Глава III. ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

Назначение, состав, технические параметры

Назначение. Передающее устройство предназначено для формирования и генерирования периодической последовательности мощных импульсов электромагнитной энергии в диапазоне СВЧ, которые по волноводному тракту передаются в антенну и излучаются в пространство.

Состав. Функционально в передающее устройство входит:

1. Подмодулятор (бл.П 6).

2. Модулятор (бл.П-7).

3. Накопитель С-4 с зарядной цепью R7, R8.

4. Высоковольтный выпрямитель (бл.П-8).

5. Генератор СВЧ - импульсный магнетрон т. МИ-189Б-2.

6. Схема регулировки тока магнетрона R16-R22.

7. Анализатор работоспособности блоков П-5, 6, 7.

8. Система контроля работоспособности передатчика П-1.

9. Система охлаждения воздушная, принудительная (электровентилятор Ml).

Конструктивно блоки и элементы передающего устройства размещаются в приборе П.

Технические параметры:

1. Зондирующие импульсы:

- несущая частота F_H =9400 - 9460 МГц;

- ширина энергетического спектра частот:

F₁ = 14 - 18 МГц       при   t = 0,1 мкс,

F₂ = 3,7 - 4,3 МГц      при   t = 0,25 мкс,

F₃ = 1,8 - 2,2 МГц      при t = 1,0 мкс;

- импульсная мощность (номинальная) Р_и = 60 кВт;

- средняя мощность:

Р_ср.1 = 27 Вт на Д_шк = 1, 2 мили в режиме t = 0,1 мкс,

Р_ср.2 = 37 Вт на Д_шк = 4, 8 мили в режиме t = 0,25 мкс,

Р_ср.З = 73 Вт на Д_шк = 16, 32, 64 мили в режиме t = 1,0 мкс;

- ток магнетрона:

I_мг.1= 4,9 - 5,4 мА при t=0,1 мкс,

I_мг.2= 7,6 – 8,5 мА при t=0,25 мкс,

I_мг.3= 16 – 17 мА при t=1 мкс.

- частота следования:

Fп= 3370 ± 50 Гц при t=0,1 мкс,

Fп= 1685 ± 50 Гц при t=0,25 мкс,

Fп= 843 ± 50 Гц при t=1 мкс,

- длительность огибающей СВЧ-импульсов на уровне 0,5 от амплитуды импульса:

t₀=0,1 – 0,14 при t=0,1 мкс,

t₀=0,22 – 0,28 при t=0,25 мкс,

t₀=0,9 – 1,1  при t=1 мкс,

2. Модулирующие импульсы;

длительность по основанию - не более 0,35 мкс, при t = 0,1 мкс

и не более 0,8 мкс при t = 0,25 мкс;

 -амплитуда = 12,5 - 14 кВ;

 -полярность - отрицательная.

3. Передающий канал блока СВЧ (П-2);

 -развязка с каналом приема - не менее 20 дБ;

 -ослабление мощности СВЧ-импульса магнетрона при передаче в антенно-волноводный тракт на более 0,5 дБ;

 -КСВН на передачу не более 1,2 .

Принцип работы.

Передающее устройство построено по однокаскадной схеме с частичным разрядом накопителя. Формирование зондирующего импульса по длительности, мощности и несущей частоте осуществляется магнетронным генератором типа МИ-189Б-2.

Модулятор передатчика выполнен по схеме "жесткого" модулятора с частичным разрядом накопителя.

Достоинствами такого модулятора являются:

- возможность получения импульсов, изменение длительности которых не требует переключения высоковольтных цепей;

- высокая стабильность начала и окончания импульсов;

- получение формы импульсов, близкой к прямоугольной;

- высокий КПД (40 – 70%).

Недостатками являются:

- необходимость иметь высоковольтный выпрямитель (до 25 кВ), что увеличивает габаритные размеры и массу модулятора;

- значительные потери в электронных лампах, используемых в качестве усилителей и "ключей";

- необходимость дополнительного подмодулятора, который для запуска модулятора формирует импульсы амплитудой до 1200В при токе до 2А.

Процесс формирования зондирующего импульса передатчика начинается с момента поступления синхроимпульсов запуска передатчика амплитудой 7В, длительностью t = 1 ± 0,5мкс на первый каскад подмодулятора блока П-6, который является усилителем запуска первого блокинг-генератора. Процесс формирования импульса подмодулятора происходит следующим образом. Анодной нагрузкой усилителя запуска - Л1_а является ИТ-1,с обмотки 5-6 которого усиленный импульс амплитудой 35В положительной полярности через Лз-1 поступает на запуск первого блокинг-генератора. В исходном состоянии Л2 заперта напряжением смещения, снимаемым с делителей R18, R20 и R21, R22 от источника - 125В. При запуске схемы, когда на сетку левой половины лампы (Л2_а) подается импульс положительной полярности, на аноде JI2 возникает усиленный импульс напряжения отрицательной полярности. Этот импульс, трансформируясь в обмотке (3-4) Тр-2, приобретает положительную полярность и подается на сетку правой половины Л2(Л2б). Правая половина лампы отпирается и срабатывает первый блокинг-генератор, создавая в выходной обмотке Тр-2(клеммы 5-6) прямоугольный импульс напряжения положительной полярности.

Этот импульс напряжения через КП на Л1_б поступает на сопрягаемую аппаратуру, а через линию задержки Лз-3, дифференцирующую цепь С15; R17, разделительный конденсатор С16-на управляющую сетку ЛЗ для запуска второго блокинг-генератора.

Второй блокинг-генератор формирует импульсы различной длительности которые усиливаются мощным усилителем на Л4 типа ГМИ-6, формирующим выходные импульсы подмодулятора.

Блокинг-генератор на Л3 работает в ждущем режиме. В исходном состоянии ЛЗ заперта отрицательным смещением -Ед снимаемым с делителей R18, R20 и R21, R22. С приходом пускового импульса ЛЗ открывается и в схеме возникает блокинг-процесс. Одновременно заряжается одна из однозвенных линий, которая состоит из последовательно соединенных индуктивностей (1-2) или (3-4) ТР-3 или ТР-4 и конденсаторов С11, C12, C13, C14. Длительность импульса, генерируемая вторым блокинг-генератором, определяется параметрами линии и может изменяться переключением линии с помощью реле P1, P2, P3 т. РЭС-9 и Р5 т. РЭС-22.

При формировании импульсов с t = 0,1мкс срабатывает реле P1 и подключается конденсатор C12 и ТР-4.

При формировании импульсов с t = 0,25 мкс реле обесточены, подключается С11 и ТР-4.

При формировании импульсов с t = 1,0 мкс срабатывает реле Р2, РЗ и подключаются конденсаторы C13, C14 через нормально замкнутые контакты (4-6) реле Р5 и ТР-3 (рис.3.1).

Анодное питание на ЛЗ подается через фильтр R10, C19 от источника +300 В на ТР-7. Диод ДЗ т. Д237Б устраняет паразитные колебания после формирования импульса.

Сформированные импульсы второго блокинг-генератора с выходной обмотки (5-6) ТР-3 или ТР-4 подаются на управляющие сетки (2,6) усилителя импульсов на Л4, который вырабатывает импульсы для управления работой модуляторной лампы. Усилитель работает в ключевом режиме. В исходном состоянии, в интервале между импульсами запуска, лампа заперта отрицательным напряжением смещения от выпрямителя -125В, подаваемым на управляющие сетки лампы через делитель R24, R26, C21. При этом через резистор R33 и обмотку (1-2) ТР-5 происходит заряд конденсатора С23 от источника напряжения +2600 В. С приходом пускового импульса лампа открывается, происходит заряд конденсатора С2З по цепи:

 +С23 - анод-катод Л4 - Р32 - корпус - обмотка(1-2) ТР-5 - С23 .

 В процессе разряда конденсатора С23 на обмотке (5-6) ТР-5 формируется положительный импульс подмодулятора амплитудой порядка +1100В, который через С24 и Ш6 блока подмодулятора (П-6) подается на запуск модуляторной лампы. Длительность импульса определяется длительностью импульса второго блокинг-генератора.

Рис.3.1. Принципиальная схема коммутации элементов

второго блокинг-генератора при формировании импульса

длительностью 1,0 мкс

 

В исходном состоянии Л5 типа ГМИ - 7 заперта напряжением смещения «минус»800В, подаваемым на управляющую сетку с бл.П-6 от выпрямителя на Д8 т.Д1005А и ТР-8.

На экранную сетку Л5 подается напряжение + 1600В от выпрямителя на Д11, Д12 т.Д1005А и Тр-9 бл.П-6 через Ш2 и резисторы R1, R2, R4, R5. К аноду лампы Л5 приложено напряжение 13 - 15 кВ накопительного конденсатора С4, который заряжается от источника высокого постоянного напряжения +Е_а через R12, R7, R8, R4. Напряжение на конденсаторе С4 увеличивается по закону

U₀ = U₂+ (U₁-U₂)[1- exp(t/C₄(R₁₂+R_7,8*R₄))]

к концу заряда напряжение на С4 определяется выражением

U₁ = U₂+ (U₁-U₂)[1- exp(- T_и/(R₂*C₄))],

 при условии, что Т_и - t =Т_и.

При подаче на управляющую сетку лампы Л5 от подмодулятора импульса, напряжения положительной полярности амплитудой порядка 1100В лампа отпирается и конденсатор С4 начинает разряжаться через Л5 на нагрузку по цепи:

+С4 – R5,6 – Л5 – R6,7(П-7) - R4, C2, 3 (цепь измерения тока МГ) - R7, R8 – (-C4).

При этом за счет тока разряда конденсатора С4 на резисторах R7, R8 (типа 1ПЭВ–75-3.9 кОм±10%), включенных параллельно МГ, выделяется импульс отрицательной полярности с амплитудой U = 12-13 кВ. Под воздействием напряжения модулирующих импульсов, когда его величина по амплитуде достигает значения примерно 2/3 Е_Аmax,возникает ток через МГ и происходит генерация СВЧ-колебаний.

После окончания управляющего импульса на сетке модуляторной лампы Л5 последняя запирается и разряд накопительного конденсатора прекращается. За счет энергии, запасенной в паразитной емкости (С0 и С5), напряжение на МГ и ток через МГ прекратятся не сразу, а будут уменьшаться постепенно, формируя фронт спада импульса.

Длительность импульсов, генерируемых магнетроном, будет определятся длительностью управляющих импульсов, поступающих от подмодулятора на управляющую сетку модуляторной лампы Л5 -ГМИ-7. В цепях Л5 установлены антипаразитные резисторы R3, R4, R5 (бл.П-7), служащие для подавления паразитной генерации и ограничения токов электродов при пробое лампы. Резисторы R8 – R10 стабилизируют режим работы экранной сетки при смене лампы и возможных колебаниях напряжения +1600В, устраняют последствия динатронного эффекта и термотока сетки. Конденсатор C1 является накопителем, отдающий энергию экранной сетки Л5 во время действия импульса.

Питание передатчика.

Питание станции выпрямленными напряжениями построено по принципу максимальной автономности приборов. В состав каждого прибора включены необходимые для данного прибора источники питания.

В схему питания передатчика включены:

-высоковольтный выпрямитель питания магнетрона;

-четыре выпрямителя подмодулятора и цепи управления этими выпрямителями.

Питание передатчика включается двумя ступенями.

Первая ступень - включение приборов станции производится тумблером ПОДГОТОВКА на приборе УК. С помощью этого переключателя замыкается цепь управления (-27В) контактором K1 в приборе ВС. При срабатывании контактора через его главные контакты напряжение 400Гц, 220В от электромашинного преобразователя АТО-8-400 поступает на прибор УК и через него на приборы П1, П2, в прибор ВЧК - через прибор К.

Напряжение 400 Гц, 220В подается на обмотки двигателя вентилятора охлаждения магнетрона и лампы ГМИ-7, на трансформатор накала МГ Tpl, на Тр8, Тр10 выпрямителей – 125B, – 800В и – 27В, а также выпрямителей накала 6,3В.

Вторая ступень включения передатчика осуществляется автоматически спустя 3-4 мин, времени необходимого для прогрева и подготовки передатчика к работе.

Для обеспечения выдержки времени служат реле Р2, Р8, и Р9 (реле времени), установленные в приборе УК. Работа схемы автоматической выдержки времени включения высокого напряжения заключается в следующем:

-После срабатывания контактора напряжение 400 Гц, 220В поступает на выпрямитель В-27-5-1 (пp.УК), с выхода выпрямителя – 27В поступает через контакты (4-3) реле Р2 на обмотку реле Р8.

-После трехминутной выдержки реле Р8 срабатывает и контактами (2-3) замыкает цепь питания реле Р9, которое через одну минуту срабатывает и контактами (2-3) замыкает цепь питания реле Р2. При этом Р2 становится на самоблокировку нормально разомкнутыми контактами (4-5), а нормально замкнутыми контактами (4-3) разрывает цепь питания реле Р8, Р9 после чего они обесточиваются. Одновременно реле Р2 контактами (4-5) замыкает цепь включения высокого напряжения (ВH). Схема оказывается подготовленной к включению высоковольтного выпрямителя блока П-8.

-Напряжение – 27В через контакты (4-5) реле Р2 из прибора УК поступает на кнопку П3, расположенную в приборе И. При нажатии кнопки ПЗ напряжение – 27В проходит по цепи: прибор УК - прибор ВС, пр.И (ВC-9, П3) контакты (1-2), прибор К и через контакты (3-4) контакторов 74 и 63 волноводного переключателя (переключение приборов П) и контакты (9-7) реле P1 (включение чувствительности) поступает через прибор ВС на переключатель ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАТЧИКОВ П1-П2 прибора УК. В зависимости от положений переключателя напряжение поступает на приборы П1 или П2.

-В приборе П напряжение – 27В через контакты 1 -3 блокировок В2, В3, контакты (7-8) реле Р4 защиты подмодулятора от перегрузки (бл.П-6), контакты (3-4) реле Р5 защиты от перегрузки модулятора, блок П-8 ВВ поступает на обмотку реле Р4 - включения ВН. При срабатывании реле Р4 (РЭН-33) через нормально разомкнутые контакты (1-2) подается напряжение 400 Гц, 220В, вторая очередь на ВВ блока П8, а через нормально разомкнутые контакты (4-5) и (10-11) подается напряжение второй очереди на подмодулятор, выпрямитель +2600В Тр6, выпрямитель +600В Тр7,выпрямитель +1600B Тр9.

В станции предусмотрено переключение излучения с антенны на эквивалент в приборе К.

Управление переключением производится тумблером АНТЕННА - ЭКВИВАЛЕНТ. В момент переключения автоматически отключается высокое напряжение в приборе П путем разрыва цепи – 27В нормально замкнутыми контактами (3-4) волноводного переключателя. Реле Р2 остается под током и цикл работы реле времени не повторяется.

При включении тумблера КОНТРОЛЬ ЧУВСВИТЕЛЬНОСТИ, контакты (9-7) реле Р1 прибора К размыкаются и выключают высокое напряжение.

Питание подмодулятора

Источники питания подмодулятора конструктивно расположены в блоке П-6.

Выпрямители – 800В (– 600В) и – 125В предназначены для питания цепей смещения Л5 (ГМИ-7), Л2, Л3 (6Н6П) и Л4 (ГМИ-6), а также для питания разрядника защиты приемника РР-8З блока П-2.Выпрямители выполнены по однополупериодной схеме на кремниевых диодах Д6, Д7 (Д237Б) и Д8 (Д1005А). Выпрямители питаются от ТР8 (клеммы 5,10).

Источник – 800В поддерживает дежурный тлеющий разряд в разряднике защиты приемника Рр-83 и является источником смещения на сетке лампы модулятора Л5 (ГМИ-7).

Выпрямители +300В и +600В предназначены для питания анодов ламп Л1-ЛЗ (+300В) и питания экранной сетки Л4 (+600В).

Выпрямители выполнены по однополупериодной схеме на диодах Д10 (Д1005А) +300B и Д9 (Д1005А) +600В. Питание осуществляется от Тр7. Напряжение +300В через фильтры С30, Др1, С31 поступает для питания анодов Л1-ЛЗ. Напряжение +600В снимается с конденсатора С29.

Выпрямители +2600В и +1600B предназначены для питания анодов Л4 (ГМИ-6) и экранной сетки Л5 (ГМИ -7).

Выпрямители выполнены по схеме удвоения напряжения, в качестве вентилей применены кремниевые диоды Д4, Д5 (Д100В) +2600В, и Д11, Д12 (Д1005А) +1600В. Питание осуществляется от Тр6 и Тр9.

Выпрямители +1600B и +2600В имеют защиту от перегрузок по выпрямленному току. Минусовые точки этих выпрямителей соединены с корпусом через обмотку реле Р4. Фильтры Р53, С35 и Р55, С37 служат для устранения срабатывания реле защиты от бросков тока при включении выпрямителей.

Резистор R54 обеспечивает нормальную работу выпрямителей при обрыве обмотки реле Р4. При перегрузке выпрямителей реле срабатывает, контакты (7-8) размыкаются и разрывают цепь "ВЫСОКОЕ" – 27В, подаваемого на реле Р4 прибора П. При этом выключается напряжение ~220,400 Гц (вторая очередь), то есть выпрямители обесточиваются.

С помощью замкнувшихся контактов (7-6) реле Р4 становится на самоблокировку.

Питание магнетронного генератора.

Высоковольтный выпрямитель блок П-8 (ВВ) предназначен для питания магнетрона. Выпрямитель выполнен по схеме удвоения с регулировкой выходного напряжения изменением напряжения на первичной обмотке трансформатора Tp1. Выпрямитель выдает регулируемое напряжение 10-15,5 кВ при токе нагрузки 25мА.

В схему ВВ входит трансформатор питания Tp1 и последовательно включенный дроссель Др1 с обмоткой подмагничивания сердечника (5-6), для регулировки напряжения на выходе ВВ. В качестве вентилей применены кремниевые диоды Д5 - Д12, зарядные конденсаторы С10 и С11- Конденсаторы С2 — С9 служат для выравнивания обратных напряжений на диодах Д5 - Д12.

Так как на разных шкалах дальности скважность импульсов разная, то нагрузка на выпрямитель резко меняется. Поэтому при регулировке необходимо устанавливать ток магнетрона отдельно для каждого из трех режимов работы (t = 0,1мкс; t = 0,25мкс; t = 1,0мкс). Для этого имеются три цепи постоянного тока в обмотке подмагничивания дросселя Др1, переключаемые при помощи реле Р6, Р7 и P11 (рис.3.2).

Цепь постоянного тока обмотки подмагничивания (5-6) Др1 образована двухполупериодным выпрямителем, собранным по мостовой схеме, фильтрующим конденсатором С1, резисторами R18(t = 1мкс), R19, R16, R17 (t = 0,25 мкс) и R20, R21, R22(t = 0,1мкс) и обмоткой подмагничивания. Перераспределение напряжения 220В, 400Гц между обмотками Tp1 и Др1 происходит за счет изменения индуктивного сопротивления обмотки управления (3-4-2-1) дросселя.

Рис.3.2. Схема электрическая принципиальная передающего устройства.

При изменении тока подмагничивания дросселя изменяется магнитная проницаемость сердечника и индуктивное сопротивление обмотки управления. В результате этого меняется переменное напряжение, приложенное к первичной обмотке Tpl, определяющее напряжение на выходе высоковольтного выпрямителя. Регуляторы R18, R19, R20 обеспечивают регулировку выходного напряжения в пределах U = 15,5 кВ.

Передача энергии от ВВ к магнетрону путем заряда и разряда накопительной емкости (С4) характеризуется тем, что средний ток заряда равен среднему току магнетрона. Это обстоятельство используется для контроля тока МГ. Поэтому шлицы регуляторов R18, R19, R20 на передней панели блока П-8 помечены надписями РЕГУЛИРОВКА ТОКА МАГЕНТРОНА (0,1; 0,25; 1,0 мкс).

Цепь контроля тока магнетрона состоит из шунта R4, конденсаторов-филътров С2, С1 добавочного сопротивления R15 и стрелочного прибора ИП-1 блока П-1. Напряжение +16 кВ, пропорциональное току, передается через цепочку делителя R6-R10 блока П-8, переключатель В1, В3 “НАПРЯЖЕНИЯ” – на стрелочный прибор ИП1 блока П-1.

Конструкция.

Конструкция прибора П блочная. Отдельные элементы, узла и блоки прибора соединены электрическим монтажом и размещаются в гнуто-сварном каркасе, который устанавливается в бескаркасном штампованном корпусе, выполненном в виде шкафа брызгозащищенного исполнения. Каркас прибора П разделен на отсеки сварным вкладышем, обеспечивающим экранировку.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: