Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

модулятора, а также для отключения импульсов запуска при перестройке рабочей частоты передатчика и кратковременном выключении генератора в прерывистом режиме работы.

Обобщенная структуфиая схема передающей системы приведена на рис. 5.3.

изп устооистбо запуска

Модуттор

>

Ленеоаглор

отспа

от ЙПЧ, СПЗ

Рис. 5.3.

Нужная последовательность включения, контроль и управление работой передатчика, защита передающей системы от аварийных ситуаций, а также защита личного состава от поражения электрическим током возлагаются на систему управления и контроля.

5.2.3. Краткий анализ элементов, применяемых в передающей системе

В однокаскадных передающих системах в качестве мощного автогенератора в сантиметровом диапазоне могут применяться ЛБВ, ЛОВ, квантовые генераторы, платинотроны в режиме стабилотрона, магнетроны и другие приборы.

Основные характеристики этих приборов и усилителей мощности приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.}

Тип прибора

Зависимость частоты и фазы от тока и напряжения

S 2 ™ о §о S « " "

Долговечность

Усиление

Магнетрон

Стабилот-рон

Амплитрон Клистрон ЛБВ

Генераторы = 0,001 -0,003 у

- 0,0004

f -"--I

Усилители мощности

10-115% 5-10%

10О0 ч

10О0 ч

A-j - 0,001 у (град) А- = 0.09 (град) Д? = 0,12 (град)

7-10% 3-12% 10-20%

1С0О ч

3000 -

- 5000 ч 30W -

- 5О0Ю ч

0,30,6 0,4-0,7

0,7-0,9 0,3-0,5 0,1-0,2

8-ЮдБ 30-80 дБ 20-30 дБ



ЛБВ и ЛОВ имеют невысокий КПД и значительные габариты. Квантовые генераторы сантиметрового диапазона громоздки, обладают низким КПД и малой выходной мощностью и поэтому не находят применения в РЛС РПК.

Платинотроны в режиме стабилотрона имеют высокий КПД, хорошую стабильность частоты, небольшие габариты. Вместе с тем, для нормальной работы стабилотрона необходимо иметь высокодобротный резонатор, фазовращатель, специальную поглощающую нагрузку, дополнительную неоднородность в волно-водном тракте, что усложняет процесс перестройки прибора на новые рабочие частоты, а также затрудняет изготовление и эксплуатацию передающей системы.

Наибольшее распространение в передающих системах РЛС РПК получил магнетрон. Этот прибор имеет небольшие габариты и способен отдавать мощность в импульсе более мегаватта при коэффициенте полезного действия 50-70%. Диапазон перестройки магнетронных генераторов может составлять 10-12%. Современные магнетроны для РЛС РПК выполняются в виде моноблока с постоянным магнитом, что значительно упрощает процесс эксплуатации передатчика. Для обеспечения нужной стабильности частоты магнетрона принимают меры к стабилизации питающих напряжений и параметров модулирующих импульсов, а также создают хорошую развязку выхода магнетрона и его нагрузки.

Другим важным элементом передающей системы является модулятор. От характеристик модулятора в значительной мере зависит излучаемая мощность, форма и стабильность параметров зондирующих импульсов. В состав импульсного модулятора входят накопитель энергии и коммутатор (ключ).

Различают модуляторы с емкостными и индуктивными накопителями. Индуктивные накопители в РЛС РПК не применяются вследствие низкого КПД цепи заряда (до 50"/о) и плохой формы импульса.

В качестве коммутаторов в РЛС РПК могут применяться вакуумные лампы, газонаполненные приборы - тиратроны и тригатроны, а также нелинейные индуктивности. Вакуумные лампы называют «жесткими», а остальные из перечисленных - «мягкими» коммутаторами.

«Жесткие» коммутаторы применяются в модуляторах с частичным разрядом накопителя. Форма и длительность импульсов в них зависит от параметров импульсов, выработанных в устройстве запуска (подмодуляторе). «Жесткие» коммутаторы имеют большое внутреннее сопротивление ламп, что снижает их КПД. Кроме того, лампы требуют больших напряжений запирания. По этим причинам «жесткие» коммутаторы в РЛС РПК в последнее время не применяются.

В «мягких» коммутаторах можно управлять только начало.



процесса разряда. Начавшийся процесс может быть прерван лишь в результате полного разряда накопителя. Длительность и форма модулирующих импульсов зависят только от параметров цепи разряда. Одним из таких модуляторов с полным разрядОх\г накопителя, получивших распространение в последнее время, является магнитный модулятор. В нем в качестве накопителя используется емкость, а в качестве коммутатора - нелинейная индуктивность. Главное достоинство таких модуляторов - высокая надежность, так как в них не применяются электровакуумные приборы.

Однако для получения достаточно короткого модулирующего импульса требуется несколько каскадов, что значительно увеличивает вес и габариты модулятора. Кроме того, магнитные модуляторы переменного тока имеют крайне ограниченные возможности по плавному изменению частоты повторения импульсов и не могут синхронизироваться импульсами СИД.

Магнитные модуляторы постоянного тока требуют применения электровакуумных приборов, что фактически сводит их достоинства по надежности на нет.

Наибольшее распространение в РЛС РПК нашли модуляторы с полным разрядом накопителя, в которых ключом является водородный тиратрон, а в качестве накопителя используется искусственная длинная линия (формирующая линия), которая определяет длительность модулирующего импульса. К форме и длительности поджигающих импульсов, которые формируются в подмодуляторе, жесткие требования не предъявляются, что упрощает конструкцию подмодулятора. Коэффициент полезного действия такого модулятора при резонансном заряде формирующей линии может достигать 95%-

Применение водородных тиратронов в качестве коммутатора позволяет получить высокую точность коммутации (время ионизации до 0,02 мкс) при высоких частотах следования импульсов. Тиратрон имеет также достаточно большой срок службы - несколько сот часов. Основным недостатком тиратронов является невозможность их работы при высоком анодном напряжении (более 16 кВ), что требует применения зачастую повышающего импульсного трансформатора.

Рассмотрим несколько подробнее некоторые особенности модуляторов с полным разрядом накопителя, применяемых в РЛС РПК. Как уже отмечалось, в целях повышения КПД модуляторов используется резонансный заряд линии. При этом заряд осуществляется через специальный зарядный дроссель, который совместно с линией формирования в период между импульсами запуска образует последовательный колебательный контур. В этом случае напряжение на линии в период между импульсами будет изменяться по закону (без учета потерь):

«л = £ (1 - cos Шо t),





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98