Передающие устройства предназначены для вырабатывания мощных СВЧ импульсов на λ = 3,2 и 10 см. В передающих устройствах осуществляется плавный подъем высокого напряжения, стабилизация режима работы при измене­нии напряжения сети, автоматическое снижение напряжения при пробоях и пропусках магнетрона.

Выходные параметры передающего устройства I канала:

Импульсная мощность не менее 250 кВт;

Частота повторения соответственно 500 и 250 Гц;

Частота колебания СВЧ 9595 МГц;

Долговечность магнетрона 5000 ч.

Выходные параметры передающего устройства II канала:

Импульсная мощность не менее 800 кВт;

Длительность импульсов 1 и 2 мкс;

Частота повторения соответственно500 и 250 Гц;

Частота колебания СВЧ 2950 МГц;

Долговечность магнетрона 1000 ч.

Модулятор каждого из передающих устройств выполнен по ти­ристорно-тиратронной схеме. Зарядное устройство, входящее в со­став модулятора и выполненное на тиристоре ТЧ-100, осуществляет преобразование низкого постоянного напряжения на входе (200 В) в высоковольтное импульсное (16 кВ), посредством которого осу­ществляется заряд линии формирования тиратронного модуля­тора или, иначе говоря, производится импульсное питание тира­тронной части модулятора.

Синхронизация зарядного устройства и тиратронного модуля­тора осуществляется посредством подмодулятора, вырабатываю­щего два сдвинутых по времени импульса для запуска тиристора и тиратрона.

Частотно управляемый источник питания тиристорно-тиратрон­ного модулятора выполнен по схеме инвертора постоянного тока. Посредством источника осуществляются плавный подъем напря­жения, стабилизация и снижение напряжения при пробоях и про­пусках магнетрона.

Передающие устройства обоих каналов включают в себя уни­фицированные узлы и блоки (за исключением магнетронов) и имеют также в основном унифицированную конструкцию шка­фов (габаритные размеры 644х640х1700).

Отсутствие электронно-вакуумных приборов (кроме магнетро­нов и тиратронов) и высоковольтного источника постоянного на­пряжения, применение транзисторов и тиристоров в целях прав­ления и автоматики, новые схемные решения мощных цепей пере­дающего устройства, широкое применение унифицированных узлов и элементов обеспечивают высокую надежность (2000 ч), вы­сокий КПД (0,7), а также технологичность конструкции.

Приемные устройства

Приемные устройства МРЛ-5 имеют ряд особенностей, кото­рые обусловлены необходимостью одновременной обработки их выходных сигналов, отраженных от одного и того же объема, в ре­альном масштабе времени. К основным особенностям приемных устройств МРЛ-5 можно отнести следующие. Оба приемных уст­ройства выполнены по структурной схеме, в которой количест­венные измерения могут производиться комбинированным спосо­бом, т. е. по СВЧ+ВЧ. Приемные устройства обоих каналов в схемном и конструктивном отношениях максимально унифици­рованы и отличаются друг от друга только СВЧ трактом (СВЧ аттенюаторы, ЛБВ, смесители и т. д.). Все технические характе­ристики приемных устройств, кроме чувствительности, одинаковы, и входящие элементы тракта ПЧ и ВЧ являются взаимозаменяе­мыми. Для повышения чувствительности на входах приемных устройств включены малошумящие усилители СВЧ на ЛБВ. В ка­честве гетеродинов приемных устройств впервые вместо отража­тельных клистронов применены полупроводниковые подстраивае­мые гетеродины, построенные по принципу умножения частоты за­дающего автогенератора. Применение в приемных устройствах схем автоматической подстройки частоты (АПЧ) с повышенной точностью поддержания ПЧ позволило сузить их полосы пропус­кания до 1 Мгц.

Для стабилизации промежуточной частоты в приемных устрой­ствах применена схема АПЧ гетеродина с поиском и самостоя­тельным каналом преобразования и усиления. Автоматический контроль наличия и точности поддержания промежуточной ча­стоты осуществляется специальной схемой, которая значительно облегчает и ускоряет настройку приемо-передатчика в эксплуа­тационных условиях и позволяет по устойчивости показания прибора оценивать стабильность комплексной работы приемника и передатчика.

Усиление приемных трактов на заданном уровне при любой мощности отраженных сигналов поддерживается схемой автомати­ческой стабилизации усиления (АСУ). Высокочастотный опорный сигнал для схемы АСУ вырабатывается в конце каждого рекур­рентного периода генератором шума ГШ-2, сигнал которого ис­пользуется также для непрерывного автоматического контроля усиления приемных трактов. Непрерывный автоматический конт­роль коэффициента шума приемных устройств производится спе­циальной схемой, принцип работы которой заключается в сравне­нии двух постоянных напряжений, пропорциональных соответст­венно мощности собственных шумов и суммарной мощности опорного шумового сигнала и собственных шумов. Эта схема позволяет также по минимальному отклонению стрелки прибора при эксплуатации и при смене ЛБВ просто и оперативно устанав­ливать оптимальные режимы питания ЛБВ для получения мини­мального коэффициента шума.

Усиление сигналов в большом динамическом диапазоне обеспе­чивается УПЧ с точной и стабильной во времени логарифмической амплитудной характеристикой (ЛАХ). ВО всех каскадах УПЧ и видеоусилителя приняты специальные меры для неискаженного усиления сильных и больших по длительности отраженных сигна­лов. Получение заданной точности и идентичности ЛАХ прием­ных устройств I и II каналов достигается за счет применения специальной схемы УПЧ с ЛАХ.

Количественные измерения мощности отраженных сигналов в приемных устройствах производятся по СВЧ с помощью фикси­рованного и ступенчатого аттенюаторов, собранных на рin-диодах и установленных в приемные тракты между разрядником и гене­ратором шума.

Применение СВЧ аттенюаторов на входах приемных устройств позволяет значительно расширить их динамический диапазон по входу, осуществлять автоматическую коррекцию эхо-сигналов на расстояние по СВЧ и обеспечить помехозащищенность работы схем АСУ и непрерывного контроля усиления и чувствительности.

Конструктивно приемные устройства выполнены в типовых выдвижных шкафах, а все входящие элементы промежуточной и видеочастоты выполнены на полупроводниковых приборах, уста­новленных на типовых стандартных платах с печатным монтажом.

Характеристики приемных устройств МРЛ-5:

Чувствительность 3,2-см приемного устройства не менее -134 дБ/Вт;

Чувствительность 10-см приемного устрой­ства не менее -136 дБ/Вт;

Динамический диапазон приемных устройств по входу

без СВЧ аттенюаторов 70 дБ;

с СВЧ аттенюаторами 148 дБ;

Динамический диапазон приемных устройств по входу 25 дБ;

Точность ЛАХ приемных устройств ±1,5 дБ;

Промежуточная частота приемных устройств 30 МГц;

Полоса пропускания на уровне 0,7 по напряжению 1 МГц;

Точность коррекции отраженных сигналов в интервалах

дальности 10-100 и 30-300 км ±2 дБ;

Точность ослабления мощности отраженных сигналов:

а) фиксированным аттенюатором 42 дБ ±1,5 дБ;

б) ступенчатым аттенюатором ступенями

че­рез 6 дБ до 36 дБ ±1,5 дБ;

Максимальная амплитуда выходного сигнала на нагрузке

75 Ом - 6 В;

Пределы автоматической подстройки ча­стоты ±15 МГц;

Спад вершины импульса длительностью 1 мс 3%

Основные технические параметры приемных устройств и в первую очередь чувствительность, стабильность усиления, точность и идентичность ЛАХ, точность коррекции эхо-сигналов на квад­рат расстояния и точность калибровки СВЧ аттенюаторов имеют достаточно высокую стабильность во времени.

Cтраница 1

Передающее устройство состоит из элементов, принимающих электрические командные импульсы от цепей защиты и управления, и элементов, преобразующих эти импульсы в световое излучение закодированной частоты. Для преобразования электрических сигналов в световые в рассматриваемой схеме используются светодиоды, хотя для этой цели могут быть применены и другие источники излучения, как, например, лазеры, импульсные ксено-новые или неоновые лампы.  

Передающее устройство служит для передачи и посадки на диафрагму станка брекерно-протекторного браслета и состоит из четырех барабанов, представляющих собой накопитель браслет, и перекладчика. Барабаны складной конструкции установлены на стойке и имеют возможность поворачиваться вокруг ее оси.  

Передающее устройство работает следующим образом. Бре-керно-протекторный браслет (пояс) надевается на барабан и центрируется по выступу на барабане своей боковой кромкой. Точность (правильность) центрирования контролируется световым указателем центра. Затем подводится перекладчик, обжимает захватами брекерно-протекторный браслет и передает его на сборочный барабан (диафрагму) станка.  

Передающие устройства, в которых элементы изображения последовательно участвуют в создании электрических импульсов, пропорциональных яркости передаваемых элементов изображения, получили название систем мгновенного или поочередного действия. К таким устройствам относятся диссектор и система с бегающим лучом. Трубки другой группы (иконоскоп, ортикон, супериконоскоп, суперортикон, видикон) основаны на принципе накопления заряда (см. § 12.3), поэтому они получили название систем с накоплением заряда.  

Передающее устройство ожидает подтверждения (ASCII, код 6) от получателя и лишь после его получения посылает следующую строку.  

Зависимость контраста интерференционной структуры от отношения интеисивно-стей, создаваемых опорным и сигнальным пучками в плоскости голограммы.

Передающее устройство, независимо от принципа его действия, позволяет из двумерного распределения интенсивности света 1 (х, у) на входе получить одномерный электрический сигнал fi (t) на выходе.  

Передающее устройство, предназначенное для управления краном по радио, состоит из переносного нагрудного пульта, в корпусе которого расположены радиопередатчик и блок питания. На лицевой панели пульта имеются специальные ключи и кнопки для передачи 18 радиокоманд, каждой из которых отведена определенная частота в диапазоне 140 - 900 Гц. Передатчик состоит из генератора низких частот и высокочастотного генератора, стабилизированного кварцем. При подаче команды частота низкочастотного генератора изменяется и этими частотами моделируются колебания высокочастотного генератора. Приемное устройство устанавливается на кране и представляет собой супергетеродинный приемник.  

Передающее устройство генерирует кратковременные мощные импульсы переменного тока высокой частоты, которые затем поступают в антенну и излучаются в пространство в виде импульсов радиоволн.  

Передающее устройство состоит из возбудителя, частотного модулятора, мощного усилителя, источников питания, контрольной стойки и системы водяного охлаждения. Мощность земного передатчика 5 кет (в номинальном режиме) при полосе пропускания, обеспечивающей все виды связи, достигается применением многорезонаторного пролетного клистрона.  

Передающие устройства этих систем имеют большое число разновидностей, отличающихся способами преобразования измеряемого параметра во вспомогательный сигнал постоянного тока. Для измерения неэлектрических величин применяют реостатные преобразователи, термисторы и другие приборы, а для измерения переменного тока и напряжения - выпрямительные преобразователи.  

Передающее устройство характеризуется мощностью передатчика Рпер, которая лимитируется правилами радиолюбительской связи. Приемное устройство обычно имеет ограниченную полосу пропускания, определенный уровень мощности собственных шумов. Кроме того, сигнал на входе приемника имеет определенный уровень внешних шумов. Антенное устройство характеризуется коэффициентом усиления, зависящим от используемой антенны. С увеличением коэффициента усиления антенны, как правило, снижается уровень внешних шумов.  

Важной частью любой радиолокационной станции является устройство, генерирующее высокочастотную энергию. Из основного уравнения радиолокации следует, что при всех прочих одинаковых условиях максимальная дальность действия станции в свободном пространстве возрастает пропорционально корню четвертой степени от мощности излучения передатчика. Например, чтобы увеличить дальность действия в 2 раза, необходимо повысить мощность излучения передатчика в 16 раз. Такое увеличение дальности действия обходится слишком дорого. Поэтому важное значение имеет выбор оптимального передатчика. Современное передающее устройство не только определяет большую часть первоначальной стоимости РЛС, но и требует непрерывных расходов при эксплуатации на первичное питание или горючее.

Основными факторами, оказывающими решающее значение на выбор типа передающего устройства РЛС являются: простота технической реализации устройств формирования зондирующих сигналов; обеспечение требуемой стабильности параметров сигналов в приемно-передающих каналах РЛС; выходная мощность и коэффициент полезного действия передающей системы; уровень нежелательных (внеполосных и побочных) излучений, надежность, долговечность и некоторые другие.

3.3.1 Однокаскадные передающие устройства

Передающее устройство является составной частью РЛС и предназначено для формирования электромагнитных колебаний (локационных зондирующих сигналов) с заданными амплитудной и фазовой модуляциями.

Основными техническими характеристиками передающих устройств являются:

мощность излучения (средняя либо импульсная);

коэффициент полезного действия (КПД);

длительность, ширина спектра, закон внутриимпульсной модуляции и частота повторения генерируемых импульсов;

длина волны генерируемых колебаний, диапазон перестройки;

надёжность, масса, габариты;

стабильность несущей частоты, амплитуды и длительности, закона внутриимпульсной модуляции.

Основными функциями передающего устройства являются:

генерирование колебаний;

управление параметрами колебаний (модуляция);

усиление по мощности.

Соответственно, функционально необходимыми узлами передающего устройства являются:

генератор высокочастотных колебаний;

модулятор;

усилитель мощности.

Кроме этого в состав передающего устройства входят источники питания, умножители (делители) частоты, системы автоподстройки частоты (АПЧ) и параметров модуляции сигналов.

В зависимости от целевого назначения РЛС, вида зондирующего сигнала передающие устройства строят по двум основным схемам:

однокаскадные передающие устройства («мощный автогенератор»);

многокаскадные передающие устройства («задающий генератор-усилитель мощности»).

В однокаскадных передающих устройствах функции обеспечения требуемой энергетики и стабильности частоты зондирующего сигнала реализуются одним устройством – автогенератором.

Передающие устройства с автогенератором СВЧ нашли широкое применение. Они используются, в основном, в РЛС старого парка (П-37, 5Н84А, П-18, П-19, ПРВ-13, ПРВ-16, ПРВ-17 и других РЛС). В таких устройствах вся генерируемая энергия СВЧ сигнала вырабатывается мощным автогенератором при подаче на его анод питающего импульсного напряжения.

Типовая структурная схема однокаскадного передатчика представлена на рис.3.8.

Цикл работы передающего устройства задается импульсами запуска передатчика (синхронизирующими импульсами), которые поступают от генератора импульсов запуска или синхронизатора РЛС. Период повторения Т п этих импульсов определяет максимальную дальность действия РЛС при однозначном ее определении, т.е. Т п > t з = 2·r мах /c или r мах = с ·Т п /2.

В модуляторе передатчика из импульсов запуска формируются видеоимпульсы заданной формы и длительности. Эти импульсы поступают на автогенератор, который формирует радиоимпульс большой мощности на несущей частоте РЛС f о.

Рис.3.8. Типовая структурная схема однокаскадного передатчика.

В станциях метрового и длинноволновой части дециметрового диапазонов автогенераторы (АГ) обычно выполняются на мощных металлостеклянных или металлокерамических триодах (5Н84А). Колебательные системы таких генераторов образуются отрезками коаксиальных линий и междуэлектродными емкостями генераторной лампы. Перестройка частоты обычно электромеханическая с помощью плунжеров.

В станциях сантиметрового и коротковолновой части дециметрового диапазонов волн функцию автогенератора СВЧ выполняет магнетрон − двухэлектродный электровакуумный прибор с электромагнитным управлением. Генерирование колебаний в ней происходит при подаче отрицательных видеоимпульсов на его катод.

Магнетронные генераторы обладают наибольшим коэффициентом полезного действия среди генераторных приборов.

В схемах передатчиков обычно предусмотрено применение систем автоматической подстройки частоты, обеспечивающую необходимую стабильность частоты зондирующих сигналов.

Рассмотренные передающие устройства используют для формирования простых зондирующих сигналов в РЛС средней дальности при умеренных требованиях к энергетике (Р и < 10 МВт) и относительной нестабильности частоты f /f o = 10 -4 -10 -5 . Следует учитывать, что в магнетроне генерация каждого зондирующего импульса начинается со случайной фазы, поэтому обеспечить когерентность излучаемой пачки радиоимпульсов в таком передатчике не представляется возможным.

Э лектрический ток, протекая в каком либо проводнике, порождает электромагнитное поле, распостраняющееся в окружающем его пространстве.
Если этот ток является переменным, то электромагнитное поле способно наводить(индуцировать) Э. Д. С. в другом проводнике, находящемся на каком то удалении - осуществляется передача электрической энергии на расстояние.

Подобный метод передачи энергии не получил пока широкого применения - весьма высоки потери.
Но для передачи информации, он используется уже более ста лет, и весьма успешно.

Для радиосвязи используются электромагнитные колебания, так называемого, радиочастотного диапазона направленные в пространство - радиоволны. Для наиболее эффективного излучения в пространство используют антенны различных конфигураций.

Полуволновой вибратор.

Простейшая антенна - полуволновой вибратор, состоит из двух отрезков провода, направленных в противоположные стороны, в одной плоскости.

Общая длина их составляет половину длины волны, а длина отдельного отрезка - четверть. Если один из концов вибратора направлен вертикально, вместо второго может использоваться земля, или даже - общий проводник схемы передатчика.

Например, если длина вертикальной антенны составляет - 1 метр, то для радиоволны длиной 4 метра (диапазон УКВ) она будет представлять наибольшее сопротивление. Соответственно, эффективность такой антенны будет максимальной - именно для радиоволн этой длины, как при приеме, так и при передаче.

Говоря по правде, в диапазоне УКВ, наиболее уверенный прием должен наблюдаться, при горизонтальном расположении антенны. Это связано с тем, что передача в этом диапазоне с на самом деле, выполняется чаще всего, с помощью горизонтально расположенных полуволновых вибраторов. Поэтому, именно - полуволновой вибратор(а не четвертьволновой) будет являться более эффективной приемной антенной.

Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт