Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

чем меньше длительностьимпульса тП. На практике форма им­ пульса считается хорошей при Аи 0,01 «макс.

Величина накопительной емкости модулятора должна быть тем большей, чем более прямоугольной желательна форма им­

пульса.

Модуляторы с режимом частичного разряда накопительной емкости позволяют сравнительно просто изменять длительность

,п

импульсов и получать весьма малые интервалы между ними (доли микросекунды). В таких модуляторах в качестве комму­ таторов используют электронные модуляторные лампы. В них начало и конец импульса устанавливаются управляющими им­ пульсами напряжения, подводимыми к сетке коммутирующей лампы от подмодулятора.

Рис. 210. Схема модулятора к магнетронному генератору с режимом частичного разряда нако­ пительной емкости ■

Для увеличения пропускаемых токов применяется парал­ лельное включение нескольких модуляторных ламп..

На рис. 210 изображена схема модулятора с режимом частичного разряда накопительной емкости при модуляции маг­ нетронного генератора. К сетке коммутаторной лампы Л от подмодулятора подводятся управляющие импульсы напряже­

215

ния, которые отпирают лампу на время -си, и конденсатор С разряжается на магнетрон. В паузах между управляющими импульсами коммутаторная лампа заперта отрицательным на­ пряжением смещения —Ес и конденсатор С заряжается. Так как величина постоянной времени разрядной цепи (при откры­ той лампе) мала, то передний фронт импульса (рис. 2Ш) полу­ чается достаточно крутым. Задний фронт импульса сильно рас­ тягивается, так как в момент запирания коммутаторной лампы паразитная емкость С0 заряжена и магнетрон генерирует до ее

Рис. 211. Обострение заднего фрЬнта импульса с помощью зарядного дрос­ селя и диода

разряда. Внутреннее сопротивление магнетрона Rr значительно больше сопротивления открытой коммутаторной лампы, поэтому длительность заднего фронта импульса может стать даже больше длительности самого импульса (рис. 211, кривая /). Чтобы задний фронт импульса не растягивался, параллельно магнетрону подключают дроссель Др. Вместе с паразитной ем­

крутизна заднего фронта импульса резко увеличивается, но воз­ никает генерация магнетрона в паузе при положительном полупериоде напряжения колебаний разряда {U—ts). Для устране­ ния этой генерации включается демпфирующий диод Д. В мо­

ные модуляторы) широко используются в современных пере­ датчиках радиолокационных станций. Они отличаются ком­ пактностью, высоким к. п. д. и дают возможность получать им­ пульсы весьма большой мощности с формой, мало отличаю­ щейся от прямоугольной.

Известно, что при разряде длинной линии на нагрузочное сопротивление, равное ее волновому сопротивлению, на наг­ рузке формируется прямоугольный импульс, длительность кото­

216

рого зависит от длины линии и скорости распространения элек­ тромагнитной волны вдоль линии.

Принципиальная схема линейного модулятора показана на рис. 2Г2. Заряд искусственной линии производится от источника постоянного тока через зарядный дроссель. Величина, индук­ тивности зарядного дросселя L3aр подбирается так, чтобы вместе с емкостью линии Сл она составляла последовательный колеба­ тельный контур.

Диаграммы изменения зарядного напряжения на линии ИЛ и зарядного тока г'зар, сдвинутые по фазе на четверть периода, показаны на рис. 213, а. Когда напряжение на линии прибли-

Рис. 212. Схема импульсного модулятора с колебательным зарядом й тиратроном в ка­ честве коммутатора

зительно достигает напряжения источника питания, в индуктив­ ности L3ap запасается энергия. Эта энергия поддерживает даль­ нейшее протекание тока заряда в течение следующей четверти

менит своего направления. Наличие зарядного диода Д\ не позволяет линии, заряженной до « см аке, разряжаться через источник питания. Это напряжение .будет сохраняться на линии

угольный импульс напряжения с амплитудой, равной 0,5 «0 макс. Длительность этого импульса определяется параметрами линии.

Для повышения напряжения, подводимого в импульсе к маг­ нетрону М, в схему включают импульсный трансформатор ИТ.

217

Цепочка RC обеспечивает согласование выхода модулятора в момент возникновения напряжения на первичной обмотке ИТ, когда магнетрон еще не генерирует.

В линейных импульсных модуляторах в качестве коммута­ торов почти исключительно применяются водородные тира­ троны. Они обеспечивают коммутирование модулирующих им­ пульсов до мощностей нескольких мегаватт при токах в не­ сколько сот ампер и напря­

жении более 10 кВ.

Зажигание водородных ти­ ратронов производится импуль­ сами сравнительно малой мощ­ ности с амплитудой напряже-

ВА

а

а

СО

L L '

ния около 200—700 В. Потери не превышают 1—2% мощности коммутирующих импульсов. Хотя водородные тиратроны и усту­ пают электронным лампам в инерционности вследствие ионного характера процесса в них, однако они способны коммутировать импульсы малой длительности, в несколько десятых микро­ секунды, с частотой следования до 5000 импульсов в секунду.

М а г н и т н ы е м о д у л я т о р ы находят все большее приме­ нение в современных радиолокационных передатчиках с ем­ костным накопителем. В качестве коммутатора в них исполь­ зуются дроссели из специального ферромагнитного материала типа никелевых сплавов. В таких сердечниках при намагничи­ вании в очень больших пределах могут изменяться величины магнитной проницаемости р. Гистерезисная петля подобных ма­ териалов очень узкая и может быть идеализирована в виде ломаной 1—1'—0—2'—2 (рис. 214). Насыщение сердечника на­ ступает на участках 1— Г (—В Нас)- и 2'—2 ( + 5 Нас). На этих

218

участках величины магнитной проницаемости —рпас и + циае очень малы. На участке 1'—2', когда сердечник в ненасыщенном состоянии, [л увеличивается в тысячи раз.

довательно, индуктивное сопротивление дросселя получается очень большим, когда сердечник не насыщен, и малым при его насыщении. Эта зависимость и позволила использовать дрос­ сель как коммутатор в импульсных модуляторах. Для замыка­

Если приложить к этому дросселю переменное синусоидальное напряжение достаточной амплитуды, ток в цепи будет иметь вид импульсов. Максимальное значение тока при этом отстает по фазе на четверть периода от максимального значения напря­ жения, так как магнитная индукция В принимает максималь­ ные значения и обеспечивает насыщение именно в те моменты, когда синусоидальное напряжение на дросселе меняет свой знак. Импульсный характер тока объясняется резким умень­ шением сопротивления дросселя в момент насыщения.

На рис. 2il5 показана простейшая схема магнитного модуля­ тора с емкостным накопителем энергии. В схеме используется резонансный заряд накопительного конденсатора С от источника переменного тока. По обмотке подмагничивания LM пропу­ скается небольшой постоянный ток, смещающий рабочую точку кривой намагничивания в положение 1, и сердечник дросселя в исходном положении (t=0) оказывается отрицательно насы­ щенным. При этом за период питающего тока насыщение сер­ дечника и, следовательно, замыкание коммутатора будут про­

Через первичную обмотку ИТ напряжение ис приложено к дрос­ селю L], В результате при заряде конденсатора по коммути­ рующему дросселю L] протекает ток, который изменяет индук­ цию в сердечнике (рис. 216, в). Рабочая точка на кривой намаг­ ничивания первоначально перемещается вверх, к точке 2', и сопротивление дросселя увеличивается. При переходе напря­ жения «с через нулевое значение индукция сердечника стано­ вится максимальной. Индукция Вмяке должна быть меньше -t-В нас, иначе сердечник окажется насыщенным преждевре­ менно, когда накопитель С не имеет достаточного запаса энер­ гии. В дальнейшем индукция В в сердечнике уменьшается, так как напряжение на конденсаторе ис нарастает в отрицательную сторбну. К концу периода (t= T ) конденсатор С оказывается полностью заряженным, а рабочая точка на кривой намагни­ чивания займет исходное положение 1'. В этот момент индук-

219