УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ ЧАСТОТ СВЧ-РАДИОИМПУЛЬСА Советский патент 1994 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в устройствах для временного хранения частот СВЧ-радиоимпульса систем постановки активных помех.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности временного хранения большего числа частот СВЧ-радиоимпульса при работе в тактовом режиме, которая достигается введением в замедляющий узел лампы бегущей волны (ЛБВ) фазовращателя, обеспечивающего скачок фазы СВЧ-поля величиной (2,2-5) + 2 πn, где n= 0, ±1, ±2 . . .

Изобретение поясняется фиг. 1-6.

Схема устройства приведена на фиг. 1, где изображена ЛБВ, которая состоит из электронно-оптического узла 1, коллектора 2, замедляющего узла 3 длиной L и фазовращателя 4. Устройство содержит линию задержки 5, полосовой пропускающий фильтр 6, первый 7 и второй 8 направленные ответвители для вывода и ввода СВЧ-сигнала соответственно, линии 9 передачи СВЧ-энергии, блок 10 питания ЛБВ и имеет вход 11 и выход 12. На фиг. 2, 3 показаны варианты реализации фазовращателя 4 для замедляющего узла 3, выполненного в виде спирали с диаметром d₃ и шагом h₃. Фазовращатель 4 также выполнен в виде участка спирали длиной l= (0,01-0,1)L с диаметром d_ф и шагом h_ф, при этом
π1(d_ф/h_ф-d₃/h₃)= (0,35-0,8)λ + nλ , где λ- средняя рабочая длина волны СВЧ-колебаний.

На фиг. 2 фазовращатель вносит отрицательный скачок фазы (n= -1), а на фиг. 3 - положительный (n= 0).

На фиг. 4 показана схема подключения СВЧ-цепи 13, выполняющей роль фазовращателя 4, к замедляющему узлу 3 лампы бегущей волны. В качестве СВЧ-цепи может быть использован, например, коаксиальный кабель длиной (0,35-0,8) λ+ n λ.

Фиг. 5 иллюстрирует наличие гистерезиса срыва-возникновения генерации при изменении тока пучка ЛБВ. Здесь 14 - точка срыва генерации; 15 - точка возникновения генерации, Р - мощность колебаний, I - ток пучка ЛБВ. Отрезок 14-15 определяет значение рабочего тока пучка ЛБВ.

На фиг. 6 показана серии амплитудных характеристик ЛБВ, определяющая частотный диапазон существования гистерезиса. Прямая линия изображает прямую обратную связь, оптимальную для получения максимального частотного диапазона. На амплитудных характеристиках указано значение относительной частоты f/f₀, где f₀ - среднее значение частоты СВЧ-колебаний. Фазовращатель введен на расстоянии 0,25L от коллектора ЛБВ, величина скачка фазы - 3,5 радиан для f = f₀, F_вх и F_вых- амплитуды входного и выходного сигналов ЛБВ.

Устройство работает следующим образом.

Ток электронного пучка ЛБВ периодически отключается, что обеспечивает тактовый режим работы. В рабочей части такта значения тока лежат в области гистерезиса срыва-возникновения СВЧ-колебаний (фиг. 5, участок 14 - 15), возникающего в результате введения фазовращателя. Устройство в это время готово к приему входного радиоимпульса. Нерабочая часть такта служит для срыва возбужденных колебаний, что достигается уменьшением тока до значений, меньших тока срыва (фиг. 5, точка 14). Самовозбуждения СВЧ-колебаний в устройстве не происходит, поскольку значение тока на протяжении всего такта не превышает стартового (фиг. 5, точка 15).

При подаче на вход устройства СВЧ-радиоимпульса происходит возбуждение генерации СВЧ-колебаний на собственных частотах устройства, ближайших к частотам радиоимпульса. Если в течение рабочей части такта приходит несколько радиоимпульсов, то устройство генерирует суммарный набор частот. Генерация сохраняется до конца рабочей части такта. Количество частот, одновременно генерируемых в устройстве, зависит от числа частот радиоимпульса и может быть от 1 до N, где N - число собственных частот устройства. Число N определяется формулой N= [Δt/T₀] ·[Δf/f₀] , где Δt - задержка СВЧ-сигнала в кольцевой цепи устройства, включающей ЛБВ, направленные ответвители, линию задержки и фильтр; Т₀= 1/f₀ - среднее значение периода СВЧ-колебаний в рабочем частотном диапазоне устройства шириной Δf/f₀.

Величина Δt не зависит от параметров ЛБВ и фазовращателя и может регулироваться при изменении параметров линии задержки. Величина Т₀ определяется совокупностью параметров ЛБВ и фазовращателя. Так, величина скачка фазы СВЧ-поля, вносимого фазовращателем на частоте f₀= 1/Т₀, должна примерно соответствовать середине интервала (2,2-5) + 2π n, причем значение n практически выбирается равным 0 или -1), а значение f₀ должно лежать в полосе усиления ЛБВ. Величина Δf/f₀ ограничивается сверху максимальной шириной частотного диапазона Δf_макс/f₀, в котором сохраняется гистерезис срыва-возникновения колебаний (фиг. 6). Эта ширина определяется параметрами ЛБВ и фазовращателя и составляет Δf_макс/f₀= 0,3. Конкретное значение Δf/f₀ задается при помощи фильтра заведомо меньшим предельно допустимого, f₀ при этом соответствует середине полосы пропускания фильтра. Время задержки Δt связано с минимально допустимой длительностью нерабочей части такта t_н, которая составляет (2-3) Δt. Для исключения возможности пропуска радиоимпульса значение t_н должно быть меньше длительности радиоимпульса, что накладывает ограничение сверху на время задержки Δt, которое должно быть соответственно, в 3-4 раза меньше длительности радиоимпульса. Снизу величина t ограничена минимально необходимым количеством собственных частот N.

Длительность рабочей части такта t₀ ограничивается сверху уровнем шумов электронного пучка, искажающих с течением времени генерируемый набор частот. Допустимая длительность t_р составляет величину порядка сотен времен задержки Δt. Снизу величина t₀ ограничена минимально необходимым временем хранения частот радиоимпульса.

П р и м е р. Пусть средняя рабочая частота f₀= 10 ГГц при задержке Δt= 10^-7 с и полосе Δf/f₀= 0,3, число собственных частот N= 300. Тогда длительность нерабочей части такта t_н= 3 ˙10^-7 С, а рабочей t_р= 6 ˙10^-5 с. Устройство будет надежно реагировать на радиоимпульсы длительностью больше 0,3˙ 10^-6 с.

Устройство может найти применение в системах постановки активных помех с временем отклика менее 1 мкс. (56) Авторское свидетельство СССР N 1148544, кл. Н 03 К 19/06, 1983.

Proc. IRE. - 1957, v. 45, N 8, р. 1119-1128.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в устройствах для временного хранения частот СВЧ-радиоимпульса систем постановки активных помех. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности временного хранения большего числа частот СВЧ-радиоимпульса при работе в тактовом режиме. Для этого в замедляющий узел лампы бегущей волны введен фазовращатель, обеспечивающий скачок фазы СВЧ поля величиной (2,2 - 5) + (2.2-5)+2Πn, где n=0, ±1, ±2... При этом устройство приобретает гистерезисные свойства в отношении срыва - возникновения колебаний, исключается самовозбуждение, а число хранимых частот радиоимпульса может составлять несколько сотен. 6 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ ЧАСТОТ СВЧ-РАДИОИМПУЛЬСА, содержащее лампу бегущей волны, состоящую из электронно-оптического узла, коллектора и замедляющего узла длиной L, первый и второй направленные ответвители, линию задержки и полосовой пропускающий фильтр, причем выход лампы бегущей волны соединен с входом первого направленного ответвителя, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход через последовательно соединенные линию задержки и полосовой пропускающий фильтр соединен с первым входом второго направленного ответвителя, выход которого соединен с входом лампы бегущей волны, а второй вход является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности временного хранения большего числа частот СВЧ-радиоимпульса при работе в тактовом режиме, в замедляющий узел лампы бегущей волны на расстоянии (0,2 - 0,4) L от коллектора введен фазовращатель, обеспечивающий скачок фазы СВЧ-поля величиной (2,2-5)+2πn , , где n = 0, + 1, ± 2 . . .