Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.99 Mб
Скачать

- 100 -

Рис. 4.20

а)

1 А

 

А

 

 

S)

t| l|

~~|

1

1 г

<

 

!

I

 

r j!

1

1

1

 

 

1

L

I

/

В)

1к

1

А

1 .

р

 

jr—

f

Рис. 4.21

Ряс. 4.22

 

 

 

 

 

 

 

- IOI -

 

 

 

 

 

 

 

 

жена на рис. 4.22.

На вход схемы подводится периодическая

после­

довательность импульсов положительной полярности.

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим напряжение и токи в цепях мультивибратора,

когда на

его вход импульсы не подаются. В этом случае

схема находится

в

состоянии устойчивого равновесия при условии, что лампа

 

 

зепер-

та, а лампа Л2 отперта,

так как на ее сетке

существует

небольшое

положительное напряжение.

Сеточный ток этой лампы проходит

 

от

плюса

источника

через

сопротивление

R n S

»

участок

сетка-катод

лампы,

сопротивление R K

и на минус источника.

 

 

 

 

 

 

Сопротивление

R ^ 2

выбирается очень большим ( i-З

Мои),

сопро­

тивление

R K -

порядка

нескольких килоомов,

сопротивление

участка

сетка-катод-порядка

ЮОО

ом. Поэтому i„ 7 =—

.

 

.

 

 

 

 

Если

 

Еа = ЭООв,

 

= 3 Мои,

а

Д 2 =

 

в этом

 

 

 

то

Ю~*а .

случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практически можно считать, что потенциал

сетки

лампы

Л2

ра­

вен потенциалу катода этой лампы. Анодный ток лампы

Л2

,

прохо­

дя

по цепи

Rq2 ,

Л2

»

> с03Дав1 на сопротивлении

 

 

паде­

ние

напряжения

V к .

Полагая в качестве

примера

*аг=

ма,

RK -

3000 ом, имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UK = Ю • Ю"3-3

.Ю -8

=

ЗОв.

 

 

 

 

 

Лампа /1у в исходном состоянии заперта. Потенциал ее управ­ ляющей оетки по отношению к земле положителен и определяется по­ ложением движка потенциометра Р . Напряжение на сетке лампы по отношению к катоду

 

Uf i

= Up -

UK

 

где

Up - напряжение

на нижнем участке потенциометра Р

Путем регулировки потенциометра Р напряжение

выбирается

таким,

чтобы при открытой лампе

Л.

лампа Л,

была заперта.

 

-

102

-

 

 

 

Напряжение на аноде первой лапта в

этой

случае

равно:

 

и < и - Е .

~ и к •

 

 

 

где

Еа - напряжение источника питания.

 

 

 

При такой состоянии схемы конденсатор

С заряжен

до напряже­

ния

иС - E&- U К . Если в нашей примере

Е& =

ЭООв,

цК =30в, ,

то

ис = 270в.

 

 

 

 

 

Подадим на сетку первой лампы положительный импульс и откроем ее. через лампу A i пойдет анодный ток; напряжение на ее аноде резко упадет и станет равным:

Ucu ~

~ (* a j

 

+ 1ш

) ■

Допустим, что напряжение

и а1

стало равным, например ЮОв.

Левая положительно

заряженная

пластина

конденсатора С через

внутреннее сопротивление лампы окажется присоединенной к катоду

лампы

Л2 . в результате между сеткой

и катодом этой лампы будут

действовать два

напряжения Ua i и

U

:

 

 

 

 

 

= и а и ~ и с

 

 

В нашем примере

в момент пода<и импульса Ыа =Ю0в, у

= 270в.

Следовательно,

и^ 2 ~

100-270 = - 170в> т *е * на сетке

лампы дей­

ствует

напряжение

и^_2

» которое

больше напряжения запирания.

Лампа

Л г мгновенно

запирается; ее

анодный и сеточный токи исче­

зают.

После прекращения действия входного импульса первая лампа

остается

открытой, так как

ее

сеточное

напряжение

= Up - U K

остается

больше напряжения

запирания вследствие уменьшения падения

напряжения на сопротивлении

R K , так

как теперь

- 0.

Таким образом, после окончания пускового импульса схема при­ обретает новое состояние равновесия: закрыта вторая лампа и откры­ та первая. При открытой первой лампе будет происходить перезаряд конденсатора С по цепи: плюс источника питания, сопротивление Rtjz>

- 103 -

конденсатор С , лампа /1^ , сопротивление R K , минус источни­

ка питания. При перезарядке напряжение на конденсаторе начинает

изменяться в сторону уменьшения. Когда напряжение ис станет

равным напряжению отпирания второй лампы, через нее пойдет ток,

напряжение

на сопротивлении

В.к возрастет,

что

приведет

к

запи­

ранию первой лампы. Схема возвратится в исходное состояние.

 

Длительность генерируемого положительного импульса анодного

напряжения лампы

Л г

,

равная длительности

запирания этой

лампы, зависит от

постоянной времени цепи разряда

конденсатора С

и величины

отрицательного

напряжения

 

 

на сетке

лампы

Л2 .

Чем больше абсолютное значение этого напряжения,

тем дольше бу­

дет

происходить

изменение

напряжения

11пг

до величины,

при ко­

торой отпирается

 

лампа

/1^

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность

импульсов,

снимаемых с

анода лампы

Л 2 ,

регу­

лируется путем изменения анодного напряжения первой лампы,

так

как

U^2 =Ua{-

Ис .

В свою очередь,

 

для изменения анодного на­

пряжения перемещают движок потенциометра Р

,

т .е . изменяют

напряжение

Up ,

 

ибо

иа1 = f ( Up

-

UK)

 

.

При увеличении

Up

растет

и

 

и,

следовательно,

уменьшается

Ua i

,

так

как

увеличивается

i a i

Уменьшение

 

анодного

напряжения

обу­

словливает

увеличение

отрицательной величины

 

 

 

и увеличе­

ние длительности импульса, уменьшение

 

Up

 

приводит к уменьше­

нию длительности,

т .е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ти = f ( “р )

- 104 -

Эту зависимость подбором параметров можно приблизить к линей­

ной. Временные диаграммы

y j j i

 

UQi (t) и иаг (t)

показаны на рис. 4.23.

*

<f

i

Режим синхронизации применяется при необходимости стабили­

зировать частоту импульсных колебаний мультивибратора. При син­ хронизации мультивибратор запускается с частотой повторения син­ хронизирующих импульсов внешнего генератора.

В

частном

случае

положительные

синхронизирующие

импульсы

могут

быть подведены к

сетке лампы

A Jl (рис. 4.18).

Скачок в

схеме будет иметь место, если импульсы подаются на сетку запертой лампы и имеют амплитуду, достаточную для ее отпирания. Для пра­ вильной синхронизации необходимо, чтобы собственный период колеба­ ний мультивибратора был больше периода посылки синхронизирующих импульсов.

-105 -

§2. Передатчики радиолокационных станций Характеристики импульсного передатчика

Импульсная работа является характерной особенностью передат­ чика импульсной радиолокационной станции, рассмотрим важнейшие характеристики, связанные с импульсным режимом работы передатчи­ ка. К таким характеристикам относятся: длительность и форма им­ пульса, мощность и энергия в импульсе, частота посылок, средняя мощность.

Выбор характеристик передатчика, а также и других узлов радио­ локационной станции во многом зависит от ее тактичеокого назначе­ ния. Следовательно, зная технические характеристики радиолока­

ционной станции противника, можно в ряде случаев определить

ее

тактическое назначение.

 

 

 

Д л и т е л ь н о с т ь ю

и м п у л ь с а

называют

вре­

мя, в течение которого генератор высокочастотных колебаний создает один импульс высокой частоты. Длительность импульса определяет также тактические характеристики радиолокационной станции: разрешающая способность по дальности и минимальная дальность дей­ ствия (см.ниже). Чем меньше длительность импульса, тем меньше дальность действия, тем лучше условия раздельного наблюдения отметок целей на экранах индикаторов.

Форма высокочастотных импульсов, как правило, выбирается близ­ кой к прямоугольной. Прямоугольная форма импульсов -позволяет по­ лучить более высокую точность измерения координат и более высо­ кий коэффициент полезного действия генераторов высокочастотных колебаний.

Генерирование импульсов в передатчике ведется через равный

интервал

времени,

называемый

п е р и о д о м

п о в т о р е ­

н и я

 

( T v

)•

Число периодов

в одной секунде

определяет ч а -

с т о т у

п о в т о р е н и я

и м п у л ь с о в

( F ) -

число

импульсов,

излучаемых радиолокационной станцией в теченме

одной секунды.

 

 

 

 

 

 

Пауза

Т ц

между

импульсами

и, следовательно, частота повто­

рения

F выбираются

с таким расчетом, чтобы в

течение

вренени Тц

- 106 -

отраженный импульс успел прийти от сапой дальней цели, которую

еще ложно обнаружить радиолокационной станцией

Z) „

с Т и

>

2

 

 

где D m ajc~ максимальная дальность обнаружения объекта.

Например, при Dmax = 200 км интервал

иежду двуия иипульсаии

передатчика должен быть больше 1333 иксек.

^

Если период.повторения Тц сделать

иеньше

— ^ /7,дт, то

отраженный от цели иипульо будет виден на экране индикатора, но его положение не будет соответствовать истинноиу расстоянию до

цели.

 

 

Вжесте с теп

частота повторения должна быть

достаточной, что-

ф при повороте

антенны на угол, равный ширине

зоны излучения

(цриеиа), цель была бы облучена по иеньшей иере 5-Ю радиоимпульсаии. Это необходимо для улучшения наблюдаеиости отчетки цели на экране индикатора.

Частота посылки иипульсов от их тактического назначения нахо­ дится в пределах от 50 до нескольких тысяч иипульсов в секунду.

Работу передатчика в энергетической отношении иожно предста­ вить следующий образец. В течение вреиени, равного продолжитель­ ности паузы иежду иипульсаии, в модуляторе осуществляется накоп­ ление электрической энергии, а затеи кратковреиенный пропекуток вреиени, равный длительности иипульса Т , происходит генери­ рование цощного высокочастотного иипульса и излучение накоплен­ ной энергии передающей антенной.

Запас энергии иожет осуществляться в соответствующих емкост­ ных и индуктивных накопителях модулятора.

Энергию, отдаваемую передатчиком при излучении одного иипуль­

са,

называют

э н е р г и е й

и и п у л ь с а

и обозна­

чают

W u .

Энергия

иипульса' измеряется в

дж.

 

Мощность, развиваемая передатчиком в течение длительности

иипульса, называется

м о щ н о с т ь ю

в

и м п у л ь с е

и обозначается Р и .

 

 

 

 

 

 

 

- 107

-

В

общей случае

 

 

 

 

 

 

% - " У

р «

Л

(4.34)

Согласно определению мощности для импульса прямоугольной

формы мощность в

импульсе

 

 

 

 

 

р

 

Ж„

 

(4.35)

 

 

= --- !£_

 

 

и

 

 

 

где

Ри - в вт,

]у^-в

да

/

Г

- в сек.

Обычно Р ц измеряется в киловаттах (квт). Мощность в импуль­

се современных импульсных радиолокационных станций в зависимости от назначения станции выбирают в пределах от сотен ватт до не­ скольких тысяч или десятков тысяч киловатт. Чем больше величи­ на Ри , тем больше (при заданной длительности импульса Т )

дальность действия радиолокационной станции, тем выше ее помехо­ защищенность.

Другой энергетической характеристикой передатчика является

с р е д н я я

м о щ н о с т ь .

 

 

 

Средняя мощность - это энергия, отдаваемая передающим устрой­

ством в течение одной секунды.

Среднюю мощность

обозначают Дср

Согласно

данному

определению

 

 

 

 

 

Р

ср

= W

В

(4.36)

 

 

 

 

 

" к 1

 

 

Заменив в случае прямоугольных импульсов в последнем зыране-

нии

Wu

произведением

Рц Т ,

получим:

 

 

 

 

Р

= Р

v

Т В .

(4.37)

 

 

 

ср

 

 

 

 

Средняя мощность меньше мощности в импульсе во столько раз,

во

сколько длительность импульса меньше периода

посылки импульсов

 

 

 

_££_

_

 

Т

 

Ри

 

-

108 -

 

Например, при

Р ц = Ю00 квт,

Т = I мксек.и

f.=500 имп/сек

средняя мощность

будет равна 0,5 квт.

 

По величине средней мощности в

конечной итоге

можно судить

о вощвости электрических источников питания радиолокационной стан­ ции, ее весе и размерах.

Функциональные схемы передатчиков радиолокационных станций

Передатчики радиолокационных станций могут быть построены по различным схемам. Ниже будет рассмотрено устройство передатчиков, выполненных по двум типовым функциональным схемам.

Импульсный передатчик, построенный по первой схеме, состоит из двух основных элементов (рис. 4.24): модулятора и генератора сверхвысокочастотных колебаний (СВЧ).

Модулятор управляется пусковыми импульсами синхронизатора и вырабатывает высоковольтные видеоимпульсы, с помощью которых

осуществляется импульсная модуляция в генераторе СВЧ. Амплитуда этих импульсов измеряется тысячами и десятками тысяч волы .

Генератор

СВЧ через равные промежутки времени, равные перио­

ду повторения

пусковых импульсов, создает мощные импульсы пере­

менного тока

СВЧ, которые по линии передачи

подаются к передаю­

щей антенне.

Мощность, длительность и форма

генерируемых импуль­

сов определяются параметрами видеоимпульсов

модулятора, а несу­

щая частота -

генератором СВЧ.

 

-109 -

Вмощных станциях кратковременные пусковые импульсы не могут обеспечить управление модулятором. Поэтому они первоначально по­ ступают на подмодулятор, в котором усиливаются по амплитуде до величины, достаточной для управления модулятором (обычно несколь­ ко сот зо л ы ).

Источником энергии передатчика служит высоковольтный выпрями­ тель, на вход которого подается переменное напряжение частоты

50или 4D0-425 гц.

Втечение паузы между высокочастотными импульсами генератора СВЧ происходит накопление энергии, отбираемой от выпрямителя,

после чего накопленная энергия за короткое время Т отдается ге­ нератору СВЧ.

Всостав модулятора входят: накопитель энергии, ограничитель, коммутатор, импульсный трансформатор (рис. 4 .24).

В-качестве накопителей используются конденсаторы, искусствен­ ные линии (накопители энергии электрического поля) или реже - ка­ тушки индуктивности (накопители энергии магнитного поля)- в каче­ стве коммутаторов могут применяться электронные лампы (модулятор­ ные триоды или тетроды), тиратроны, тригатрсны или вращающиеся механические разрядники. Наибольшее распространение получили ком­ мутаторы на электронных лампах и тиратронах.

рассмотрим работу типового модулятора (рис.4 .24). В паузе между импульсами генератора СВЧ искусственная линия через зарядный дрос­ сель заряжается от выпрямителя; коммутатор, собранный на тиратроне, заперт отрицательным напряжением, в цепи заряда проходит зарядный ток. В данной схеме применяется резонансный способ заряда, при ко­ тором искусственная линия заряжаемся до напряжения, близкого к уд­ военному напряжению на выходе высоковольтного выпрямителя. Заряд­ ный дроссель, имеющий достаточно большую индуктивность (десятки генри), а также емкость и индуктивность искусственной линии обра­

зуют колебательный контур с последовательным

соединением L n p

и п

. При подключении источника

питания в

контуре возникает

колебательный процесс с периодом Т

= 2ИГ

Сл '. Через поло­

вину периода напряжение на линии достигает почти удвоенной вели­ чины напряжения источника (рис. 4 .2 5 ,а).

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ