ПЕРЕДАТЧИК РЛС "КАМА-Н"

Полезная модель относится к области радиолокации, конкретно к импульсным передатчикам для радиолокатора сантиметрового диапазона электромагнитных волн.
Известен передатчик для РЛС (RU 75059, МПК: G01S 13/00, H01Q 3/02, G05D 3/00, 2008), включающий последовательно соединенные источник питания, накопитель энергии в виде формирующей линии и катод магнетрона, анод которого соединен с общей шиной, а также включающий импульсный модуляторный тетрод содержащий анод, катод, экранную и управляющую сетки, причем анод тетрода соединен с накопителем энергии, катод - с общей шиной, управляющая сетка - с источником отрицательного напряжения смещения и генератором разрядных импульсов.
При этом импульсный модуляторный тетрод выполнен на электронной лампе ГМИ-34Б (генератор модулирующих импульсов серии 34Б), включен по триодной схеме, при которой экранная сетка тетрода соединена с управляющей сеткой и общим источником напряжения смещения, магнетрон выполнен с возможностью электронного управления его частотой и снабжен схемой автоматической подстройки частоты (АПЧ), включающий измеритель частоты магнетрона, прецизионный кварцевый генератор и частотный дискриминатор для выработки управляющего напряжения смещения частоты магнетрона.
Недостатком известного передатчика является сложность конструкции, связанная, с необходимостью автоподстройки частоты магнетрона, сложности конструкции перестраиваемого магнетрона и сложности прецизионной схемы АПЧ в сантиметровом диапазоне электромагнитных волн.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции передатчика без снижения стабильности его частоты.
Техническими результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является увеличение крутизны фронтов модулирующих импульсов модуляторного тетрода, обеспечивающей стабилизацию частоты магнетрона без АПЧ.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что передатчик РЛС включающий источник питания, соединенный с анодом импульсного модуляторного тетрода и через емкостной накопитель энергии с катодом магнетрона, анод которого через общую заземленную шину соединен с катодом тетрода, содержащего экранную и управляющую сетки, причем управляющая сетка тетрода соединена с источником отрицательного напряжения смещения и генератором разрядных импульсов, согласно полезной модели он дополнительно содержит источник положительного напряжения смещения, соединенный с экранной сеткой тетрода. При этом импульсный модуляторный тетрод выполнен на электронной лампе ГМИ-32Б, источник положительного напряжения смещения его экранной сетки выбран высоковольтным, емкостной накопитель в виде формирующей RC-цепочки, а генератор разрядных импульсов содержит последовательно соединенные синхронизатор и подмодулятор.
Введение источника положительного напряжения смещения, соединенного с экранной сеткой тетрода позволило уменьшить сопротивление открытого тетрода, увеличить силу тока разряда емкостного накопителя, резко увеличить крутизну фронтов модулирующего импульса и, как следствие, повысить стабильность частоты магнетрона без использования АПЧ. При этом также упрощается конструкция магнетрона без АПЧ. Следствием этого является упрощение конструкции передатчика.
Выполнение импульсного модуляторного тетрода на электронной лампе ГМИ-32Б, выбор источника положительного напряжения смещения его экранной сетки высоковольтным, а емкостного накопителя в виде формирующей RC-цепочки позволяет дополнительно повысить стабильность частоты передатчика за счет оптимального подбора параметров указанных элементов. Выполнение генератора разрядных импульсов в виде последовательно соединенных синхронизатора и подмодулятора дополнительно позволяет повысить стабильность частоты магнетрона передатчика за счет увеличения крутизны разрядных импульсов, подаваемых на вход управляющей сетки модуляторного тетрода. В целом указанные технические преимущества позволяют упростить конструкцию передатчика для РЛС, за счет исключения перестраиваемого магнетрона и сложной АПЧ подстройки его частоты.
На фиг.1 представлена функциональная схема передатчика РЛС; на фиг.2 - конструкция емкостного накопителя энергии, в виде формирующей RC-цепочки.
Передатчик РЛС «Кама-Н» содержит источник 1 питания, соединенный с анодом 2 импульсного модуляторного тетрода 3 и через емкостной накопитель 4 энергии с катодом 5 магнетрона 6, анод 7 которого через общую заземленную шину 8 соединен с катодом 9 тетрода 3. Экранная сетка 10 тетрода 3 соединена с высоковольтным источником 11 положительного напряжения смещения, а управляющая сетка 12 соединена с источником 13 отрицательного напряжения смещения и генератором 14 разрядных импульсов. Генератор 14 содержит последовательно соединенные синхронизатор 15 и подмодулятор 16. Импульсный модуляторный тетрод 3 выполнен на электронной лампе ГМИ-32Б, а емкостной накопитель 4 - в виде формирующей RC-цепочки.
Передатчик РЛС «Кама-Н» работает следующим образом. В исходном состоянии накопитель 4 заряжен от источника 1 по пути «плюсовой полюс источника 1 - емкостной накопитель 4 - катод 5 и анод 7 магнетрона 6 - шина 8 - минус источника 1». Синхронизатор 15 последовательно во времени и с заданной тактовой частотой обзора пространства вырабатывает сигналы зондирования. Эти сигналы усиливаются подмодулятором 16 генератора 14 разрядных импульсов и подаются в качестве разрядных (поджигающих) импульсов на управляющую сетку 12 тетрода 3. Тетрод 3 открывается и накопитель 4 разряжается по пути «плюсовая обкладка емкостного накопителя 4 - анод 2 - катод 9 тетрода 3 - заземленная шина 8 - анод 7 магнетрона 6 - катод 5 магнетрона 6 - отрицательная обкладка емкостного накопителя 4». Ток, проходящий через магнетрон 6, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита магнетрона 6. При этом в резонаторах магнетрона 6 формируется высокочастотные импульсы электромагнитных колебаний с длительностью, соответствующей длительности модулирующего импульса тетрода 3, зависящего от длительности импульса подмодулятора 16, подаваемого на управляющую сетку 12 тетрода 3. После окончания действия импульса подмодулятора 16 на управляющую сетку 12 тетрода 3 отрицательный источник смещения 13 закрывает тетрод 3. Разряд накопителя 4 через тетрод 3 прекращается и производится заряд емкостного накопителя 4 от источника 1. С приходом очередного импульса с подмодулятора 16 на управляющую сетку 12 тетрода 3 процесс повторяется, и магнетрон 6 генерирует очередной электромагнитный импульс сантиметрового диапазона электромагнитных волн.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения и экспериментальной модели передатчика РЛС «Кама-Н». Испытания передатчика показали, что стабильность частоты магнетрона передатчика осталась на прежнем уровне. При этом исчезла необходимость применения перестраиваемого магнетрона сложной конструкции и сложной АПЧ. Одновременно стоимость передатчика уменьшилась практически в 10 раз.