книги / Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот

раЦйи на экране осциллографа нет разрывов и искаже­ ний на уровне более 0,5 от максимального значения мощности. На рис. 7.14,а и б приведены примеры осцил­ лограмм удовлетворительной формы области генерации. На рис. 7.14,8 показана осциллограмма формы области генерации, искаженная за счет неправильного согласо­ вания сопротивлений в тракте резонансный разрядник— смесительный детектор, а на рис. 7.14,а — за счет элек­ тронного гистерезиса клистрона.

Рис. 7.14. Осциллограммы формы области генерации кли­ строна в местах включения смесительных детекторов (а, б — допустимые формы области генерации; в, г—недо­

пустимые).

Оценка правильности применения ЛБВ по электри­ ческому режиму может быть произведена путем изме­ рения:

—напряжения накала;

—напряжения между катодом и подогревателем,

—напряжения на электродах и пределов их регули­ рования;

—стабильности питающих напряжений;

—КСВ входного и выходного трактов.

В отдельных случаях возникает необходимость изме­ рения тока коллектора и спирали, а также напряжен­ ности магнитного поля соленоида и распределения его вдоль оси лампы. Это приходится делать для непакетированных ЛБВ, если фокусирующая система и арматура лампы изготавливаются как элемент станции. Схема включения приборов для измерения токов и напряжений на электродах ЛБВ показана на рис. 7.15. Приборы пе­ ременного тока должны быть класса не ниже 1,5, а по­ стоянного — не ниже 1.

340

При измерении токов и напряжений ЛБ8 должна работать в режиме, указаыном в паспорте на обследуе­ мый экземпляр лампы. Рекомендуется напряжение меж­ ду катодом и подогревателем выбирать минимальным и иметь в виду, что наиболее опасным с точки зрения .про­ боя является напряжение положительной полярности по отношению к катоду. По этой причине целесообразно предусматривать отдельную накальную обмотку.

Рис. 7.15. Схема измерения токов и напряжений на электродах и в цепи соленоида ЛБВ.

КСВ входного и* выходного ВЧ тракта измеряется при работе лампы в номинальном электрическом режи­ ме с помощью измерительной линии .или другого изме­ рительного прибора с погрешностью измерения не бо­ лее 10%.

Иногда, по причине особенностей применения СВЧ приборов в аппаратуре и высоких требований к надеж­ ности действия входных каскадов приемника, дополни­ тельно Возникает необходимость проверки затухания сигналов на основной частоте или частоте гармоник. Схема подобных измерений приведена на рис. 7.16. Ко­ лебания с выхода генератора стандартных сигналов че­ рез аттенюатор подводятся ко входу ЛБВ, на выходе которой включена детекторная секция. ЛБВ находится в нерабочем состоянии. По прибору щ4, контролирую­ щему ток детектора, фиксируются показания прибора Л, и аттенюатора — <ц. Затем ЛБВ отключается и сигнал с выхода аттенюатора непосредственно подводится к де­ текторной секици. В этом случае введением аттенюато­

341

ра вновь добиваются Показаний прибора Л-и фиксиру­ ются’показания аттенюатора а2.

Коэффициент затухания 'ЛБВ в нерабочем состоя­ нии будет -определяться выражением

Оценка правильности применения резонансных «раз­ рядников защиты приемника (РЗП) по электрическому режиму требует контроля:

— постоянного напряжения и величины сопротивле­ ния ’В цепи вспомогательного разряда;

— устойчивости цепи вспомогательного разряда к возбуждению вредных релаксационных колебаний;

—амплитуды и длительности импульса питания це­ пи вспомогательного разряда и его опережения относи­ тельно излучаемого ВЧ импульса, а также разделитель­ ной емкости в этой цели (при импульсном питании цепи вспомогательного разряда);

—коэффициента нагрузки разрядника;

—максимальной и минимальной величины импульс­ ной и средней мощности, воздействующей на разрядник;

—ВЧ нагрузки, на которую работает разрядник. Измерение постоянного напряжения в цепи вспомо­

гательного «разряда и устойчивости этой цепи, к возбуж­ дению вредных релаксационных колебаний может быть произведено по схеме, приведенной на рис. 7.17.

342

Следует отметить, что по рекомендуемой схеме опре­ деления отсутствия релаксационных колебаний осцил­ лограф не заземляется. Разделительные конденсаторы Cj и С2 выбираются емкостью порядка 0,1 миф. Значе­ ние /?п достаточно определить по спецификациям к прин­ ципиальным схемам ВЧ блока.

Измерение режимов цепи вспомогательного разряда при импульсном питании производится по схеме рис. 7.18. Амплитуду импульса рекомендуется измерять диодной приставкой с киловольтмегром типа С-95 (емкость С« 1000 пф).

—%—

Рис. 7.17. Схема измерения постоянного напряже­ ния на разряднике и оценки устойчивости цепи вспомогательного разряда к возбуждению ре­ лаксационных колебаний.

Для определения времени опережения импульса вспомогательного разряда ВЧ излучаемый импульс под­ водится к детекторной головке, с нагрузки которой про-

Время, отсчитанное, например, по калибрационным мет­ кам между вершиной импульса вспомогательного раз­ ряда и фронтом огибающей ВЧ импульса, является изме­ ряемой величиной опережения (рис. 7.19).

Коэффициент нагрузки резонансных разрядников, обычно регламентируемый техническими условиями, определяется формулой

343

Рис. 7.18. Схема измерения режима цепи вспомогательного разряда РЗП при импульсном питании.

Рис. 7.,19. Осциллограммы огибающей ВЧ импульса / и импульса вспомога­ тельного разряда 2.

344

где Р Ср — средняя мощность, воздействующая на раз­ рядник, бг;

Р им п — мощность в импульсе, передаваемая в линии от передатчика к антенне, вт.

Для различных схем включения антенных переклю­ чателей коэффициент нагрузки РЗП имеет различные выражения.

В ответвительной схеме антенного переключателя мощность, воздействующая 1на РЗП, соответствует излу­ чаемой мощности (мощности в линии), и для вычисле­ ния коэффициента нагрузки справедлива формула (7.30).

Для балансных антенных переключателей с щелевы­ ми мостами при переходной связи 3 дб и ферритовыми переключателями коэффициент нагрузки определяется выражениями

- Рср ^фер = 2 \ / <

/я ..,

где Р ср и Рим п — средняя и импульсная мощности в ли­ нии, поступающие от передатчика

кантенне;

а— коэффициент развязки между линией

.передачи и разрядником.

Обычно коэффициент нагрузки составляет величину не более 0,1—0,3 и, в известной мере, характеризует правильность применения резонансных разрядников по максимальному уровню мощности. Для ряда -схем при­ менения приборов СВЧ важное значение имеет мини­ мальный уровень мощности, подводимой к разряднику. Эта величина может быть оценена путем измерения мощности в линии в месте включения разрядника. Ми­ нимальный уровень мощности можно считать допусти­ мым, если он выше уровня мощности, при котором обес­ печивается устойчивое зажигание разрядника.

Подбор 134 нагрузки, на которую работает разряд­ ник, необходим в связи с тем, что это позволяет исклю­ чить попадание на нагрузку чрезмерно больших значе­ ний просачивающейся мощности. Последнее особенно опасно для кристаллических детекторов (§ 6.3).

346

П-ри рассмотрении режима работы разрядника блоки­ ровки .передатчика, используемого в ответвительной схе­ ме, кроме коэффициента нагрузки, существенное значе­ ние имеет определение — в полной ли мере мощность принимаемого -сигнала из антенно-волноводного тракта поступает в приемник? Ответ на этот вопрос может быть дан путем измерения чувствительности приемного устройства при подаче сигнала от ГСС сначала на (вход антенного переключателя, а затем — только на вход раз­ рядника защиты приемника. Однако этот метод не всег­ да доступен на практике из-за сложного конструктивно­ го выполнения элементов ВЧ тракта. Тогда можно вос­ пользоваться другим методом, состоящим в определении так называемого коэффициента эффективности РБП. Сущность этого метода состоит в том, что к выходу ан­

ся короткозамыкатель с микрометрическим винтом. Вы­ ход смесительного детектора отключается от приемного устройства и к нему присоединяется прибор для кон­ троля выпрямленного тока. На -вход антенного переклю­ чателя подаются сигналы от ГСС или ГС на различных частотах в пределах диапазона передающего устройст­ ва (рис. 7.20,а). При каждом значении частоты, измене­

нием положения короткозамыкателя в пределах —

добиваются максимальных и минимальных значений тока кристалла ( / Манс и / Мн п ).

На основании этих измерений определяется коэффи­

Этот коэффициент определяется для различных зна­ чений частоты передатчика, после чего строится зависи­ мость б= Г (/), показанная на рис. 7.20,6. Можно счи­ тать, что РБП применен правильно -в полосе частот Af, если б «S 10—15%.

Для правильной и надежной работы кристаллическо­ го детектора необходимо оценивать электрический...ре­ жим в отношении:

— величины мощности, подаваемой от гетеродина или величины выпрямленного тока;

346

— полной просачивающейся мощности передатчика, воздействующей на детектор.

Мощность, подводимая к детектору от гетеродина, может быть оценена с помощью измерителя малой мощ­ ности.

Рис. 7.20. Схема для измерения коэффициента эффективности РБП.

Однако это встречает практические трудности из-за сложности присоединения измерителя мощности в месте включения смесительного детектора. Поэтому достаточ­ но производить эту оценку по величине выпрямленного тока, измеряемого встроенным в аппаратуру или под­ ключенным извне миллиамперметром постоянного тока класса 1,5. Измерения выпрямленного тока следует про-

347

изводить в отдельных точках во всем диапазоне пере­ стройки частоты гетеродина, предусмотренном техниче­ скими требованиями к аппаратуре.

Измерение энергии пика и величины мощности на участке плоской части импульса просачивающейся мощ­ ности через резонансные разрядники наиболее целесооб­ разно производить по схеме, показанной на рис. 7.21.

измеритель

малой

мощности

Рис. 7.21. Схема измерения полной просачивающейся мощ­ ности через РЗЛ.

Направленный ответвитель 1 включается между раз­ рядником защиты приемника и смесительной головкой. Ответвитель должен иметь направленность не менее 20 дб и переходное затухание не более 10 дб. Геометри­ ческая длина ответвителя должна удовлетворять требо­ ванию:

(7.33)

где Лв — длина волны в линии;

п— целое число.

Вбоковое плечо направленного ответвителя вклю­ чается отражательный фильтр 2 с полосой отражения около 50 Мгц (по уровню затухания 3 дб) и потерями за пределами полосы отражения не более 0,3—0,5 дб.

348

Фильтр должен вносить затухание в полосе отражения

мощности. Измеритель мощности для удобства отсчета должен иметь пределы измерения 300—500 мквт. Кроме того, измеритель малой мощности должен быть откалиб­ рован по к. л. д. в режиме измерения импульсной мощ­ ности.

Среднее значение полной просачивающейся мощно­ сти при расстроенном отражательном фильтре позволяет

349