Устройство для импульсной модуляции свч-усилителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 18355 9) .Я.Ц. 1)5 Н 03 К 3/53 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) 30.07.9046) 23,08.93. Бюл. М 3171) Отделение новых физических проблем Института проблем материаловедения АН УССР(72) А.М.Гладкий, В,П.Осадченко и Я.В,Доминюк56) Патент ЯпонииМ 5850445, кл, Н 03 К 3/58, 1983.Авторское свидетельство СССР К. 1320879, кл. Н 03 К 3/53, 1985,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ СВЧ-УСИЛИТЕЛЯ57) Устройство для импульсной модуляции СВЧ-усилителей используется в передающих устройствах СВЧ-радиолокационных систем, Устройство содержи 1 генератор пусковых импульсов, 1 подмодулятор 2, 1 модулятор 3, 1 источник питания 4, 1 нагрузку в виде СВЧ-усилителя 5, 1 возбудитель 6, 1 генератор побочной частоты 7, 1 переключатель каналов 8 и 1 полосовой фильтр 9,3 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в передающих устройствах СВЧ-радиолокационных систем.Цель изобретения - расширение диапазона длительностей радиоимпульсов и частот их повторения.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для импульсной модуляцииСВЧ- усилителя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3 - амплитудно-частотная характеристика СВЧ-усилителя и взаимное расположение частот сигналов, используемых при работе устройства.Устройство для импульсной модуляции СВЧ-усилителей содержит генератор пусковых импульсов 1, подмодулятор 2, модулятор 3, источник питания 4 и нагрузку в виде СВЧ-усилителя 5, возбудитель б, генератор побочной частоты 7, переключатель каналов 8 и полосовой фильтр 9, причем первый вход переключателя каналов 8 соединен с выходом возбудителя б, второй вход - с выходом генератора побочной частоты 7, а управляющий вход - с первым выходом генератора пусковых импульсов 1, а выход соединен с входом СВЧ-усилителя 5, выход которого соединен с входом полосового фильтра 9, выход которого подключен к выходу устройства, второй вход генератора пусковых импульсов 1 соединен через подмодулятор 2 с управляющим входом модулятора 3, первый вход которого подключен к точке соединения входа СВЧ-усилителя 5 с отрицательным полюсом источника питания 4, положительный полюс которого подключен ко второму входу модулятора.Устройство для импульсной модуляции СВЧ-усилителей работает следующим образом.СВЧ-сигналы от возбудителя б и генератора побочной частоты 7, работающих в непрерывном режиме, подводятся к входам переключателя каналов 8, Импульсы с первого выхода генератора пусковых импульсов 1 поступают на вход подмодулятора 2. а импульсы с второго выхода нэ вход управления переключателя каналов 8, Формирование радиоимпульсов в устройстве осуществляется с помощью модулятора 3 и переключателя каналов 8 пачками, причем длительность Тл и количество пачек формируется с помощвю модулятора 3, э длительность ъ и частота повторения радиоимпульсов в пачке - с помощью переключателя каналов 8 в следующем порядке, По сигналу генератора пусковых импульсов 1 подмодулятор 2 формирует импульс, рав 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ный длительности пачки Тп, который подводится к входу модулятора 3. Импульсный сигнал с выхода модулятора 3 поступает на вход управления током СВЧ-усилителя 5 (первый анод, сетку или коллектор в зависимости от используемого типа СВЧ-усилителя) и приводит его в режим усиления входного сигнала, Одновременно, по сигналу генератора пусковых импульсов 1 переключатель каналов 8 устанавливается в первое положение и с его выхода нэ вход СВЧ-усилителя 5 подается сигнал возбудителя б, С выхода СВЧ-усилителя 5 усиленный радиоимпульс рабочей частоты длительностью тр, через полосовой фильтр 9 поступает на выход устройства, По истечении радиоимпульса рабочей частоты по еигналу генератора пусковых импульсов 1 переключатель каналов 8 переводится во второе положение, при котором с выхода . переключателя каналов 8 на вход СВЧ-усилителя 5 поступает сигнал от генератора побочной частоты 7. Поскольку частота этого сигнала лежит вне полосы рабочих частот СВЧ-усилителя 5, то радиоимпульсы побочной частоты поступают на выход практически без усиления и отфильтровываются далее полосовым фильтром 9,Следующий радиоимпульс рабочей частоты формируется по сигналу генератора пусковых импульсов 1, поступающему на вход управления переключателя каналов 8 и устанавливающему его в положение, когда на вход СВЧ-усилителя снова подается сигнал от возбудителя 6. По окончании длительности пачки Тп напряжение на первом выходе генератора пусковых импульсов 1 и выходе подмодулятора 2 становятся равными нулю и модулятор 3 переводит СВЧ- усилитель в режим молчания, при котором ток катода и высокочастотный сигнал на выходе отсутствуют. Формирование следующей пачки радиоимпульсов происходит в той же последовательности, Таким образом на вход СВЧ-усилителя поступают группы чередующихся СВЧ радиоимпульсов рабочей и побочной частоты. Подача побочного сигнала в паузах между рабочими радиоимпульсами позволяет снизить уровень шумов примерно на 40 дБГц, При работе с входным сигналом на побочной частоте, превышающей верхнюю точку рабочего диапазона ЛБВ на 800 мГц, уровень шума в рабочей полосе не превышает - 140 дБ/Гц. Уровень побочной частоты на выходе фильтра 9 составляет - 80 дБ.Устройство позволяет значительно расширить динамический диапазон длительностей формируемых радиоимпульсов ичастот их повторения, которые ограничиваются лишь скоростью срабатывания переключателя каналов. Скорость переключениясовременных р+и диодов составляет единицы-десятки наносекунд. Поэтому минимальная длительность импульсов, вычисленная как сумма длительностей переднего и заднего фронтов, взятых по уровню0,5, а также минимальный период следования радиоимпульсов могут быть уменьшены 10до значений 10-20 нс,Кроме того, при использовании в устройстве СВЧ-усилителя с анодной модуляцией обеспечивается значительныйэнергетический выигрыш. Например, при 15частотах повторения радиоимпульсов в пачке 300 кГц, пачек радиоимпульсов 10 кГц.напряжении коллектора 20 к В и токе 200 мА,емкости 150 пФ энергетические затраты наперезаряд паразитных емкостей достигают 201,5 кВт, При использовании устройства паразитная емкость заряжается и разряжается лишь в начале и конце пачки. С учетомпотерь на усиление побочного сигнала. которые составляют = 0,33 кВт, энергетические потери снижаются более, чем на 1 кВт,При использовании СВЧ-усилителя ссеточной модуляцией за счет протеканиятока в паузах между радиоимпульсами,уменьшается время нахождения СВЧ-усилителя в бестоковом состоянии под высокимнапряжением и значительно уменьшается количество пробоев, что увеличивает срокслужбы СВЧ-усилителя и надежность устройства в целом. Формула изобретения Устройство для импульсной модуляции СВЧ-усилителя. содержащее генератор пусковых импульсов, подмодулятор, модулятор, источник питания и нагрузку, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона частот повторения и длительностей радиоимпульсов, в него введены генератор, побочной частоты, полосовой фильтр, переключатель каналов и возбудитель, а нагрузка выполнена в виде СВЧ-усилителя, причем первый вход переключателя каналов соединен с выходом возбудителя, второй вход - е выходом генератора побочной частоты, управляющий вход - с первым выходом генератора пусковых импульсов, а выход - с входом СВЧ- усилителя, выход которОго соединен с входом полосового фильтра, выход которого подключен к выходу устройства, второй выход генератора пусковых импульсов соединен через подмодулятор с управляющим входом модулятора. первый вход которого подключен к точке соединения входа СВЧ- усилителя с отрицательным полюсом источника питания, положительный полюс которого подключен к второму входу модулятора,";оса Д июпУлЬсы ио упро 1 ляющев Аде3 уоомлуль гь раоогед гастон оде СЬц-усилителю,5 айуюл гасо;ь ФсОГТЯ 7 Яож гас "о оист Л 8Щ Составитель А. ГладкийТехред М,Моргентэл . Коррект. Айдрушенко да аказ 2985 ВНИИПИ Госуда роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 36 во ГбО Щ 720 1 ОО Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауцюская наб., 4/5