Формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву № 562914 (22) Заявлено 07.03.80 (21) 2890401/28-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 28.11.81 (51) М. Кл.э

Н 03 К 5/01

Гееударственнык квмнтет

СССР (53) УДК 621.374..38 (088.8) но делам нэовретеннй и вткрмтий, (72) Авторы изобретения

А. А. Голубков, М. С. Любчанский и кий (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДИОДНЬ(МИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к области имйульсной техники и может быть использовано в технике антенных фазированных решеток с электронным сканированием луча для формирования импульсов управления диодным и фазовра ща тел я ми.

По основному авт. св. № 562914 известен формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями, содержащий ключевые каскады, например, на транзисторах, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего логического тв элемента управления этим каскадом, один из входов каждого логического элемента управления соединен с шиной входного сиг-. нала, эмиттерные цепи каскадов соединены с источником прямого смещения диодов фазовращателей, а коллекторные цепи под- 15 соединены к анодам диодов фазовращателей и через резисторы соединены с источником обратного смещения этих диодов, логический элемент управления запиранием диодных фазовращателей, вход которого соединен. с дополнительной шиной управления; а один выход подключен ко вторым входам логических элементов управления ключевыми каскадами, разделительные диоды и дополнительный ключевой каскад, например, на транзисторе, эмиттер которого соединен с источником обратного смещения диодов фаэовращателя, входная цепь соединена со вторым выходом дополнительного элемента управления запиранисм, а коллекторная цепь через разделительные диоды подключена к анодам диодов фазовращателя.

Для повышения быстродействия в момент смены управляющих сигналов на первых входах логических элементов управления на вторые их входы и вход дополнительного ключевого каскада подается короткий импульс от схемы управления запиранием диодных фазовращателей. При этом все ключевые каскады на укаэанный отрезок времени запираются и через дополнительную ключевую схему, через небольшое внутреннее ее сопротивление, происходит быстрое запирание диодов фазовращателя.

Короткий импульс с укаэанных входов ло-, гических схем управления и дополнительного ключевого каскада снимается и ключевые каскады устанавливаются в состояние соответственное измененным сигналам на входах

884104 логических схем управления ключевыми каскадами (1), Однако указанный формирователь импульсов для упра аления диодными фазовращателями обладает рядом недостатков при использовании в антенных фазированиых решетках с электронным сканированием луча при последовательном его перемещении в пространстве, высоких требованиях по скорости сканирования. и непрерывном излучении высокочастотного сигнала.

В формирователе при перемещении луча, то есть при смене управляющих сигналов на входах логических схем управления ключевыми каскадами управления фазовращателей; все ключевые каскады кратковременно запираются. При этом, луч в заданном направлении не формируется, так как требуемая днаграм ма практически

«разваливается> на время кратковременных переходных процессов. Это приводит, по крайней мере, к двум существенным недостаткам. Неполному использованию энергии высокочастотного сигнала, особенно при частых переключениях ключевых каскадов при высоких скоростях сканирования,. когда время переходных процессов становится соизмеримым с временем излучения высокочастотного сигнала в данном направлении, и к появлению ложной информации (помех) в секторе сканирования, когда во время переходных процессов формируется произволь,ная диаграмма, уровень сигнала которой превышает заданный уровень боковых лепестков.

Вместе с тем, при последовательном сканировании фаза излучаемого сигнала для обеспечения каждого нового перемещения луча в пространстве должна меняться только для небольшого числа излучателей (фазовращателей). Поэтому выключение всех ключевых каскадов управления фазовращателями и, переключение состояний самих фазовращателей в момент смены управляющих сигналов излишне и снижает их коэффициент полезного действия как в связи с затратой дополнительной энергии, так и в силу влияния их переключений на эффективность работы всей системы с электронным сканированием луча при последовательном его перемещении в пространстве.

Целью изобретения является повышение экономичности и сокращение количества переключений при смене входных сигналов формирователя импульсов для управления диодными фазовращателями., Для достижения цели в формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями, содержащий ключевые каскады, например, на транзисторах р-п-р-типа, базовый вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего логического элемента управЛения этим каскадом, один из входов каждого логического элемента соединен с соответствующей шиной входного сигнала, эмиттерные цепи каскадов соединены с источником прямого смещению диодов фазовращателей, а коллекторные цепи подключены к анодам диодов фазовращателей и через резисторы соединены с источником обратного смещения этих диодов, логический элемент управления запиранием диодов фазовращателей, вход которого соединен с дополнительной шиной управления, а один выход подключен ко вторым входам 0 логических элементов управления ключевыми каскадами, разделительные диоды и дополнительный ключевой каскад на транзисторе, например, типа п-р-п, эмиттер которого соединен с источником обратного смещения диодов фазовращателей, базовая цепь сое 5 дннена с вторым вЫходом упомянутого дополнительного элемента управления запиранием, а коллекторная цепь через разделительные диоды подключена к входам диодов фазовращателей, введены элемент ИЛИ, согласующий элемент и формирователи логической операции импликации, вход каждого из которых подключен к соответствующей входной шине, а выходы через последовательно включенные элемент ИЛИ и согласующий элемент соединены со входом

25 логнческого элемента управления запиранием диодных фазовращателей.

На чертеже приведена схема формиро ателя импульсов для управления диодными фазовращателями.

Формирователь имеет первый вход 1 лоза гических элементов 2 управления ключевыми каскадами 3, например; на транзисторах, соединенный с соответствующей шиной входного сигнала. Вторые входы логических элементов 2 управления объединены и подЗ5 ключены к первому выходу логического эле мента 4 управления запиранием диодных фазовращателей. Вход логического элемента 4 соединен с шиной управления. Коллекторные цепи ключевых каскадов 3 подсоединены через резисторы 5 к источнику 6

4о обратного смещения диодов фазовращателей. Разделительные диоды 7 одними электродами подключены к коллекторным цепям ключевых каскадов 3. Вторые электроды диодов 7 объединены и подключены к кол, . лекторной цепи дополнительного ключевого

45 каскада 8. Базовая цепь ключевого каскада

8 подключена ко второму выходу логического элемента 4 управления запиранием диодных фазовращателей, а эмйттерная цепь — к источнику 6 обратного смещения

5О диодов 9 фазовращателя.

Ключевой каскад 3 базовой цепью подключен к выходу логического элемента 2 управления, эмиттерной — к источнику прямого смещения диодов фазовращателя, коллекторной — к первым электродам соответст.

5s вующих диодов фазовращателя, вторые электроды которых подключены к общей, шине источников прямого и обратного сме. щения. этих диодов.

884104

Формула изобретения

Вход каждого логического элемента 2 управления ключевым каскадом 3 соединенный с шиной входного сигнала, подключен к соответствующему формирователю 10 логической операции импликации, выходы их подключены на соответствующие входы элемента ИЛИ 11, выход которого через согласующий элемент 12 соединен со входом логического элемента 4 управления запнранием диодных фазовращателей.

В момент подачи входного упоавляюще.

ro сигнала, логические элементы 2- управления в соответствии со,значениямн сигналов управления либо открывают, либо запирают соответствующие ключевые каскады

3. При этом через диоды 9 фазовращателей через открытые ключевые каскады 3 протекают токи прямого смещения;. обеспечивающие требуемую коммутацию фазы высокочастотного сигнала. При этом время, в течение которого происходит изменение напряжения диодов 9 с прямого.на обратное (запирающее), определяет быстродействие фазовращателя.

Для повышения быстродействия в момент смены управляющих сигналов на . другие входы логических элементов 2 управления и ключевой схемы 8 подается короткий импульс от элемента 4, при этом все ключевые каскады на указанный отрезок времени запираются и через небольшое внутреннее сопротивление ключевой схемы 8 происходит быстрое запирание диодов 9. После этого короткий импульс элементов 2 и 8 снимается и ключевые каскады 3 устанавливаются в состояние, соответствующее поданным измененным входным сигналом.

В предлагаемом устройстве для повыше-. ния экономичности работы формирователя импульсов для управления диодными фа.зовращателями и уменьшения количества их переключений в момент смены управляющих сигналов на входах 1 всех логических элементов 2 управления ключевыми каскадами 3 фазовращателя, управляющий сигнал, который подается на вход логического элемента 4 управления запиранием диодных фазовращателей через элементы 11 и 12, формируется формирователями 10, причем только в том случае, если по. какому-либо, хотя бы одному входу 1 логических схем 2 управления, входной сигнал переводит соответствующий ключевой каскад 3 из открытого состояния в закрытое (реализация операции импликации). Возможность такого управления вытекает из того, что только для этого случая и требуется запирание диодов 9 фазовращателя для повышения быстродействия работы формирователя.

В случае, если входной сигнал на входах

1 элементов 2 остался без изменения, формирование сигнала управления запиранием на элемент 4 становится излишним, равно если соответствующие каскады 4 управления фазовращателями были выключены, а при смене входного сигнала их надо включить, то есть, в этих двух случаях быстродействие всей схемы формирователя импульсов будет определяться только временем смены входных сигналов и временем установления открытого состояния диодов 9 фазовращателя.

Если же один из ключевых каскадов 3 вы ключ нть, то для получения требуемого быстродействия формирователи 10 сформируют сигнал управления на элемент 4, который обеспечит запирание всех ключевых каскадов 3 фазовращателя, а после снятия сигнала запирания ключевые каскады 3 установятся в состояние, соответствующее входным сигналам.

В качестве формирователя 10 могут быть использованы различные типы схем, например, переключающие (триггерные) схемы, срабатывающие по положительному (отрицательному) фронту импульса, схемы задержки и совпадения по фронтам импульсов и т. п. Формирование требуемой длительности короткого импульса в каждом формирователе IO может быть индивидуальным.

Предложенный формирователь импуль сов обеспечивает существенно меньшее число срабатываний (переключеиий) ключевых каскадов 3. Это не только повышает. экономичность са м их фазовращателей, но и существенно улучшает работу всей системы электронного управления лучом, в котоЗО рой используется предлагаемый . формирователь, так как любое переключение фазоspamaòåëÿ (в момент переходных процессов) приводит к потере полезной мощности передаваемого сигнала, а также к повышению уровня помех в секторе сканирования.

35 Поэтому в системах с последовательным пе. ремещением луча в секторе сканирования, когда фаза сигнала при каждом перемещении луча меняется у незначительного числа излучателей (фазовращателей) и при

4О высоких требованиях по скорости сканирования, возможность обеспечения переключения только небольшого числа фазовращателей позволяет существенно повысить эффективность работы всей системы сканирования.

is Таким образом, предлагаемый формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями обеспечивает высокую экономичность работы и сокращение количества переключений при смене входных сигналов управления.

Формирователь импульсов для управления днодными фазовращателями по авт. св. № 562914, отличающийся тем, что, с целью повышения его экономичности и сокращения количества переключений йри сме884104

Составитель Л. Колосков

Редактор Н. Джуган Телред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10254 84 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r Ужгород, ул. Проектная, 4 не входных сигналов, в него введены элемент ИЛИ, согласующий элемент и формирователи логической операции импликации, вход каждого из которых подключен к соответствующей входной шине, выходы через последовательно включенные элемент ИЛИ и согласующий элемент соединены со входом логического элемента управления запиранием диодных фазовращателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР № 562914, кл. Н 03 К 5/01, 1975.