Импульсный двухступенчатый усилитель мощности СВЧ

Импульсный двухступенчатый усилитель мощности СВЧ
Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована в радиолокационной технике.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является импульсный двухступенчатый усилитель мощности СВЧ (см. Вамберский М.В. и др. Передающие устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1984, стр. 224, рис. 9.8), выбранный в качестве прототипа. Известное устройство содержит развязывающие вентили, модулятор, первый каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на лампе бегущей волны (.ЛЕВ), второй каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный на амплитроне, импульсный трансформатор, при этом аноды ЛБВ и амплитрона, а также один из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединены с общей щиной, катод амплитрона соединен с другим выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а катод ЛБВ соединен с катодом амплитрона через согласующий резистор.
Недостатком устройства-прототипа является то, что при;согласовании модулятора с первым и вторым каскадами усиления сигнала СВЧ с помощью импульсного трансформатора не обеспечивается получение равномерной вершины модулирующего импульса, что приводит к искажениям фазы входного сигнала СВЧ на выходе усилителя мощности СВЧ.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание импульсного двухступенчатого усилителя мощности СВЧ, обеспечивающего повышение фазовой стабильности сигнала СВЧ внутри импульса и от импульса к импульсу за счет выравнивания вершины модулирующего импульса на вторичной обмотке импульсного трансформатора, т.е. уменьшение искажений фазы входного сигнала СВЧ на выходе усилителя мощности СВЧ.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Заявляемый импульсный двухст)шенчатый усилитель мощности СВЧ содержит, так же как и прототип, развязывающие вентили, модулятор, первый каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на лампе бегущей волны (ЛБВ), второй каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный на амплитроне, импульсный трансформатор, при этом аноды ЛБВ и амплитрона, а также один из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединены с общей шиной, катод амплитрона соединен с другим выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а катод ЛБВ соединен с катодом амплитрона через согласующий резистор. В отличие от прототипа в импульсном двухступенчатом усилителе мощности СВЧ параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора включен пиковый детектор, состоящий из конденсатора, диода и резистора, включенного параллельно диоду, при этом одна из обкладок конденсатора соединена с катодом амплитрона, другая обкладка конденсатора соединена с
катодом диода, анод которого подключен к общей шине, а параллельно согласующему резистору включен другой конденсатор.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема предлагаемого импульсного двухступенчатого усилителя мощности СВЧ.
Импульсный двухступенчатый усилитель мощности СВЧ содержит развязывающие вентили 1 и 2, модулятор 3, первый каскад 4 усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на лампе бегущей волны (ЛБВ), второй каскад 5 усиления сигнала СВЧ, выполненный на амплитроне, импульсный трансформатор 6, при этом аноды ЛБВ и амплитрона, а также один из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединены с общей щиной, катод амплитрона соединен с другим выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а катод ЛБВ соединен с катодом амплитрона через согласующий резистор 7. Параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора включен пиковый детектор 8, состоящий из конденсатора 9, диода 10 и резистора И, включенного параллельно диоду 10, при этом одна из обкладок конденсатора 8 соединена с катодом амплитрона, другая обкладка конденсатора 8 соединена с катодом диода 9, анод которого подключен к общей шине, а параллельно согласующему резистору 7 включен конденсатор 12.
Устройство работает следующим образом.
СВЧ мощность СВЧ через вентиль 2 поступает на вход второго каскада 5 усиления сигнала СВЧ. С выхода СВЧ второго каскада 5 мощность СВЧ поступает в антенну.
Импульсная модуляция каскадов 4 и 5 усиления сигнала СВЧ производится так же, как и в прототипе, от одного импульсного модулятора 3. Согласование модулятора 3 с каскадами 4 и 5 реализуется с помощью импульсного повыщающего трансформатора 6. Импульсное напряжение на второй каскад 5 усиления сигнала СВЧ подается непосредственно с вторичной обмотки трансформатора 6, а на первый каскад 4 - с этой же вторичной обмотки через согласующий резистор 7.
Для уменьщения фазовых искажений на переднем фронте модулирующего импульса первого каскада 4 параллельно согласующему резистору 7 включен конденсатор 12.
Согласование модулятора 3 с каскадами 4 и 5 усиления сигнала СВЧ с помощью импульсного трансформатора 6 влечет за собой осцилляции и спад напряжения на вершине модулирующего импульса за счет конечной величины индуктивности намагничивания трансформатора 6, шунтирующей нагрузку, которой являются электронные лампы первого 4 и второго 5 каскадов усиления сигнала СВЧ.
Коррекция формы вершины модулирующего импульса в предлагаемом устройстве производится за счет уменьшения динамического сопротивления модулятора 3 на вершине модулирующего импульса с помощью пассивного пикового детектора 8. При подаче на пиковый детектор модулирующего
импульса, конденсатор 9 заряжается до величины амплитудного значения импульса через диод 10, В паузе между импульсами конденсатор 9 разряжается через резистор 11 и вторичную обмотку трансформатора 6. Величина резистора 11 выбирается таким образом, чтобы пиковый детектор 8 «сгладил осцилляции и спад модулирующего импульса, выравнивая, таким образом, вершину импульса.
В предлагаемом устройстве в отличие от устройства-прототипа обеспечивается повышение фазовой стабильности сигнала СВЧ внутри импульса и от импульса к импульсу за счет выравнивания вершины модулируюпдего импульса на вторичной обмотке импульсного трансформатора, т.е. уменьшение искажений фазы входного сигнала СВЧ на выходе усилителя мощности СВЧ.