МОЩНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ СВЧ МОДУЛЬ

Настоящая полезная модель относится к области радиотехнических систем, в частности касается усилительных СВЧ модулей для передатчиков РЛС.
Известны комплексированное изделия СВЧ на основе электровакуумных твердотельных приборов: «Задающее генераторно-преобразовательно-усилительное комплексированное изделие СВЧ», «Передающее комплексированное изделие СВЧ средней мощности для бортовой аппаратуры», «Мощное умножительно-преобразовательно-усилительное комплексированное изделие СВЧ для бортовой аппаратуры», «Мощное широкополосное генераторно-преобразовательно-усилительное комплексированное изделие СВЧ» («Исток СВЧ электроника», www.istokmw.ru. г. Фрязино).
Ближайшим прототипом предлагаемой полезной модели являются СВЧ усилительные модули, включающие в себя твердотельный предварительный усилитель СВЧ сигнала, выходной усилитель на вакуумной лампе (ЛБВ), источник вторичного питания этих усилительных каскадов с необходимыми согласующими элементами. [Мощные СВЧ модули - строительные блоки для радиопередатчиков «Новости СВЧ Техники», №1-2, 2000 г. НИИ «Исток», г. Фрязино] Недостатком существующих СВЧ модулей является невозможность их мгновенного включения в рабочий режим из-за необходимости предварительного прогрева катода в ЛБВ. Этот недостаток ограничивает в ряде случаев возможность применения этих СВЧ модулей.
Для устранения указанных недостатков предлагается следующее техническое решение. В качестве выходного СВЧ усилительного каскада установить магнетронный усилитель с катодной структурой, включающей автоэмиссионный катод на основе углеродных нанотрубных и нанокластерных пленок, что обеспечивает мгновенное включение усилителей при включении питания модуля. При этом отпадает необходимость иметь в составе источника вторичного питания в модуле субблок накала, оказывается возможным уменьшить паразитные емкости в цепях питания, улучшить энергопотребительные характеристики модуля и спектральные характеристики его выходного сигнала.
На схеме мощного импульсного усилительного СВЧ модуля показан: твердотельный усилитель (ТТУ) - 1, вакуумный усилитель мощности (ВУМ) - 2, источник вторичного питания - 3, разъем синхронизации - 4, разъем первичного питания - 5.
На представленной структурной схеме предлагаемого исполнения усилительного СВЧ модуля представлено взаимодействие: твердотельный усилитель (ТТУ) - 1, его СВЧ выход подключен к СВЧ входу вакуумного усилителя мощности (ВУМ) - 2, выход ВУМ соединен с выходом СВЧ модуля.
Встроенные источники вторичного питания - 3 соединены с твердотельным усилителем и вакуумным усилителем мощности - 2.
Управление длительностью и частотой повторения импульсов осуществляют через разъем синхронизации - 4. Электропитание модуля осуществляется через разъем питания - 5.
Работа СВЧ модуля осуществляется следующим образом. На ВЧ вход модуля подают входной СВЧ сигнал мощностью 5-10 мВт с требуемыми по тактико-техническим требованиям характеристиками по частоте, по длительности и по периоду повторения импульсов. На вход «синхронизация» - 4 подаются синхроимпульсы амплитудой 5-10 В для управления источником вторичного питания в модуле по длительности и частоте повторения импульсов. После подачи напряжения питания на разъем - 5 «питание» на выходе СВЧ модуля мгновенно появляется выходной СВЧ сигнал с требуемыми характеристиками по мощности и другим параметрам.
Дополнительными достоинствами СВЧ модулей предлагаемого исполнения являются следующие обстоятельства. Возможность получения большой мощности - до 1-1,5-3-10кВт вместо 100-200 Вт в известном усилительном модуле [Мощные СВЧ модули - строительные блоки для радиопередатчиков «Новости СВЧ Техники», №1-2, 2000 г. НИИ «Исток», г. Фрязино]. При использовании в качестве ВУМ синхронизированных магнетронов с заявленной катодной структурой область рабочих частот СВЧ модулей может быть существенно расширена в коротковолновую область - до 94, 140 и 220-250 ГГц с уровнем выходной мощности до 1…5 кВт по сравнению с частотами 4-18 ГГц в известных модулях при мощности лишь порядка 100 Вт. Кроме того, внутренние источники питания в модуле для магнетронных усилителей оказываются существенно проще и соответственно надежнее, чем для ЛБВ, что дополнительно увеличивает эксплуатационную надежность модулей. В качестве магнетронных усилителей могут быть приборы с катодом в пространстве взаимодействия - амплитроны, синхронизированные магнетроны, усилители прямой волны М-типа.