Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск, страница 27

поле для вторичных электронов и число тех из них, которые мо­гут уйти к коллектору, уменьшается.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока на мишени не установится  равновесный  потенциал  при  котором  количество электронов, приходящих на мишень, равно количеству электро­нов ушедших с мишени к коллектору.

При подаче на сигнальную пластину входного сигнала поло­жительной полярности тормозящее поле в пространстве мишень— барьерная сетка возрастает и количество вторичных электронов, которые могут уйти к коллектору, уменьшается. Потенциал ми­шени начинает также уменьшаться, что приводит к уменьшению тормозящего поля и увеличению вторичного тока до тех пор, пока вновь не установится режим динамического равновесия. Потен­циал мишени  будет при этом равен

   где      — амплитуда входного сигнала;

 — коэффициент, учитывающий действующую в про­странстве мишень—барьерная сетка часть входного сиг­нала.

При подаче на сигнальную пластину отрицательных входных сигналов вторичный ток вначале возрастает, а затем начинает убывать до значения первичного тока. Потенциал мишени будет при этом повышаться до  значения  

Для записи всех отраженных сигналов в данном периоде повторения производится развертывание электронного луча по ми­шени. Обычно для этого используется спиральная развертка, со­здаваемая с помощью отклоняющей системы, запитываемой от специального генератора (как правило, на контурах с ударным возбуждением). Генератор синхронизирован импульсом запуска
РЛС и вырабатывает два линейно-нарастающих (или спадающих) по амплитуде колебания, сдвинутых по фазе на 90°. Частота этих
колебаний выбирается из условия получения заданной разрешаю­щей способности потенциалоскопа по дальности:                            

где        —диаметр электронного луча в плоскости мишени;

 — скорость света;                

 — средняя длина одного витка спирали;

 — разрешающая способность по дальности с учетом потенциалоскопа;

              (—длительность  импульса,  отраженно­го от цели на входе потенциалоокопа).

Изменение тока в нагрузке пропорционально изменению по­тенциала мишени  Поэтому выходное напряжение пропор­ционально разности входных сигналов в смежных периодах повто­рения, т. е,

Следует отметить, что при изменении потенциала мишенииз­меняется не только ток коллектора, но и появляются токи заряда
(перезаряда) емкостей участков сигнальная пластина—мишень и
мишень—барьерная сетка. Поэтому нагрузку можно включать как в цепь коллектора, так и в цепи сигнальной пластины и барьер­ной сетки.         

При выборе места включения нагрузки руководствуются тре­бованием максимального снижения коэффициента изменения по­терь , который зависит от уровня собственных шумов потен-циалоскопа.   Источниками   шумов   потенциалоскопа   являются:

неравномерность диэлектрических свойств мишени;

неравномерная прозрачность барьерной сетки;

тепловые шумы коллектора, обусловленные его разогревом из-за  наличия  постоянной составляющей  тока  коллектора;

влияние поля отклоняющей системы;

уход части вторичных электронов в горловину трубки.

Наибольший уровень собственных шумов потенциалоскоп име­ет в цепи коллектора, так как на него влияют перечисленные факторы, а наименьший — в цепях сигнальной пластины и барьер­ной сетки. Поэтому для снижения  нагрузку необходимо вклю­чать либо в цепь сигнальной пластины, либо в цепь барьерной сетки. Это, в свою очередь, требует разделения входных и выход­ных сигналов, поскольку они действуют в одних и тех же цепях. Без такого разделения невозможно получить эффект череспериодного вычитания, так как малый выходной сигнал (результат вы­читания), составляющий единицы милливольт, будет подавлен, большим входным сигналом, имеющим значение десятков вольт.

Наиболее приемлемым способом разделения входных и выход­ных сигналов является частотный способ. Сущность его состоит в том, что выходной сигнал преобразуется в радиоимпульс с не­сущей частотой , значение которой выбирается из условия раз-несения спектров входного и выходного сигналов, обеспечиваю­щего их надежное разделение. Обычно . Преобразование осуществляется путем модуляции первичного луча по­тенциалоскопа колебаниями , причем режим потенциало­скопа выбирается таким, чтобы он открывался только положи­тельными полупериодами колебаний модулирующей частоты . При этом как первичный, так и вторичный токи будут иметь пульсирующий характер (рис. 5.17). Если в качестве нагрузки использовать колебательный контур, настроенный на частоту , он выделит первую гармонику последовательности пульсирующих импульсов и выходной сигнал будет иметь вид радиоимпульса. Чтобы исключить ударное возбуждение этого контура входным сигналом, в цепи подачи последнего ставится фильтр-пробка, представляющий собой параллельный колебательный контур, на­строенный на частоту .

Амплитуда выходного радиоимпульса зависит от модуля раз­ностиамплитуд входных сигналов в смежных периодах повторе­ния, а фаза 0 или  — от знака этой разности.

Рис. 5.17. Иллюстрация принципа частотного разделения сигналов в потенциалоскопе

Чтобы исключить подавление сигналов от целей, летящих с оптимальными скоростями, при многократном вычитании необхо­димо осуществлять синхронное детектирование выходных сигна­лов потенциалоскопа.

Рис.   5.18. Структурная   схема   устройства    ЧПК   на   вычитающем    потенциало­скопе

Действительно, сигналы от таких целей на выходе потенциало­скопа будут представлять собой радиоимпульсы с одинаковой ам­плитудой и чередующейся от периода к периоду начальной фазой 0 и . При амплитудном детектировании на вход второго устрой­ства  ЧПК они  будут подаваться  в  виде последовательности  ви-