ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЧ Российский патент 2017 года по МПК H03F3/00 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в устройствах радиолокации.

Известны сверхвысокочастотные (СВЧ) усилители, содержащие лампу бегущей волны (ЛБВ), источники питания анода, коллектора, накала, модулятор с источниками напряжений отпирания и запирания ЛБВ (RU 2152125 C1, 27.06.2000; RU 2085022 C1, 20.07.1997).

В этих устройствах в случае пробоя в ЛБВ промежутка замедляющая система- управляющий электрод на выход модулятора поступает напряжение, равное напряжению питания анода (для разных ламп - единицы и десятки киловольт), что неизбежно приводит к отказу модулятора и усилителя в целом.

Известно передающее устройство, содержащее ЛБВ, анодный источник питания, коллекторный источник питания, источник питания накала, модулятор с источниками отпирающего и запирающего напряжения и дополнительное устройство для подачи запирающего напряжения на управляющий электрод ЛБВ при возникновении нештатных ситуаций (RU 2440672 C1, 20. 01. 2010) (прототип).

Это устройство, хотя и предотвращает, в некоторых случаях, отказ ЛБВ, но не защищает модулятор в случае пробоя в ЛБВ промежутка замедляющая система - управляющий электрод.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее ЛБВ, источник питания анода (ИПА), источник питания коллектора (ИПК), источник питания накала (ИПН), источник напряжения отпирания (Uотп), источник напряжения запирания (Uзап), модулятор и диод, причем источники первым выводом соединены с катодом ЛБВ, а вторым выводом соответственно - с замедляющей системой (ЗС), коллектором и накалом ЛБВ и входами модулятора, выход модулятора соединен с анодом диода, катод которого соединен с другим выводом источника напряжения Uотп, введены коммутатор, датчик тока, резистор и второй диод. При этом выход модулятора через датчик тока подключен к УЭ ЛБВ, один выход датчика тока соединен с катодом ЛБВ, а другой выход соединен с входом коммутатора. Первый выход коммутатора соединен с катодом ЛБВ, а второй выход через резистор - с источником Uотп, входом модулятора и катодом диода, анод которого соединен с ключом модулятора, коммутирующим напряжение источника Uзап.

На фиг.1 представлена схема импульсного усилителя СВЧ.

Устройство состоит из ЛБВ (1), источника ИПА (2), источника ИПК (3), источника ИПН (4), источника Uотп (5), источника Uзап (6), модулятора (7), коммутатора (8), датчика тока (9), резистора (10), диода (11) и диода (12).

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии через замкнутый ключ 7.1 и резистор 7.3 модулятора 7 напряжение источника Uзап 6 поступает на вход 5 ЛБВ 1, что обеспечивает ее надежное запирание. Ключ 7.2 при этом разомкнут. Для отпирания ЛБВ 1 ключ 7.1 размыкается, а ключ 7.2 замыкается, и напряжение источника Uотп 5 поступает на вход 5 ЛБВ 1, что обеспечивает ее открывание, и происходит усиление СВЧ сигнала, подаваемого на СВЧ вход ЛБВ 1. При пробое в ЛБВ 1 промежутка между выводами 2 и 5 положительное напряжение источника ИПА 2 поступает на выход 3 модулятора 7. При возрастании потенциала на выходе 3 модулятора 7 диод 12 открывается, и через датчик тока 9 начинает протекать ток короткого замыкания. В данном случае изображен датчик тока на основе трансформатора тока, хотя это может быть и любое другое техническое решение, например датчик Холла. На выходе 4 датчика тока 9 возникает импульс, который поступает на вход 3 коммутатора 8. Наиболее целесообразно использование, в данном случае, в качестве ключа коммутатора 8 полевого транзистора как наиболее быстродействующего, хотя не исключаются и другие варианты. При срабатывании коммутатора 8 его выходы 1 и 2 закорачиваются, и катод диода 11 вместе с резистором 10 оказываются подключенными к катоду ЛБВ 1.

Таким образом, напряжение на ключе 7.1 модулятора 7 оказывается зафиксированным на уровне потенциала катода, а ток, втекающий в источник Uотп (5), компенсируется током, протекающим через резистор 10. В результате напряжение на управляющем электроде 5 ЛБВ 1 фиксируется на уровне, близком к выходному напряжению источника Uотп (5), являющемся для нее безопасным. По окончании разряда сигнал на выходе 4 датчика тока 9 исчезает, выходы 1 и 2 коммутатора 8 переходят в высокоимпедансное состояние, и рабочее состояние усилителя восстанавливается.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в устройствах радиолокации. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, который достигается за счет того, что в устройство, содержащее ЛБВ, источник питания анода (ИПА), источник питания коллектора (ИПК), источник питания накала (ИПН), источник напряжения отпирания (Uотп), источник напряжения запирания (Uзап), модулятор и диод, причем источники первым выводом соединены с катодом ЛБВ, а вторым выводом соответственно - с замедляющей системой (ЗС), коллектором и накалом ЛБВ и входами модулятора, выход модулятора соединен с анодом диода, катод которого соединен с другим выводом источника напряжения Uотп, введены коммутатор, датчик тока, резистор и второй диод. При этом выход модулятора через датчик тока подключен к УЭ ЛБВ, один выход датчика тока соединен с катодом ЛБВ, а другой выход соединен с входом коммутатора. Первый выход коммутатора соединен с катодом ЛБВ, а второй выход через резистор - с источником Uотп, входом модулятора и катодом диода, анод которого соединен с ключом модулятора, коммутирующим напряжение источника Uзап. 1 ил.

Импульсный усилитель СВЧ, состоящий из ЛБВ, источника питания анода, источника питания коллектора, источника питания накала, источника напряжения отпирания, источника напряжения запирания, модулятора и диода, причем первые выводы всех источников соединены с катодом ЛБВ, второй вывод источника питания анода соединен с замедляющей системой ЛБВ, второй вывод источника питания коллектора соединен с коллектором ЛБВ, второй вывод источника питания накала соединен с накалом ЛБВ, вторые выводы источников напряжения запирания и отпирания соединены соответственно с первым и вторым выводами модулятора, анод диода соединен с третьим выводом модулятора, а катод - со вторым выводом источника напряжения отпирания, отличающийся тем, что в него введены датчик тока, коммутатор, второй диод и резистор, при этом третий вывод модулятора соединен с первым выводом датчика тока, второй вывод датчика тока соединен с управляющим электродом ЛБВ, третий вывод датчика тока соединен с катодом ЛБВ, четвертый вывод датчика тока соединен с третьим выводом коммутатора, второй вывод которого соединен с катодом ЛБВ, четвертый вывод модулятора соединен с анодом второго диода, катод которого соединен с первым выводом коммутатора и с резистором, другой вывод которого соединен со вторым выводом источника напряжения отпирания.