канала, включающая тракт усиления радиочастоты УРЧ, синтез...