В ТЗ не задана величина промежуточной частоты приёмника, что означает свободный выбор как её, так и количества преобразователей частоты, осуществляющих перенос частоты сигнала на промежуточную частоту. Промежуточная частота определяется разностью частот сигнала и гетеродина.
Как уже было указано ранее при расчёте полосы пропускания, гетеродин будем строить на диоде Ганна, причём максимальный КПД сможем обеспечить при частоте гетеродина от 1 до 10 ГГц.
Выбор промежуточной частоты определяется не только частотами гетеродина и сигнала, но также требуемой избирательностью и усилением. Так, при более высокой промежуточной частоте, избирательность по зеркальному каналу будет выше; однако при низкой промежуточной частоте можно получить устойчивое усиление на один каскад. При выборе промежуточной частоты по величине избирательности по зеркальному каналу, её следует вычислять по формуле:
где 
– обобщённая расстройка; dЭР – эквивалентное затухание контуров преселектора с учётом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой.
Для радиолокационных приёмников при умеренных требованиях к избирательностям по соседнему и зеркальному каналам как правило выбирают величину промежуточной частоты в пределах от 20 до 100 МГц.
Для данного курсового проекта примем fпр=100 МГц. Так как спектр сигнала переносится на частоту ниже входной, то можно обойтись одним преобразованием – это упростит схему РПУ, позволит обеспечить хорошую избирательность по соседнему каналу.
Частотная избирательность в супергетеродинных приёмниках определяется ослаблением зеркального SеЗК и соседнего SeСК каналов. Ослабление зеркального канала обеспечивается преселектором, ослабление соседнего канала – в основном УПЧ и частично преселектором. Резонансные характеристики преселектора и УПЧ должны быть такими, чтобы линейный тракт обладал полосой пропускания не меньше заданной П.
Так как требуется разработать приёмник с высокой чувствительностью и высокой избирательностью по побочным каналам приёма, а также из-за того, что 
, задачу обеспечения избирательности по соседнему каналу будет осуществлять УПЧ с ФСС. По сравнению с УПЧ-Р, ФСС даёт лучшую избирательность, уменьшает опасность дискретных помех, а также его частотная характеристика в меньшей степени зависит от изменения параметров транзисторов, чем характеристика УПЧ-Р. Ослабление соседнего канала, требуемое от ФСИ, SeСК=45 дБ.
3. Основной расчёт.
Расчёт входной цепи.
| Дано: |  МГц;
 МГц;
 МГц;
SЗК=50 дБ
 дБ
|
Входная цепь приёмника – это фильтр, обеспечивающий избирательность по зеркальному каналу. Ввиду высокой рабочей частоты приёмника применим фильтр с полуволновыми разомкнутыми резонаторами. ВЦ реализуем на микрополосках для уменьшения габаритов приёмника и увеличения экономической выгоды.
Частотную характеристику фильтра будем аппроксимировать полиномом Чебышева, так как она обеспечивает более крутые склоны при меньшем числе звеньев фильтра по сравнению с баттервортовской характеристикой. Это означает, что суммарное затухание в полосе пропускания будет тоже наименьшим. Пульсация на вершине дБ.
Зеркальный канал приёма:
Полоса запирания фильтра:
Выберем полосу пропускания преселектора больше по сравнению с полосой пропускания приёмника, например:
Тогда:
Так как преселектор состоит из ВЦ и УРЧ, то заданную избирательность можно перераспределить между ними так, чтобы избирательность ВЦ составляла 45 дБ. По графику определим число резонаторов:
Рисунок 2.
В этом случае из графика n=4 (число резонаторов). С запасом по ослаблению (SЗК=60 дБ) n=5.
Рассчитаем электрические характеристики ВЦ при n=4. Обобщённые параметры прототипа:
g0=1
g1=0.76
g2=1.84
g3=1.84
g4=0.76
g5=1
Относительная полоса пропускания:
Пусть волновое сопротивление входного тракта 
Ом (т.е. 
Сименс). Зная это, можно рассчитать параметры инверторов проводимости:
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
Найдем волновое сопротивление для чётного и нечётного типов колебаний:
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
В качестве диэлектрической подложки выберем ситалл с относительной диэлектрической проницаемостью 
; тангенс угла диэлектрических потерь 
.
Определяем 
: 
где q=0.55…0.85. Если q=0.75, то 
Тогда:
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
Определим конструктивные параметры фильтра. По номограммам, приведённым в приложении 1, найдём нормированную ширину полосок 
и расстояние между ними 
:
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
|
Принимая поперечный размер фильтра b=10 мм, получим, что:
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
|
Уточним значение :
Определим длины полосок (резонаторов) по формуле:
где d0 – укорочение резонатора за счёт его краевой емкости.
Полная длина полоски:
Эскиз фильтра приведён в приложении 3 (рисунок 5).
Рассчитаем потери фильтра в полосе пропускания.
Определим потери в диэлектрике:
Определим потери в проводниках:
где значение 
определяем по графику при 
и 
.
Добротность микрополосковой линии:
С учетом потерь на излучение рассчитаем ненагруженную добротность резонатора:
Соответственно затухания равны:
Отсюда можно рассчитать потери фильтра в полосе пропускания по формуле:
Расчёт УРЧ.
Как уже упоминалось ранее, УРЧ должен быть малошумящим, кроме этого он должен обеспечивать избирательность по зеркальному каналу около 8-10 дБ. Основное усиление происходит не в нём, а в УПЧ, рассчитываемом далее.
В качестве УРЧ таким образом будем использовать готовый усилитель CHA8100, технические характеристики и экспериментальные графики зависимостей которого приведены в приложении 2.