2. Описание функциональной схемы, назначение и основные

параметры функциональных узлов (для τ_имп = 10 нс).

НО ‑ направленный ответвитель - предназначен для ввода контрольного сигнала в основной тракт. Переходное ослабление ‑  примерно 17 дБ, полоса пропускания по уровню 1 дБ ‑ не менее 600 МГц.

КОНТР. ГЕН. ‑  Контрольный генератор. Предназначен для контроля работоспособности всего ВПУ и проверки его основных параметров. Контрольным генератором может быть либо калиброванный генератор шума с СПМШ 3036 дБ (ГШ типа "Орленок"), либо синусоидальный калиброванный генератор с выходной мощностью (Р_вых) примерно 1 мВт.

ЗУ ‑  Защитное устройство. Требования к ЗУ описаны выше.

ППФ1 – полосно-пропускающий фильтр, предназначен для подавления внеполосных сигналов, особенно сигналов на зеркальной частоте. Полоса пропускания фильтра (ΔF) должна быть 300350 МГц, потери на проход - минимальные, так как они увеличивают коэффициент шума. Подавление сигналов на зеркальной частоте должно быть не менее 6070 дБ, неравномерность коэффициента передачи в полосе пропускания ‑ не более 1 дБ.

МШУ ‑ Входной малошумящий усилитель. Полоса пропускания МШУ должна быть 300400 МГц, коэффициент усиления ‑ 2025 дБ, неравномерность коэффициента передачи в полосе частот 300 МГц ‑ 11,5 дБ, максимальный входной сигнал в линейном режиме работы (по уменьшению коэффициента передачи на 1 дБ) ‑ не менее 510 мкВт. Коэффициент шума МШУ должен быть минимальным (не более 2,53 дБ).

СМ ‑ Смеситель, предназначен для преобразования сигналов с входной частоты на промежуточную. Требования к смесителю: полоса пропускания по входу ‑  500600 МГц, по выходу ‑ не менее 300 МГц, потери преобразования ‑ не более 89 дБ, неравномерность в полосе пропускания ‑ не более 1,5 дБ, максимальный входной сигнал в линейном режиме работы ‑ не менее 0,51 мВт.

ГЕТ ‑ Гетеродин, выходная мощность ‑ 1020 мВт, стабильность частоты гетеродина должна быть не хуже 10^‑410^‑3 МГц в диапазоне рабочих температур.

ПУПЧ, УПЧ1, УПЧ2 ‑ Усилители промежуточной частоты, суммарный коэффициент усиления 6570 дБ (ПУПЧ ‑ 1015 дБ, УПЧ1 и УПЧ2 ‑ по 2530 дБ). Полоса пропускания всех усилителей промежуточной частоты ‑ порядка 500 МГц, неравномерность коэффициента передачи в полосе 250 МГц ‑ не более 1 дБ, максимальный входной сигнал в линейном режиме для ПУПЧ ‑ не менее 1 мкВт, УПЧ1 ‑ не менее 10 мкВт, УПЧ2 ‑ не менее 3050 мкВт.

АТТ1, АТТ2 ‑ Дискретные аттенюаторы для регулировки коэффициента передачи ВПУ в автоматическом (временная регулировка усиления) и ручном режимах. Шаг регулировки ‑ 4 дБ, общий диапазон регулировки ‑ 60 дБ, полоса пропускания ‑ порядка 500600 МГц, неравномерность коэффициента передачи в полосе 300 МГц ‑ не более 1 дБ, время переключения ‑ не более 100 нс. АТТ1 ‑ ступени 32 дБ и 8 дБ, АТТ2 ‑ ступени 16 дБ и 4 дБ.

ППФ2 ‑ Полосно-пропускающий фильтр для формирования сквозной полосы пропускания ВПУ. Полоса пропускания ППФ2 ‑ 200 МГц, неравномерность коэффициента передачи в полосе пропускания ‑ не более  1 дБ.

ДЕЛ ‑ Развязанный делитель мощности, предназначен для подачи сигнала ПЧ на фазовые детекторы квадратурных каналов ВПУ.

ДЕТ ‑ Амплитудный детектор, который должен отрабатывать импульс длительностью 10 нс.

ВУ ‑ Видеоусилитель, предназначен для усиления продетектированного сигнала до уровня, оптимально сопряженного с динамическим диапазоном АЦП. Коэффициент передачи ВУ ‑ примерно 10 дБ, полоса пропускания ‑ примерно 200 МГц, неравномерность К_п в полосе частот 150 МГц ‑ не более 1 дБ, максимальный выходной сигнал на нагрузке 50 Ом ‑ не менее 4 В. Кроме того, в ВУ должен быть сумматор для введения в тракт опорного импульса U_оп.

Значение промежуточной частоты определяется длительностью импульса и типом амплитудного детектора и выбирается из условия, чтобы не было временной дрожи фронтов импульса из-за заполнения огибающей сигналом промежуточной частоты. Так, для длительности импульса 1015 нс и однополупериодном детекторе, значение промежуточной частоты должно быть не менее 1 ГГц, а для импульса длительностью 5 нс ‑ не менее 1,82,0 ГГц. В то же время, при применении двухполупериодного детектора значение промежуточной частоты можно уменьшить в 2 раза.

При применении в качестве ЗУ прибора типа ЭСКУ (ЭСУ с совмещенным в одном с ним корпусе транзисторным малошумящим усилителем) входная цепь ВПУ изменяется, ее функциональная схема представлена на рис. 2.4. При использовании ЭСКУ не требуется МШУ, так как ЭСКУ имеет коэффициент усиления 2024 дБ, не требуется также ППФ1, поскольку, ЭСКУ обладает требуемыми для данного ВПУ фильтрующими свойствами. Остальная часть одного канала ВПУ реализуется в виде одного или двух микрополосковых модулей.

Еще большую перспективу имеет применение на входе ВПУ циклотронного защитного устройства (ЦЗУ), работающего на том же принципе, что и ЭСУ и обладающего теми же защитными свойствами. При этом может быть создан входной приемный модуль (ВПМ), включающий в себя ЦЗУ, МШУ, две ступени аттенюатора (16 дБ и 8 дБ) и смеситель, расположенные все в одном корпусе, не превышающем по размерам ЭСКУ. Вся остальная часть одного канала ВПУ реализуется в виде одного приемного наносекундного модуля (ПНМ). Функциональная схема одного канала ВПУ для этого случая приведена на рис.6.

При использовании на входе ВПУ прибора ЭСКУ входной приемный модуль распадается на два ‑ ЭСКУ и ВПМ, со следующими параметрами: коэффициент шума ‑ 4,55 дБ, максимальный входной сигнал в линейном режиме работы (уменьшение коэффициента передачи на 1 дБ)  ‑ 5 мкВт, а с использованием управления ЭСКУ ‑ 0,1 мВт.

Рис.6. Функциональная схема одного канала ВПУ

При использовании ЦЗУ можно создать ВПУ со следующими параметрами: коэффициент шума ‑ 3,54 дБ при использовании лучших отечественных малошумящих транзисторов (расчетное значение ‑ 3,3 дБ), максимальный входной сигнал в линейном режиме ‑ 0,51 мВт. При использование в МШУ лучших зарубежных малошумящих транзисторов типа HEMPT может быть достигнут коэффициент шума ВПУ не более 3 дБ.