2.3. Структурная схема радиопередатчика

Разнообразные типы радиопередатчиков выполняются как ком­бинация соответствующих каскадов и блоков. Обобщенная струк­турная схема радиопередатчика представлена на рис. 2.1. Рассмот­рим ее работу.

Возбудитель служит для формирования сетки рабочих частот с требуемой стабильностью. При небольшом числе рабочих частот возбудитель строится по принципу «кварц — волна», что означает: каждой из частот соответствует свой кварцевый автогенератор. Переход с одной частоты на другую осуществляется с помощью электронного коммутатора.

При большом числе частот возбудитель представляет собой циф­ровой синтезатор частот, в состав которого входит кварцевый ав­тогенератор, называемый опорным, делитель с переменным коэф­фициентом деления (ДПКД) и устройство автоматической под­стройки частоты. Такой синтезатор может быть построен на осно­ве большой интегральной микросхемы.

Частота кварцевых автогенераторов обычно не превышает 100 Гц. Поэтому при частоте передатчика больше данного значе­ния в устройство включаются умножители частоты, повышающие частоту сигнала в необходимое число раз.

Получение требуемой выходной мощности радиопередатчика осуществляется с помощью блока усиления мощности — последо­вательно (каскадно) включенных ВЧ или СВЧ генераторов с внеш­ним возбуждением. При выходной мощности передатчика, превы-

Рис. 2.1

шающей мощность одного электронного прибора, в выходном кас­каде происходит суммирование мощностей генераторов.

Между выходным каскадом радиопередатчика и антенной вклю­чается антенно-филерное устройство (АФУ). В состав АФУ вхо­дят: фильтр для подавления побочных излучений радиопередатчи­ка, датчики падающей и отраженной волны и согласующее уст­ройство. При работе в СВЧ диапазоне вместо последнего обычно применяется ферритовое однонаправленное устройство — вентиль или циркулятор.

Частотная модуляция осуществляется в возбудителе радиопере­датчика, фазовая — в возбудителе или ВЧ умножителях и усилите­лях, амплитудная и импульсная — в ВЧ усилителях.

С помошью блока автоматического управления выполняются автоматическая стабилизация параметров радиопередатчика (в пер­вую очередь, мощности и температурного режима), защита при нарушении нормальных условий эксплуатации (например, при обрыве антенны) и управление (включение-выключение, перестрой­ка по частоте).

При составлении и расчете структурной схемы транзисторного радиопередатчика исходят из его назначения, условий работы и следующих основных параметров: Р_А — выходной мощности, под­водимой к антенне; f₁…f₂ — диапазона рабочих частот, стабильно­сти частоты, вида модуляции и характеристик модулирующего сиг­нала.

Общий коэффициент усиления сигнала по мощности радиопе­редатчика

К_Р=Р_А/(К_АФУ*Р_возб)

где Р_А — мощность сигнала, поступающего в антенну; К_АФУ <1 — коэффициент передачи АФУ; Р_возб — мощность сигнала возбудителя (обычно Р_возб < 10... 20 МВт).

Тот же параметр, выраженный в децибелах относительно мощности в 1 Вт:

К_Р(дБ)=101gР_А-101gР_возб-101gК_АФУ

где Р_А, Р_возб — мощность, Вт.

Общий коэффициент умножения по частоте

К _f= f₁/ f_1возб= f₂/ f_2возб,

где f₁ ... f₂ — диапазон частот радиопередатчика; f_1возб... f_2возб — диа­пазон частот возбудителя.

Исходя из значения K_f, равного произведению коэффициентов умножения отдельных каскадов, определяется число умножителей, каждый из которых имеет значение /у_каск = 2...3.

Общий коэффициент усиления сигнала по мощности радиопе­редатчика есть произведение коэффициентов усиления отдельных каскадов. Выбрав тип электронного прибора в каждом из каскадов и определив по справочнику или рассчитав значения коэффици­ентов усиления данных приборов, можно составить структурную схему проектируемого радиопередатчика.

Рассмотрим пример при следующих исходных данных: мощность сигнала, передаваемого в антенну, Р_А = 20 Вт; коэффициент передачи АФУ К_АФУ составляет 0,8 или 1 дБ; мощность возбудителя Р_воз6 = 5 МВт.

Согласно (2.1) общий коэффициент усиления сигнала по мощ­ности радиопередатчика

К_Р(дБ)=101g20-101g0,8-101g0,005=13+1+23=37Д\дБ или К_Р=5000

Напряжение, при коэффициенте усиления одного электронного прибора, равном 10 дБ, т.е в 10 раз по мощности, для получения общего коэффициента усиления в 37 дБ потребуется четыре последовательно включенных ВЧ генератора – усилителей мощности ВЧ колебаний.