УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СВЧ-УСИЛИТЕЛЕЙ

Предлагаемое устройство защиты СВЧ усилителей относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты передатчиков от перенапряжения.
Известен «Усилитель мощности с защитой» (RU 2286004 C1 опубл. 20.10.2006 г.) содержащий два идентичных канала усиления, включающих каждый входной, промежуточный, предоконечный каскады и оконечный двухтактный каскад, и схему защиты от перегрузки при включении. В оконечные двухтактные каскады каналов усиления введены схемы «вольтдобавки», каждая из которых образована резистивным делителем, включенным между эмиттерами транзисторов раскачки выходных транзисторов оконечного каскада, и элементами положительной обратной связи, соединяющими эмиттеры транзисторов раскачки с коллекторами выходных транзисторов оконечного каскада. Средние точки резистивных делителей схемы «вольтдобавки» каналов усиления соединены между собой двунаправленным электронным ключом, управляющий вход которого через последовательно соединенные пороговое устройство и выпрямитель подключен к выходу сумматора сигналов, входы которого соединены через фильтры верхних частот с выходами каналов усиления.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является «Устройство защиты усилителя мощности» (RU 98300 U1, опубл. 10.10.2010 г.). Оно содержит усилитель мощности, направленный ответвитель, выполненный в виде двух связанных линий, детектор отраженной волны, первый дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения второй дифференциальный усилитель, первый фильтр нижних частот, широтно-импульсный модулятор, импульсный усилитель, второй фильтр нижних частот. Усилитель мощности содержит последовательно соединенные регулируемый каскад предварительного усиления и выходной каскад и подключен через первую из связанных линий направленного ответвителя к нагрузке усилителя мощности. Вход второй линии направленного ответвителя согласован, а ее выход через детектор соединен с первыми входами первого и второго дифференциальных усилителей, вторые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения. Выход первого дифференциального усилителя подключен к управляющему входу регулируемого каскада предварительного усиления усилителя мощности, выход второго дифференциального усилителя через первый фильтр нижних частот, широтно-импульсный модулятор, импульсный усилитель, второй фильтр нижних частот подключен ко входу питания выходного каскада усилителя мощности.
Недостатками известных устройств являются невозможность защиты от несанкционированного перехода напряжения отпирания СВЧ усилителя в разных режимах работы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является достижение возможности защиты усилителя СВЧ от несанкционированного перехода его из непрерывного режима работы в непрерывный режим, но с большим напряжением отпирания (как напряжение отпирания в импульсном режиме), во всем рабочем диапазоне частот СВЧ усилителя.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что устройство защиты СВЧ усилителей содержит, источник питания, СВЧ усилитель и модулятор.
Новым в предлагаемом техническом решении является введение устройства сравнения, детекторной секции, устройства управления, генератора импульсов и времязадающего устройства. Выход источника питания подключен к первому входу устройства сравнения, ко второму входу устройства сравнения подключен выход детекторной секции, а выход устройства сравнения соединен с первым входом генератора импульсов. Ко второму входу генератора импульсов подключен первый выход устройства управления, к третьему входу генератора импульсов подключен выход времязадающего устройства, выход генератора импульсов подключен ко входу устройства управления, второй выход устройства управления соединен со входом модулятора, выход которого соединен с входом СВЧ усилителя.
На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства защиты СВЧ усилителей.
На фиг.2 представлены эпюры напряжения, подаваемого на сетку СВЧ усилителя в импульсном и непрерывном режиме, а также возможный несанкционированный переход в непрерывном режиме на уровень повышенной мощности во время работы СВЧ усилителя.
Устройство защиты СВЧ усилителей содержит, источник питания 1, СВЧ усилитель 2, детекторная секция 3, устройство сравнения 4, модулятор 5, генератор импульсов 6, устройство управления 7, и времязадающее устройство 8. Выход источника питания 1 подключен к первому входу устройства сравнения 4, ко второму входу устройства сравнения 4 подключен выход детекторной секции 3. Выход устройства сравнения 4 соединен с первым входом генератора импульсов 6, ко второму входу которого подключен первый выход устройства управления 7, к третьему входу генератора импульсов 6 подключен выход времязадающего устройства 8. Выход генератора импульсов 6 подключен ко входу устройства управления 7, второй выход устройства управления 7 соединен со входом модулятора 5, выход которого соединен с входом СВЧ усилителя 2.
Устройство защиты СВЧ усилителя работает следующим образом:
СВЧ усилители (например ЛБВ) могут работать в различных режимах, как в импульсном так и в непрерывном. Управление (отпирание) осуществляется напряжением, подаваемым на сетку с модулятора.
Средний ток замедляющей системы (ЗС) СВЧ усилителя, что в импульсной режиме, что в непрерывном, одинаковы. Достигается это тем, что в импульсном режиме на сетку СВЧ усилителя подается напряжение отпирания больше чем в непрерывном режиме.
Для защиты СВЧ усилителя от несанкционированного перехода из непрерывного режима в непрерывный режим, но с большим напряжением отпирания (тем самым повышение среднего тока ЗС и выход из строя СВЧ усилителя) было разработано устройство защиты СВЧ усилителя.
Устройство работает следующим образом:
Устройство управления 7 подает режимы управления на модулятор 5.
Модулятор 5 формирует напряжение в зависимости от режимов управления.
СВЧ усилитель 2 усилив СВЧ сигнал, подает его на детекторную секцию 3, для отслеживания напряжения амплитуды огибающей СВЧ сигнала.
Детекторная секция 3 подает сигнал на устройство сравнения 4. Устройство сравнения 4 сравнивает уровень сигнала детекторной секции 3 с уровнем порогового сигнала с источника питания 1, в случае превышения, устройство сравнения 4 подает сигнал на генератор импульсов 6. Генератор импульсов 6 формирует импульс запрета на устройство управления 7 длительностью, которая задается время задающим устройством 8, генератор импульсов 6 формирует импульс запрета в том случае, когда приходит разрешающий сигнал с устройства управления 7 в режиме непрерывной работы, это является дополнительной защитой от ложного срабатывания устройства защиты СВЧ усилителя в импульсном режиме работы СВЧ усилителя 2.