В ряде случаев может оказаться, что справочные данные по выбранным генераторным усилительным приборам содержат электрические параметры, относящиеся только к номинальному электрическому режиму работы. Наиболее часто подобное положение имеет место для ЛБВО и пролетных клистронов. Это затрудняет проектирование, когда для достижения требуемых показателей передатчика генераторные приборы должны использоваться в режимах, отличных от номинальных. В этих случаях для ориентировочного выбора электрического режима работы ЛБВО и многорезонаторного пролетного клистрона можно применить методику, использующую данные для номинальных режимов.
6. Па основе данных выбора электрических режимов работы
генераторных приборов усилительных каскадов передатчика, в зависимости от вида
работы (импульсный или непрерывный), определяют мощности модуляторов пли
источников питания и величины КПД усилительных каскадов. При этом оцениваются
величины
допустимых нестабильностей модулирующих импульсов или питающих напряжении с
точки зрения обеспечения заданных требований к стабильности параметров
генерируемых и усиливаемых сигналов (раздел 6).
7. В заключение оценивается величина КПД передатчика в
целом по соотношению (8.3). При этом, если значении КПД модуляторов специально
не оценивались и в задании не оговорены, то в зависимости от типа и мощности
модуляторов можно полагать hм=0,65...0,85.
8.3. Способы суммирования мощности колебаний в многокаскадных и многоканальных передающих системах
Необходимость в больших выходных мощностях передающих устройств почти на всем протяжении развитии радиотехники опережала возможности построения соответствующих мощных генераторных приборов. Поэтому выходные ступени усилительного тракта часто строятся по принципу сложения мощностей нескольких каскадов. Используется параллельное и двухтактное включение ламп, специальные мосты сложения и сложение мощностей в пространстве.
При сложении мощностей в пространстве используется множество генераторных приборов, которые возбуждают элементарные излучатели антенной системы. При этом энергия излучения элементарных антенн в определенном направлении складывается. Такой принцип сложения мощностей используется в так называемых фазированных антенных решетках.
В диапазоне СВЧ получило распространение устройство сложения мощностей отдельных генераторов с применением мостовых схем. При этом не только повышается выходная мощность передатчика, но появляются новые положительные качества:
электрические характеристики усилителей с увеличением числа параллельно работающих генераторов приближаются к усредненным. Происходит определенная стабилизация характеристик, так как изменения параметров одного прибора в процессе работы мало влияет на общие характеристики усилителя;
при сложении колебании многих генераторных приборов рост мощностей источников питания происходит за счет токая выпрямителей. Если же эту мощность получить от одного прибора, то напряжение питания существенно возрастает, что приводит к значительному росту габаритов и веса источников питания, к снижению его надежности и к росту рентгеновского излучения;
значительно ослабляется взаимное влияние каскадов друг на друга, выход из строя любого из них приведет лишь к снижению общей мощности передатчика.
Поэтому применение вместо одного прибора нескольких, причем более надежных, включаемых параллельно, но независимых по питанию, позволяет существенно увеличить среднее время между отказами для всего РПУ.
Таким образом, способ мостового включения СВЧ приборов на общую нагрузку следует рассматривать не только как метод повышения мощности, но и как способ повышения надежности усилителей.
Одна из широко распространенных схем сложения мощностей изображена на рис. 8.7.
Генераторы I и II с основной нагрузкой Rн, соединены отрезками линий длиной l/4. С балластным сопротивлением Rб генераторы соединяются отрезками, отличающимися друг от друга на
l/2. Поэтому через балластное сопротивление протекает
разностный ток генератора (
), а через
нагрузку Rн — их сумма (
). При этом мощность в нагрузке равна
|
|
|
|
а в балластном сопротивлении R
Dj=j2-j1 — разность фаз генераторов.
В случае равенства мощностей обоих генераторов (Р1=Р2=Р) идеальной их фазировки вся мощность от обоих генераторов поступает только в нагрузку, т. е. Pвых=P1+P2, Pб=0.
На рис. 8.8 изображена схема так называемого укороченного
гибридного кольца сложения мощностей. Как и в предыдущей схеме мощности генераторов Г1 и Г2 складываются в нагрузке
при условии равенства фаз генераторов. Генераторы также развязаны между собой, так как разность длин линий между генераторами равна l/2.
Приведенные мостовые схемы обеспечивают сложение мощностей только на частоте w»w0=const. Поэтому такие мостовые схемы оказываются узкополосными (полоса пропускания составляет ~0,05w0). Для расширения полосы пропускания до 10...20% используют более сложные схемы. В диапазоне СВЧ включают несколько четвертьволновых линий со специально подобранными волновыми и балластными сопротивлениями (рис. 8.9).
Рис. 8.9
Если требуется сложение колебаний более чем двух генераторов, то можно воспользоваться попарно-последовательным сложением. Суммарная мощность на выходе схемы сложения сфазированных генераторов определяется выражением
где n — число генераторов,
8.4. Особенности построения многоканальных передающих
систем моноимпульсных РЛС с фазированными
антенными решетками
По способу использования СВЧ генераторных приборов фазированные антенны решетки (ФАР) подразделяются на пассивные, активные и полуактивные (комбинированные).
Структурная схема пассивной ФАР представлена на рис. 8.10. Она включает делители мощности и СВЧ тракт, создающие заданные амплитудные и фазовые соотношения на входах модулей. На рис. 8.11 представлена структурная схема пространственного возбуждения модулей. Передающие устройства, используемые для питания обоих типов ФАР, обычно являются многокаскадными и
не отличаются по структуре от передатчиков, используемых для питания зеркальных антенн или антенн типа «волновой канал».
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
