Устройство для импульсной модуляции свч-усилителя

 

Устройство для импульсной модуляции СВЧ-усилителей используется в передающих устройствах СВЧ-радиолокационных систем, Устройство содержит 1 генератор пусковых импульсов, 1 подмодулятор 2, 1 модулятор 3,1 источник питания 4, 1 нагрузку в виде СВЧ-усилителя 5, 1 возбудитель б, 1 генератор побочной частоты 7, 1 переключатель каналов 8 и 1 полосовой фильтр 9, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855752/21 (22) 30.07.90 (46) 23.08.93. Бюл. ¹ 31 (71) Отделение новых физических проблем

Института проблем материаловедения

АН УССР (72) А.М.Гладкий, В,П.Осадченко и Я.В.Доминюк (56) Патент Японии

N 5850445, кл, Н 03 К 3/58, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1320879, кл. Н 03 КЗ/53, 1985, „„. ) „„1835599 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ СВЧ-УСИЛИТЕЛЯ (57) Устройство для импульсной модуляции

СВЧ-усилителей используется в передающих устройствах СВЧ-радиолокационных систем, Устройство содержит 1 генератор пусковых импульсов, 1 подмодулятор 2, 1. модулятор 3, 1 источник питания 4, 1 нагрузку в виде СВЧ-усилителя 5, 1 возбудитель 6, 1 генератор побочной частоты 7, 1 переключатель каналов 8 и 1 полосовой фильтр

9,3 ил.

1835599

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в передающих устройствах СВЧ-радиолокационных систем.

Цель изобретения — расширение диапазона длительностей радиоимпульсов и частот их повторения.

На фиг. t изображена блок-схема устройства для импульсной модуляции СВЧусилителя; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3— амплитудно-частотная характеристика

СВЧ-усилителя и взаимное расположение частот сигналов, используемых при работе устройства.

Устройство для импульсной модуляции

СВЧ-усилителей содержит генератор пусковых импульсов 1, подмодулятор 2, модулятор 3, источник питания 4 и нагрузку s виде

СВЧ-усилителя 5, возбудитель 6, генератор побочной частоты 7, переключатель каналов

8 и полосовой фильтр 9, причем первый вход переключателя каналов 8 соединен с выходом возбудителя б, второй вход — с выходом генератора побочной частоты 7, а управляющий вход — с первым выходом генератора пусковых импульсов 1, а выход соединен с входом СВЧ-усилителя 5, выход которого соединен с входом полосового фильтра 9, выход которого подключен к выходу устройства, второй вход генератора пусковых импульсов 1 соединен через подмодулятор 2 с управляющим входом модулятора 3, первый вход которого подключен к точке соединения входа СВЧ-усилителя 5 с отрицательным полюсом источника питания 4, положительный полюс которого подключен ко второму входу модулятора.

Устройство для импульсной модуляции

СВЧ-усилителей работает следующим образом.

СВЧ-сигналы от возбудителя 6 и генератора побочной частоты 7, работающих s непрерывном режиме, подводятся к входам переключателя каналов 8. Импульсы с nepeoto выхода генератора пусковых импульсов 1 поступают на вход подмодулятора 2. а импульсы с второго выхода нэ вход управления переключателя каналов 8, Формирование рэдиоимпульсов в устройстве осуществляется с помощью модулятора 3 и переключателя каналов 8 пачками, причем длительность Тл и количество пачек формируется с помощвю модулятора 3, э длительность т и частота повторения радиоимпульсов в пачке — с помощью переключателя каналов 8 в следующем порядке.

flo сигналу генератора пусковых импульсов

1 подмодулятор 2 формирует импульс, рав5

55 ный длительности пачки Тп, который подводится к входу модулятора 3. Импульсный сигнал с выхода модулятора 3 поступает на вход управления током СВЧ-усилителя 5 (первый анод, сетку или коллектор в зависимости от используемого типа СВЧ-усилителя) и приводит его в режим усиления входного сигнала, Одновременно, по сигналу генератора пусковых импульсов 1 переключатель каналов 8 устанавливается в первое положение и с его выхода нэ вход

СВЧ-усилителя 5 подается сигнал возбудителя 6, С выхода СВЧ-усилителя 5 усиленный радиоимпульс рабочей частоты длительностью тр, через полосовой фильтр

9 поступает на выход устройства, По истечении радиоимпульса рабочей частоты по еигналу генератора пусковых импульсов 1 переключатель каналов 8 переводится во второе положение, при котором с выхода . переключателя каналов 8 на вход СВЧ-усилителя 5 поступает сигнал от генератора побочной частоты 7. Поскольку частота этого сигнала лежит вне полосы рабочих частот

СВЧ-усилителя 5. то радиоимпульсы побочной частоты поступают на выход практически без усиления и отфильтровываются далее полосовым фильтром 9, Следующий рэдиоимпульс рабочей частоты формируется по сигналу генератора пусковых импульсов I, поступающему на вход управления переключателя каналов 8 и устанавливающему его в положение, когда на вход СВЧ-усилителя снова подается сигнал от возбудителя 6. По окончании длительности пачки Тп напряжение на первом выходе генератора пусковых импульсов

1 и выходе подмодулятора 2 становятся равными нулю и модулятор 3 переводит СВЧусилитель в режим молчания, при котором ток катода и высокочастотный сигнал на выходе отсутствуют. Формирование следующей пачки радиоимпульсов происходит в той же последовательности. Таким образом на вход СВЧ-усилителя поступают группы чередующихся СВЧ радиоимпульсов рабочей и побочной частоты. Подача побочного сигнала в паузах между рабочими радиоимпульсами позволяет снизить уровень шумов примерно на 40 дБ/Гц, При работе с входным сигналом на побочной частоте, превышающей верхнкхю точку рабочего диапазона ЛБВ на 800 мГц, уровень шума в рабочей полосе не превышает — 140 дБ/Гц.

Уровень побочной частоты на выходе фильтра 9 составляет — 80 дБ.

Устройство позволяет значительно расширить динамический диапазон длительностей формируемых радиоимпульсов и

1835599 частот их повторения, которые ограничиваются лишь скоростью срабатывания переключателя каналов. Скорость переключения современных р-I-n диодов составляет единицы-десятки наносекунд. Поэтому мини- 5 мальная длительность импульсов, вычисленная как сумма длительностей переднего и заднего фронтов, взятых по уровню

0,5, а также минимальный период следования радиоимпульсов могут быть уменьшены 10 до значений 10-20 нс, Кроме того, при использовании в устройстве СВЧ-усилителя с анодной модуляцией обеспечивается значительный энергетический выигрыш. Например. при 15 частотах повторения радиоимпульсов в пачке 300 кГц, пачек радиоимпульсов 10 кГц. напряжении коллектора 20 к В и токе 200 мА, емкости 150 пФ энергетические затраты на перезаряд паразитных емкостей достигают 20

1,5 кВт, При использовании устройства паразитная емкость заряжается и разряжается лишь в начале и конце пачки. С учетом потерь на усиление побочного сигнала, которые составляют = 0,33 кВт, энергетиче- 25 ские потери снижаются более, чем на 1 кВт.

При использовании СВЧ-усилителя с сеточной модуляцией за счет протекания тока в паузах между радиоимпульсами, уменьшается время нахождения СВЧ-уси- 30 лителя в бестоковом состоянии под высоким напряжением и значительно уменьшается количество пробоев, что увеличивает срок службы СВЧ-усилителя и надежность устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для импульсной модуляции

СВЧ-усилителя. содержащее генератор пусковых импульсов, подмодулятор, модулятор, источник питания и нагрузку, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона частот повторения и длительностей радиоимпульсов, в него введены генератор, побочной частоты, полосовой фильтр, переключатель каналов и возбудитель. а нагрузка выполнена в виде

СВЧ-усилителя, причем первый вход переключателя каналов соединен с выходом возбудителя, второй вход — е выходом генератора побочной частоты, управляющий вход — с первым выходом генератора пусковых импульсов, а выход — с входом СВЧусилителя, выход которого соединен с входом nonocoaoro фильтра, выход которого подключен к выходу устройства, второй выход генератора пусковых импульсов соединен через подмодулятор с управляющим входом модулятора. первый вход которого подключен к точке соединения входа СВЧусилителя с отрицательным полюсом источника питания, положительный полюс которого подключен к второму входу модулятора.

1835599 и т льс... Амоде

7оОg Д. 7 улбсь! НО упдОЬрющ рр Add8 переключателя -ой о.в6 g

$1 ) I

Р03иоиюпуль гь! рао ожв гастон в оде СЬч-уснлигела .5

Ъ

fthm

Л5 Л 6 У.7 Л8.,Щ

Корректор М. Дйдрушенко

Редактор

Заказ 2985 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

100 во ! бО

ЯО

>20 юо

Фl у ",э "6/ 7 А>у Ол гас?о о 8 оде - - . - усил . етая»

РОд сии". .-,; ОасОИю 20c797б

r ю вывоза ыгроиств р

52 33 X4

Фиг. 3

Составитель А. Гладкий

Техред М,Моргентэл .