Файл: Терсин, В. Я. Радиоэлектроника и радиотехнические измерения учебник для школ техников ВМФ.pdf

щается луч по экрану при изменении напряжения на от­ клоняющих пластинах на 1 В:

мм/В,

где h—: полное отклонение луча;

и— напряжение на пластинах, вызывающее это отклонение.

Длительность послесвечения х — это время, в тече­ ние которого экран высвечивается после возбуждения люминофора. Послесвечение трубки т< 10~ 3 с — короткое, х—1 0 ~3 -т- 1 (Н с — среднее, т>10~' с — длительное.

§ 3. Электронно-лучевые трубки с магнитным управлением

В электронно-лучевых трубках с магнитным управ­ лением фокусировка электронного луча и управление им

1

Я р н о ст ь

6

Рис. 13.5. Электронно-лучевая трубка с магнитным управлением:

а — устройство; б — схема включения

осуществляются магнитными полями, создаваемыми специальными фокусирующей и отклоняющей системами.

На рис. 13.5 изображены трубка с магнитным управ­ лением и схема ее питания. В ней электронный поток создается электронной пушкой, но в отличие от трубки

190

с электростатическим управлением отсутствует второй анод. Роль второго анода выполняет аквадаг, и оба ано­ да являются ускоряющими.

Фокусирующая катушка 4 надевается на горловину трубки 3 и питается постоянным током. Внутри трубки она создает магнитное поле, которое отклоняет траек­ торию электронов к оси трубки, фокусируя луч. Изме­ няя ток в катушке, можно перемещать фокус, добиваясь его совмещения с экраном.

Отклоняющая система 5 состоит из двух взаимно перпендикулярных катушек в одном кожухе, располо­ женных снаружи трубки на ее горловине впереди фоку­

Направление силы F определяется по правилу левой

руки.

Фокусирующая катушка создает в ЭЛТ неоднород­ ное магнитное поле, которое взаимодействует с потоком электронов (рис. 13.6). Для увеличения неоднородности поля во внутренней стенке стального каркаса катушки сделан узкий зазор 3, благодаря чему магнитное поле проникает в катушку лишь в месте зазора.

Расходящийся поток электронов попадает в сферу действия магнитного поля фокусирующей катушки. Электроны, летящие вдоль оси трубки, не пересекают магнитных силовых линий (а = 0), и поле на них не воз­ действует. Электроны, отклонившиеся от оси, продол­ жая поступательное движение вдоль трубки со скоро­ стью v, будут подвергнуты воздействию электромагнит­

ной силы/7, действующей в плоскости, перпендикулярной к оси трубки. Благодаря этому они получают вращатель­ ное движение вокруг оси трубки. Поэтому траектории этих электронов примут вид спиралей, вытянутых по

191

длине (рис. 13.6,а). Закручивающее действие магнит­ ного поля на электрон зависит от напряженности маг­ нитного поля. _

Напряженность магнитного поля Н можно разло­ жить в каждой точке поля на две составляющие: осе­ вую Hz, направленную вдоль оси трубки, и радиальную

Рис. 13.6. Схематическое изображение принципа магнитной фокусировки луча

Hr, лежащую в плоскости, перпендикулярной к оси. Ве­ личины составляющих в разных точках неоднородного поля будут различными, что видно из рис. 13.6, б. В за­ висимости от величины составляющих фокусирующее магнитное поле можно условно разделить на три области.

В первой области, в которую влетает электрон, фо­ кусирующее поле имеет значительную радиальную со­ ставляющую. Если осевой составляющей поля пренеб­ речь, то в результате взаимодействия летящего электро­

192

на с радиальной составляющей поля на него будет дей­ ствовать закручивающая сила

F = —ev0Hr,

где v0— скорость движения электрона по окружности. Под влиянием этой силы электроны получают боко­

вое отклонение траектории и во вторую область фоку­ сирующего поля влетают, имея боковую составляющую скорости.

Во второй области Hz~^>Hr, поэтому можно считать, что в ней существует только осевая составляющая на­ пряженности магнитного поля. Взаимодействие боковой составляющей скорости с осевой составляющей поля приводит к появлению силы, прижимающей электроны к оси, т. е. к появлению радиальной составляющей ско­ рости, направленной к оси трубки. Осевая составляю­ щая скорости в этой области не создает отклоняющей силы (осевая составляющая скорости электрона парал­ лельна осевой составляющей магнитного поля Нг).

В третьей области магнитное поле вновь имеет зна­

чительную радиальную составляющую Нт, однако на­ правление ее противоположно. Поэтому в третьей обла­ сти сила, действующая на электрон в боковом направ­ лении, будет направлена противоположно боковой силе, действующей на электрон в первой области. В резуль­ тате этого боковая составляющая скорости, полученная электроном в первой области, будет гаситься боковой скоростью, полученной в третьей области. Радиальная составляющая скорости электрона, направленная к оси, остается в третьей области неизменной.

Таким образом, при изменении тока в фокусирующей катушке изменяется радиальная составляющая скорости электронов, а следовательно, и фокусное расстояние электронной линзы.

На рис. 13.7 показаны отклоняющие катушки и их расположение в плоскости, перпендикулярной к оси труб­ ки. Ток, протекающий через вертикально расположен­ ные катушки, создает вертикальное магнитное поле Я ь которое перемещает луч в горизонтальной плоскости. Горизонтально расположенные катушки создают магнит­ ное поле Н2, вызывающее вертикальное перемещение луча. В горизонтальном направлении луч перемещается

193

клоняющие магнитные поля пропорциональны токам в соответствующих катушках, поэтому отклонение луча от центра экрана трубки пропорционально току в от­ клоняющих катушках.

Отклоняющие катушки имеют многовитковые обмот­ ки, соединенные последовательно по парам (рис. 13.7, в). Они наматываются на кольцевой (рис. 13.7, а) или квад­ ратный сердечник (рис. 13.7, б) на противоположные

Рис. 13.7. Отклоняющие катушки с железным сердечником

стержни так, чтобы магнитные поля обмоток одной пары имели встречное направление и замыкались через гор­ ловину трубки.

Таким образом, магнитные потоки в сердечнике от­ клоняющей системы направлены навстречу друг другу, а потоки рассеяния, пронизывающие горловину трубки, складываются, так как действуют в одном направлении. Для того чтобы магнитные поля отклоняющих катушек были однородными и трубка имела бы постоянную чув­ ствительность при перемещении луча, обмотка наматы­ вается неравномерно (число витков увеличивается от середины к краям).

Чувствительность трубок с магнитным управлениемопределяется как перемещение луча по экрану в милли­ метрах, вызванное магнитным потоком одного ампервитка:

194

§4. Формирование разверток и методы индикации

Вэлектронно-лучевых индикаторах используется ам­ плитудная или яркостная индикация целей. Основные виды разверток показаны на рис. 13.8. Амплитудная ин­ дикация применяется в индикаторах на трубках с элек­ тростатическим управлением. Для этого на горизонталь­ но отклоняющие пластины по­ дается напряжение развертки, развертывающее луч по оси измеряемого параметра (на­ пример, по оси времени для определения дальности), а на вертикально отклоняющие пла­ стины -сигналы с выхода при­ емника. При этом получается амплитудная отметка сигнала цели. ЭЛТ с магнитным управ­ лением для этого не приме­ няется из-за узкой полосы пропускания отклоняющей ка­ тушки.

Яркостная индикация, как правило, применяется в инди­ каторах на трубках с магнит­ ным управлением. Для этого

сигналы от приемника подают на управляющий электрод и модулируют луч по яркости. При этом получается яркост­ ная отметка цели, которая благодаря большой длительно­

сти послесвечения экрана не исчезает за время паузы между сигналами цели с приемника. Яркостная отметка

ционное изображение местности и иметь наглядное представление о надводной и воздушной обстановке.

Амплитудная отметка цели используется в одномер­

195

Радиально-круговая развертка в индикаторах круго­ вого обзора (ИКО) позволяет одновременно определять две координаты: дальность и пеленг любой из обнару­ женных целей. Благодаря этому ИКО является основ­ ным типом индикаторов в станциях обнаружения, целе­ указания и разведки.

Электронный луч движется от центра экрана трубки по радиусу, образуя линейную временную развертку дальности. Вместе с тем радиальная развертка вращает­ ся синхронно с антенной РЛС вокруг центра экрана, об­ разуя круговую развертку по пеленгу. В любой момент времени линия развертки на экране индикатора соответ­ ствует направлению оси антенны в горизонтальной пло­ скости. На ИКО измеряются координаты целей в поляр­ ной системе.

РЛС с индикатором кругового обзора должна иметь антенну с такой характеристикой направленности и вра­ щающуюся с такой угловой скоростью, чтобы за время, равное времени послесвечения, можно было облучить все цели, находящиеся в зоне обнаружения. Только тогда на экране индикатора можно одновременно видеть все цели.

Поэтому станции наблюдения имеют широкую в вер­ тикальной плоскости характеристику направленности и полный обзор пространства осуществляют за один оборот антенны. Так как длительность послесвечения экрана ЭЛТ приблизительно равна времени одного обо­ рота антенны, то отраженные от целей сигналы видны на ИКО непрерывно и при каждом обороте антенны об­ становка обновляется в соответствии с изменением ко­ ординат целей (яркостная отметка цели движется по экрану в соответствии с изменением дальности ■пе­ ленга).

Частота вращения антенны (развертки) обычно на­ ходится в пределах 5—30 об/мин. Поэтому яркостная отметка целей имеет вид светящихся дужек. Расстояние от центра экрана до дужки указывает дальность до цели, а угловое положение середины Дужки относитель­ но «севера» — пеленг на цель, а если относительно «но­ са», то курсовой угол на цель. Берег на ИКО засвечи­ вается с четко выраженной береговой чертой. Точность определения координат целей существенно зависит от разрешающей способности индикатора.

196

прием ника

Рис. 13.9. Структурная схема индикатора кругового обзора с неподвижной отклоняющей системой