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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Impulsverstärker des Nahbereichsradarsystems. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer Zur Geschwindigkeitsmessung von sich bewegenden Objekten, beispielsweise Autos, werden häufig Kurzstreckenradarsysteme verwendet, die auf dem Doppler-Effekt basieren [1]. Die Mikrowellen-Oszillationsgeneratoren dieser Systeme bestehen meist aus Gunn-Dioden, die im Dauerbetrieb arbeiten. Durch die Umstellung der Generatoren auf einen gepulsten Betriebsmodus können die Fähigkeiten solcher Nahbereichsradarsysteme erweitert werden. In diesem Fall wird es möglich, neben der Messung der Geschwindigkeit von Objekten auch die Entfernung zu ihnen zu bestimmen.
Gemäß den Passdaten für Gunn-Dioden [2]. Um sie anzuregen, sind Impulsgeneratoren positiver Polarität mit einer Amplitude von 5...6 V und einem Ausgangsstrom von 1.5...2 A erforderlich. Standard-Impulssignalgeneratoren arbeiten in der Regel mit einer Standardlast von 50 Ohm und haben eine Ausgangsspannung von 1 V. Abbildung 1 zeigt eine Verstärkerschaltung, mit der Sie die Ausgangsparameter eines Standard-Impulssignalgenerators auf die erforderlichen Werte erhöhen können. Der Verstärker enthält einen Eingangswiderstandsspannungsteiler, zwei Verstärkungsstufen, einen stabilen Stromgenerator und einen Steuerausgang.
Der Eingangsspannungsteiler besteht aus den Widerständen R1...R3. Es gewährleistet die Anpassung des Verstärkers an die Ausgangsimpedanz des Generators und die Stabilisierung der Tiefe der gesamten negativen Rückkopplung, die den Verstärker abdeckt, in beiden Verstärkerstufen, die auf den Transistoren VT2 und VT4 aufgebaut sind. Es wurde eine aktive thermische Stabilisierung der Ruheströme durch Kollektoren verwendet (3). Die Ruheströme der Transistoren selbst wurden auf der Grundlage der unverzerrten Verstärkung von Impulsen mit einem Arbeitszyklus zwischen 10 und unendlich ausgewählt. Für den Transistor VT2 beträgt der Ruhestrom 70 mA, für den Transistor VT4 - 300 mA. Die Ströme werden durch Auswahl der Widerstände R5 und R12 eingestellt. Beim Starten des Gunn-Diodengenerators ändert sich sein Widerstand. Um den Einfluss sich ändernder Lastwiderstände auf die Eigenschaften des Verstärkers zu verringern, ist seine Ausgangsstufe nach einer gemeinsamen Kollektorschaltung ausgelegt und der Verstärker selbst ist über die R7-C8-Kette mit einer gemeinsamen Gegenkopplung abgedeckt. Dadurch überschreitet die Ausgangsimpedanz des Verstärkers nicht mehr als 0,4 Ohm. Eine Änderung der Temperatur des Gunn-Diodenkristalls führt zu einer Änderung der momentanen Erzeugungsfrequenz [4]. Um diesen Faktor zu reduzieren, ist im Verstärker ein stabiler Stromgenerator am Transistor VT5 eingebaut, der für die Erwärmung der Diode in den Zeiträumen zwischen den Startimpulsen sorgt. Der Generatorstrom wird mit dem Potentiometer R18 im Bereich von 0.1...0.5 A eingestellt. Der Verstärker verfügt über einen Steuerausgang zur Erfassung der Amplitude der der Gunn-Diode zugeführten Impulse. Die Diode VD1 dient zum Schutz der Verstärkertransistoren vor Durchschlägen aufgrund falscher Strompolarität. Die Diode VD2 ist erforderlich, um die Gleichstromkomponente am Verstärkerausgang wiederherzustellen. Der Verstärker ist auf einer Leiterplatte mit den Maßen 80x75 mm aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 2...3 mm montiert. Die Platinenzeichnung ist in Abb. 2 dargestellt, Abb. 3 zeigt die Anordnung der Elemente.
Die gestrichelte Linie in Abb. 3 zeigt die Stellen an, an denen die Enden metallisiert sind, was notwendig ist, um parasitäre Resonanzen zu beseitigen und die erforderlichen Bereiche der Leiterplatte zu erden. Dies kann mit Metallfolie erfolgen. Transistoren VT2. VT4 und VT5 werden mit Wärmeleitpaste am Sockel befestigt. Die Induktoren werden mit dielektrischen Abstandshaltern, beispielsweise aus folienfreiem Glasfaserlaminat, auf die Leiterplatte geklebt. Das Einrichten des Verstärkers beginnt mit der Einstellung der angegebenen Ruheströme der Transistoren VT2 und VT4 mit den Widerständen R5 und R12. Dann wird als Lastäquivalent ein Widerstand mit einem Widerstandswert von 4...6 Ohm an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen. Am Verstärkereingang wird ein negativer Impuls mit einer Amplitude von 0,1...0,2 V angelegt und durch Veränderung des Widerstands R7 die gewünschte Verstärkung eingestellt. Es ist zu beachten, dass bei einem Widerstand von R7 unter 100 Ohm ein Überschwingen an der Vorderflanke des Impulses auftritt. Dies ist auf die Signalverzögerung im allgemeinen Rückkopplungskreis zurückzuführen. Durch Auswahl der Widerstände R19 und R20 werden die Grenzen für die Regelung des vom Generator an VT5 gelieferten Stroms festgelegt. Literatur
Autoren: A.Titov, V.Pushkarev, Tomsk
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