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

- 301 -

Катод, управляющая сетка, первый и второй аноды имеют ци­ линдрическую форму, причем их оси совпадают с осью трубки.

Плоская торцовая поверхность катода покрыта активированным оксидным слоем и подогревается с помощью нити накала. Разогре­ тый активированный слой является источником свободных электро­ нов. Электроны вылетают из катода в самых различных направлени­ ях, но под влиянием электрического поля, действующего между катодом и управляющей сеткой, большинство из них направ/шется вдоль оси трубки. Электроны, получившие правильное направле­ ние движения, проходят через отверстие в управляющей сетке и сходятся вблизи него (рис.6 .2 ).

Управляющая сетка предназначена для регулирования количест­ ва электронбв, прилетающих к экрану вдоль оси трубки, и пред­ варительной фокусировки электронного луча. Регулирование до­ стигается изменением напряжения между сеткой и катодом. В свою очередь, изменение плотности электронного потока, проходящего через сетку, обусловливает изменение яркости светящегося пятна на экране трубки.

Обычно сетка имеет отрицательный потенциал относительно ка­ тода. Путем увеличения напряжения между сеткой и катодом можно вообще "запереть" трубку, т .е . добиться такого положения, когда электронный поток после сетки будет полностью отсутствовать.

Управляющая сетка имеет форму стаканчика с небольшим отвер­ стием в донышке, а первый и второй аноды - форму цилиндров с перегородками (диафрагмами).

На первый анод подается постоянное напряжение порядка не­ скольких сотен волы , на второй анод - напряжение порядка не­ скольких тысяч волы . Оба эти напряжения положительные по от­ ношению к катоду. Электрическое поле, создаваемое анодами, ускоряет движение электронов и одновременно фокусирует элек­ тронный поток в узкий пучок (луч), что дает возможность полу­ чить на экране светлое пятно очень малого диаметра. Управле­ ние фокусировкой луча монет осуществляться путем изменения напряжения, подводимого к первому аноду.

Перегородки, показанные внутри первого и второго анодных цилиндров, служат для улавливания тех электронов, которые от­ клонились от траектории общего потока и потому не поддаются фокусировке.

-202 -

Вэлектростатической трубке отклонение остронаправленного электронного потока осуществляется электрическим полем, созда­

ваемым напряжением, которое подводится к двум парам пластин

(рис.6 .2 ) .

Одна пара пластин установлена под прямым углом к другой, причем плоскости пластин одной пары расположены горизонтально, а другой - вертикально.

Отклоняющее электрическое поле воздействует на электроны в направлении, перпендикулярном оси трубки. При отсутствии на­

пряжения на отклоняющих пластинах сфокусированный электронный поток падает в центр экрана.

Если к пластинам какой-либо пары приложено напряжение, то электронный поток*отклоняется от оси трубки к пластине, имею­ щей в данный момент положительный заряд. Величина отклонения потока h по экрану прямо пропорциональна напряжению между пластинами. ,

Отношение —— -, где h - в мм, U - в, называется чувстви­ тельностью трубки с электростатическим управлением. Современные трубки обладают чувствительностью 0,1 -0,8 мм/в.

Сфокусированный электронный луч падает на экран электронно­ лучевой трубки, вызывая в месте падения свечение флуоресцирую­ щего вещества экрана. Яркость свечения зависит от состава этого вещества, а также от числа падающих на экран электронов в едини­ цу времени и их скорости.

Одной из важнейших характеристик экрана является время после­ свечения - время, в течение которого экран продолжает светиться после того, как прекратится его возбуждение.

Различают экраны с малым и большим послесвечением. Время пос­ лесвечения экранов с малым послесвечением измеряется сотыми или десятыми долями секунды. Время послесвечения экранов с длитель­ ным послесвечением измеряется секундами или десятками секунд.

Внутренняя поверхность электронно-лучевой трубки покрывается тонким слоем графита, называемым аквадагоы, который обычно со­ единяют со вторым анодом (р и с.6 .2 ). Аквадаг .необходим для отво­ да вторичных электронов, которые создаются в результате бомбар­ дировки экрана первичным электронным потоком. Если не отводить

- 204 -

Фокусирование электронного потока в трубках с магнитным управлением часто производится магнитным полем, создаваемым постоянным током при его прохождении через фокусирующую катуш­ ку (рис.6 .3 ) . Витки провода фокусирующей катушки, надетой на горловину трубки, заключены в железный каркас, имеющий круго­ вой воздушный зазор. Постоянный ток, протекающий по обмотке, в центре катушки создает сильное магнитное поле, направление которого показано на рис.6 .4 ,а.Управление фокусировкой дости­ гается путем изменения величины тока в фокусирующей катушке.

S)

Ряс. 6 .4

Отклонение электронного потока относительно оси трубки в лю­ бом направления осуществляется магнитным полем, перпендикуляр­ ным к оси трубки. Направление воздействия магнитного поля на электронный поток может быть определено по известному правилу левой руки.

Отклоняющие системы бывают неподвижные или вращающиеся. Не­ подвижная отклоняющая система может состоять из двух или несколь­ ких пар катушек, намотанных на кольцевой или квадратный сердеч­ ник (рис.6 .4 ,а и б ). Катушки надеваются на горловину трубки.

Магнитное поле создается электрическим током, протекающим1 через систему отклоняющих катушек. Когда ток протекает в ука­ занных на рис. 6 .4 ,а направлениях, магнитные потоки, создаваемые токами катушки, имеют противоположное направление в сердечнике и одинаковое в пространстве, где находится горловина трубки. Пока­

отсутствии тока в катушках А и В), - вертикальное отклонение. Величина отклонения h электронного луча по экрану в труб­ ках с магнитным управлением пропорциональна числу ампервитков отклоняющей катушки и обратно пропорциональна квадратному кор­

ню из Величины анодного напряжения.

L

электростатическим управлением обладает следующими преимущест­

§3. Индикаторы дальности

Спомощью индикатора дальности измеряют одну координату - дальность до цели. Б современных радиолокационных станциях при­ меняются индикаторы дальности с амплитудной отметкой 'цели.

Виндикаторе с амплитудной отметкой электронно-лучевая труб­ ка имеет электрическое управление, так как такая трубка почти не искажает формы кратковременных видеоимпульсов.

Вимпульсных радиолокационных станциях дальность до цели определяется путем измерения времени запаздывания отраженных от цели импульсов относительно времени излучения импульсов пе­ редатчика

лить дальность, представляет собой своеобразные часы, запуска­ емые один раз за каждый период посылки импульсов радиолокацион­ ной станцией.

Индикатор дальности с прямолинейной разверткой

В индикаторах дальности с ■прямолинейной разверткой шкала дальности соответствует диаметру электронно-лучевой трубки (р и с .6 .1 ); отметки цели изображаются в виде импульсов, отсто­

ящих относительно начала шкалы на расстоянии, пропорциональном дальности до цели.

Такие индикаторы условно принято называть индикаторами типа "А". Шкала времени на них создается равномерным прямолинейным движением светового пятна вдоль диаметра электронно-лучевой трубки от одного края экрана к другому. Путь перемещения свето­ вого пятна по поверхности экрана называется р а з в е р т к о й .

Индикаторы типа "А" преимущественно применяются в наземных радиолокационных станциях обнаружения и целеуказания. Основные, преимущества индикатора - простота устройства, высокая точность измерения дальности до цели и возможность судить по форме отра­ женных сигналов о характере цели.

Однако определение угловых координат по отметкам целей, на­ блюдаемых на экране индикатора типа "А", невозможно. Следует также подчеркнуть, что на экране индикатора видны отметки толь­ ко от тех целей, которые одновременно находятся в пределах зо­ ны, равной ширине диаграммы направленности антенны в азимуталь­ ной плоскости. Блок-схема индикатора типа "А" отображающая основ­ ные элементы и их взаимодействие, представлена на рис.6 ,5 .

Пусковой импульс синхронизатора станции (рис.6 .6 ,а) одновре­ менно с передатчиком запускает расширитель-генератор прямоуголь­ ных импульсов (рис.6 .6 ,б ). В качестве расширителя может быть ис­ пользован мультивибратор, работающий в ждущем режиме. Длитель-

- 206 -

ность инпульса расширителя определяет продолжительность прямого хода развертки, импульса подсвета трубки и рабочий цикл генера­ тора масштабных импульсов.

Передним фронтом импульса расширителя запускается генератор развертки, который генерирует линейно изменяющееся напряжение (ри с .6 .6 ,в ) . Это напряжение после усиления подается на пластины

горизонтального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора. В индикаторе типа "Ап обычно используется электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением. Подача линейно нараста­ ющего напряжения на пластины горизонтального отклонения обеспе­

чивает равномерное движение светового пятна по экрану трубки вдоль линии развертки.

Амплитуда пилообразного напряжения развертки устанавливается такой, чтобы можно было получить длину развертки, равную диамет­ ру трубки.

Путь перемещения светового пятна от начальной точки к проти­

больше времени обратного хода.

Вследствие инерционности зрения человека быстрое перемещение светового пятна по экрану индикатора воспринимается в виде не­ прерывной световой линии, называемой линией развертки.

Время перемещения светового пятна по экрану электронно-луче­

Для того чтобы перейти к другому масштабу развертки, необхо­ димо изменить время развертки. Время развертки, соответствующее времени нарастания напряжения развертки (рис.6.6,в), всегда из­ вестно и может быть рассчитано или измерено приборами.