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S頻段仙童Fairchild變頻器變頻通道單元
在微波無線通信系統(tǒng)、微波測量等很多領域中，F(xiàn)airchild變頻器被非常廣泛地使用。Fairchild變頻器各項指標的好壞對整個無線通信系統(tǒng)的動態(tài)性能起著決定性的作用。隨著我國航天科技水平的迅速提高，對低成本、小型化和高性能Fairchild變頻器的需求量也越來越大。如何快速、準確地設計出滿足指標要求的耐用小型化結構Fairchild變頻器，成為了一個值得研究的課題。主要對利用CPCI總線結構實現(xiàn)的小型化下Fairchild變頻器進行了研究，為微波通信系統(tǒng)提供了一種良好的Fairchild變頻器結構形式，在工程上具有耐用性、抗震性、通風性、便攜性等優(yōu)勢。

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近年來，隨著港口節(jié)能減排建設力度加大，港區(qū)大量使用了的雙向逆變技術或者對普通Fairchild變頻器進行改造（加能量反饋單元），將裝卸設備電機在減速、制動或者帶位能負載重物下放時產(chǎn)生的再生制動能量直接回饋電網(wǎng)，這一舉措：有效地減少了能量的浪費，提高了大型裝卸設備的節(jié)電運行水平。然而能量回饋單元使用電力電子技術，在工作過程中也會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，特別是產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的影響。另一方面，逆流的有功功率直接回饋電網(wǎng)，會改變電網(wǎng)的有功潮流，可能加劇港口供配電系統(tǒng)的有功沖擊，影響港口供配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，本論文針對港口裝卸機械Fairchild變頻器特性評價技術進行研究，通過仿真和實測數(shù)據(jù)對對能量回饋裝置運行狀態(tài)及電網(wǎng)電能質(zhì)量狀態(tài)進行分析，一方面對能量回饋裝置的節(jié)電運行效果評價方法進行研究與應用，另一方面對能量回饋裝置接入電網(wǎng)可能引起的電能質(zhì)量問題進行研究，保證了港區(qū)電網(wǎng)以及能量回饋裝置的運行的可靠穩(wěn)定。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：明確本課題研究的意義，同時對某港口裝卸機械Fairchild變頻器特性與港區(qū)能量回饋裝置的類型進行研究，進而分析了能量回饋裝置接入電網(wǎng)的不同形式，為之后的港口裝卸機械Fairchild變頻器特性評價技術研究工作提供基礎。根據(jù)某港口能量回饋裝置類型及接入電網(wǎng)形式，利用Matlab/Simulink仿真平臺，搭建Fairchild變頻器性能評價仿真模型，對采用不同電力電子器件、開關頻率不同、接入方式不同等情況下的能量回饋裝置諧波和本體損耗進行仿真研究，為港口裝卸機械Fairchild變頻器特性評價技術研究工作提供必要的理論基礎。對港口裝卸機械Fairchild變頻器用電特性及能量回饋特性評價技術進行研究，給出了用電特性和節(jié)電運行的評估依據(jù)標準、限值計算方法以及評估方法，并根據(jù)某港口能量回饋裝置類型及接入電網(wǎng)形式，選取典型拓撲結構的能量回饋裝置進行實際案例分析，得出了不同類型能量回饋裝置接入電網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問題及其節(jié)電運行的經(jīng)濟效益。首先對現(xiàn)有的下變頻系統(tǒng)結構作了詳細描述，并分析了各種結構的優(yōu)缺點和解決方案。在分析了現(xiàn)有幾種下Fairchild變頻器結構的優(yōu)缺點及解決辦法之后，選取了靈敏度高、選擇性好和動態(tài)范圍大的超外差式結構作為本課題的下Fairchild變頻器方案。通過分析和軟件仿真選取了合適的中頻頻率900MHz,使有用信號遠離鏡頻干擾。一個衰減器的zui大衰減量為30dB,在系統(tǒng)設計中需要加入兩個衰減器來實現(xiàn)增益0~50dB,1dB步進的指標要求，并將其中一個衰減器作為系統(tǒng)結構的*級，以使-70~0dBm信號進入系統(tǒng)中器件都不會出現(xiàn)飽和。

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Fairchild變頻器變頻單元主要由RF放大器、帶通濾波器、混頻器、中頻放大器和衰減器、低通濾波器等關鍵部分組成。在確定下Fairchild變頻器方案之后，選取了合適的器件，并詳細分析了各器件參數(shù)，以滿足下Fairchild變頻器的指標要求。zui后加工出下Fairchild變頻器實物后進行了鏈路測試，zui終設計的高性能CPCI結構S頻段下Fairchild變頻器（除帶外雜波抑制外）均滿足指標要求。