Файл: Басалов Ф.А. Некоторые вопросы техники сверхвысоких частот [конспект лекций].pdf

Таким образом, для уменьшения изменения мощности н частоты необходимо добиваться неизменной нагрузки на магнет­ рон. До недавнего времени это требование было практически неосуществимым в станциях с вращающейся антенной. В последнее время это требование выполняют путем постановки между магнетроном и линией передачи волноводно-ферритового вентиля, устройство которого было рассмотрено выше (§ 1).

§ 6. ИМПУЛЬСНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ ГЕНЕРАТОРОВ СВЧ

Мощные генераторы СВЧ (триодные генераторы и магнетро­ ны) составляют основу передатчика любой радиотехнической станции. В настоящее время широкое распространение получил импульсный способ работы передатчиков, при котором генера-

I

Рис. 60.

тор СВЧ в течение коротких промежутков времени tK, разде­ ленных большими временными интервалами (7'— /„), вырабаты­ вает мощные колебания сверхвысокой частоты (рис. 60). Импульсная работа передатчиков используется в радиолокации, радиотелеуправлении, радионавигации и других практических применениях радиоэлектроники.

Для обеспечения импульсной работы (импульсной модуляции) генераторов СВЧ используются импульсные модуляторы. Модулирующие видеоимпульсы, вырабатываемые импульсными модуляторами, подаются на анод генератора СВЧ, т. е. осу­ ществляется анодная импульсная модуляция (в случае триодных генераторов СВЧ может осуществляться и сеточная импульсная модуляция, но, вследствие своих недостатков, она применяется редко). Следовательно, импульсный модулятор является источ­ ником анодного питания генератора СВЧ в течение действия модулирующего импульса.

Учитывая сказанное выше, блок-схема импульсного пере­ датчика может быть изображена в следующем виде (рис. 61). Подмодулятор предназначен для управления работой модуля­ тора, являющегося мощным генератором модулирующих импульсов. Запуск передатчика осуществляется от общего для всей радиотехнической станции синхронизатора для согласования во времени работы передатчика с работой других устройств станции.

5 6

ления дальности до цели, улучшается разрешающая способность станции и т. д. Очевидно, что форма импульса передатчика (генератора СВЧ) определяется формой модулирующего импуль­ са. Кроме того- в случае магнетронного генератора СВЧ, как

1.Основные элементы импульсных модуляторов

Вимпульсных передатчиках при большой мощности в импульсе Р„ применяются сравнительно маломощные источники питания. При этом работа происходит следующим образом. Во

—накопитель энергии;

—коммутирующий . прибор, попеременно подключающий накопитель энергии к источнику питания (на время между импульсами) и к генератору СВЧ (на время генерирования

(разомкнутая линия) или катушке индуктивности (замкнутая линия). Применение индуктивных накопителей энергетически невыгодно, поэтому в импульсных модуляторах используются преимущественно емкостные накопители.

Емкостные накопители энергии могут работать в двух ре­ жимах:

57

незначительная часть накопленной им энергии отдается в течение импульса на питание генератора СВЧ.

Поясним эти режимы с помощью упрощенной эквивалентной схемы импульсного модулятора (рис. 62). На этой схеме Сп — накопительный конденсатор, К — ключ (коммутирующий при­ бор), £„ источник питания, Rr — сопротивление генератора

Рис. 62.

СВЧ, R3 — зарядное сопротивление. Режим полного разряда иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 63. Завремя между импульсами ( Т — tu) накопительный конденсатор С„ заря­ жается до напряжения UCma^ E „ . После этого коммутирующий

прибор К замыкается и происходит разряд Сн через Rr. Затем коммутирующий прибор размыкается, и работа повторяется.

Параметры схемы подобраны так, что выполняется соотно­ шение

ьразр ^ Чар-

Как видим, в этом случае форма модулирующего импульса далека от прямоугольной.

58

Модулирующий импульс, по форме более близкий к прямо­ угольной, можно получить в этой схеме (рис. 62), если исполь­ зовать режим .частичного разряда накопительного конденсатора С„. Этот случай иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 64. Здесь коммутирующий прибор замыкается так же, когда напряжение на Си достигнет значения UCmax^ E u, но размыкает­

ся не после полного разряда С„, а по истечении времени tu. Параметры схемы подобраны так, что выполняется соотношение

At хС тр озр *

В этом случае форма модулирующего импульса близка к пря­ моугольной. Вследствие указанного достоинства режим частич­ ного разряда накопительного конденсатора широко используется

Рис. 64.

на практике. Следует указать, что и режим полного разряда также широко используется на практике, но при этом простой емкостной накопитель в виде конденсатора не. может быть применен по рассмотренной нами причине; в качестве накопителя используется разомкнутая искусственная длинная линия, которая одновременно является накопителем и формирующим элементом

здесь определяется временем полного разряда Сн. В таких условиях в качестве коммутирующих приборов могут быть применены ионные приборы (тиратроны, вращающиеся искро­ вые разрядники и т. д.).

При частичном разряде накопителя от коммутирующего при-

.бора требуется работа как на замыкание, так и на размыкание

59

цепи с током (цепи разряда накопителя), так как здесь длитель­ ность импульса определяется временем замыкания указанной цепи. В таких условиях в качестве коммутирующих приборов могут работать только электронные лампы.

2. Схемы импульсных модуляторов с частичным разрядом накопительной емкости

Импульсный модулятор с частичным разрядом накопительной емкости находит широкое применение в передатчиках современ­ ных радиотехнических станций.

Такой модулятор формирует импульсы, форма которых близка к прямоугольной. Коммутирующим элементом здесь является электронная лампа, представляюш.ая собой практически

1.Импульсный модулятор с частичным разрядом накопи­ тельной емкости и шунтирующим нагрузку активным сопротив­ лением.

2.Импульсный модулятор с частичным разрядом накопи­ тельной емкости и шунтирующей нагрузку индуктивностью.

Рассмотрим работу этих схем.

Импульсный модулятор с частичным разрядом накопительной емкости и шунтирующим нагрузку

активным сопротивлением

Напряжение на накопительной емкости ис возрастает до значения UeaaxE „ .

60