Импульсный передатчик РЛС обнаружения с оптимальной обработкой (выходная импульсная мощность - 3 МВт, рабочий диапазон частот 5400-5900 МГц), страница 3

Выходная мощность, которую должен обеспечить выходной каскад, определяется по формуле:

(3.1)

где  – прямое затухание ферритового устройства;  – КПД антенно-фидерного тракта.

Коэффициент отражения нагрузки равен:

 

                                                                               (3.2)

На выходе передатчика, как правило, включается циркулятор, который выполняет функции антенного переключателя, или ферритовый вентиль. Оба устройства уменьшают влияние изменения параметров нагрузки на частоту (фазу) и выходную мощность. Прямое и обратное затухание серийных ферритовых устройств составляет соответственно =(0,5-0,8)дБ и =(20-30)дБ. Конкретная величина обратного затухания определяется требованиями к стабильности частоты и фазы.

Для нашего случая коэффициент отражения нагрузки равен:

 

                                                           (3.3)

КПД антенно-фидерного тракта принимается равным  (будем считать, что передача сигналов в антенно-фидерный тракт наилудшая). Прямое затухание ферритового устройства =0,7 дБ =1,084.

Подставив значения в формулу (2.1) получим:

 

(3.4)

По величине Р₃=2,28 МВт выбираем амплитрон МИУ-93 из справочной литературы [12]. Его основные характеристики:

рабочий диапазон частот f                                                   5,1-5,8 ГГц;

выходная импульсная мощность P_{вых.имп.}                                    3 МВт;

КПД                                                                                                 55 %;

коэффициент усиления К₃                                                            11 дБ;

длительность импульса τ                                                         1-25 мкс;

напряжение анода U₀                                                                     55 кВ;

ток анода I₀                                                                                                66 А.

Зная номинальную мощность выходного усилителя СВЧ Р₃ и коэффициент усиления, находят величину мощности, которую должен иметь предоконечный усилитель:

                                      

(3.5)

где Г_m – коэффициент отражения входа оконечного усилителя; α₁>1 – прямое затухание межкаскадного развязывающего устройства (ферритового вентиля).

Исходя из величин мощности Р_m-1, аналогично предыдущему определяется выходная мощность следующего каскада Р_m-2, выбирается тип усилителя СВЧ, его коэффициент усиления, номинальные значения коэффициента усиления К_m-1, напряжения U₀и ток анода I₀. Так продолжается до тех пор, пока необходимая мощность очередного каскада не окажется равной (или несколько меньшей) мощности Р_возбуд, которую должен обеспечить возбудитель (обычно Р_возбуд=1-15 мВт).

Рассчитаем мощность, которую должен обеспечить предоконечный каскад:

(3.6)

По     величине Р₂=196,31 кВт  выбираем многорезонаторный пролетный клистрон КИУ-148 из справочной литературы [7], который будет работать в импульсном режиме. Его основные характеристики:

рабочий диапазон частот f                                                   5,4-5,9 ГГц;

выходная импульсная мощность P_{вых.имп.}                                300 кВт;

КПД                                                                                                 35 %;

коэффициент усиления К₂                                                            27 дБ;

длительность импульса τ                                                         1-30 мкс;

напряжение анода U₀                                                                     85 кВ;

ток анода I₀                                                                                                15 А.

Мощность, требуемая на входе клистрона равна:

(3.7)

Следственно, выходная мощность первого каскада  Р₁ = 424,59 Вт. Выбираем ЛБВ УВ-420 из справочной литературы [12], которая будет работать в непрерывном режиме. Ее основные характеристики: