ИМПУЛЬСНЫЙ ПЕРЕДАТЧИК
IMPULSE TRANSMITTER

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопередающим устройствам, и может быть использовано в системах с активным ответом и радиолокации для создания мощных импульсных малогабаритных передатчиков, работающих на трех разнесенных по частоте высокочастотных каналах.
Из уровня техники известен передатчик СВЧ (патент RU №2208909, опубликован 2003.07.20, МПК Н04В 1/00, Н05К 7/20). Передатчик СВЧ содержит задающий генератор, развязывающий прибор, p-i-n аттенюатор, развязывающий прибор, усилитель СВЧ, нагрузку, источник тока, дискриминатор, источник питания и модулятор, систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром. Данный передатчик СВЧ позволяет повысить эффективность работы за счет улучшения отвода тепла от блоков передатчика и улучшения массогабаритных характеристик, но не решает задачу обслуживания трех разнесенных частотных каналов одним передатчиком.
Известен передатчик СВЧ (патент RU №2187880, опубликован 2002.08.20, МПК: Н03В 9/06). В состав передатчика СВЧ между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n аттенюатора включены частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока. Источник тока обеспечивает стабилизацию постоянного тока через p-i-n аттенюатор и, как следствие, стабилизирует входную мощность и снижает уровень шумов усилителя СВЧ. Управление источником тока осуществляется от дискриминатора, который формирует частотно-зависимое напряжение управления током p-i-n аттенюатора. Управление оптимальной входной мощностью происходит автоматически и с достаточным быстродействием. К недостаткам данного передатчика СВЧ можно отнести то, что при получении оптимальной выходной мощности в диапазоне частот и снижении уровня амплитудных и фазовых шумов не удается обеспечить улучшение массогабаритных характеристик передатчика.
С точки зрения сходства технической сущности в качестве прототипа заявляемого импульсного передатчика (ИП) выбран высокостабильный импульсный СВЧ-передатчик (патент RU №2212090, опубликованный 2003.09.10, МПК Н03В 5/18, Н03В 7/14). Он содержит модулятор на первом СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, собственно автогенератор на втором СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общей базой, первый и второй источники питания для питания модулятора и автогенератора соответственно, диэлектрический резонатор, включенный в цепь обратной связи автогенератора, причем модулятор содержит в цепи коллектора два резистора, средняя точка которых через конденсатор и четвертьволновый дроссель соединена с эмиттером второго СВЧ-транзистора, база первого транзистора является входом СВЧ-передатчика, а коллектор второго транзистора - его выходом, автогенератор содержит первый и второй четвертьволновые микрополосковые дроссели, включенные последовательно в цепи эмиттера и коллектора соответственно, третий и четвертый менее чем четвертьволновые отрезки микрополосковой линии, выполняющие функции емкости и индуктивности соответственно; эмиттерный и коллекторный отрезки микрополосковой линии для задания рабочей частоты, величины и фазы обратной связи и диэлектрический резонатор, включенный между этими отрезками, первый и второй источники питания, заблокированные первым и вторым блокировочными конденсаторами соответственно, выход автогенератора через разделительный конденсатор соединен с нагрузкой.
Однако данный высокостабильный импульсный СВЧ-передатчик не обеспечивает работу в трех частотных каналах с автоматическим контролем его исправности и улучшение массогабаритных характеристик.
Технический результат предлагаемого технического решения направлен на обеспечение работы импульсного передатчика (ИП) с большой выходной импульсной мощностью в трех разнесенных по частоте высокочастотных каналах с автоматическим контролем его исправности, как на Земле, так и на борту летательного аппарата, а также на улучшение массогабаритных характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что импульсный передатчик содержит в первом канале первый импульсный модулятор, первый автогенератор. При этом он отличается тем, что состоит из трех разнесенных по частоте каналов.
Первый канал включает дополнительно первый вентиль, второй усилитель мощности, третий импульсный модулятор, первый направленный ответвитель мощности, шестой усилитель мощности, первое устройство контроля мощности, седьмой усилитель мощности, второе устройство контроля мощности, первую схему сложения мощностей, второй циркулятор, первый фильтр, первый антенный переключатель, шестое устройство контроля мощности.
Второй и третий каналы содержат второй автогенератор, второй импульсный модулятор, первый усилитель мощности, первый циркулятор, четвертый усилитель мощности, четвертый импульсный модулятор, пятый импульсный модулятор, частотно разделительное устройство, второй вентиль, третий усилитель мощности, третий вентиль, пятый усилитель мощности, второй направленный ответвитель мощности, восьмой усилитель мощности, третье устройство контроля мощности, девятый усилитель мощности, четвертое устройство контроля мощности, десятый усилитель мощности, пятое устройство контроля мощности, первую дополнительную фильтрующую цепь, вторую дополнительную фильтрующую цепь, третью дополнительную фильтрующую цепь, четвертую дополнительную фильтрующую цепь, пятую дополнительную фильтрующую цепь, шестую дополнительную фильтрующую цепь, седьмую дополнительную фильтрующую цепь, восьмую дополнительную фильтрующую цепь, девятую дополнительную фильтрующую цепь, десятую дополнительную фильтрующую цепь, вторую схему сложения мощностей, второй фильтр, третий циркулятор, второй антенный переключатель, седьмое устройство контроля мощности, восьмое устройство контроля мощности.
А также в ИП включены: первый накопитель энергии, второй накопитель энергии, терморегулятор, схема формирования сигнала исправности, схема управления, контакт разъема входного управляющего сигнала первого канала, контакт разъема входного модулирующего сигнала первого, второго и третьего каналов, контакт разъема для подачи входного напряжения питания на первый накопитель энергии, контакт разъема для подачи входного напряжения питания на второй накопитель энергии, контакт разъема входного управляющего сигнала второго автогенератора третьего канала, контакт разъема второго входного управляющего сигнала схемы управления, контакт разъема первого входного управляющего сигнала схемы управления, контакт разъема входного управляющего сигнала третьего канала, контакт разъема входного управляющего сигнала второго канала, разъем входного опорного сигнала второго канала, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» первого канала, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» и входного сигнала в режиме «Прием» первого канала, контакт разъема выходного сигнала исправности, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» на первую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» на вторую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов.
При этом первый вход первого канала соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала первого канала. Второй вход первого канала соединен с контактом разъема входного модулирующего сигнала первого, второго и третьего каналов и с восьмым входом второго и третьего каналов. Третий вход первого канала соединен с первым выходом первого накопителя энергии и с седьмым входом второго и третьего каналов. Четвертый вход первого канала соединен с первым выходом второго накопителя энергии, с девятым входом второго и третьего каналов и с десятым входом второго и третьего каналов. Пятый вход первого канала соединен с третьим выходом схемы управления. Шестой вход-выход первого канала соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» и входного сигнала в режиме «Прием» первого канала.
Первый выход первого канала соединен с третьим входом схемы формирования сигнала исправности, второй выход первого канала соединен со вторым входом схемы формирования сигнала исправности, третий выход первого канала соединен с первым входом схемы формирования сигнала исправности, четвертый выход первого канала соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием»первого канала.
Первый вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала автогенератора третьего канала. Второй вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема управляющего сигнала третьего канала. Третий вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала второго канала. Четвертый вход второго и третьего каналов соединен с разъемом входного опорного сигнала второго канала. Пятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым выходом схемы управления. Шестой вход второго и третьего каналов соединен с первым выходом схемы управления. Одиннадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» на первую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов. Двенадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» на вторую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов.
Первый выход второго и третьего каналов соединен с четвертым входом схемы формирования сигнала исправности. Второй выход второго и третьего каналов соединен с пятым входом схемы формирования сигнала исправности. Третий выход второго и третьего каналов соединен с шестым входом схемы формирования сигнала исправности. Четвертый выход второго и третьего каналов соединен с седьмым входом схемы формирования сигнала исправности. Пятый выход второго и третьего каналов соединен с восьмым входом схемы формирования сигнала исправности. Шестой выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов. Седьмой выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов. Первый вход схемы управления соединен с контактом разъема второго управляющего сигнала схемы управления. Второй вход схемы управления соединен с контактом разъема первого управляющего сигнала схемы управления. Четвертый выход схемы управления соединен с девятым входом схемы формирования сигнала исправности. Первый вход второго накопителя энергии соединен с контактом разъема для подачи входного напряжения питания на второй накопитель энергии. Второй вход второго накопителя энергии соединен с выходом терморегулятора и со вторым входом первого накопителя энергии. Второй выход второго накопителя энергии соединен с входом терморегулятора и со вторым выходом первого накопителя энергии. Первый вход первого накопителя энергии соединен с контактом разъема для подачи входного напряжения питания на первый накопитель энергии. Выход схемы формирования сигнала исправности соединен с контактом разъема выходного сигнала исправности.
В первом канале первый вход первого импульсного модулятора соединен с первым входом первого канала. Второй вход первого импульсного модулятора соединен с третьим входом первого канала. Выход первого импульсного модулятора соединен с входом первого автогенератора. Выход первого автогенератора соединен с входом первого вентиля. Выход первого вентиля соединен с первым входом второго усилителя мощности. Второй вход второго усилителя мощности соединен с выходом третьего импульсного модулятора. Выход второго усилителя мощности соединен с входом первого направленного ответвителя мощности. Первый выход первого направленного ответвителя мощности соединен с первым входом шестого усилителя мощности. Второй выход первого направленного ответвителя мощности соединен с первым входом седьмого усилителя мощности. Второй вход первого канала соединен с первым входом третьего импульсного модулятора. Четвертый вход первого канала соединен со вторым входом третьего импульсного модулятора, со вторым входом шестого усилителя мощности и со вторым входом седьмого усилителя мощности. Первый выход шестого усилителя мощности соединен с первым входом первой схемы сложения мощностей. Первый выход седьмого усилителя мощности соединен со вторым входом первой схемы сложения мощностей. Выход первой схемы сложения мощностей соединен с входом второго циркулятора. Выход второго циркулятора соединен с входом первого фильтра. Выход первого фильтра соединен с первым входом первого антенного переключателя. Второй вход первого антенного переключателя соединен с шестым входом-выходом первого канала и с входом шестого устройства контроля мощности. Третий вход первого антенного переключателя соединен с пятым входом первого канала. Первый выход первого антенного переключателя соединен с четвертым выходом первого канала. Второй выход шестого усилителя мощности соединен с входом первого устройства контроля мощности. Выход первого устройства контроля мощности соединен со вторым входом первого канала. Второй выход седьмого усилителя мощности соединен с входом второго устройства контроля мощности. Выход второго устройства контроля мощности соединен с первым входом первого канала. Выход шестого устройства контроля мощности соединен с третьим выходом первого канала.
Первый вход второго и третьего каналов соединен с первым входом второго автогенератора. Второй вход второго и третьего каналов соединен с первым входом второго импульсного модулятора. Третий вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом четвертого импульсного модулятора. Четвертый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом четвертого усилителя мощности. Пятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом второго антенного переключателя. Шестой вход второго и третьего каналов соединен с пятым входом второго антенного переключателя. Седьмой вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом второго импульсного модулятора и с первым входом четвертого импульсного модулятора. Восьмой вход второго и третьего каналов соединен с первым входом пятого импульсного модулятора. Девятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом пятого импульсного модулятора. Десятый вход второго и третьего каналов соединен с первым входом восьмого усилителя мощности, с первым входом девятого усилителя мощности и с первым входом десятого усилителя мощности. Одиннадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с третьим входом второго антенного переключателя и с входом восьмого устройства контроля мощности. Двенадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с четвертым входом второго антенного переключателя и с входом седьмого устройства контроля мощности. Первый выход второго и третьего каналов соединен с выходом третьего устройства контроля мощности. Второй выход второго и третьего каналов соединен с выходом четвертого устройства контроля мощности. Третий выход второго и третьего каналов соединен с выходом пятого устройства контроля мощности. Четвертый выход второго и третьего каналов соединен с выходом восьмого устройства контроля мощности. Пятый выход второго и третьего каналов соединен с выходом седьмого устройства контроля мощности. Шестой выход второго и третьего каналов соединен с первым выходом второго антенного переключателя. Седьмой выход второго и третьего каналов соединен с вторым выходом второго антенного переключателя.
Во втором и третьем каналах выход второго импульсного модулятора соединен со вторым входом второго автогенератора. Выход второго автогенератора соединен с первым входом частотно разделительного устройства. Выход частотно разделительного устройства соединен с входом второго вентиля. Выход второго вентиля соединен с первым входом третьего усилителя мощности и с первой дополнительной фильтрующей цепью. Второй вход третьего усилителя мощности соединен с выходом пятого импульсного модулятора и со вторым входом пятого усилителя мощности. Выход третьего усилителя мощности соединен с входом третьего вентиля и второй дополнительной фильтрующей цепью. Выход третьего вентиля соединен с первым входом пятого усилителя мощности и третьей дополнительной фильтрующей цепью. Выход пятого усилителя мощности соединен с входом второго направленного ответвителя мощности и четвертой дополнительной фильтрующей цепью. Первый выход второго направленного ответвителя мощности соединен со вторым входом восьмого усилителя мощности и пятой дополнительной фильтрующей цепью. Второй выход второго направленного ответвителя мощности соединен с вторым входом девятого усилителя мощности и седьмой дополнительной фильтрующей цепью. Третий выход второго направленного ответвителя мощности соединен со вторым входом десятого усилителя мощности и девятой дополнительной фильтрующей цепью. Первый выход восьмого усилителя мощности соединен с первым входом второй схемы сложения мощностей и с шестой дополнительной фильтрующей цепью. Первый выход девятого усилителя мощности соединен со вторым входом второй схемы сложения мощностей и восьмой дополнительной фильтрующей цепью. Первый выход десятого усилителя мощности соединен с третьим входом второй схемы сложения мощностей и с десятой дополнительной фильтрующей цепью. Второй выход восьмого усилителя мощности соединен с входом третьего устройства контроля мощности. Второй выход девятого усилителя мощности соединен с входом четвертого устройства контроля мощности. Второй выход десятого усилителя мощности соединен с входом пятого устройства контроля мощности. Выход второй схемы сложения мощностей соединен с входом третьего циркулятора. Выход третьего циркулятора соединен с входом второго фильтра. Выход второго фильтра соединен с первым входом второго антенного переключателя. Выход четвертого импульсного модулятора соединен с первым входом четвертого усилителя мощности и первым входом первого усилителя мощности. Выход первого усилителя мощности соединен со вторым входом частотно разделительного устройства. Выход четвертого усилителя мощности соединен с входом первого циркулятора. Выход первого циркулятора соединен со вторым входом первого усилителя мощности.
На Фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого импульсного передатчика. ИП содержит три разнесенных по частоте высокочастотных канала. В первый канал входят: первый импульсный модулятор 1, первый автогенератор 2, первый вентиль 3, второй усилитель мощности 4, третий импульсный модулятор 5, первый направленный ответвитель мощности 6, шестой усилитель мощности 7, первое устройство контроля мощности 8, седьмой усилитель мощности 9, второе устройство контроля мощности 10, первая схема сложения мощностей 11, второй циркулятор 12, первый фильтр 13, первый антенный переключатель 14, шестое устройство контроля мощности 15.
Второй и третий каналы содержат: второй автогенератор 16, второй импульсный модулятор 17, первый усилитель мощности 18, первый циркулятор 19, четвертый усилитель мощности 20, четвертый импульсный модулятор 21, пятый импульсный модулятор 22, частотно разделительное устройство 23, второй вентиль 24, третий усилитель мощности 25, третий вентиль 26, пятый усилитель мощности 27, второй направленный ответвитель мощности 28, восьмой усилитель мощности 29, третье устройство контроля мощности 30, девятый усилитель мощности 31, четвертое устройство контроля мощности 32, десятый усилитель мощности 33, пятое устройство контроля мощности 34, первую дополнительную фильтрующую цепь 35, вторую дополнительную фильтрующую цепь 36, третью дополнительную фильтрующую цепь 37, четвертую дополнительную фильтрующую цепь 65, пятую дополнительную фильтрующую цепь 66, шестую дополнительную фильтрующую цепь 68, седьмую дополнительную фильтрующую цепь 69, восьмую дополнительную фильтрующую цепь 70, девятую дополнительную фильтрующую цепь 71, десятую дополнительную фильтрующую цепь 72, вторую схему сложения мощностей 38, второй фильтр 39, третий циркулятор 40, второй антенный переключатель 41, седьмое устройство контроля мощности 42, восьмое устройство контроля мощности 43.
Также в ИП включены: первый накопитель энергии 44, второй накопитель энергии 45, терморегулятор 67, схема формирования сигнала исправности 46, схема управления 47, контакт разъема входного управляющего сигнала первого канала 48, контакт разъема входного модулирующего сигнала первого, второго и третьего каналов 49, контакт разъема для подачи входного напряжения питания на первый накопитель энергии 50, контакт разъема для подачи входного напряжения питания на второй накопитель энергии 51, контакт разъема входного управляющего сигнала второго автогенератора третьего канала 52, контакт разъема второго входного управляющего сигнала схемы управления 53, контакт разъема первого входного управляющего сигнала схемы управления 54, контакт разъема входного управляющего сигнала третьего канала 55, контакт разъема входного управляющего сигнала второго канала 56, разъем входного опорного сигнала второго канала 57, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» первого канала 58, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» и входного сигнала в режиме «Прием» первого канала 59, контакт разъема выходного сигнала исправности 60, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов 61, разъем выходного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов 62, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» на первую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов 63, разъем выходного сигнала в режиме «Передача» на вторую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов 64.
Первый вход первого канала соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала первого канала 48. Второй вход первого канала соединен с контактом разъема входного модулирующего сигнала первого, второго и третьего каналов 49 и с восьмым входом второго и третьего каналов. Третий вход первого канала соединен с первым выходом первого накопителя энергии 44 и с седьмым входом второго и третьего каналов. Четвертый вход первого канала соединен с первым выходом второго накопителя энергии 45, с девятым входом второго и третьего каналов и с десятым входом второго и третьего каналов. Пятый вход первого канала соединен с третьим выходом схемы управления 47. Шестой вход-выход первого канала соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» и входного сигнала в режиме «Прием» первого канала 59.
Первый выход первого канала соединен с третьим входом схемы формирования сигнала исправности 46. Второй выход первого канала соединен со вторым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Третий выход первого канала соединен с первым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Четвертый выход первого канала соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием» первого канала 58.
Первый вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала автогенератора третьего канала 52. Второй вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема управляющего сигнала третьего канала 55. Третий вход второго и третьего каналов соединен с контактом разъема входного управляющего сигнала второго канала 56. Четвертый вход второго и третьего каналов соединен с разъемом входного опорного сигнала второго канала 57. Пятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым выходом схемы управления 47. Шестой вход второго и третьего каналов соединен с первым выходом схемы управления 47. Одиннадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» на первую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов 63. Двенадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Передача» на вторую антенну и входного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов 64.
Первый выход второго и третьего каналов соединен с четвертым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Второй выход второго и третьего каналов соединен с пятым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Третий выход второго и третьего каналов соединен с шестым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Четвертый выход второго и третьего каналов соединен с седьмым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Пятый выход второго и третьего каналов соединен с восьмым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Шестой выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием» с первой антенны второго и третьего каналов 61. Седьмой выход второго и третьего каналов соединен с разъемом выходного сигнала в режиме «Прием» со второй антенны второго и третьего каналов 62. Первый вход схемы управления 47 соединен с контактом разъема второго управляющего сигнала схемы управления 53. Второй вход схемы управления 47 соединен с контактом разъема первого управляющего сигнала схемы управления 54. Четвертый выход схемы управления 47 соединен с девятым входом схемы формирования сигнала исправности 46. Первый вход второго накопителя энергии 45 соединен с контактом разъема для подачи входного напряжения питания на второй накопитель энергии 51. Второй вход второго накопителя энергии 45 соединен с выходом терморегулятора 67 и со вторым входом первого накопителя энергии 44. Второй выход второго накопителя энергии 45 соединен с входом терморегулятора 67 и со вторым выходом первого накопителя энергии 44. Первый вход первого накопителя энергии 44 соединен с контактом разъема для подачи входного напряжения питания на первый накопитель энергии 50. Выход схемы формирования сигнала исправности 46 соединен с контактом разъема выходного сигнала исправности 60.
В первом канале первый вход первого импульсного модулятора 1 соединен с первым входом первого канала. Второй вход первого импульсного модулятора 1 соединен с третьим входом первого канала. Выход первого импульсного модулятора 1 соединен с входом первого автогенератора 2. Выход первого автогенератора 2 соединен с входом первого вентиля 3. Выход первого вентиля 3 соединен с первым входом второго усилителя мощности 4. Второй вход второго усилителя мощности 4 соединен с выходом третьего импульсного модулятора 5. Выход второго усилителя мощности 4 соединен с входом первого направленного ответвителя мощности 6. Первый выход первого направленного ответвителя мощности 6 соединен с первым входом шестого усилителя мощности 7. Второй выход первого направленного ответвителя мощности 6 соединен с первым входом седьмого усилителя мощности 9. Второй вход первого канала соединен с первым входом третьего импульсного модулятора 5. Четвертый вход первого канала соединен со вторым входом третьего импульсного модулятора 5, со вторым входом шестого усилителя мощности 7 и со вторым входом седьмого усилителя мощности 9. Первый выход шестого усилителя мощности 7 соединен с первым входом первой схемы сложения мощностей 11. Первый выход седьмого усилителя мощности 9 соединен со вторым входом первой схемы сложения мощностей 11. Выход первой схемы сложения мощностей 11 соединен с входом второго циркулятора 12. Выход второго циркулятора 12 соединен с входом первого фильтра 13. Выход первого фильтра 13 соединен с первым входом первого антенного переключателя 14. Второй вход первого антенного переключателя 14 соединен с шестым входом-выходом первого канала и с входом шестого устройства контроля мощности 15. Третий вход первого антенного переключателя 14 соединен с пятым входом первого канала. Первый выход первого антенного переключателя 14 соединен с четвертым выходом первого канала. Второй выход шестого усилителя мощности 7 соединен с входом первого устройства контроля мощности 8. Выход первого устройства контроля мощности 8 соединен со вторым входом первого канала. Второй выход седьмого усилителя мощности 9 соединен с входом второго устройства контроля мощности 10. Выход второго устройства контроля мощности 10 соединен с первым входом первого канала. Выход шестого устройства контроля мощности 15 соединен с третьим выходом первого канала. Первый вход второго и третьего каналов соединен с первым входом второго автогенератора 16. Второй вход второго и третьего каналов соединен с первым входом второго импульсного модулятора 17. Третий вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом четвертого импульсного модулятора 21. Четвертый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом четвертого усилителя мощности 20. Пятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом второго антенного переключателя 41. Шестой вход второго и третьего каналов соединен с пятым входом второго антенного переключателя 41. Седьмой вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом второго импульсного модулятора 17 и с первым входом четвертого импульсного модулятора 21. Восьмой вход второго и третьего каналов соединен с первым входом пятого импульсного модулятора 22. Девятый вход второго и третьего каналов соединен со вторым входом пятого импульсного модулятора 22. Десятый вход второго и третьего каналов соединен с первым входом восьмого усилителя мощности 29, с первым входом девятого усилителя мощности 31 и первым входом десятого усилителя мощности 33. Одиннадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с третьим входом второго антенного переключателя 41 и с входом восьмого устройства контроля мощности 43. Двенадцатый вход-выход второго и третьего каналов соединен с четвертым входом второго антенного переключателя 41 и с входом седьмого устройства контроля мощности 42. Первый выход второго и третьего каналов соединен с выходом третьего устройства контроля мощности 30. Второй выход второго и третьего каналов соединен с выходом четвертого устройства контроля мощности 32. Третий выход второго и третьего каналов соединен с выходом пятого устройства контроля мощности 34. Четвертый выход второго и третьего каналов соединен с выходом восьмого устройства контроля мощности 43. Пятый выход второго и третьего каналов соединен с выходом седьмого устройства контроля мощности 42, шестой выход второго и третьего каналов соединен с первым выходом второго антенного переключателя 41, седьмой выход второго и третьего каналов соединен со вторым выходом второго антенного переключателя 41.
Во втором и третьем каналах выход второго импульсного модулятора 17 соединен со вторым входом второго автогенератора 16. Выход второго автогенератора 16 соединен с первым входом частотно разделительного устройства 23. Выход частотно разделительного устройства 23 соединен с входом второго вентиля 24. Выход второго вентиля 24 соединен с первым входом третьего усилителя мощности 25 и с первой дополнительной фильтрующей цепью 35. Второй вход третьего усилителя мощности 25 соединен с выходом пятого импульсного модулятора 22 и со вторым входом пятого усилителя мощности 27. Выход третьего усилителя мощности 25 соединен с входом третьего вентиля 26 и второй дополнительной фильтрующей цепью 36. Выход третьего вентиля 26 соединен с первым входом пятого усилителя мощности 27 и третьей дополнительной фильтрующей цепью 37. Выход пятого усилителя мощности 27 соединен с входом второго направленного ответвителя мощности 28 и четвертой дополнительной фильтрующей цепью 65. Первый выход второго направленного ответвителя мощности 28 соединен со вторым входом восьмого усилителя мощности 29 и пятой дополнительной фильтрующей цепью 66. Второй выход второго направленного ответвителя мощности 28 соединен со вторым входом девятого усилителя мощности 31 и седьмой дополнительной фильтрующей цепью 69. Третий выход второго направленного ответвителя мощности 28 соединен со вторым входом десятого усилителя мощности 33 и девятой дополнительной фильтрующей цепью 71. Первый выход восьмого усилителя мощности 29 соединен с первым входом второй схемы сложения мощностей 38 и шестой дополнительной фильтрующей цепью 68. Первый выход девятого усилителя мощности 31 соединен со вторым входом второй схемы сложения мощностей 38 и восьмой дополнительной фильтрующей цепью 70. Первый выход десятого усилителя мощности 33 соединен с третьим входом второй схемы сложения мощностей 38 и десятой дополнительной фильтрующей цепью 72. Второй выход восьмого усилителя мощности 29 соединен с входом третьего устройства контроля мощности 30. Второй выход девятого усилителя мощности 31 соединен с входом четвертого устройства контроля мощности 32. Второй выход десятого усилителя мощности 33 соединен с входом пятого устройства контроля мощности 34. Выход второй схемы сложения мощностей 38 соединен с входом третьего циркулятора 40. Выход третьего циркулятора 40 соединен с входом второго фильтра 39. Выход второго фильтра 39 соединен с первым входом второго антенного переключателя 41. Выход четвертого импульсного модулятора 21 соединен с первым входом четвертого усилителя мощности 20 и первым входом первого усилителя мощности 18. Выход первого усилителя мощности 18 соединен со вторым входом частотно разделительного устройства 23. Выход четвертого усилителя мощности 20 соединен с входом первого циркулятора 19. Выход первого циркулятора 19 соединен с вторым входом первого усилителя мощности 18.
Импульсный передатчик работает следующим образом. Управление ИП осуществляется с центрального вычислительного устройства (ЦВУ). ИП работает в трех частотных каналах: первый канал на несущей частоте f1, второй канал - на несущей частоте f2, третий канал - на несущих частотах f3, f4. Разнос по частоте между каналами составляет 30-50%. Разнос несущих частот в третьем канале составляет 0,7%. ИП работает на излучение в конкретный момент времени только в одном из трех частотных каналов. Третий канал работает на излучение в конкретный момент времени только на одной из несущих частот f3 или f4.
В первом канале сигнал несущей частоты f1 формирует первый автогенератор 2. Сигнал опорной несущей частоты f2 во второй канал поступает на разъем 57 ИП с приемного устройства. В третьем канале сигнал несущей частоты f3 или f4 формирует второй автогенератор 16.
Импульсный режим работы ИП в первом и третьем каналах осуществляется путем подачи импульса напряжения питания в определенный момент времени от первого накопителя энергии 44 на первый автогенератор 2 через первый импульсный модулятор 1 и на второй автогенератор 16 через второй импульсный модулятор 17. Во втором канале импульсный режим работы осуществляется путем подачи на четвертый усилитель мощности 20 от первого накопителя энергии 44 в определенный момент времени импульса напряжения питания через четвертый импульсный модулятор 21. (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430).
Для обеспечения малых массогабаритных характеристик ИП во втором и третьем каналах применены каскады 23-43, 65, 66, 68-72, обеспечивающие работу в широкой полосе частот. Это позволило обработку сигнала второго и третьего каналов производить на одних и тех же каскадах 23-43, 65, 66, 68-72.
В режиме «Передача» первый канал имеет один выход на излучение через разъем 59 и работает на одну антенну. В режиме «Передача» второй и третий каналы имеют два выхода на излучение через разъемы 63, 64 и работают на две антенны.
Режимами «Прием», «Передача» в ИП управляет ЦВУ. В режиме «Прием» первый канал принимает сигнал от антенны с разъема 59 по входу-выходу 6, а затем через первый антенный переключатель 14 подает на выходной разъем 58 и далее в приемное устройство. В режиме «Прием» второй и третий каналы принимают одновременно сигнал от первой и второй антенн с разъемов 63, 64, а затем через второй антенный переключатель 41 подают соответственно на два выходных разъема 61 и 62 и далее в приемное устройство. Управление первым антенным переключателем 14 первого канала и вторым антенным переключателем 41 второго и третьего каналов осуществляет схема управления 47. Схемой управления 47 управляет ЦВУ управляющими сигналами с контактов разъема 54, 53 (Степаненко И.П. - М., Энергия, 1973 г., с.411-453).
Для обеспечения незначительных весогабаритных показателей ИП выполнен на полупроводниковых приборах с применением микрополосковой техники (Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление. /Под редакцией Е.П.Котова. - М., Советское радио, 1979 г., с.27-106, 134-179, Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. / Под редакцией В.И.Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982 г., с.157-218).
При поступлении на первый вход первого канала управляющей импульсной последовательности (импульса) с контакта разъема 48 начинает работать первый канал. Первый импульсный модулятор 1 при наличии управляющего импульса с контакта 48 разъема на первом входе подает накопленную энергию в виде импульса напряжения питания с первого выхода первого накопителя энергии 44 на вход первого автогенератора 2 (Радиопередающие устройства. / под редакцией В.В.Шахгильдяна., - М., Связь, 1980 г., с.9-150, Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). С выхода первого автогенератора 2 радиоимпульс через первый вентиль 3 поступает для усиления по мощности на первый вход второго усилителя мощности 4. Мощность СВЧ полупроводниковых приборов ограничена (Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981 г., с.69-74, 84-89, 221-274, 300-339, 375-379). Требуемая мощность ИП по первому каналу превышает мощность одного полупроводникового прибора. Для устранения разрыва по мощности в выходном усилителе мощности первого канала использован способ суммирования двух однотипных усилителей мощности СВЧ колебаний. (Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981 г., с.69-74, 84-89, 221-274, 300-339, 375-379, Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). Поэтому с выхода второго усилителя мощности 4 радиоимпульс поступает на вход первого направленного ответвителя мощности 6, который осуществляет деление мощности входного сигнала на две части. С первого и второго выходов направленного ответвителя мощности 6 радиоимпульс соответственно поступает на однотипные шестой 7 и седьмой 9 усилители мощности. После усиления по мощности с первых выходов шестого 7 и седьмого 9 усилителей мощности радиоимпульс поступает соответственно на первый и второй входы первой схемы сложения мощностей 11, где происходит сложение мощностей входных радиоимпульсов. С выхода первой схемы сложения мощностей 11 радиоимпульс через второй циркулятор 12 поступает на вход первого фильтра 13. Первый фильтр представляет собой фильтр низких частот (ФНЧ). С выхода первого фильтра 13 радиоимпульс через первый антенный переключатель 14 поступает в режиме «Передача» на выходной разъем 59.
При подаче входного опорного высокочастотного сигнала частотой f2 на разъем 57 и наличии управляющего сигнала с контакта 56 разъема начинает работать второй частотный канал. Управляющий сигнал с контакта разъема 56 через четвертый импульсный модулятор 21 модулирует высокочастотный сигнал, поступающий на второй вход четвертого усилителя мощности 20. С выхода четвертого усилителя мощности 20 через первый циркулятор 19 радиоимпульс поступает на первый усилитель мощности 18, сигнал усиливается по мощности и поступает на второй вход частотно разделительного устройства 23. С выхода частотно разделительного устройства 23 сигнал через второй вентиль 24 для усиления по мощности поступает на первый вход третьего усилителя мощности 25. Для дальнейшего усиления по мощности с выхода третьего усилителя мощности 25 сигнал через третий вентиль 26 поступает на первый вход пятого усилителя мощности 27. Требуемая мощность ИП по второму каналу превышает мощность одного полупроводникового прибора. Поэтому в выходном усилителе мощности второго и третьего каналов использован способ суммирования трех однотипных усилителей мощности СВЧ колебаний (Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981 г., с.69-74, 84-89, 221-274, 300-339, 375-379, Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). Усиленный по мощности сигнал поступает с выхода пятого усилителя мощности 27 на вход второго направленного ответвителя мощности 28, где происходит деление сигнала по мощности на три части. С первого, второго и третьего выходов второго направленного ответвителя мощности 28 сигналы поступают на вторые входы восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности соответственно. С первых выходов восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности усиленные по мощности сигналы соответственно поступают на первый, второй, третий входы второй схемы сложения мощности 38, где происходит сложение мощностей трех входных сигналов. С выхода второй схемы сложения мощности 38 сигнал поступает на вход третьего циркулятора 40. С выхода третьего циркулятора 40 сигнал поступает на вход второго фильтра 39, а с выхода второго фильтра 39 сигнал поступает на первый вход второго антенного переключателя 41. Второй фильтр 39 представляет собой ФНЧ. С второго антенного переключателя 41 сигнал поступает, в зависимости от управляющих сигналов на втором и пятом входах второго антенного переключателя 41, на разъем 63 или на разъем 64. Управляющие сигналы для второго и пятого входов второго антенного переключателя 41 формируются в схеме управления 47, которая управляется ЦВУ через контакты 53, 54 разъема.
Фильтры ФНЧ 13, 39, имеющие полосу пропускания до 2 ГГц, предназначены для устранения внеполосного излучения и выполнены по микрополосковой технологии (Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. /Под редакцией Г.М. Уткина - М., Советское радио, 1979 г., с.72-81, 98-100, 119-120, Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление./ Под редакцией Е.П.Котова - М., Советское радио, 1979 г., с.27-106, 134-179).
При поступлении на второй вход второго и третьего каналов управляющего импульса с контакта 55 разъема начинает работать третий канал. Второй импульсный модулятор 17 при наличии на первом входе управляющего импульса с контакта 55 разъема подает накопленную энергию в виде импульса напряжения питания с первого выхода первого накопителя энергии 44 на второй вход второго автогенератора 16. При этом начинает работать третий канал на несущей частоте f3. С выхода второго автогенератора 16 радиоимпульс поступает на первый вход частотно разделительного устройства 23. С выхода частотно разделительного устройства 23 радиоимпульс третьего канала поступает на вход второго вентиля 24 и далее на каскадах 25-43, 65, 66, 68-72 проходит аналогичную обработку, что и радиоимпульс второго канала.
Для обеспечения широкополосности ИП (работа во втором и третьем частотных каналах) третий усилитель мощности 25, пятый усилитель мощности 27, восьмой усилитель мощности 29, девятый усилитель мощности 31, десятый усилитель мощности 33 используют во входных и выходных однополосных цепях согласования усилительного элемента-транзистора соответственно дополнительные фильтрующие цепи (ДФЦ) 35, 36, 37, 65, 66, 68, 69, 70, 71, 72.
Схема ДФЦ представлена на Фиг.3, где 35-1 - катушка индуктивности, 35-2 - первый конденсатор, 35-3 - второй переменный конденсатор, 35-4 - третий конденсатор. Конденсаторы выполнены по микрополосковой технологии (Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление. Под редакцией Е.П.Котова. - М., Советское радио, 1979 г., с.27-106, 134-179). Катушка индуктивности и первый конденсатор образуют параллельный резонансный контур с центральной частотой третьего канала. Поэтому ДФЦ представляет собой последовательно включенные параллельный резонансный контур и реактивные элементы (конденсаторы).
Сопротивление ДФЦ, подключенной к однополосной согласующей цепи при условии надлежащего выбора величины параметров элементов ДФЦ, в полосе третьего частотного канала возрастает и ДФЦ практически не влияет на работу усилителя мощности в третьем частотном канале. В полосе второго частотного канала сопротивление параллельного резонансного контура уменьшается и реактивные элементы совместно с элементами однополосной цепи согласования усилительного элемента-транзистора обеспечивают согласование выхода усилительного элемента во втором частотном канале с полным сопротивлением нагрузки и входного сопротивления усилительного элемента с полным сопротивлением источника возбуждения (Патент РФ №2187881 от 20.08.02). Применение ДФЦ позволило выполнить усилители мощности 25, 27,29, 31, 33 двухполосными.
Для обеспечения широкополосности ИП в третьем 25, пятом 27, восьмом 29, девятом 31, десятом 33 усилителях мощности второго и третьего каналов использованы мощные широкополосные СВЧ-транзисторы (патент РФ №2089014 от 27.08.97).
Для обеспечения поочередного излучения на двух частотах третьего канала с ЦВУ через контакт 52 разъема на второй автогенератор 16 подают управляющий импульс. Во втором автогенераторе 16 при наличии этого сигнала подключается дополнительная цепь и его частота изменяется с f3 на f4 (Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Под редакцией Г.М.Уткина. - М., Советское радио, 1979 г., с.72-81, 98-100, 119-120).
Для рационального использования источника питания, от которого по контактам 50 и 51 разъема подают напряжение питания в ИП, применен метод импульсного питания, основанного на накоплении энергии (в емкостях) (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). Энергия электрического поля первого накопителя энергии 44 с первого выхода поступает на второй вход первого импульсного модулятора 1 первого канала, а затем при наличии импульса с контакта 48 разъема с выхода импульсного модулятора 1 в виде импульса напряжения питания поступает на автогенератор 2 первого канала. Энергия электрического поля первого накопителя энергии 44 с первого выхода также поступает на второй вход второго импульсного модулятора 17 второго и третьего каналов, а затем при наличии импульса с контакта 55 разъема с выхода второго импульсного модулятора 17 в виде импульса напряжения питания поступает на второй вход второго автогенератора 16 второго и третьего каналов. Энергия электрического поля второго накопителя энергии 45 с первого выхода поступает на второй вход третьего импульсного модулятора 5 первого канала, а затем при наличии импульса с контакта 49 разъема с выхода третьего импульсного модулятора 5 в виде импульса напряжения питания поступает на первый усилитель мощности 4 первого канала. Также энергия электрического поля второго накопителя энергии 45 с первого выхода поступает на второй вход пятого импульсного модулятора 22 второго и третьего каналов, а затем при наличии импульса с контакта 49 разъема с выхода пятого импульсного модулятора 22 в виде импульса напряжения питания поступает на вторые входы третьего 25 и пятого 27 усилителей мощности второго и третьего каналов. Ввиду того, что в момент поступления радиоимпульса на первые входы шестого 7, седьмого 9 усилителей мощности первого канала происходит значительное потребление тока (из-за большой величины мощности радиоимпульса), коммутация напряжения питания их нецелесообразна. Также в момент поступления радиоимпульса на вторые входы восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности второго и третьего каналов происходит значительное потребление тока, коммутация напряжения питания их нецелесообразна. Поэтому энергия электрического поля второго накопителя энергии 45 с первого выхода в виде уровня постоянного напряжения питания поступает на второй вход шестого усилителя мощности 7, на второй вход седьмого усилителя мощности 9 первого канала и на первые входы восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности второго и третьего каналов.
Частотно разделительное устройство 23 во втором и третьем каналах по первому входу обеспечивает прохождение сигнала с частотами f3, f4 и заграждение для сигнала с частотой f2, по второму входу обеспечивает пропускание сигнала с частотой f2 и заграждение для сигнала с частотами f3, f4. Частотно разделительное устройство 23 выполнено по микрополосковой технологии. (Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление. Под редакцией Е.П.Котова. - М., Советское радио, 1979 г., с.27-106, 134-179).
Для развязки между собой каскадов ИП, выходных усилителей мощности с антенно-фидерным трактом применены вентили и циркуляторы Y-типа. (Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981 г., с.69-74, 84-89, 221-274, 300-339, 375-379, Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430).
Первый и второй антенные переключатели 14 и 41 для быстрого переключения СВЧ-цепей при значительных мощностях выполнены с применением коммутационных p-i-n диодов (И.П.Жеребцов, Введение в технику дециметровых и сантиметровых волн.-Ленинград, Энергия, 1976 г., с.132-135, Заявка RU №2084992).
Первый и второй направленные ответвители мощности 6, 28, первая и вторая схемы сложения мощностей 11 и 38 выполнены на связанных несимметричных полосковых линиях (мост Ланге). (Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые радиопередатчики. - М.: Радио и связь, 1981 г., с.69-74, 84-89, 221-274, 300-339, 375-379, Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Под редакцией Г.М.Уткина. - М., Советское радио, 1979 г., с.72-81, 98-100, 119-120, Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). Мост Ланге имеет широкую полосу пропускания (~1,5 ГГц).
Исправность ИП автоматически необходимо проверять на Земле и на борту летательного аппарата. При проверке исправности на Земле ИП работает на нагрузку (эквивалент антенны), при проверке исправности на борту летательного аппарата ИП работает на антенну. Обычно в других передатчиках автоматическую проверку исправности в обоих режимах проверяют по наличию выходной мощности на выходе передатчика, а неисправность - по отсутствию выходной мощности на выходе передатчика.
В предлагаемом ИП для получения большой величины выходной импульсной мощности в обоих каналах в выходных усилителях мощности применен способ суммирования однотипных усилителей мощности СВЧ колебаний, то есть выходной усилитель мощности в первом канале состоит из двух однотипных усилителей мощности 7 и 9, а во втором и третьем каналах из трех однотипных усилителей мощности 29, 31, 33. Контролировать неисправность по отсутствию мощности на выходе ИП затруднительно, т.к. при отказе одного из однотипных усилителей выходного усилителя мощности выходная импульсная мощность ИП изменяется только на 30-50%. Поэтому необходимо контролировать мощность сигнала на выходах однотипных усилителей мощности 7, 9, 29, 31, 33, а также на выходах антенных переключателей 14, 41 обоих каналов.
В первом канале нагрузка (эквивалент антенны) находится в первом циркуляторе 12. Во втором и третьем канале нагрузка (эквивалент антенны) находится во втором циркуляторе 40.
При работе на нагрузку (эквивалент антенны) импульсная мощность на входах коммутационных диодов антенных переключателей 14 и 41 присутствует, а на выходных разъемах 59, 63, 64 отсутствует, так как ЦВУ через схему управления 47 закрывает коммутационные диоды антенных переключателей 14 и 41, обеспечивающие режим «Передача», но схема формирования сигнала исправности 46 при этом должна выдавать сигнал исправности.
Поэтому автоматическая проверка исправности осуществляется следующим образом. Первое 8, второе 10, третье 30, четвертое 32, пятое 34, шестое 15, седьмое 42, восьмое 43 устройства контроля мощности выполнены в виде детекторных секций (Д, С, R) (Смогилев К.А. Радиоприемники СВЧ. - М., Военное издательство министерства обороны СССР, 1967 г., с.411-413). Детекторные секции конструктивно расположены непосредственно над микрополосковыми линиями, в которых контролируется высокочастотный сигнал, поэтому высокочастотный сигнал наводится на диоде детекторной секции, затем он детектируется.
Конструктивно пять устройств контроля мощности 8, 10, 30, 32, 34 расположены над микрополосковыми линиями вторых выходов однотипных усилителей мощности 7, 9, 29, 31, 33 соответственно, а три устройства контроля мощности 15, 42, 43 расположены над микрополосковыми линиями второго входа-выхода первого антенного переключателя 14 и над микрополосковыми линиями входов-выходов 3, 4 второго антенного переключателя 41 соответственно.
При исправности ИП сигнал исправности на контакт 60 разъема выдается в виде уровня логической единицы. При неисправности ИП сигнал исправности на контакт 60 разъема выдается в виде уровня логического нуля. Выходные сигналы устройств контроля мощности 8, 10, 30, 32, 34, 15, 42, 43 в виде положительных видеоимпульсов поступают на восемь входов схемы формирования сигнала исправности 46. На девятый вход схемы формирования сигнала исправности 46 подают сигнал с четвертого выхода схемы управления 47.
При проверке исправности ИП на борту летательного аппарата сигнал с четвертого выхода схемы управления 47 равен уровню логической единицы.
Структурная схема формирования сигнала исправности 46 представлена на Фиг.2, где 46-1 - первый диод, 46-2 - второй диод, 46-3 -третий диод; 46-4 - первый резистор, 46-5 - второй резистор; 46-6 -первая микросхема, 46-7 - вторая микросхема. Первый, второй, третий диоды (2Д510А) служат для развязки сигналов по входам 1, 7, 8. Первый и второй резисторы являются ограничительными. В качестве первой микросхемы используют логическую микросхему 564ЛА9, в качестве второй микросхемы используют логическую микросхему 564ЛА7.
Сигнал исправности в виде уровня логической единицы на выходе схемы формирования сигнала исправности 46 будет при наличии трех положительных импульсов по входам 4, 5, 6 (наличие мощности на выходах восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности второго и третьего каналов) или при наличии двух положительных импульсов по входам 2, 3 (наличие мощности на выходах шестого 7, седьмого 9 усилителей мощности первого канала) и при этом должно быть наличие положительного импульса на одном из входов 1, 7, 8 (наличие мощности на втором входе-выходе первого антенного переключателя 14, или на третьем входе-выходе второго антенного переключателя 41, или на четвертом входе-выходе второго антенного переключателя 41). При отсутствии хотя бы одного положительного импульса по входам 4, 5, 6 (отказ восьмого 29 или девятого 31, или шестого 33 усилителей мощности второго и третьего канала) или по входам 2, 3 (отказ шестого 7 или седьмого 9 усилителей мощности первого канала), или по входам 1, 7, 8 (отказ первого антенного переключателя 14 или отказ второго антенного переключателя 41) схема формирования сигнала исправности 46 выдает сигнал в виде уровня логического нуля, т.е. неисправность ИП.
При автоматической проверке исправности на нагрузку (эквивалент антенны) управляющий импульс с четвертого выхода схемы управления 47, поступающий на девятый вход схемы формирования сигнала исправности 46, равен уровню логического нуля и разрешает формирование сигнала исправности в виде уровня логической единицы при наличии мощности на выходах восьмого 29, девятого 31, десятого 33 усилителей мощности второго и третьего каналов или на выходах шестого 7, седьмого 9 усилителей мощности первого канала, но при отсутствии мощности на входе-выходе 2 первого антенного переключателя 14 или на одном из двух входов-выходов 3, 4 второго антенного переключателя 41. Управляющим импульсом с четвертого выхода схемы управления 47 управляет ЦВУ через контакты 35, 36 разъемов.
С выхода схемы формирования сигнала исправности 46 сигнал поступает на контакт 60 разъема выходного сигнала исправности и далее на ЦВУ.
Для сокращения длительности переходных процессов в выходных усилителях мощности (в конечном счете для уменьшения длительности фронта и длительности среза выходных радиоимпульсов) в ИП входной радиоимпульс по первому входу второго усилителя мощности 4 первого канала, по первым входам первого и четвертого усилителей мощности 18, 20 второго и третьего каналов начинается несколько ранее и заканчивается позднее, чем модулирующий импульс по второму входу второго усилителя мощности 4 и вторым входам третьего и пятого усилителей мощности 25, 27. (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430). Для этого ЦВУ начинает формирование импульсов на контактах разъема 48, 55, 56 раньше и заканчивает позже, чем формирование импульсов на контакте 49 разъема. Обеспечение незначительных по величине фронтов и срезов выходных радиоимпульсов ИП очень важно для систем с активным ответом (Системы вторичной радиолокации для управления воздушным движением. ГОСТ 21800-89, с.6-9).
ИП работает в температурном диапазоне от минус 60°С до плюс 60°С.
При температуре ниже минус 30°С у конденсаторов первого накопителя энергии 44 и второго накопителя энергии 45 начинает резко падать величина емкости и, как следствие, уменьшается величина отдаваемой энергии, а значит и величина импульсной выходной мощности ИП. Для устранения этого применяется терморегулятор 67, который производит подогрев накопительных конденсаторов первого 44 и второго 45 накопителей энергии при понижении температуры ниже минус 30°С. Датчик температуры (диод) и резисторы, обеспечивающие подогрев, находятся непосредственно на накопительных конденсаторах в первом и втором накопителях энергии 44, 45. Датчик температуры выдает информацию (в виде постоянного напряжения) о температуре на корпусе конденсаторов, а терморегулятор 67 в зависимости от этой информации подает напряжение для разогрева резисторов.
Терморегулятор состоит из компаратора и транзисторного ключевого каскада. На один вход компаратора подается определенное постоянное напряжение порога, а на другой вход - напряжение с датчиков температуры первого 44 и второго 45 накопителей энергии. При понижении температуры ниже минус 30°С величина напряжения с датчика температуры превышает величину заданного напряжения порога на компараторе. Срабатывает компаратор и разрешает ключевому каскаду подачу напряжения для подогрева резисторов, обеспечивающих подогрев накопительных конденсаторов первого 44 и второго 45 накопителей энергии. (Дж. Кар. Проектирование и изготовление электронной аппаратуры., - М., Мир, 1980 г., с.168-187, 78-81).
Для обеспечения электрической прочности ИП его корпус выполнен герметичным, и в него под давлением (после откачки воздуха) закачивается газообразный диэлектрик, который имеет пробивную напряженность гораздо выше, чем воздух. (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.250-390, 406-430).
Улучшение технических параметров ИП осуществляется за счет применения:
- способа суммирования мощностей однотипных транзисторных усилителей мощности в выходных усилителях мощности,
- широкополосных каскадов 23-43, 65, 66, 68-72 для работы сразу в двух частотных каналах,
- автоматической проверки исправности,
- терморегуляции при климатических изменениях,
- накопителей энергии,
- микрополосковой технологии,
- герметичности корпуса и заполнения его газом.
По предлагаемому техническому решению изготовлены опытные образцы. ИП обеспечивает выходную импульсную мощность в первом канале 350 Вт, во втором канале 450 Вт, в третьем канале 750 Вт. Технические параметры подтверждены положительными результатами предварительных и летных испытаний. Габаритные размеры ИП составляют 232×170×35 мм. Масса ИП 2,65 кг.
Незначительные массогабаритные характеристики трехканального импульсного передатчика, большая выходная импульсная мощность, автоматический контроль исправности его как на Земле, так и на борту летательного аппарата, и возможность обслуживания трех разнесенных по частоте высокочастотных каналов одним ИП имеет первостепенное значение в аппаратуре, установленной на летательном аппарате.