МНОГОРЕЖИМНЫЙ ПЕРЕДАТЧИК СВЧ Российский патент 2013 года по МПК H04B7/204 

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для работы на летающих объектах в составе бортовых радиолокационных станций, использующих доплеровскую обработку сигналов.

Из уровня техники известен передатчик СВЧ (Патент RU №2208909, опубликовано 2003.07.20, МПК: H04B 1/00, H05K 7/20). Передатчик СВЧ содержит задающий генератор, развязывающий прибор, p-i-n аттенюатор, усилитель СВЧ, нагрузку, источник тока, дискриминатор, источник питания и модулятор, систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром. Данный передатчик СВЧ позволяет повысить эффективность работы за счет улучшения отвода тепла от блоков передатчика и улучшение массогабаритных характеристик, но не решает задачу защиты от превышения тока по входной трехфазной цепи питания.

Известен усилитель импульсной СВЧ мощности (Свидетельство на полезную модель РФ №16238, опубликовано 2000.12.10, МПК: H03F 3/58). Усилитель содержит лампу бегущей волны (ЛБВ), коллекторный вывод которой подключен к положительной шине коллекторного источника питания, а отрицательная шина коллекторного источника питания подключена к катоду ЛБВ, а также анодный источник питания. При этом отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания. Положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход соединен с регулирующим выходом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом ЛБВ, а второй - с корпусом. Общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом ЛБВ, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с выходом первого ключа, а положительная шина - с входами второго и третьего ключей. Вход первого ключа соединен с выходом третьего ключа, второй управляющей сеткой ЛБВ и через разделительный диод - с первой управляющей сеткой ЛБВ, которая соединена с анодом разделительного диода, с выходом второго, ключа и через разрядный резистор - с выходом первого ключа. Управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого пускового устройства, вход которого соединен с выходом коммутатора. Управляющий вход второго ключа соединен с выходом второго пускового устройства, вход которого соединен с первым входом коммутатора и разъемом "коротких" импульсов. Управляющий вход третьего ключа соединен с выходом третьего пускового устройства, вход которого соединен с выходом инвертора. Вход инвертора соединен с разъемом запуска "длинных" импульсов и вторым входом коммутатора. Данный усилитель импульсной СВЧ мощности расширяет функциональные возможности усилителя, но не обеспечивает повышения надежности работы ЛБВ в составе усилителя СВЧ.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является передатчик СВЧ (Патент RU №2187880, опубликовано 2002.08.20, МПК: H03B 9/06). В состав передатчика СВЧ включены между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n аттенюатора частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока. Источник тока обеспечивает стабилизацию постоянного тока через p-i-n аттенюатор и, как следствие, стабилизирует входную мощность и снижает уровень шумов усилителя СВЧ. Управление источником тока осуществляется от дискриминатора, который формирует частотнозависимое напряжение управления током p-i-n аттенюатора. К недостаткам данного передатчика СВЧ можно отнести то, что при получении оптимальной выходной мощности в диапазоне частот и снижении уровня амплитудных и фазовых шумов, он не решает задачу защиты от превышения тока по входной трехфазной цепи питания, защиты от превышения анодного тока первой ЛБВ, не обеспечивает оптимальную выходную мощность на несущих частотах, не удается получить значительной величины выходной мощности.

С целью получения большой дальности обнаружения бортовой радиолокационной станции (БРЛС) требуется передатчик с большой выходной импульсной мощностью. Для получения значительной величины выходной импульсной мощности в передатчике применяются две последовательно включенные лампы бегущей волны (ЛБВ).

Одним из способов обеспечения помехозащищенности БРЛС является возможность ее работы на нескольких частотах. Переключение несущих частот производится автоматически с помощью бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) и задающего генератора. Поэтому передатчик должен работать на нескольких десятках несущих частот в широком частотном диапазоне. В прототипе широкий частотный диапазон делится на несколько узких частотных поддиапазонов и устанавливается средняя для этого частотного поддиапазона входная оптимальная мощность. Но в частотном поддиапазоне может оказаться две или несколько несущих частот, поэтому на одной несущей частоте входная мощность недостаточна, а на другой - она избыточна.

Технический результат предлагаемого технического решения направлен на повышение надежности, снижение уровня шумов, обеспечение оптимальной выходной мощности на несущих частотах и осуществление возможности работы передатчика СВЧ в нескольких режимах (режим большой выходной импульсной мощности, режим малой выходной импульсной мощности, режим радиоподсвета).

Указанный технический результат достигается тем, что передатчик содержит источник питания и модулятор. При этом он отличается от прототипа тем, что содержит входной тракт, первую ЛБВ, промежуточный тракт, вторую ЛБВ, выходной тракт, устройство управления и контроля (УУК), усилитель постоянного тока (УПТ), первое устройство защиты, второе устройство защиты, первый фильтр, трансформатор трехфазный высоковольтный, первый делитель, выпрямитель высоковольтный, лампу VL, второй фильтр, второй делитель, второй датчик тока, первый датчик тока, волновод подачи входного СВЧ сигнала W1, волновод выходного СВЧ сигнала W2, волновод выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина системы наведения радиоголовки (РГСН) W3, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы А, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы В, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы С, контакт разъема входного импульса запуска передатчика, контакт разъема входного сигнала режим Р1, контакт разъема входного сигнала режим РП, контакт разъема входного сигнала АНТЕННА ВКЛЮЧЕНА (ВКЛ. АНТ), контакт разъема входного сигнала ПУСК, контакт разъема входного сигнала СТРОБ БЛОКИРОВКИ ПЕРЕДАТЧИКА (СБП), контакт разъема входного сигнала кода частоты, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C, контакт разъема входного сигнала ВКЛЮЧЕНИЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВКЛ. ВН), контакт разъема входного сигнала +27В ЗАДЕРЖАННОЕ (+27В ЗАД.), контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ, контакт разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ (ИСПР. ВИП), контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ (ИСПР. ТРАКТА сумм.), контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р1, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р5, контакт разъема выходного сигнала ВКЛЮЧЕНИЕ АНТЕННЫ (ВКЛ. АНТ.), контакт разъема выходного сигнала ЭКВИВАЛЕНТ ВКЛЮЧЕН (ЭКВ. ВКЛ.).

При этом волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 соединен с первым входом входного тракта. Второй вход входного тракта соединен с двадцатым входом УУК, выход входного тракта соединен с первым входом первой ЛБВ, выход первой ЛБВ соединен с входом промежуточного тракта. Первый выход промежуточного тракта соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина РГСН W3, второй выход промежуточного тракта соединен с одиннадцатым входом УУК, третий выход промежуточного тракта соединен с первым входом второй ЛБВ. Выход второй ЛБВ соединен с входом выходного тракта, первый выход выходного тракта соединен с десятым входом УУК, второй выход выходного тракта соединен с девятым входом УУК, третий выход выходного тракта соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала W2. Второй вход первой ЛБВ соединен с первым выходом модулятора, третий вход первой ЛБВ соединен со вторым выходом модулятора, четвертый вход первой ЛБВ соединен с третьим выходом модулятора, пятый вход первой ЛБВ соединен с четвертым выходом модулятора, шестой вход первой ЛБВ соединен со вторым выходом первого датчика тока. Второй вход второй ЛБВ соединен с пятым выходом модулятора, третий вход второй ЛБВ соединен с шестым выходом модулятора, четвертый вход второй ЛБВ соединен с седьмым выходом модулятора, пятый вход второй ЛБВ соединен с шестым выходом второго фильтра. Первый вход модулятора соединен со вторым выходом второго датчика тока, второй вход модулятора соединен с третьим выходом первого устройства защиты, третий вход модулятора соединен с семнадцатым выходом УУК, четвертый вход модулятора соединен с восемнадцатым выходом УУК, пятый вход модулятора соединен с девятнадцатым выходом УУК, шестой вход модулятора соединен с контактом разъема входного сигнала +27В ЗАД., седьмой вход модулятора соединен с третьим выходом второго устройства защиты и первым входом источника питания, восьмой вход модулятора соединен со вторым выходом второго устройства защиты и вторым входом источника питания, девятый вход модулятора соединен с первым выходом второго устройства защиты и третьим входом источника питания. Первый вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A, второй вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B, третий вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C, четвертый вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного сигнала +27В ВКЛ. ВН, четвертый выход второго устройства защиты соединен с четвертым входом первого устройства защиты. Пятый выход второго устройства защиты соединен с восьмым входом УУК. Первый вход УУК соединен с контактом разъема входного импульса запуска передатчика, второй вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала режим Р1, третий вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала режим РП, четвертый вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала АНТ. ВКЛ., пятый вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала ПУСК, шестой вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала СБП, седьмой вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала кода частоты, двенадцатый вход УУК соединен с пятым выходом первого устройства защиты. Первый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ, второй выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ, третий выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВИП, четвертый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1, пятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2, шестой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ, седьмой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых, восьмой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р1, девятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р5, десятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ВКЛ. АНТ., одиннадцатый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ЭКВ. ВКЛ., шестнадцатый выход УУК соединен с третьим входом первого устройства защиты, пятнадцатый выход УУК соединен со вторым входом первого устройства защиты, четырнадцатый выход УУК соединен с первым входом первого устройства защиты, тринадцатый выход УУК соединен с четвертым входом УПТ, двенадцатый выход УУК соединен с третьим входом УПТ, двадцатый выход УУК соединен со вторым входом входного тракта, двадцать первый выход УУК соединен с четвертым входом выходного тракта. Первый вход УПТ соединен с выходом второго делителя, второй вход УПТ соединен с третьим выходом второго фильтра, пятый вход УПТ соединен с первым выходом первого устройства защиты, шестой вход УПТ соединен со вторым выходом первого устройства защиты, седьмой вход УПТ соединен с четвертым выходом первого устройства защиты, восьмой вход УПТ соединен со вторым выходом источника питания, девятый вход УПТ соединен с третьим выходом источника питания, десятый вход УПТ соединен с четвертым выходом источника питания, одиннадцатый вход УПТ соединен с корпусом. Первый выход УПТ соединен с четвертым входом лампы VL, второй выход УПТ соединен с шестым входом первого устройства защиты. Пятый вход первого устройства защиты соединен с первым выходом источника питания, седьмой вход первого устройства защиты соединен с первым выходом первого датчика тока, восьмой вход первого устройства защиты соединен с первым выходом второго датчика тока, девятый вход первого устройства защиты соединен со вторым выходом второго фильтра. Пятый выход источника питания соединен с третьим входом лампы VL, шестой выход источника питания соединен со вторым входом лампы VL, седьмой выход источника питания соединен с пятым входом лампы VL. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы A соединен с третьим входом трансформатора трехфазного высоковольтного и с первым входом первого фильтра. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы B соединен со вторым входом трансформатора трехфазного высоковольтного и со вторым входом первого фильтра. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы C соединен с первым входом трансформатора трехфазного высоковольтного и с третьим входом первого фильтра. Четвертый вход первого фильтра соединен с корпусом. Выход трансформатора трехфазного высоковольтного соединен с входом выпрямителя высоковольтного. Выход выпрямителя высоковольтного соединен с входом второго фильтра. Первый выход второго фильтра соединен с входом первого делителя. Выход первого делителя соединен с первым входом лампы VL. Четвертый выход второго фильтра соединен с входом первого датчика тока, пятый выход второго фильтра соединен с шестым входом второй ЛБВ, седьмой выход второго фильтра соединен с входом второго делителя и входом второго датчика тока. Седьмой вход первой ЛБВ и седьмой вход второй ЛБВ соединены с корпусом.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого многорежимного передатчика СВЧ. Передатчик содержит входной тракт 1, первую ЛБВ 2, промежуточный тракт 3, вторую ЛБВ 4, выходной тракт 5, модулятор 6, источник питания 7, устройство управления и контроля 8, усилитель постоянного тока 9, первое устройство защиты 10, второе устройство защиты 11, первый фильтр 12, трансформатор трехфазный высоковольтный 13, первый делитель 14, выпрямитель высоковольтный 15, лампа VL 16, второй фильтр 17, второй делитель 18, второй датчик тока 19, первый датчик тока 20, волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 21, волновод выходного СВЧ сигнала W2 22, волновод выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина радиоголовки системы наведения в БРЛС W3 23, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы A 24, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы B 25, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы C 26, контакт разъема входного импульса запуска передатчика 27, контакт разъема входного сигнала режим Р1 28, контакт разъема входного сигнала режим РП 29, контакт разъема входного сигнала Ант. Вкл 30, контакт разъема входного сигнала ПУСК 31, контакт разъема входного сигнала СБП 32, контакт разъема входного сигнала кода частоты 33, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A 34, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B 35, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C 36, контакт разъема входного сигнала +27В ВКЛ. ВН 37, контакт разъема входного сигнала +27В ЗАД. 38, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ 39, контакт разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ 40, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВИП (высоковольтный источник питания) 41, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1 42, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2 43, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ 44, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых. 45, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р1 46, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р5 47, контакт разъема выходного сигнала ВКЛ. АНТ 48, контакт разъема выходного сигнала ЭКВ. ВКЛ 49. Волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 21 соединен с первым входом входного тракта 1. Второй вход входного тракта 1 соединен с двадцатым выходом УУК 8. Выход входного тракта 1 соединен с первым входом первой ЛБВ 2. Выход первой ЛБВ 2 соединен с входом промежуточного тракта 3. Первый выход промежуточного тракта 3 соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина РГСН W3 23. Второй выход промежуточного тракта 3 соединен с одиннадцатым входом УУК 8. Третий выход промежуточного тракта 3 соединен с первым входом второй ЛБВ 4. Выход второй ЛБВ 4 соединен с входом выходного тракта 5. Первый выход выходного тракта 5 соединен с десятым входом УУК 8. Второй выход выходного тракта 5 соединен с девятым входом УУК 8. Третий выход выходного тракта 5 соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала W2 22. Второй вход первой ЛБВ 2 соединен с первым выходом модулятора 6. Третий вход первой ЛБВ 2 соединен со вторым выходом модулятора 6. Четвертый вход первой ЛБВ 2 соединен с третьим выходом модулятора 6. Пятый вход первой ЛБВ 2 соединен с четвертым выходом модулятора 6. Шестой вход первой ЛБВ 2 соединен со вторым выходом первого датчика тока 20. Второй вход второй ЛБВ 4 соединен с пятым выходом модулятора 6. Третий вход второй ЛБВ 4 соединен с шестым выходом модулятора 6. Четвертый вход второй ЛБВ 4 соединен с седьмым выходом модулятора 6. Пятый вход второй ЛБВ 4 соединен с шестым выходом второго фильтра 17. Первый вход модулятора 6 соединен со вторым выходом второго датчика тока 19. Второй вход модулятора 6 соединен с третьим выходом первого устройства защиты 10. Третий вход модулятора 6 соединен с семнадцатым выходом УУК 8. Четвертый вход модулятора 6 соединен с восемнадцатым выходом УУК 8. Пятый вход модулятора 6 соединен с девятнадцатым выходом УУК 8. Шестой вход модулятора 6 соединен с контактом разъема входного сигнала +27В зад 38. Седьмой вход модулятора 6 соединен с третьим выходом второго устройства защиты 11 и первым входом источника питания 7. Восьмой вход модулятора 6 соединен со вторым выходом второго устройства защиты 11 и вторым входом источника питания 7. Девятый вход модулятора 6 соединен с первым выходом второго устройства защиты 11 и третьим входом источника питания 7. Первый вход второго устройства защиты 11 соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A 34. Второй вход второго устройства защиты 11 соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B 35. Третий вход второго устройства защиты 11 соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C 36. Четвертый вход второго устройства защиты 11 соединен с контактом разъема входного сигнала +27В ВКЛ. ВН 37. Четвертый выход второго устройства защиты 11 соединен с четвертым входом первого устройства защиты 10. Пятый выход второго устройства защиты 11 соединен с восьмым входом УУК 8. Первый вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного импульса запуска передатчика 27. Второй вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала режим Р1 28. Третий вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала режим РП 29. Четвертый вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала АНТ ВКЛ 30. Пятый вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала ПУСК 31. Шестой вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала СБП 32. Седьмой вход УУК 8 соединен с контактом разъема входного сигнала кода частоты 33. Двенадцатый вход УУК 8 соединен с пятым выходом первого устройства защиты 10. Первый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ 39. Второй выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ 40. Третий выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВИП 41. Четвертый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1 42. Пятый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2 43. Шестой выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ 44. Седьмой выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых 45. Восьмой выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р1 46. Девятый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Р5 47. Десятый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала АНТ. ВКЛ. 48. Одиннадцатый выход УУК 8 соединен с контактом разъема выходного сигнала ЭКВ. ВКЛ. 49. Шестнадцатый выход УУК 8 соединен с третьим входом первого устройства защиты 10. Пятнадцатый выход УУК 8 соединен со вторым входом первого устройства защиты 10. Четырнадцатый выход УУК 8 соединен с первым входом первого устройства защиты 10. Тринадцатый выход УУК 8 соединен с четвертым входом УПТ 9. Двенадцатый выход УУК 8 соединен с третьим входом УПТ 9. Двадцать первый выход УУК 8 соединен с четвертым входом выходного тракта 5. Первый вход УПТ 9 соединен с выходом второго делителя 18. Второй вход УПТ 9 соединен с третьим выходом второго фильтра 17. Пятый вход УПТ 9 соединен с первым выходом первого устройства защиты 10. Шестой вход УПТ 9 соединен со вторым выходом первого устройства защиты 10. Седьмой вход УПТ 9 соединен с четвертым выходом первого устройства защиты 10. Восьмой вход УПТ 9 соединен со вторым выходом источника питания 7. Девятый вход УПТ 9 соединен с третьим выходом источника питания 7. Десятый вход УПТ 9 соединен с четвертым выходом источника питания 7. Одиннадцатый вход УПТ соединен с корпусом. Первый выход УПТ 9 соединен с четвертым входом лампы VL 16. Второй выход УПТ 9 соединен с шестым входом первого устройства защиты 10. Пятый вход первого устройства защиты 10 соединен с первым выходом источника питания 7. Седьмой вход первого устройства защиты 10 соединен с первым выходом первого датчика тока 20. Восьмой вход первого устройства защиты 10 соединен с первым выходом второго датчика тока 19. Девятый вход первого устройства защиты 10 соединен со вторым выходом второго фильтра 17. Пятый выход источника питания 7 соединен с третьим входом лампы VL 16. Шестой выход источника питания 7 соединен со вторым входом лампы VL 16. Седьмой выход источника питания 7 соединен с пятым входом лампы VL 16. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы A 24 соединен с третьим входом трансформатора трехфазного высоковольтного 13 и с первым входом первого фильтра 12. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы B 25 соединен со вторым входом трансформатора трехфазного высоковольтного 13 и со вторым входом первого фильтра 12. Контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы C 26 соединен с первым входом трансформатора трехфазного высоковольтного 13 и с третьим входом первого фильтра 12. Четвертый вход первого фильтра 12 соединен с корпусом. Выход трансформатора трехфазного высоковольтного 13 соединен с входом выпрямителя высоковольтного 15. Выход выпрямителя высоковольтного 15 соединен с входом второго фильтра 17. Первый выход второго фильтра 17 соединен с входом первого делителя 14. Выход первого делителя 14 соединен с первым входом лампы VL 16. Четвертый выход второго фильтра 17 соединен с входом первого датчика тока 20. Пятый выход второго фильтра 17 соединен с шестым входом второй ЛБВ 4. Седьмой выход второго фильтра 17 соединен с входом второго делителя 18 и входом второго датчика тока 19. Седьмой вход первой ЛБВ 2 соединен с корпусом. Седьмой вход второй ЛБВ 4 соединен с корпусом.

Работа передатчика СВЧ осуществляется следующим образом.

С целью получения большой дальности обнаружения БРЛС (400 км) требуется передатчик с большой выходной импульсной мощностью - 16 кВт.

Для получения значительной величины выходной импульсной мощности в передатчике применяется в качестве выходного усилительного каскада многорежимный усилитель СВЧ мощности трехсантиметрового диапазона длин волн У52252, состоящий из двух последовательно включенных ЛБВ (первая ЛБВ 2 и вторая ЛБВ 4) с низковольтным управлением, соединенных через тракт промежуточный 3.

ЛБВ по совокупности важнейших параметров, включая полосу пропускания рабочих частот, коэффициент усиления, среднюю мощность, КПД, высокую стабильность частоты и фазы, низкий уровень шумов, значительное ослабление уровня выходного сигнала в паузе между импульсами, прочность и компактность конструкции, превосходят другие виды усилительных устройств СВЧ. (Кукарин С.В. Электронные СВЧ приборы - М., Радио и связь, 1981 г., с.64-100; Кацман Ю.А. Приборы СВЧ - М., Высшая школа, 1983 г., с.196-264; под редакцией Скольника М. Справочник по радиолокации т.3, М., Советское радио, 1979 г., с.7-127).

Передатчик работает в режимах поиска, сопровождения, подсвета цели и радиокоррекции при применении ракет с РГСН. По команде с бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) в задающем генераторе БРЛС формируется СВЧ сигнал несущей частоты. С задающего генератора через волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 21 СВЧ сигнал (сигнал) поступает на входной тракт 1. Во входном тракте 1 сигнал проходит через развязывающий прибор, который защищает задающий генератор от обратной волны и p-i-n аттенюатор, управляемый током с УУК 8, который обеспечивает установку паспортного значения входной мощности первой ЛБВ на несущих частотах (Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М., Радио и связь, 1987 г., с.5-116).

С выхода входного тракта 1 сигнал поступает на первый вход первой ЛБВ 2. Усиленный сигнал с выхода первой ЛБВ 2, поступает на вход промежуточного тракта 3. С выхода промежуточного тракта 3 сигнал поступает на вторую ЛБВ 4, с выхода второй ЛБВ 4 на выходной тракт 5 и далее на волновод выходного СВЧ сигнала W2 22.

В промежуточном тракте 3 и выходном тракте 5 имеются детекторные секции, которые совместно с УУК 8, модулятором 6 и первым устройством защиты 10 защищают ЛБВ от повышенного уровня КСВ. При превышении уровня КСВ в промежуточном тракте 3 или (и) выходном тракте 5 на выходе детекторных секций формируются огибающие сигнала пробоя.

Огибающие сигнала пробоя со второго выхода промежуточного тракта 3 или (и) со второго выхода выходного тракта 5 поступают на одиннадцатый и девятый входы в УУК 8, который формирует сигнал пробоя тракта и подает его на шестнадцатый выход УУК 8, который далее поступает на третий вход первого устройства защиты 10. Первое устройство защиты 10 формирует сигнал ЗАПРЕТ ИЗЛУЧЕНИЯ, который с третьего выхода первого устройства защиты 10 поступает на второй вход модулятора 6. Модулятор 6 по этому сигналу отключает импульсы модулятора с ЛБВ, ЛБВ закрываются. В случае отсутствия пробоев УУК 8 формирует сигналы ИСПР. ТРАКТА 1 на контакте разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1 42, ИСПР. ТРАКТА 2 на контакте разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2 43, исправность обоих трактов ИСПР. ТРАКТА Σ на контакте разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ 44. (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.406-430; под редакцией A.M. Чернушенко Конструкция СВЧ устройств и экранов, - М., Радио и связь, 1983 г., с.78-207).

В БРЛС предусмотрены следующие режимы: дальнего боя (режим большой выходной импульсной мощности передатчика Р5 - 16 кВт), ближнего боя (режим малой выходной импульсной мощности передатчика Р1 - 3 кВт), радиоподсвета для систем наведения РП - 1,6 кВт. Перед пуском ракет с полуактивным наведением проводится предстартовый контроль с помощью опорного сигнала на несущей частоте подсвета, поэтому часть усиленного передатчиком сигнала (импульсная мощность - 2-5 Вт) через направленный ответвитель промежуточного тракта 3 подается на волновод выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина РГСН в БРЛС W3 23.

В режиме малой выходной мощности БРЛС в передатчике работает первая ЛБВ 2, в режиме большой выходной мощности БРЛС в передатчике работают первая ЛБВ 2 и вторая ЛБВ 4. Вторая ЛБВ 4 работает как радиопрозрачный прибор в режиме Р1 и с усилением - в режиме Р5. Режим РП является комбинированным, например, режим радиоподсвета РП - режим обзора Р5 - режим радиоподсвета РП и т.д. Режимы работы обоих ЛБВ определяются управляющими напряжениями, поступающими с модулятора 6 с выходов 3, 4, 7 на входы 4, 5 первой ЛБВ 2 и вход 4 второй ЛБВ 4, соответственно. Напряжения анода и накала с выходов 1, 2, 5, 6 модулятора 6 поступают на катод и подогреватель обоих ЛБВ - входы 2, 3 первой ЛБВ 2 и входы 2, 3 второй ЛБВ 4, соответственно. Напряжение коллектора на шестой вход для первой ЛБВ 2 поступает со второго выхода первого датчика тока 20. На шестой вход второй ЛБВ 4 с пятого выхода второго фильтра 17 поступает напряжение для первого коллектора. На пятый вход второй ЛБВ 4 с шестого выхода второго фильтра 17 поступает напряжение для второго коллектора. Аноды обеих ЛБВ (седьмые входы) соединены с корпусом. Все напряжения для ЛБВ формируются относительно напряжения на катоде.

Команды переключения режимов передатчика поступают с БЦВМ на контакт разъема входного сигнала режим Р1 28, контакт разъема входного сигнала режим РП 29. При отсутствии команды режим Р1 УУК 8 формирует команду включения режима Р5, которая с восемнадцатого выхода УУК 8 поступает на четвертый вход модулятора 6, модулятор 6 с помощью управляющих напряжений открывает вторую ЛБВ 4.

Огибающая сигнала с первого выхода выходного тракта 5 поступает на десятый вход УУК 8, где на компараторах сравнивается с опорным напряжением (величина опорного напряжения зависит от режима), в результате чего формируются, в зависимости от режима, следующие сигналы: НАЛИЧИЕ Р1, НАЛИЧИЕ Р5, НАЛИЧИЕ Рвых, которые с седьмого, восьмого, девятого выходов УУК 8 подаются на контакты разъема 45, 46, 47, соответственно. Сигнал НАЛИЧИЕ Рвых (наличие выходной мощности) формируется при наличии сигналов НАЛИЧИЕ Р1 и НАЛИЧИЕ Р5.

Входные импульсы запуска передатчика (ИЗП) в виде последовательностей импульсов поступают с синхронизатора БЦВМ на контакт разъема 27, затем на первый вход УУК 8 и с семнадцатого выхода УУК 8 на третий вход модулятора 6. Модулятор 6 на время длительности импульса ИЗП и команды режима формирует управляющие напряжения для электродов обеих ЛБВ с целью их открытия.

В доплеровских РЛС предъявляются жесткие требования к уровню шумов на выходе передатчика. Для снижения уровня шумов входная мощность ЛБВ должна быть оптимальной.

Уменьшение выходной мощности, происходящее, начиная с некоторого ее значения, связано с тем, что входной сигнал не обеспечивает оптимальной фокусировки электронного потока в сгустки. Происходит слишком быстрое их формирование и при своем дальнейшем движении вдоль замедляющей системы ЛБВ сгустки тормозятся и выпадают из синхронизма. При этом происходит расфокусировка сгустков, искажается форма огибающей СВЧ импульса, возникает паразитная модуляция, увеличивается ток замедляющей системы ЛБВ. Для получения оптимального по выходной мощности режима входная мощность должна быть такой, чтобы формирование сгустков заканчивалось в конце замедляющей системы, у ее выхода. При оптимальной входной мощности шумы имеют минимальное значение. (Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. М., Высшая школа, 1984 г., с.238-249). Установку оптимальной входной мощности на входе ЛБВ на всех несущих частотах и, как следствие, получение оптимальной выходной мощности передатчика, обеспечивают дешифратор кода частоты (дешифратор) - Фиг 5, расположенный в УУК 8, совместно с p-i-n аттенюатором, расположенном во входном тракте 1.

Дешифратор кода частоты выполнен на отдельной печатной плате. Дешифратор кода частоты работает в двух режимах: регулировки и штатном (в составе БРЛС). Признаком включения режима регулировки является наличие подключенного к дешифратору технологического интерфейса через контакт для подключения технологического интерфейса.

На этапе регулировки дешифратора необходимо для каждой несущей частоты подобрать управляющий код, при котором фиксируется оптимальная величина выходной мощности при допустимой величине тока замедляющей системы ЛБВ. Данные коды запоминаются во внутренней FLASH памяти устройства управления. При этом каждой несущей частоте соответствует свой адрес ячейки памяти.

При работе дешифратора в штатном режиме на контакт разъема входного сигнала кода частоты 33 передатчика поступают коды номера определенной несущей частоты с задающего генератора БРЛС. Код номера этой несущей частоты через согласующее устройство поступает на устройство управления и определяет адрес ячейки FLASH памяти, в которой хранится ранее установленный при регулировке для данной несущей частоты управляющий код.

Входной сигнал (уровней ТТЛ) в виде цифрового кода номера несущей частоты с задающего генератора БРЛС в штатном режиме поступает на контакт разъема входного сигнала кода частоты 33 передатчика и далее через седьмой вход УУК 8 на вход согласующего устройства дешифратора кода частоты.

Согласующее устройство предназначено для преобразования уровней ТТЛ входных сигналов дешифратора кода частоты в уровни LVTTL (стандарт LVTTL, низковольтная транзисторно - транзисторная логика 3,3 V), необходимые для работы устройства управления. Согласующее устройство выполнено на микросхемах SN74AHC14PWRG4. Преобразованный сигнал с согласующего устройства поступает в устройство управления.

Устройство управления выполнено на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) фирмы Altera EPM1270T144I5, имеющей в своем составе FLASH память и встроенный генератор опорных сигналов (Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств. Altera HDL, М., Радио Софт, 2001 г., с.69-171).

Устройство управления управляет цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). С выхода устройства управления коды по последовательной линии передачи данных транслируются в ЦАП. Для синхронизации последовательной линии передачи данных используется встроенный генератор опорных сигналов устройства управления (ПЛИС). ЦАП выполнен на микросхеме AD5320BRTZ. Преобразованный сигнал с выхода ЦАП поступает на управляемый источник тока, преобразующий напряжение в ток для управления p-i-n диодом в p-i-n аттенюаторе входного тракта 1. Управляемый источник тока выполнен на микросхемах 140УД20Б (Дж. Кар Проектирование и изготовление электронной аппаратуры, М., Мир, 1980 г., с.126-135, 235-257).

Перед установкой дешифратора кода частоты в передатчик производят программирование ПЛИС устройства управления. В компьютер устанавливается специально разработанная программа. Компьютер с помощью программатора USB Blaster Altera через контакт подключения технологического интерфейса УУК 8 подключается к дешифратору на второй вход устройства управления. По этой программе устанавливается необходимая для работы конфигурация ПЛИС и затем в ее ячейки FLASH памяти записываются коды, соответствующие максимальному затуханию p-i-n аттенюатора. Максимальное затухание p-i-n аттенюатора устанавливается для исключения подачи на этапе регулировки сигнала СВЧ большой мощности на вход ЛБВ, что приведет к ее отказу. После программирования дешифратор кода частоты устанавливают в УУК 8.

На этапе регулировки дешифратора контакт подключения технологического интерфейса УУК 8 подключают к технологическому интерфейсу, соединенному через адаптер с компьютером, входящими в состав рабочего места регулировки передатчика.

Адаптер предназначен для преобразования универсальной последовательной шины (USB) в шину SMI и выполнен на основе микропроцессора (микросхема АТ89С5131А - S3 SIM фирмы ATMEL).

Технологический интерфейс SMI представляет собой последовательную синхронную трехпроводную шину (сигналы MDC, MDIO и шина GND).

В процессе регулировки передатчика из компьютера через адаптер и технологический интерфейс типа SMI (Serial Management Interface, Спецификация IEE 802.3u сетевой технологии Ethernet от 1995), через контакт подключения технологического интерфейса УУК 8 поступают на второй вход устройства управления управляющие коды (цифровой код) управления током p-i-n диода p-i-n аттенюатора.

На волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 21 с СВЧ генератора (входит в состав рабочего места настройки передатчика) подают СВЧ сигнал с частотой, соответствующей одной из несущих частот.

На дисплее компьютера выбирают номер несущей частоты и подбирают управляющий код, при котором управляемый источник тока дешифратора кода частоты выдает такой величины ток управления p-i-n диодом p-i-n аттенюатора, при котором фиксируется оптимальная величина выходной мощности передатчика при допустимой величине тока замедляющей системы ЛБВ. Аналогичным образом устанавливают управляющие коды для всех несущих частот. Далее адаптер и технологический интерфейс типа SMI отсоединяют от контакта подключения технологического интерфейса УУК 8 (Джон Ф. Уэйкерли Проектирование цифровых устройств том 1, издательство Москва, 2002 г.). После чего дешифратор готов к работе в штатном режиме.

При работе дешифратора в штатном режиме также на волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 21 подают СВЧ сигнал определенной несущей частоты, а на контакт разъема входного сигнала кода частоты 33 передатчика поступают коды номера этой несущей частоты (цифровой код уровней ТТЛ) с задающего генератора БРЛС. Код номера этой несущей частоты через согласующее устройство поступает на первый вход устройства управления и определяет адрес ячейки FLASH памяти, в которой хранится ранее установленный для данной несущей частоты управляющий код. Этот код по последовательной линии передачи данных транслируется в ЦАП для преобразования и далее на управляемый источник тока, который управляет затуханием p-i-n аттенюатора 4, что приводит к установке оптимальной для данной частоты входной мощности на входе ЛБВ и, как следствие, к оптимальной установке выходной мощности передатчика. Время срабатывания схемы от момента подачи на вход нового цифрового кода до момента получения с выхода ЦАП соответствующего коду значения напряжения - не более 20 мкс.

Переменное трехфазное напряжение 200 В, 400 Гц с БРЛС поступает на контакты разъема для подачи входного переменного напряжения питания 34, 35, 36 для источника питания 7 и модулятора 8. В случае отказа в источнике питания 7 или модуляторе 8 может произойти повышение тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц, что приведет к значительным отказам в передатчике. Для защиты от превышения тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц введено второе устройство защиты 11 (Фиг 2), поэтому переменное трехфазное напряжение 200В, 400 Гц с контактов разъема для подачи входного переменного напряжения питания 34, 35, 36 поступает на первый, второй, третий входы второго устройства защиты 11, соответственно.

Для формирования тока, пропорционального по величине току цепи 200В, 400 Гц, по каждой фазе переменного напряжения используются специально разработанные токовые трансформаторы (ТА1, ТА2, ТА3). Измеряемым током является ток первичной обмотки трансформатора I₁, амплитуда которого пропорциональна току нагрузки. Конструкция трансформатора тока представляет собой кольцо из ферромагнитного материала с обмоткой, через отверстие которого проходит провод с измеряемым током. Данный провод играет роль первичной обмотки с числом витков W₁=1 (выводы 1-2). Вторичная обмотка с числом витков W₂ (выводы 3-4), намотанная на кольце, совместно с нагрузкой, выполняет функцию линейного преобразователя вторичного тока I₂ в напряжение U₂ (I₂=I₁/W₂). (А.В. Хныков. Теория и расчет трансформаторов источников вторичного электропитания - М., СОЛОН - Пресс, 2004 г. с.93-97). Напряжение U₂ с каждого токового трансформатора является знакопеременным и подается на входы первого, второго, третьего выпрямителей, где преобразовывается в постоянное напряжение, которое далее поступает на компаратор.

Максимальный ток первичной обмотки каждого токового трансформатора - 5А, вторичной обмотки - 125 мА. С контактов разъема подачи входного переменного напряжения питания фазы A 34, B 35, C 36 трехфазное переменное напряжение 200В, 400 Гц поступает на первые выводы первичной обмотки трех токовых трансформаторов ТА1, ТА2, ТА3, соответственно (все токовые трансформаторы - идентичны). Со вторых выводов первичной обмотки трех токовых трансформаторов ТА1, ТА2, ТА3 трехфазное переменное напряжение 200В, 400 Гц поступает на первый, второй, третий входы коммутатора, соответственно, а с первого, второго, третьего выходов коммутатора - на первый, второй, третий выходы второго устройства защиты и далее на девятый, восьмой, седьмой входы модулятора 6 и первый, второй, третий входы источника питания 7.

Каждая фаза трехфазного переменного напряжения 200В, 400 Гц с вторичных обмоток трех токовых трансформаторов ТА1, ТА2, ТА3 поступает для выпрямления на первые и вторые входы первого, второго, третьего выпрямителей (выпрямители идентичны), соответственно. На выходе каждого выпрямителя стоит резистор для нагрузки и развязывающий диод. Сигналы с выхода первого, второго, третьего выпрямителей поступают на вход компаратора, где происходит сравнение его величины с напряжением порога, заранее выставленным при регулировке, и соответствующим рабочему току по первичной обмотке токового трансформатора - 2А, а по вторичной обмотке - 50 мА.

Выходной сигнал компаратора поступает на ждущий мультивибратор, второй ключевой каскад, инвертор. Выходной сигнал ждущего мультивибратора поступает на первый ключевой каскад, который управляет коммутатором. При превышении величины тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц сигнал с ключевого каскада закрывает коммутатор и трехфазное переменное напряжение 200В, 400 Гц не поступает на первый, второй, третий выходы второго устройства защиты и далее - на девятый, восьмой, седьмой входы модулятора 6 и первый, второй, третий входы источника питания 7.

Команда включения высокого напряжения поступает с БРЛС на контакт разъема подачи команды включения высокого напряжения 37, далее на четвертый вход второго устройства защиты 11, с четвертого входа на ключевой каскад, который управляет подачей этой команды, на четвертый выход второго устройства защиты 11, в зависимости от величины тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц. С четвертого выхода эта команда поступает на четвертый вход первого устройства защиты 10, которое при наличии сигнала ИСПРАВНОСТЬ (исправность блока) на первом входе выдает сигнал ИСПРАВНОСТЬ ВИП на пятый выход первого устройства защиты 10 и далее на двенадцатый вход УУК 8. С третьего выхода УУК 8 сигнал ИСПРАВНОСТЬ ВИП поступает на выходной контакт разъема 41. С выхода передатчика этот сигнал поступает в источник питания БРЛС, при наличии этого сигнала источник питания подает силовое трехфазное переменное напряжение 200В, 400 Гц на контакты разъема передатчика 24, 25, 26 для формирования высоковольтных напряжений для питания ЛБВ.

При превышении величины тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц на инверторе второй схемы защиты 11 формируется сигнал ЗАПРЕТ, который с пятого выхода второй схемы защиты 11 поступает на восьмой вход УУК 8, после формирования в УУК 8 поступает на шестнадцатый выход УУК 8, третий выход УУК 8, затем на третий вход первого устройства защиты 10, с третьего выхода первого устройства защиты 10 поступает на второй вход модулятора 6, который по сигналу ЗАПРЕТ подает запирающее напряжение на управляющие электроды обеих ЛБВ.

Если величина тока по первичной обмотке токового трансформатора превышает 2,5 А, входной сигнал на первом компараторе превысит установленный порог, и, как следствие, инвертор выдаст команду «ЗАПРЕТ». Второй ключевой каскад выключает команду включения высокого напряжения. Первый ключевой каскад выдаст сигнал на коммутатор, и он отключает трехфазное переменное напряжение от источника питания 7 и модулятора 6, предотвращая отказы. Временные задержки по сигналам в каскадах подобраны таким образом, чтобы команды сформировались в вышеуказанной последовательности.

Превышение максимальных значений токов электродов ЛБВ приводит к их быстрому отказу. Особенно опасно превышение анодного тока (ОСТ 110348-86, с.16). В технических условиях на ЛБВ обязательно указывается допустимая величина анодного тока, поэтому в передатчиках на ЛБВ применяют защиту, которая измеряет величину анодного тока и при увеличении анодного тока более допустимой нормы на источник питания БРЛС выдает команду, по которой источник питания отключает силовое напряжение питания с передатчика.

При применении двух последовательно включенных ЛБВ в передатчике также применяется защита от превышения анодного тока, она расположена в первом устройстве защиты 10 и УПТ 9. Так как первая ЛБВ 2 и вторая ЛБВ 4 включены последовательно, измерить анодный ток можно только общий для обеих ЛБВ, поэтому применяется защита от превышения общего анодного тока для обеих ЛБВ.

При анализе отказов ЛБВ в составе передатчика отмечается повышенная отказность первой ЛБВ. Чтобы уменьшить отказность первой ЛБВ предлагается ввести защиту по превышению анодного тока первой ЛБВ второе устройство защиты 11 (Фиг 3), определив величину анодного тока первой ЛБВ, как разность величин катодного и коллекторного тока первой ЛБВ.

Для измерения катодного и коллекторного тока первой ЛБВ 2 по цепи катодного и коллекторного тока первой ЛБВ 2 в передатчике установлены первый датчик Холла 20 и второй датчик Холла 19. Первый датчик Холла 20 и второй датчик Холла 19 используются как датчики тока. Важнейшим достоинством таких датчиков является полное отсутствие электрической связи с измеряемой цепью, удобство бесконтактного срабатывания (полное отсутствие механического износа) и простота использования делают их незаменимыми в данном случае.

Выходное напряжение датчика пропорционально индукции магнитного поля, окружающего проводник. Величина индукции, в свою очередь, пропорциональна току. (Абрикосов А.А. Основы теории металлов - М., Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1987 г., с.520, Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела, - М., Мир, 1979 г., "Hall Effect Sensing and Application Book" (Honeywell MICRO SWITCH Sensing and Control. 1999r.).

Выходные сигналы с первых выходов первого 20 и второго 19 датчиков тока поступают на седьмой и восьмой входы первого устройства защиты 10 и далее на каскады схемы защиты: вычитающее устройство, компаратор, ждущий мультивибратор. С вычитающего устройства напряжение, пропорциональное разности величин катодного и коллекторного тока ЛБВ 2, поступает на компаратор, где сравнивается с заданным напряжением порога. Если выходной сигнал вычитающего устройства превышает величину напряжения порога компаратора, ранее установленного, на выходе компаратора появляется сигнал, который далее поступает на ждущий мультивибратор. Ждущий мультивибратор формирует импульс ЗАПРЕТ, который с третьего выхода первого устройства защиты 10 поступает на второй вход модулятора 6, который по сигналу ЗАПРЕТ подает запирающее напряжение на управляющий электрод первой ЛБВ 2, предотвращая тем самым выход из строя первой ЛБВ 2.

Для первого устройства защиты 10 используются первый 20 и второй 19 датчики Холла CLSM-50LA, вычитающее устройство собрано на микросхеме 140УД26А, компаратор на микросхеме AD8561ARZ, ждущий мультивибратор на микросхеме 533АГЗ.

Силовое трехфазное переменное напряжение 200В, 400 Гц с контактов разъема передатчика 24, 25, 26 подается на 3, 2, 1 входы соответственно повышающего трансформатора трехфазного высоковольтного 13 и далее на выпрямитель высоковольтный 15. Управляющее напряжение для стабилизатора анодного напряжения, напряжение коллекторов для ламп бегущей волны формирует высоковольтный выпрямитель 15. Коллекторное напряжение для первой ЛБВ 2 после фильтрации на втором фильтре 17 и через первый датчик тока 20 поступает на шестой вход первой ЛБВ 2, а коллекторные напряжения для второй ЛБВ 4 после фильтрации на втором фильтре 17 поступают на 5, 6 входы второй ЛБВ 4.

Высоковольтный выпрямитель 15 состоит из нескольких выпрямителей на полупроводниковых диодах, осуществляющих выпрямление переменного напряжения и сглаживающих фильтров, уменьшающих пульсации выпрямленных напряжений. Первый 14 и второй 18 делители состоят из набора резисторов. (Найвельт Г.С., Источники электропитания РЭА - М., Радио и связь, 1986 г., с.121-208; под редакцией Скольника М. Справочник по радиолокации т.3, М., Советское радио, 1979 г., с.118-127; В.Н.Гаевич Радиотехника, М., Военное издательство Министерства обороны союза СССР, с.204-218).

Величины анодного напряжения, напряжения управляющего электрода, напряжения запирания по управляющему электроду лампы бегущей волны заданы в технических условиях на лампу бегущей волны в виде диапазона напряжений. Для конкретной лампы бегущей волны указаны индивидуальные значения в паспорте, которые должны быть выставлены в передатчике с высокой точностью. Поэтому стабилизаторы анодного напряжения, напряжения управляющего электрода, напряжения запирания по управляющему электроду лампы бегущей волны построены по принципу компенсационного стабилизатора напряжения и позволяют получать регулируемое, стабилизируемое напряжение относительно своего корпуса. (Дж. Кар Проектирование и изготовление электронной аппаратуры, М., Мир, 1980 г., с.299-319; под редакцией Скольника М. Справочник по радиолокации т.3, М., Советское радио, 1979 г., с.118-127).

Стабилизатор анодного напряжения состоит из высоковольтного выпрямителя 15, второго фильтра 17, первого делителя 14, усилителя постоянного тока 9, ламп бегущей волны 2, 4, лампы VL 16. Лампа VL 16 является регулирующим элементом в стабилизаторе анодного напряжения.

Стабилизаторы напряжения управляющего электрода, напряжения запирания по управляющему электроду лампы бегущей волны находятся в модуляторе 6.

Источник питания 7 осуществляет формирование всех питающих напряжений для усилителя постоянного тока 9, лампы VL 16, первого устройства защиты 10 (Найвельт Г.С., Источники электропитания РЭА - М., Радио и связь, 1986 г., с.121-208, Костиков В.Г. Источники электропитания высокого напряжения РЭА, - М., Радио и связь, 1986 г., с.5-125, Минаев М.И. Радиопередающие устройства сверхвысоких частот - Минск, ВЫШЭЙШАЯ ШКОЛА, 1978 г., с.40-93, под редакцией Сколника М. Справочник по радиолокации т.3, М., Советское радио, 1979 г., с.7-127).

В выходном тракте 5 находится коммутатор, который по команде АНТ ВКЛ (включение антенны) подает выходной сигнал передатчика на антенну. На этапе настройки, проверки, эксплуатации в наземных условиях передатчика команда АНТ ВКЛ отсутствует, коммутатор подает выходной сигнал на эквивалент антенны, расположенный в выходном тракте 5. Команда АНТ ВКЛ поступает с БРЛС на контакт разъема входного сигнала АНТ ВКЛ 30, далее на четвертый вход УУК. В зависимости от этой команды УУК формирует команды АНТ ВКЛ или ЭКВ ВКЛ (включение эквивалента антенны), которые с десятого и одиннадцатого выходов УУК поступают на контакт разъема выходного сигнала АНТ ВКЛ 48 и контакт разъема выходного сигнала ЭКВ ВКЛ 49, соответственно, в БРЛС, для контроля. С двадцать первого выхода УУК сигнал АНТ ВКЛ поступает на четвертый вход выходного тракта 5 для управления коммутатором.

Команда на контакт разъема входного сигнала Пуск 31 (пуск ракеты) поступает с БРЛС на пятый вход УУК. По этой команде в УУК блокируется сигнал ГОТОВНОСТЬ, который со второго выхода УУК поступает на контакт разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ 40. Сигнал ГОТОВНОСТЬ выдается при исправности системы жидкостного охлаждения и наддува передатчика. На контакт разъема входного сигнала СБП 32 с БРЛС приходит сигнал блокировки передатчика, который блокирует импульс запуска передатчика на время работы приемника. Передатчик выдает с первого выхода УУК сигнал ИСПРАВНОСТЬ на контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ 39 в БРЛС при исправности: системы жидкостного охлаждения, наддува и команды включения высокого напряжения на контакте разъема входного сигнала +27В ВКЛ ВН 37.

Команда с БРЛС, поступающая на контакт разъема входного сигнала +27В ЗАД. 38, подается на шестой вход модулятора 6. В модуляторе 6 по этой команде и при наличии импульса запуска передатчика разрешается формирование импульса модулятора для управляющих электродов обеих ЛБВ, в зависимости от режима - ЛБВ открывается на время длительности ИЗП, входной СВЧ сигнал усиливается и поступает на выход передатчика.

Часть элементов передатчика расположена в гермообъеме. Элементы в гермообъеме охлаждаются вентиляторами. В передатчике предусмотрена система жидкостного охлаждения для охлаждения высоковольтного трансформатора, комплекта ЛБВ, промежуточного и выходного трактов.

Получение требуемых технических параметров передатчика осуществляется за счет:

- применения многорежимного усилителя СВЧ мощности в трехсантиметровом диапазоне длин волн У52252, состоящего из двух ЛБВ, обеспечивающего большую выходную импульсную мощность, низкий уровень вносимых шумов, значительное ослабление уровня выходного сигнала в паузе между импульсами;

- защиты первой ЛБВ по превышению анодного тока;

- установки оптимальной входной мощности на обеих ЛБВ на несущих частотах;

- обеспечения согласования обеих ЛБВ по входу и выходу;

- защиты от превышения тока по трехфазному переменному напряжению 200В, 400 Гц;

По предлагаемому техническому решению изготовлены опытные образцы передатчика. Передатчик обеспечивает выходную импульсную мощность в режиме дальнего боя (Р5) до 16000 Вт, в режиме ближнего боя (Р1) - не менее 2500 Вт, в режиме РП - 1600 Вт, спектральная плотность амплитудных шумов (в полосе 1 Гц) при отстройке 0,3-35 кГц составляет 110 дБ. Технические параметры подтверждены положительными результатами предварительных и межведомственных испытаний.

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для работы на летающих объектах в составе бортовых радиолокационных станций, использующих доплеровскую обработку сигналов. Технический результат - повышение надежности, снижение уровня шумов, обеспечение оптимальной выходной мощности на несущих частотах и осуществление возможности работы передатчика СВЧ в нескольких режимах. Устройство содержит источник питания, модулятор, входной тракт, первую ЛБВ, промежуточный тракт, вторую ЛБВ, выходной тракт, устройство управления и контроля (УУК), усилитель постоянного тока (УПТ), первое устройство защиты, второе устройство защиты, первый фильтр, трансформатор трехфазный высоковольтный, первый делитель, выпрямитель высоковольтный, лампу VL, второй фильтр, второй делитель, второй датчик тока, первый датчик тока, волновод подачи входного СВЧ-сигнала W1, волновод выходного СВЧ-сигнала W2, волновод выходного СВЧ-сигнала для подстройки гетеродина системы наведения радиоголовки (РГСН) W3, множество контактов для выполнения функциональных связей между упомянутыми средствами. 1 ил.

Многорежимный передатчик СВЧ, содержащий источник питания и модулятор, отличающийся тем, что включает входной тракт, первую лампу бегущей волны (ЛБВ), промежуточный тракт, вторую ЛБВ, выходной тракт, устройство управления и контроля (УУК), усилитель постоянного тока (УПТ), первое устройство защиты, второе устройство защиты, первый фильтр, трансформатор трехфазный высоковольтный, первый делитель, выпрямитель высоковольтный, лампу VL, второй фильтр, второй делитель, второй датчик тока, первый датчик тока, волновод подачи входного СВЧ сигнала W1, волновод выходного СВЧ сигнала W2, волновод выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина системы наведения радиоголовки (РГСН) W3, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы A, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы B, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы C, контакт разъема входного импульса запуска передатчика, контакт разъема входного сигнала режим P1, контакт разъема входного сигнала режим РП, контакт разъема входного сигнала АНТЕННА ВКЛЮЧЕНА (ВКЛ. АНТ), контакт разъема входного сигнала ПУСК, контакт разъема входного сигнала СТРОБ БЛОКИРОВКИ ПЕРЕДАТЧИКА (СБП), контакт разъема входного сигнала кода частоты, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B, контакт разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C, контакт разъема входного сигнала ВКЛЮЧЕНИЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВКЛ. ВН), контакт разъема входного сигнала +27B ЗАДЕРЖАННОЕ (+27B ЗАД.), контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ, контакт разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ (ИСПР. ВИП), контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2, контакт разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ (ИСПР. ТРАКТА сумм.), контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ P1, контакт разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ P5, контакт разъема выходного сигнала ВКЛЮЧЕНИЕ АНТЕННЫ (ВКЛ. АНТ.), контакт разъема выходного сигнала ЭКВИВАЛЕНТ ВКЛЮЧЕН (ЭКВ. ВКЛ.), при этом волновод подачи входного СВЧ сигнала W1 соединен с первым входом входного тракта, второй вход входного тракта соединен с двадцатым входом УУК, выход входного тракта соединен с первым входом первой ЛБВ, выход первой ЛБВ соединен с входом промежуточного тракта, первый выход промежуточного тракта соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала для подстройки гетеродина РГСН W3, второй выход промежуточного тракта соединен с одиннадцатым входом УУК, третий выход промежуточного тракта соединен с первым входом второй ЛБВ, выход второй ЛБВ соединен с входом выходного тракта, первый выход выходного тракта соединен с десятым входом УУК, второй выход выходного тракта соединен с девятым входом УУК, третий выход выходного тракта соединен с волноводом выходного СВЧ сигнала W2, второй вход первой ЛБВ соединен с первым выходом модулятора, третий вход первой ЛБВ соединен со вторым выходом модулятора, четвертый вход первой ЛБВ соединен с третьим выходом модулятора, пятый вход первой ЛБВ соединен с четвертым выходом модулятора, шестой вход первой ЛБВ соединен со вторым выходом первого датчика тока, второй вход второй ЛБВ соединен с пятым выходом модулятора, третий вход второй ЛБВ соединен с шестым выходом модулятора, четвертый вход второй ЛБВ соединен с седьмым выходом модулятора, пятый вход второй ЛБВ соединен с шестым выходом второго фильтра, первый вход модулятора соединен со вторым выходом второго датчика тока, второй вход модулятора соединен с третьим выходом первого устройства защиты, третий вход модулятора соединен с семнадцатым выходом УУК, четвертый вход модулятора соединен с восемнадцатым выходом УУК, пятый вход модулятора соединен с девятнадцатым выходом УУК, шестой вход модулятора соединен с контактом разъема входного сигнала +27В ЗАД., седьмой вход модулятора соединен с третьим выходом второго устройства защиты и первым входом источника питания, восьмой вход модулятора соединен со вторым выходом второго устройства защиты и вторым входом источника питания, девятый вход модулятора соединен с первым выходом второго устройства защиты и третьим входом источника питания, первый вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы A, второй вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы B, третий вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного переменного общего напряжения питания фазы C, четвертый вход второго устройства защиты соединен с контактом разъема входного сигнала +27В ВКЛ. ВН, четвертый выход второго устройства защиты соединен с четвертым входом первого устройства защиты, пятый выход второго устройства защиты соединен с восьмым входом УУК, первый вход УУК соединен с контактом разъема входного импульса запуска передатчика, второй вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала режим P1, третий вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала режим РП, четвертый вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала АНТ. ВКЛ., пятый вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала ПУСК, шестой вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала СБП, седьмой вход УУК соединен с контактом разъема входного сигнала кода частоты, двенадцатый вход УУК соединен с пятым выходом первого устройства защиты, первый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ, второй выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ГОТОВНОСТЬ, третий выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ВИП, четвертый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 1, пятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА 2, шестой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ИСПРАВНОСТЬ ТРАКТА Σ, седьмой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ Рвых, восьмой выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ P1, девятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала НАЛИЧИЕ P5, десятый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ВКЛ. АНТ., одиннадцатый выход УУК соединен с контактом разъема выходного сигнала ЭКВ. ВКЛ., шестнадцатый выход УУК соединен с третьим входом первого устройства защиты, пятнадцатый выход УУК соединен со вторым входом первого устройства защиты, четырнадцатый выход УУК соединен с первым входом первого устройства защиты, тринадцатый выход УУК соединен с четвертым входом УПТ, двенадцатый выход УУК соединен с третьим входом УПТ, двадцатый выход УУК соединен со вторым входом входного тракта, двадцать первый выход УУК соединен с четвертым входом выходного тракта, первый вход УПТ соединен с выходом второго делителя, второй вход УПТ соединен с третьим выходом второго фильтра, пятый вход УПТ соединен с первым выходом первого устройства защиты, шестой вход УПТ соединен со вторым выходом первого устройства защиты, седьмой вход УПТ соединен с четвертым выходом первого устройства защиты, восьмой вход УПТ соединен со вторым выходом источника питания, девятый вход УПТ соединен с третьим выходом источника питания, десятый вход УПТ соединен с четвертым выходом источника питания, одиннадцатый вход УПТ соединен с корпусом, первый выход УПТ соединен с четвертым входом лампы VL, второй выход УПТ соединен с шестым входом первого устройства защиты, пятый вход первого устройства защиты соединен с первым выходом источника питания, седьмой вход первого устройства защиты соединен с первым выходом первого датчика тока, восьмой вход первого устройства защиты соединен с первым выходом второго датчика тока, девятый вход первого устройства защиты соединен со вторым выходом второго фильтра, пятый выход источника питания соединен с третьим входом лампы VL, шестой выход источника питания соединен со вторым входом лампы VL, седьмой выход источника питания соединен с пятым входом лампы VL, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы A соединен с третьим входом трансформатора трехфазного высоковольтного и с первым входом первого фильтра, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы В соединен со вторым входом трансформатора трехфазного высоковольтного и со вторым входом первого фильтра, контакт разъема для подачи входного силового переменного напряжения питания фазы C соединен с первым входом трансформатора трехфазного высоковольтного и с третьим входом первого фильтра, четвертый вход первого фильтра соединен с корпусом, выход трансформатора трехфазного высоковольтного соединен с входом выпрямителя высоковольтного, выход выпрямителя высоковольтного соединен с входом второго фильтра, первый выход второго фильтра соединен с входом первого делителя, выход первого делителя соединен с первым входом лампы VL, четвертый выход второго фильтра соединен с входом первого датчика тока, пятый выход второго фильтра соединен с шестым входом второй ЛБВ, седьмой выход второго фильтра соединен с входом второго делителя и входом второго датчика тока, седьмой вход первой ЛБВ и седьмой вход второй ЛБВ соединены с корпусом.