微波通信機(jī)設(shè)計(jì)與衛(wèi)星高頻接收前端電

本講座分兩部分，10.1微波通信機(jī)設(shè)計(jì)，本節(jié)雖然針對(duì)矩形波導(dǎo)電路系統(tǒng)的，但其設(shè)計(jì)原則對(duì)微帶電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是適用的。對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)有興趣的讀者還可參閱“CompleteWirelessDesign”第九章。10.2結(jié)合12GHz衛(wèi)星接收機(jī)高頻頭電路板分析微波接收機(jī)電路。有關(guān)衛(wèi)星地面接收設(shè)備的一般介紹見(jiàn)“微波集成電路”（國(guó)防工業(yè)出版社，1995）第16章（Ref.10-1）。第十講微波通信機(jī)設(shè)計(jì)與衛(wèi)星高頻接收前端電路分析1微波通信機(jī)設(shè)計(jì)微波通信機(jī)簡(jiǎn)介一個(gè)完整的微波通信機(jī)包括發(fā)信信道、收信信道和收、發(fā)終端信號(hào)處理設(shè)備等組成，這里我們要介紹的實(shí)際上只是微波發(fā)信信道與收信信道的設(shè)計(jì)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖10-1所示：圖10-1微波通信機(jī)框圖圖10-1為微波通信機(jī)的一個(gè)端站，它有收與發(fā)兩支路組成，收與發(fā)可同時(shí)通過(guò)一個(gè)天線進(jìn)行，所以這里的環(huán)行器又稱(chēng)之為雙工器。發(fā)射信號(hào)時(shí)，基帶信號(hào)經(jīng)調(diào)制器，中放，上變器，三腔濾波器，功放，五腔濾波器，再經(jīng)環(huán)行器，由天線發(fā)向另一端站。另一端站發(fā)送來(lái)的信號(hào)由天線經(jīng)環(huán)行器、三腔濾波器、，高放到達(dá)混頻器，在混頻器下變頻后經(jīng)前置中放、中頻濾波器，主中放再送給解調(diào)器去解調(diào)輸出。三腔濾波器高放前置中放中頻濾波器主中放解調(diào)器AGC三腔濾波器五腔濾波器基帶輸出功放本振混頻器泵源上變頻器基帶信號(hào)中放調(diào)制器2主要部件介紹(1)環(huán)行器環(huán)行器有三個(gè)口，如圖10-2所示，它有這么一個(gè)特性，即3口輸入的功率從1口輸出，而與2口隔離，1口輸入的功率從2口輸出，與3口隔離，2口輸入的功率從3口輸出，而與1口隔離。環(huán)行器的插入損耗約0.3dB左右。隔離端口的隔離度在25dB以上。(2)濾波器三腔濾波器與五腔濾波器均為微波帶通濾波器，它們分別有三個(gè)諧振腔和五個(gè)諧振腔組合而成，五腔濾波器的選擇性?xún)?yōu)于三腔濾波器，帶外衰減五腔為-35dB,三腔為-25dB左右，插入損耗三腔約-1dB。五腔約-2dB。中頻濾波器決定了整個(gè)接接收機(jī)的通頻帶寬，它要求在通帶外的衰減大，矩形系數(shù)好。1233主要部件介紹(3)混頻器混頻器使用變阻二極管，利用二極管的非線性來(lái)完成變頻，一般性能較好的混頻器有平衡混頻器與雙平衡混頻器，其本振輸入功率約2~10mW，變頻損耗約-4dB左右，噪聲系數(shù)約4-6dB。(4)上變頻器上變頻器與混頻器相似，它使用的是變?nèi)荻O管。利用結(jié)電容對(duì)所加電壓的非線性變化來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率變換。上變頻器要求輸入的泵頻功率較大，一般為15-25mW，變頻損耗約-6dB左右(5)微波功率放大器微波功率放大器一般采用場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)進(jìn)行放大，它在保證功率輸出的前提下還必須有良好的線性度，否則放大器的非線性會(huì)產(chǎn)生各種交調(diào)干擾，即等效于接收信號(hào)的門(mén)限載噪比惡化。4系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)1、接收機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)(1)選擇性接收機(jī)在指定頻率或頻段內(nèi)接收本系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的信號(hào)而不接收其它頻率信號(hào)的能力稱(chēng)為選擇性。選擇性主要是靠接收機(jī)的通頻特性來(lái)保證，用微波濾波器、中頻濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)自動(dòng)增益控制（AGC）在微波通信中，信號(hào)是以視線傳播，由于工作波長(zhǎng)短，如下暴雨、暴雪都會(huì)導(dǎo)致空間傳播的損耗的突變，另一方面作為通信機(jī)，它是一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該適合不同用戶(hù)的需要，而用戶(hù)對(duì)通信機(jī)的輸出信噪比有不同的要求。通信距離也有遠(yuǎn)有近，這必然會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)的輸入信號(hào)有較大的強(qiáng)弱變化，若太強(qiáng)則導(dǎo)致末級(jí)中放飽和失真，太弱則會(huì)因解調(diào)器功率輸入不足而不能正常工作，為適應(yīng)上述種種需要，所有通信系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)的末級(jí)主中放都加有自動(dòng)增益控制功能（AGC），即主中放當(dāng)接收信號(hào)強(qiáng)時(shí)放大量減小，接收信號(hào)弱時(shí)放大量增加，使其輸出保持在一個(gè)衡定值。一般AGC控制范圍在40dB以上。另外，AGC范圍越大，則接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍也越大，對(duì)通信距離的適應(yīng)性越廣。5接收機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)6接收機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)7接收機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)(3)靈敏度另一方面，一個(gè)微波接收機(jī)是由多個(gè)單級(jí)電路組合起來(lái)的，因而每一個(gè)被級(jí)聯(lián)的部件，我們都可以把它看成一個(gè)放大器，例如：隔離器、環(huán)行器、混頻器等等也可以把它看成是增益小于1的放大器，我們知道一個(gè)n級(jí)的級(jí)聯(lián)放大器，其總的噪聲系數(shù)可表示為：

(10-5)其中：Kp1，Kp2…Kp(n-1)為各級(jí)的功率增益；N1，N2，…Nn為各級(jí)本身的噪聲系數(shù)。從式中可以看出，如果第一級(jí)的功率增益Kp1很大，那么第二項(xiàng)及其以后各項(xiàng)則很小而可以忽略，于是總的噪聲系數(shù)NF僅由第一級(jí)的噪聲系數(shù)N1決定。所以在接收機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量提高第二級(jí)的功增益，盡量降低第一級(jí)的噪聲，以提高整機(jī)的接收靈敏度，與接收機(jī)輸出信號(hào)的質(zhì)量。8發(fā)射機(jī)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)（1）輸出功率發(fā)射機(jī)的輸出功率大小是根據(jù)接收機(jī)要求的輸入功率、發(fā)送距離、工作波長(zhǎng)、收發(fā)天線的增益等因素來(lái)決定，如圖10-4所示，功率為P0的信號(hào)由發(fā)送天線發(fā)向距發(fā)送天線為R的接收天線，那么接收天線所收到的功率為：

(10-6)其中：G1為發(fā)射天線的增益；G2為接收天線的增益；

為發(fā)送信號(hào)的工作波長(zhǎng)。如果不考慮其它因素的影響，則達(dá)到接收機(jī)最小可辨功率時(shí)，發(fā)射機(jī)必須發(fā)射的最小功率為：

(10-7)（2）諧波抑制對(duì)于發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，諧波抑制尤為重要。這是因?yàn)槿绻兄C波存在，則它與信號(hào)一起經(jīng)功率放大發(fā)射，而這些諧波將會(huì)干擾其它接收機(jī)，因而對(duì)于諧波的抑制度，尤其是對(duì)臨近頻道的抑制度必須優(yōu)于60dB以上。抑制這些諧波分量主要靠微波濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以一般微波發(fā)射機(jī)的功率輸出電路中都加有三腔、五腔濾波器。P0|R|Pr()發(fā)權(quán)圖10-49大氣對(duì)電波的衰減大氣對(duì)電波的衰減主要是云、霧、雨等小水滴對(duì)電波的熱吸收以及水分子，氧分子對(duì)電波的諧振吸收，另一是云、霧、雨等小水滴對(duì)電波的散射，但這種衰減與工作波長(zhǎng)有關(guān)，一般工作波長(zhǎng)大于10厘米時(shí)，可以不予考慮，工作波長(zhǎng)短于5厘米之后，應(yīng)于考慮，由于計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)在3厘米波段，40公里約衰減0.5dB。如果碰上大雨、暴雨、大雪等，則會(huì)衰減2~3dB，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮。10天線在微波通信中，一般使用拋物面天線，其增益與工作波長(zhǎng)，天線口徑面的大小有關(guān)，其估算公式如下：

(10-8)其中：

為工作波長(zhǎng)； D為天線口徑面的直徑。11系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)步驟（1）根據(jù)實(shí)際的通信距離與接收機(jī)輸出信噪比的要求，綜合考慮接收機(jī)第一級(jí)是否加高放，如果信噪比要求高的場(chǎng)合，那么最好使用高放級(jí)。（2）根據(jù)接收機(jī)所要求的最小信噪比S0/N0、接收機(jī)帶寬

f、高放噪聲系數(shù)NF，由式（10.8）算出天線必須輸送給接收機(jī)輸入端口的最小功率Prmin。然而指標(biāo)所要求的信噪比是接收機(jī)必須達(dá)到的最小信噪比，也就是一個(gè)門(mén)限值。實(shí)際工作時(shí)往往要比這個(gè)指標(biāo)高，因而在計(jì)算接收機(jī)輸入端口的最小的功率Prmin時(shí)，必須對(duì)指標(biāo)提出的信噪比加有一定余量，一般為5~20dB。（3）解調(diào)器一般使用二極管，為使二極管能正常工作，必須輸送給二極管的功率一般為0dBm（即1mW），因而根據(jù)接收機(jī)輸入端口的最小功率Prmin與輸送給二極管的功率0dBm即可推算出接收機(jī)各級(jí)的增益大小。（4）選定收發(fā)天線，由式（10.8）估算出天線的增益。（5）根據(jù)收發(fā)天線的增益，通信距離、工作波長(zhǎng)和接收機(jī)的輸入功率，由（10.7）式推算出發(fā)射機(jī)應(yīng)輸出的功率P0。（6）估算，地理環(huán)境、大氣等因素引起的對(duì)電波衰減分量。（7）由第（6）、第（7）二條算出的功率和，就是發(fā)射機(jī)實(shí)際應(yīng)輸出功率，同時(shí)，由這一功率便可推算出發(fā)射機(jī)中所有各部分的參數(shù)。12系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)實(shí)例：設(shè)計(jì)一個(gè)微波通信系統(tǒng)，具體指標(biāo)如下：工作頻率：10Gc通信距離40公里，接收機(jī)帶寬2Mc中頻頻率：70Mc接收機(jī)輸出信噪比S0/N0

35dB收、發(fā)拋物面天線口徑2米。三腔濾波器高放前置中放中頻濾波器主中放解調(diào)器AGC三腔濾波器五腔濾波器基帶輸出功放本振混頻器泵源上變頻器基帶信號(hào)中放調(diào)制器13系統(tǒng)設(shè)計(jì)14系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上接收機(jī)中所用的微波部件都為常規(guī)產(chǎn)品（是通過(guò)市場(chǎng)可購(gòu)置的），它們的插入損耗與增益都是統(tǒng)一規(guī)格化的，如圖10-5所示，環(huán)行器的插入損耗為–0.3dB，三腔濾波器的插入損耗一般為–1dB，高放增益為10dB，混頻器的變頻損耗為–4dB左右，而前中與混頻器一般合做在一起，這里我們要求前中的增益為15dB。選用中頻濾波器為有源濾波器，它擔(dān)負(fù)接收機(jī)整機(jī)的通頻帶特性，同時(shí)選取其增益為5dB。2、設(shè)計(jì)實(shí)例：根據(jù)上述計(jì)算的各參量來(lái)分配收發(fā)信機(jī)中各部分的指標(biāo)：（一）接收機(jī)三腔濾波器高效前置中放中頻濾波器主中放解調(diào)器AGC基帶輸出本振混頻器–0.3dB環(huán)行器–1dB+10dB–4dB+15dB+5dB0dB15系統(tǒng)設(shè)計(jì)16系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)實(shí)例：用一張收信載頻圖可以簡(jiǎn)單明了地表征接收機(jī)的特性。如圖10-6所示。從圖10-6可以看出曲線①為接收機(jī)最大門(mén)限輸入功率時(shí)間情況，曲線②為最小門(mén)限輸入功率時(shí)情況，也就是說(shuō)只要接收機(jī)的輸入功率在環(huán)行器+濾波器高放混頻器前中中頻濾波器主中放解調(diào)器20100–10–20–30–40–50–60–70+23dBm–32.8–51.7–72.8–34.1–53–74.1–24.1–43–64.1–28.1–47–68.1–13.1–32–53.1–8.1–27–48.10dB①②③-32.8dBm至–72.8dBm之間，接收機(jī)信號(hào)的信噪比都能滿(mǎn)足大于35dB。當(dāng)發(fā)收距離為40公里時(shí)，由（3-6）可以算得電波在空間的傳輸衰減為–71.7dB，那么在發(fā)送功率為23dBm的情況下，接收天線收到的功率為：Pr=–74.7+23=–51.7dBm這樣我們可以在載頻圖上畫(huà)出一條曲線③，從而可以了解各級(jí)的電平情況。圖10-6收信載頻圖17系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)實(shí)例：（二）發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)的框圖如圖10-7所示，這里所用的五腔濾波器，三腔濾波器，泵源，上變頻器也都為商品化產(chǎn)品，其插入損耗如圖標(biāo)注，其中上變頻器的變頻損耗為–6dB（相對(duì)泵源功率而言），這里我們?nèi)”迷摧敵龉β蕿?13dBm（即20mW），則上圖我們可以推算出功率放大器的增益，即：

23=–0.3–2+Kp–1–6+13

Kp=19.3dB取Kp=20dB即能滿(mǎn)足要求五腔濾波器基帶信號(hào)–0.3dB–2dB23dBm功率放大器三腔濾波器上變頻器中放調(diào)制器–1dB–6dB+5dB泵源+13dBmKp18系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）發(fā)射機(jī)發(fā)信載頻電平圖中放上變頻三腔濾波器功放五腔濾波器+12.3dBm+6.3dBm+5.3dBm+25.3dBm+23.3dBm01912GHz衛(wèi)星接收機(jī)高頻頭電路分析GOSPELLGKF-3300C的外觀圖20衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)概述衛(wèi)星作為一個(gè)宇宙臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)，實(shí)現(xiàn)大面積電視覆蓋的新技術(shù)，這就是衛(wèi)星電視廣播。通信衛(wèi)星（如C波段的4GHz衛(wèi)星），主要用于通信，也可用于轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)。但由于轉(zhuǎn)發(fā)器功率小、頻率不夠高，所以拋物面天線口徑大，造價(jià)高，只能用于集體接收方式。直播衛(wèi)星（如Ku波段的12GHz衛(wèi)星），轉(zhuǎn)發(fā)器功率大、頻率高，接收天線口徑小，可用作家庭個(gè)體接收方式。衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)由三部分組成：天線、高頻頭、接收機(jī)，見(jiàn)圖10-9。圖10-9衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖天線通常采用拋物面天線，口徑大小視用途而定：家用型： 1.0～1.5M中轉(zhuǎn)電視臺(tái)站： 4.0～10.0M國(guó)際通信站：

10.0～30.0M天線口徑越大，天線增益越大，接收、轉(zhuǎn)播的電視信號(hào)質(zhì)量越高。21高頻頭高頻頭直接掛在天線上，對(duì)接收到的微波信號(hào)進(jìn)行放大，再下變頻到1GHz左右的中頻（950～1450MHz），然后經(jīng)過(guò)中放送到接收機(jī)，避免了微波直接在電纜中傳輸?shù)膿p耗。高頻頭增益一般在60dB左右。室外的高頻頭和室內(nèi)接收機(jī)之間用75Ω電纜連接。由于高頻頭已有足夠的增益，因此二三十米長(zhǎng)電纜線引起的中頻損耗對(duì)整機(jī)靈敏度影響很小。接收機(jī)對(duì)高頻頭送來(lái)的中頻信號(hào)進(jìn)行變頻，使之成為電視頻道的變頻信號(hào)，送入電視機(jī)。10.2.2高頻頭簡(jiǎn)介。直流送入微波輸入波導(dǎo)-微帶轉(zhuǎn)換低噪聲放大混頻中頻放大本機(jī)振蕩穩(wěn)壓中頻輸出接饋源圖10-10高頻頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖22高頻頭高頻頭的構(gòu)成主要有以下幾部分：波導(dǎo)-微帶轉(zhuǎn)換器，低噪聲放大器，混頻器，中頻放大器。各部件的功能如下：1、波導(dǎo)－微帶轉(zhuǎn)換器：波導(dǎo)－微帶轉(zhuǎn)換器的作用是將饋源中所接收到的微波信號(hào)通過(guò)小天線、同軸線耦合到微帶低噪聲放大電路中。轉(zhuǎn)換器的駐波比必須很低，否則接收到信號(hào)將被反射，等效于接收信號(hào)被衰減，增加整機(jī)噪音。2、低噪音放大器：低噪音放大器在任何微波接收系統(tǒng)中都處于前端位置，這是因?yàn)槲⒉ㄏ到y(tǒng)的噪音系數(shù)基本上取決于前級(jí)放大器的噪音系數(shù)，所以低噪音放大器是接收系統(tǒng)中相當(dāng)重要的部件。微波集成電路放大器絕大部分采用微帶電路構(gòu)成輸入匹配電路，級(jí)間匹配電路和輸出匹配電路。其中微波晶體管放大器輸入匹配電路的任務(wù)就是把微波晶體管呈現(xiàn)的復(fù)數(shù)阻抗變換為信源實(shí)數(shù)阻抗（50ohm的電阻性源阻抗）。對(duì)于低噪聲放大器，則以噪聲最低為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)。級(jí)間匹配電路的基本任務(wù)是使后級(jí)微波管輸入阻抗與前級(jí)微波管輸出阻抗匹配，以獲得較高增益。輸出匹配電路把微波管復(fù)數(shù)輸出阻抗匹配到負(fù)載實(shí)數(shù)阻抗50Ω。3、本地振蕩器：由于高頻頭一般置于室外，環(huán)境溫度變化很大，為了獲取足夠穩(wěn)定的本機(jī)振蕩頻率穩(wěn)定度，又要使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般采用介質(zhì)振蕩器，這樣的振蕩器穩(wěn)定度很高。4、混頻器：高頻頭內(nèi)的低噪音放大器已有40dB以上的增益，因此對(duì)混頻器的噪音和變頻損耗沒(méi)有要求。為了簡(jiǎn)化電路，大多使用單管混頻，并在混頻器前端加上微帶式帶通濾波器，由于鏡頻距離較遠(yuǎn)，該濾波器比較容易實(shí)現(xiàn)。5、中頻放大器：中頻頻率低一些，可以使用分立器件。23GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路1、主要指標(biāo)：接收所有單極化/雙極化Ku波段衛(wèi)星信號(hào)ExcellentDROandgainflatness雙輸出/四輸出輸入頻率范圍:12.25~12.75GHzF/D比:0.6Conversiongain:55dB(Typ)輸入波導(dǎo)截面:waveguideWR-75極化隔離度:20dB(Typ)噪聲:0.6dB(Typ)增益平坦度:+/-1dB/36MHzImagerejection:45dB(min)本振頻率:11.3GHz本振頻率穩(wěn)定度:+/-2.5MHz@-40to+60degreesCelsius輸出頻率范圍:950~2150MHz輸出功率(at1dBgaincompression):0dB(min)輸出接口:75ohmsFtypefemale操作溫度:-40to+60degreesCelsius24GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路2、外形結(jié)構(gòu)：圖10-14是GOSPELLGKF-3300C的外觀圖。25GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路合，將正交極化的信號(hào)分別送入各自的第一級(jí)低噪音放大器，再經(jīng)第二級(jí)放大器，鏡像濾波器，混頻器，介質(zhì)振蕩器，中頻濾波電路，中頻放大電路輸出，外圍電路主要是偏置電路，極化選擇電路。圖10-15高頻端的內(nèi)部電路圖(除去屏蔽罩)3、電路板與電路框圖將GOSPELLGKF-3300C的外殼打開(kāi)，并去掉屏蔽罩，就可以看到一個(gè)完整的典型的高頻頭電路板，如圖10-15。從饋源可以看到信號(hào)通過(guò)兩個(gè)相互正交的小天線耦26GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路27GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路具體電路框圖見(jiàn)10-16。圖10-16高頻端結(jié)構(gòu)框架圖下面對(duì)圖10-15各個(gè)模塊進(jìn)行討論。28GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路4、低噪音放大器低噪音放大器主要由輸入匹配電路、放大器、輸出匹配電路、偏置電路等四部分組成，見(jiàn)圖10-17。其中輸入匹配電路影響LNA的噪音系數(shù)，輸出匹配電路關(guān)系到LNA的增益和穩(wěn)定度，偏置電路決定放大器的工作狀態(tài)。29GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路4、低噪音放大器實(shí)際電路板見(jiàn)圖10-18。隔值電容直流偏置四分之一開(kāi)路線第一級(jí)低噪音場(chǎng)效應(yīng)管輸入匹配四分之一高阻線級(jí)間匹配30GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路5、功率放大器結(jié)構(gòu)上和低噪音放大器一樣，但是部件的功能有點(diǎn)不一樣。在功率放大器中，輸入匹配不是按照最小噪音系數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的，而是按照最佳匹配來(lái)處理的，就是說(shuō)輸入匹輸出匹配輸出匹配四分之一波長(zhǎng)的開(kāi)路線四分之一波長(zhǎng)的高阻線第二級(jí)低噪音場(chǎng)效應(yīng)管源極接地直流偏置配的目的就是使得S11最小，輸出匹配是按照共扼匹配來(lái)處理的，這樣可以使得輸出功率最大。偏置電路決定功率放大器的工作狀態(tài)，如工作于甲類(lèi)或乙類(lèi)功放等。實(shí)際電路板見(jiàn)圖10-19。31GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路6、抑制鏡像濾波器實(shí)際電路板見(jiàn)圖10-20。這是一個(gè)固定結(jié)構(gòu)的發(fā)夾型帶通濾波器32GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路7、介質(zhì)振蕩器從振蕩器的版圖可知，該振蕩器源極接地，振蕩信號(hào)由漏極輸出，介質(zhì)諧振器置于漏極和柵極之間，它作為帶通濾波器，通過(guò)它的反饋形成振蕩。漏極的錐形微帶線做阻抗匹配用。柵極所接電阻是為了消除寄生振蕩，并與源極一起構(gòu)成自偏置電路。圖10-21介質(zhì)振蕩器電路結(jié)構(gòu)圖33GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路7、介質(zhì)振蕩器四分之一波長(zhǎng)開(kāi)路線微帶耦合線場(chǎng)效應(yīng)管G極S極四分之一波長(zhǎng)開(kāi)路線場(chǎng)效應(yīng)管饋電介質(zhì)（DRO）D極34GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路8、混頻器對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管，id和vgs之間呈現(xiàn)非線性，高頻信號(hào)從柵極加入，本振信號(hào)從漏極輸入，則可以利用溝道電阻的非線性特性實(shí)現(xiàn)混頻。這種電路可利用柵漏極之間的隔離，高頻信號(hào)直接加入柵極，經(jīng)放大后再與漏極輸入的本振信號(hào)相混，故稱(chēng)它為漏極混頻器。其原理圖見(jiàn)10-24。實(shí)際電路見(jiàn)圖10-25。圖10-24混頻器物理模型(共漏極混頻)35GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路8、混頻器混頻輸入匹配（G）場(chǎng)效應(yīng)管單管混頻本振信號(hào)輸入（D）G極偏振輸入本振信號(hào)四分之一波長(zhǎng)線、隔離本振泄漏中頻輸出S極接地圖10-25混頻器實(shí)際電路36GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路9、中頻放大器、濾波器利用兩個(gè)三極管作為放大器，因?yàn)樵摳哳l端的中頻頻率有1000MHz左右，還是挺高的，帶通濾波器由直接制作在印刷電路板上的電感和分布電容組成，電路框圖見(jiàn)圖10-26。37GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路9、中頻放大器、濾波器實(shí)際電路見(jiàn)圖10-27。38GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路ku波段高頻頭整體電路圖。39GOSPELL－3300Cku波段高頻頭電路40第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類(lèi)：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類(lèi)：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬(wàn)小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬(wàn)小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過(guò)?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴(lài)的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過(guò)濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過(guò)濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過(guò)濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開(kāi)發(fā)并問(wèn)世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒(méi)有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過(guò)程

1—2壓縮過(guò)程

2—3排氣過(guò)程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類(lèi)：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見(jiàn)表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過(guò)程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過(guò)程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過(guò)程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來(lái)衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來(lái)衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓