12

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный Технический Университет

Кафедра: Радиотехнические устройства и системы диагностики

Специальность: Радиотехника

Курсовая работа

На тему: Проектирование радиопередающего устройства авиационной связи

По дисциплине: Устройства генерирования и формирования сигналов

Студент: Мостовенко Дмитрий Станиславович

Группа: РИБ-410

Омск-2013

Аннотация

В курсовой работе рассматриваются вопросы проектирования связного передатчика авиационной связи, имеющего 760 переключаемых канала в диапазоне частот 118 .... 136,975 МГц. Приведена структурная схема передатчика и расчет принципиальных схем задающего кварцевого автогенератора и амплитудного модулятора.

Введение

Радиопередающие устройства (РПДУ)- устройства для формирования радиосигналов, предназначенных для передачи информации на расстояние с помощью радиоволн.

РПДУ формируют радиосигналы с заданными характеристиками, необходимыми для работы конкретных радиотехнических систем, и излучают их в пространство. В любых РПДУ осуществляются следующие основные физические процессы: генерация электромагнитных колебаний в заданном участке радиодиапазона; управление параметрами этих колебаний (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией и т. д.) по закону передаваемой информации (амплитудная, частотная и др. виды модуляции); излучение радиосигналов в пространство при помощи антенны, связанной с генератором электромагнитных колебаний либо непосредственно, либо через линию связи. Помимо создания радиосигналов, предназначенных специально для передачи информации, РУ применяются в системах радионавигации, дистанционного зондирования земной поверхности, что непосредственно связано с авиацией.

Радиосвязь является основным средством обеспечения связи между наземными службами управления воздушным движением (УВД) и ЛА в полете. Радиосвязь осуществляется на выделенных ICAO для этих целей частотах в диапазонах коротких (KB) и ультракоротких (УКВ) волн. Основными для систем УВД являются УКВ каналы радиосвязи. Каналы KB радиосвязи используются в основном для осуществления дальней связи с ЛА для УВД в районе, где нет УКВ радиосвязи, а также для резервирования каналов УКВ радиосвязи.

Организация авиационной воздушной радиосвязи должна обеспечивать ведение прямых переговоров в радиотелефонном режиме между диспетчерами пунктов УВД и экипажами ЛА на всю глубину их полета в пределах воздушного пространства диспетчерского района (зоны, сектора). При этом радиосвязь должна обладать высокой надежностью, так как потеря радиосвязи с летательными аппаратами рассматривается как чрезвычайное происшествие, могущее вызвать тяжелые последствия.

Оглавление

1. Анализ состояния вопроса

2. Составление структурной схемы

3. Расчет опорного генератора

Заключение

Список литературы

Приложение 1. Скриншот расчета опорного генератора

1. Анализ состояния вопроса

Рассмотрим ближайший прототип проектируемого передатчика. Наиболее подходящим является радиостанция «Орлан-85СТ».

Бортовая приемо-передающая радиостанция «Орлан-85СТ» предназначена для установки на магистральные самолеты гражданской авиации.

Радиостанция обеспечивает:

- двухстороннюю симплексную связь экипажа с наземными службами УВД и между экипажами самолетов в воздухе;

- непрерывный контроль наличия аварийного сигнала на частоте 121,5 МГц (по команде с ПДУ) без нарушения основных функций связи и управления с низкоомных телефонов или высокоомных.

Радиостанция обеспечивает симплексную радиосвязь в телефонном режиме. Модуляция сигнала - амплитудная. В телефонном режиме радиостанция обеспечивает работу в системе со смещенной несущей. Формирование высокостабильной сетки частот производится с помощью цифрового синтезатора, чем обеспечивается беспоисковая и бесподстроечная связь.

Радиостанция рассчитана для работы на АФУ с КСВН не более 3,3. Связь с антенной осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Авиационные гарнитуры подключаются к радиостанции через аппаратуру внутренней связи (АБСА), либо непосредственно к радиостанции. Непосредственно к телефонному выходу радиостанции должны подключаться 1-4 пары низкоомных либо высокоомных телефонов. В радиостанции предусмотрена автоматическая регулировка усиления приемного тракта. Наличие в радиостанции подавителя шума освобождает оператора от прослушивания шумов и помех в режиме «Прием» при отсутствии на входе приемника напряжения несущей частоты сигнала. Подавитель шума включается и выключается тумблером ПШ на пульте дистанционного управления.

В радиостанции применена встроенная система контроля позволяющая определить неисправность блоков радиостанции, съемных в условиях самолета, а также блоков приемопередатчика. Информация о неисправности (исправности) блоков радиостанции отражается на лицевой панели приемопередатчика, а также выдается по отдельным линиям в ССЛО и КИСС. Информация о неисправности блоков приемопередатчика отражается светодиодами, расположенными в правом отсеке приемопередатчика под боковой крышкой.

Выбор рабочей частоты в ручном режиме может производиться как от индивидуального пульта дистанционного управления, так и с пульта управления комплексом. В автоматическом режиме управление осуществляется от вычислителя самолетовождения (ВСС) по обоим каналам. Переключение режимов «Прием» / «Передача» в речевом режиме осуществляет пилот тангентой, расположенной на штурвале управления. Включение радиостанции производится подачей напряжения питания от бортсети постоянного тока 27 В от системы электроснабжения, питаемой выпрямительными устройствами.

Радиостанция имеет возможность контроля наличия сигнала на частоте 121,5 МГц без нарушения основных функций связи при включенном ПШ. Режим аварийного приема (АП) включается и выключается тумблером на лицевой панели ПДУ. При наличии сигнала на частоте аварийного канала в телефоны авиагарнитуры подается тональный, изменяющийся по частоте, сигнал и загорается красный светодиод АС на ПДУ.

Для приема сигнала, передаваемого на аварийном канале, необходимо установить рабочую частоту радиостанции 121,500 МГц. Радиостанция имеет возможность обмена данными по линии «Земля-воздух» и «Воздух-земля» в системе АУВД.

Основные технические характеристики:

Диапазон рабочих частот, МГц: 118--137,9917

Шаг сетки частот, кГц: 8,33/25

Общее число каналов связи: 2400

Мощность несущей в эквиваленте антенны 50 Ом, Вт в пределах: 25--40

Наработка на отказ, ч не менее: 4000

Назначенный ресурс, ч: 30000

Радиостанция «Баклан-5»

Бортовые радиостанции УКВ-диапазона Баклан-5 (Баклан-20), предназначены для обеспечения радиосвязью в симплексном режиме экипажей самолетов, вертолетов между собой и с диспетчерами наземных служб управления воздушным движением. Управление радиостанциями и установка требуемой частоты производится при помощи пульта дистанционного управления. Радиостанции соответствуют требованиям международных норм ИКАО и нормам летной годности НЛГС-3(ЕИЛГ-С).

Основные технические характеристики:

Общие Диапазон частот: 118 - 135.975 МГц

Шаг сетки частот: 8.33 / 25 кГц

Нестабильность частоты: не более 0.001%

Высотность: 14 000 м

Диапазон рабочих температур: -54 ~ +55 °С

Напряжение питания: 24 - 29.4 В

Потребляемая мощность:

* прием 30 Вт

* передача (Баклан-5) 85 Вт

* передача (Баклан-20) 180 Вт

Передатчик:

Выходная мощность

* 5 Вт (Баклан-5)

* 16 Вт (Баклан-20)

Приемник Чувствительность: не хуже 2.5 мкВ

Как мы видим, характеристики данных радиостанций схожи с характеристиками в задании курсового проекта, значит, мы можем использовать данные об этих радиостанциях для выбора структурной схемы нашей радиостанции.

2. Выбор и обоснование структурной схемы

При выборе структурной схемы мы руководствуемся тем, чтобы определить необходимое количество блоков между опорным генератором и выходом передатчика, обеспечивающее выполнение заданных технических требований при минимальных затратах средств на изготовление, и при достаточно высоком коэффициенте полезного действия.

В данном курсовом проекте будем проводить расчет опорного генератора на кварцевом резонаторе, а не обычного LC-генератора, так как это позволит нам создать генератор с достаточно высокими техническими характеристиками. При оптимальном выборе и расчете параметров элементов схемы, режима их работы стабильность частоты КГ без применения термокомпенсации и термостатирования определяется в основном стабильностью параметров резонатора. Мы будем использовать резонатор КА на 14 МГц. Так как нам задано 760 каналов с разносом частот между каналами в 25 кГц, то мы не будем менять частотный диапазон РПДУ. Для «разгона» частоты нам потребуется ГУН. Исходя из этих данных, мы будем разрабатывать структурную схему. На рисунке 1 приведена структурная схема синтезатора частоты РПДУ.

Рисунок. - 1. Структурная схема синтезатора частоты: ДЧ --делитель частоты; ЧФД - частотно-фазовый детектор; ДПКД - делитель с переменным коэффициентом деления; УЭ - управляющий элемент; ФНЧ - фильтр низких частот; ГУН - генератор управляемый напряжением;

3. Расчет опорного генератора

Существует много разновидностей схем КГ. Широкое распространение нашли осцилляторные схемы, которые получаются путем замены кварцевым резонатором одной из индуктивностей в трехточечной схеме автогенератора. В частности, в диапазоне средних частот наибольшее применение имеет емкостная трехточка, которая позволяет получить высокую стабильность частоты. Отличительная особенность осцилляторных схем заключается в том, что они работают только на частоте кварца. При неисправности кварцевого резонатора колебания в автогенераторе не возникают.

До 15…20 МГц кварцевые резонаторы работают по первой гармонике, на более высоких частотах используются колебания на нечетных механических гармониках. Кварцевый резонатор и транзистор выбираются исходя из электрических параметров, а также условий эксплуатации, габаритов и стоимости.

Основные технические данные для расчета:

fг - 14 МГц

- 10…30*10^-6

Еп - 27 В

Tmin…Tmax - -60…+85єC

В данной курсовой работе мы рассчитаем схему КГ, изображенную на рисунке 2.

Автогенератор представляет собой емкостную трехточку, которая образована транзистором VT1, кварцевым резонатором BQ1, выполняющим роль индуктивности, и конденсаторами С1 и С2. Резисторы R1, R2 и R3 определяют режим транзистора по постоянному току. Конденсатор С3 является разделительным. Элементы С4, DA1 и С5 служат для фильтрации и стабилизации напряжения питания, Rш, Lкор. И Сразд. Являются элементами корректора частоты КГ.

Рисунок. - 2. Схема кварцевого генератора.

Расчет по постоянному току.

Так как мощность автогенератора, как правило, не превышает не скольких десятков милливатт, то транзистор выбираем из разряда маломощных и сверхвысокочастотных, удовлетворяющих условию fв>(2…3)fг. В этом случае можно не учитывать инерционные свойства транзистора, что позволяет упростить расчет автогенератора и уменьшить нестабильность частоты, связанную с нестабильностью фазового угла крутизны. В нашей схеме будем использовать транзистор КТ312А.

В связи с тем, что напряжение питания может изменять в соответствии с заданными допусками, для минимизации изменения частоты КГ под влиянием этого фактора необходима его стабилизация. Выберем стабилизатор напряжения(DA1) 1N4738A на 15В.

радиостанция передатчик автогенератор частота

Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с техническим заданием были произведены расчёты по переменному и постоянному току опорного генератора и его корректирующей цепи.

Список литературы

Проектирование радиопередатчиков: Учебн. пособие для вузов / Под редакцией В.В. Шахгильдяна. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 2000 - 656с.

Шахгильдян В.В. и др., Радиопередающие устройства: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Радио и связь, - 1996.

Альтшуллер Г.Б., Елфимов Н.Н., Шакулин В.Г. Кварцевые генераторы: Справ. пособие. М.: Радио и связь, 1984. - 232 с.

Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1989 - 640с.

Устройства генерирования и формирования сигналов: Учебное пособие / А.К. Ельцов, А.Б. Ионоф, И.В. Хоменко. - Омск. -Изд-во ОмГТУ, -- 2011, - 80С.

Приложение 1

Скриншот расчета опорного генератора

Ра Размещено на Allbest.ru