КОМБИНИРОВАННОЕ СВЧ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТЕОРАДИОЛОКАТОРА (ВАРИАНТЫ)
COMBINED MICROWAVE DEVICE FOR WEATHER RADAR (VERSIONS)

Группа изобретений относится к средствам метеорологического обеспечения и применяется в СВЧ устройствах метеорадиолокаторов, предназначенных для получения информации о параметрах атмосферы на высотах зондирования и у поверхности земли.
По первому и второму варианту группы изобретений наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является устройство многофункционального гибридного электровакуумного прибора СВЧ диапозона-потенциалотрона (см. статью «Электронные приборы СВЧ на быстрой циклотронной волне электронного потока» авторов Ю.А. Будзинского, C.B. Быковского и др.  Журнал «Радиотехника», 1999, №4, стр. 37), который выполняет функции импульсного генератора, малошумящего усилителя и малоинерционного защитного устройства. Прибор применяется в качестве приемопередающего СВЧ блока метеорадиолокатора и определяет его энергетический потенциал. Потенциалотрон состоит из основных узлов импульсного магнетрона и малошумящего электростатического усилителя, пакетированного в единой магнитной системе. СВЧ выход электростатического усилителя соединен с приемным устройством РЛС.
Существенными недостатками известного устройства является низкая надежность его работы, большая масса, высокое энергопотребление, а также малый коэффициент усиления и недостаточное подавление зеркального канала.
Задачей, на решение которой направлено каждое из предлагаемых изобретений, является повышение эксплуатационных качеств СВЧ устройства для метеорадиолокатора.
При реализации заявляемых изобретений достигаемый технический результат заключается в повышении надежности комбинированного СВЧ устройства в десять раз, уменьшении массы в шесть раз, а с учетом обвязки в двадцать раз, снижении потребляемой мощности в пятнадцать раз, увеличении коэффициента усиления на 5 дБ.
В соответствии с первым вариантом поставленная задача решается, а указанные технические результаты достигаются тем, что:
- в известном СВЧ устройстве для метеорадиолокатора, содержащем генератор СВЧ, устройство защитное, малошумящий усилитель (МШУ) СВЧ, устройство защитное выполнено твердотельным,
- МШУ СВЧ выполнен твердотельным,
- дополнительно установлен циркулятор, который организует совместную работу генератора и МШУ СВЧ на антенну.
В описанном варианте указанный технический результат достигается всей совокупностью существенных признаков, в том числе выполнение устройства защитного твердотельным позволяет исключить выгорание входных каскадов МШУ от импульса СВЧ генератора, выполнение МШУ СВЧ твердотельным позволяет повысить коэффициент усиления на 5 дБ, циркулятор обеспечивает совместную работу СВЧ генератора и МШУ на одну антенну при взаимной электрической развязке между ними. За счет меньшего количества и веса элементов устройства, по сравнению с прототипом, масса изделия уменьшается в 6 раз, а с учетом обвязки в 20 раз, потребляемая мощность снижается в 15 раз за счет новой комбинации компонентов приемопередающего СВЧ блока метеорадиолокатора.
В соответствии со вторым вариантом поставленная задача решается, а указанные технические результаты достигаются тем, что:
- в известном СВЧ устройстве для метеорадиолокатора, содержащем генератор СВЧ, устройство защитное, малошумящий усилитель (МШУ) СВЧ, устройство защитное выполнено твердотельным,
- МШУ СВЧ выполнен твердотельным,
- дополнительно установлен циркулятор, который организует совместную работу генератора и МШУ СВЧ на антенну.
- дополнительно установлен фильтр для обеспечения усиления избирательности по зеркальному каналу.
Второй вариант группы изобретений характеризуется дополнительно установленным фильтром, который обеспечивает усиление обеспечения избирательности по зеркальному каналу во избежание помех приему по основному каналу, необходимой, например, для РЛС ВВС.
Предлагаемыми устройствами обеспечивается требуемый энергетический потенциал метеорадиолокатора при организации совместной работы передающего и приемного каналов, усилении принимаемого СВЧ сигнала, защите приемного канала от сигнала импульсного передатчика.
Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что эти решения относятся к одному объекту, имеют одинаковое назначение и решают одну и ту же техническую задачу с одинаковым результатом.
Сущность заявляемой группы изобретений поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 изображена блок-схема комбинированного СВЧ устройства для метеорадиолокатора по первому варианту,
- на фиг. 2 изображена блок-схема комбинированного СВЧ устройства для метеорадиолокатора с фильтром по второму варианту.
Комбинированное СВЧ устройство для метеорадиолокатора содержит генератор СВЧ 2 (фиг. 1, 2), циркулятор 3, устройство защитное 4, МШУ СВЧ 5. Устройство защитное 4 и МШУ СВЧ 5 выполнены твердотельными. Циркулятор 3 обеспечивает совместную работу генератора СВЧ 2 и МШУ СВЧ 5 на одну антенну 1, при этом выход усилителя СВЧ соединен с приемным устройством РЛС 7.
Во втором варианте исполнения в блок-схему дополнительно установлен фильтр 6 нижних частот (фиг. 2).
Антенна 1 соединена с первым входом циркулятора 3, генератор СВЧ 2 соединен со вторым входом циркулятора 3, третий вход циркулятора 3 соединен с входом устройства защиты 4. Выход устройства защиты 4 соединен с входом МШУ СВЧ 5, выход которого соединен с приемным устройством РЛС 6.
По второму варианту в вышеописанной блок-схеме выход МШУ СВЧ 5 соединен с входом приемного устройства РЛС 6 через фильтр 7 нижних частот.
Каждое устройство размещается в металлическом корпусе, на котором выполнены элементы крепления (на фиг. 1, 2 не показаны).
Работают устройства следующим образом.
По первому варианту (фиг. 1): сигнал, принимаемый антенной 1, поступает на первый вход циркулятора 3 и с минимальным ослаблением передается через устройство защиты 4 на МШУ СВЧ 5, далее на вход приемного устройства РЛС 6. Сигнал генератора СВЧ 2 через циркулятор 3 подается на антенну 1. Часть мощности генератора СВЧ 2 попадает на выход циркулятора 3, вызывает срабатывание устройства защитного 4, которое снижает уровень просачивающегося сигнала на вход МШУ СВЧ 5 до уровня меньшего максимально допустимого.
По второму варианту (фиг. 2): в работе устройства по вышеописанному варианту дополнительно обеспечивается усиление избирательности сигнала по зеркальному каналу фильтром 6 нижних частот, который подавляет помехи на частоте зеркального канала, обеспечивая устойчивость работы изделия.
Таким образом, предлагаемые варианты компоновочного решения комбинированного СВЧ устройства для метеорадиолокатора значительно повышают эксплуатационные и технические характеристики устройства за счет повышения надежности, уменьшения массы, снижения потребляемой мощности и увеличения коэффициента усиления.