УСИЛИТЕЛЬ СВЧ-МОЩНОСТИ Российский патент 2000 года по МПК H04B1/03 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано как высокоэффективный источник СВЧ-мощности, в частности, в качестве передатчика для РЛС подвижных объектов с доплеровской обработкой сигнала.

Известны усилители СВЧ-мощности, работающие на подвижных объектах в условиях механических и климатических воздействий, защита от которых обеспечивается за счет амортизаторов и герметизирующих кожухов. Например, устройство в самолетной РЛС [1]. В подобных устройствах все элементы крепятся на массивном амортизирующем шасси и закрываются герметичным кожухом.

Однако при таком построении нерационально используются конструктивные материалы и возникают сложности механического сопряжения передатчика с антенной.

Наиболее близким техническим решением является усилитель мощности [2], изображенный на фиг. 1. Он содержит ЛБВ 1, основание 2, гибкую волновую секцию 3, гермокрышки 4, амортизаторы 5.

Основание 2 представляет собой массивный корпус, в котором размещены источники питания, модулятор и др. элементы усилителя мощности (на фиг. 1 не показаны).

Усилитель мощности установлен на амортизаторах, которые крепятся к аппаратуре. При этом ЛБВ установлена так, что ее продольная ось параллельна плоскости основания, а гибкая волноводная секция 3 связывает усилитель мощности с антенной.

Однако это устройство отличается значительной массой и габаритами, имеет массивное основание, а гермокрышки выполняют только функцию защиты от климатических воздействий.

Задачей изобретения является снижение массы и габаритов устройства и обеспечение эффективной защиты от механических и климатических воздействий.

Решение задачи достигается тем, что в усилителе СВЧ-мощности ЛБВ закреплена к гермокрышкам только в местах ввода и вывода энергии, места крепления усилителя СВЧ мощности к аппаратуре удалены от мест крепления ЛБВ на расстояние не менее 2-х длин волн СВЧ диапазона, а остальные узлы устройства закреплены на пластинчатом основании, закрытом между двумя гермокрышками.

Конструкция усилителя СВЧ-мощности представлена на фиг. 2.

Усилитель СВЧ-мощности содержит пластинчатое основание 1, высоковольтный источник питания 2, сеточный модулятор 3, ЛБВ 4, гермокрышки 5, места крепления 6 устройства к внешней аппаратуре, места крепления 7 гермокрышек с пластинчатым основанием, места крепления 8 и 9 (ввод и вывод) ЛБВ к гермокрышкам.

На пластинчатом основании 1 установлен высоковольтный источник питания 2, модулятор 3. Вход и выход ЛБВ закреплены в местах 8 и 9 соответственно на гермокрышках 5. Последние скреплены с пластинчатым основанием 1 с помощью узлов 7, образуя единую герметичную несущую оболочку, которая в свою очередь жестко крепится к аппаратуре только в местах крепления 6. Места крепления 8 и 9 ввода и вывода энергии ЛБВ 4 удалены от мест крепления 6 всего устройства к внешней аппаратуре на расстояние L не менее 2-х длин волн излучения ЛБВ.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При движении объекта в пространстве (например, полет самолета) возникают внешние воздействия в виде вибраций широкого спектра. Вибрации передаются усилителю СВЧ-мощности через места крепления 6.

Благодаря демпфирующим свойствам стенок гермокрышек 5 эти вибрации значительно ослабляются в местах 8, 9 крепления ЛБВ 4 - наиболее критичного к климатическим воздействиям элемента усилителя, особенно в высокочастотной области вибрации, предлагаемая конструкция усилителя мощности обеспечивает существенный выигрыш по шумам выходного сигнала, что особенно важно в современных доплеровских системах.

Максимальный выигрыш обеспечивается в высокочастотной области воздействующих вибраций, что позволяет существенно улучшить выходные характеристики современных доплеровских систем подвижных объектов.

Таким образом, участки гермокрышек между местами крепления 6 и местами ввода и вывода ЛБВ 8, 9 выполняют роль псевдоамортизаторов. Экспериментально установлено, что наибольший положительный эффект достигается, если расстояние L от мест крепления 6 до мест крепления 8, 9 удовлетворяет условию:
L ≥ 2λ
где λ - длина волны излучения ЛБВ, а толщина стенок гермокрышек t = 1,5 мм и σ_в = 30 ... 32 кг/мм².

При таких параметрах удается подавить перегрузки в местах крепления ЛБВ на 10. . .20 дБ по сравнению с входными нагрузками в местах 6. Практическая реализация предложенных технических решений в разрабатываемой в настоящее время аппаратуре К001 позволила снизить массу устройства в 2,2 раза по сравнению с прототипом, а также отказаться от амортизаторов и гибких развязывающих элементов (гибких секций) между передатчиком и антенной.

Кроме того, благодаря существенному уменьшению объема устройства удается более рационально компоновать аппаратуру и дополнительно снизить эксплуатационные расходы.

Использованная литература
1. Детали и элементы РЛС под редакцией Бретгарта -М.: Советское радио, 1952, с. 157.

2. Техническое описание РЛС НО19. М. редакций НИИР. 1982, раздел 6.

Изобретение предназначено для работы на подвижных объектах в составе радиотехнических систем, использующих доплеровскую обработку сигнала. Техническим результатом является снижение массы и габаритов и что особенно важно для работы ЛБВ значительно ослаблены вибрации, воздействующие на корпус ЛБВ и создающие помехи. Максимальный выигрыш обеспечивается в высокочастотной области воздействующих вибраций, что позволяет существенно улучшить выходные характеристики современных доплеровских систем, установленных на подвижных объектах. Сущность изобретения заключается в оригинальном конструктивном расположении элементов усилителя и креплении ЛБВ только к гермокрышкам. 2 ил.

Усилитель СВЧ-мощности, содержащий ЛБВ, сеточный модулятор, высоковольтный источник питания, основание и гермокрышки, отличающийся тем, что ЛБВ закреплена к гермокрышкам только в местах ввода и вывода энергии, которые удалены от мест крепления усилителя СВЧ-мощности к аппаратуре на расстояние не менее двух волн излучения ЛБВ, а остальные элементы усилителя СВЧ-мощности установлены на основании, выполненном пластинчатым и расположенном перпендикулярно продольной оси ЛБВ, к которому по периметру закреплены гермокрышки.