Импульсные модуляторы с накопительной линией

Другим типом импульсного модулятора, применяемого в НРЛС, является модулятор с накопительной линией.

Накопительная линия выполняет в таком модуляторе следующее:

- служит накопителем энергии;

- является цепью, формирующей прямоугольные импульсы требуемой длительности.

В качестве накопительной линии (длинной линии) применяются: отрезки разомкнутого на конце коаксиального кабеля с емкостными свойствами, искусственные длинные линии цепочечного типа, искусственные длинные линии из последовательно соединенных параллельных контуров [1].

В модуляторах с накопительной линией коммутирующие приборы работают только на замыкание, поэтому в модуляторах данного типа применялись газоразрядные приборы (водородные тиратроны), а позже - полупроводниковые приборы (тиристоры).

Модуляторы с накопительной линией с зарядом от источника переменного тока применяются в тех случаях, когда необходимо, чтобы частота следования (F _зи) импульсов НРЛС соответствовала частоте источника питания переменного напряжения и сами модуляторы выполняли роль синхронизатора НРЛС.

Однако на практике значительно большее распространение получили схемы модуляторов с питанием от источника постоянного напряжения.

Ее схема представлена на рис.12. Модулятор содержит коммутационную лампу – водородный тиратрон VL1, накопительную линию НЛ (разомкнутую на конце), импульсный трансформатор ИТ, магнетрон VL2,

Рис.12. Упрощенная схема

модулятора с накопительной линией

зарядное сопротивление R_зар [5.3]. Анод тиратрона включен в цепь +Е_а →R_зар → первичная обмотка ИТ→накопительная линия НЛ. Вторичная обмотка ИТ подключена к катоду магнетрона.

При отсутствии управляющих сигналов (синхроимпульсов длительностью t_си),тиратрон заперт, так как напряжение на его управляющей сетке равно нулю.

Условно схему, приведенной на рис.12 можно представить рисунком13.

Рис.13.

На этом рисунке К – коммутатор, выполняет роль разомкнутого тиратрона, так как коммутатор не замкнут; R _H – сопротивление нагрузки.

Из-за того, что магнетрон включен в схему (см. рис.12) через ИТ,

сопротивление нагрузки ,

где: - статическое сопротивление магнетрона;

n - коэффициент трансформации ИТ.

Накопительная линия (НЛ) через R _зар заряжается от источника питания до величины Е (см. рис.14,а).

При подаче на сетку тиратрона поджигающего импульса длительностью t_си, тиратрон поджигается, его сопротивление резко уменьшается и начинается разряд НЛ на нагрузку (первичную обмотку ИТ), величина которой R _H = r, где r – волновое сопротивление НЛ.

Разрядный ток НЛ (см. рис.14,б), при R _H = r равен

.

Этот ток создает на нагрузке напряжение (см. рис.14,б). По мере разряда последующих распределенных емкостей длинной линии НЛ, разрядная волна будет перемещаться вдоль НЛ от ее начала к разомкнутому концу.

В момент времени (где - скорость распространения радиоволны вдоль НЛ), волна достигает разомкнутого конца НЛ (см. рис.14,в), отражается без изменения величины и знака и начинает распространяться к нагрузке (рис.14,г). Через время волна напряжением

доходит до нагрузки (первичная обмотка трансформатора ИТ).

Так как сопротивление нагрузки согласовано с формирующей линией, то волна напряжения не должна отражаться от нагрузки НЛ и линия оказывается разряженной (рис.14,д). В этом случае на зажимах первичной обмотки ИТ формируется прямоугольный импульс напряжения амплитудой

Рис.14. длительностью .

Этот импульс передается вторичной обмоткой ИТ на магнетрон.

Из приведенного выше следует, что требуемая длительность t _и = t_зи обеспечивается путем соответствующего выбора длины НЛ. Например, для формирования t_зи , необходима длина НЛ l = 15 метров.

Для получения импульсов большей длительности, в качестве НЛ используют искусственные длинные линии, состоящие из сосредоточенных элементов L и С (см. рис.15).

Длительность импульсов, формируемая такой линией равна

t_зи , где п - количество звеньев (обычно п = 5…6), а L и С – соответственно индуктивность и емкость звена.

(Такой тип модулятора применялся в НРЛС серии “Океан”).

Для защиты модулятора от перенапряжений, к НЛ подключен защитный диод VD 1 с нагрузочным сопротивлением R 2, которое снимает возможное остаточное отрицательное напряжение с НЛ.

Рис.15. Схема искусственной длинной линии

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: