Устройство для автоматической подстройки частоты импульсных магнетронных генераторов Советский патент 1975 года по МПК H03B3/04 

1

Изобретение относится к радиотехнике, может быть применено преимущественно в передающих устройствах СВЧ.

Известно устройство для автоматической подстройки частоты импульсных магнетронных генераторов (авт. св. № 272386), содержащее внешний источник СВЧ синхронизирующего сигнала, циркулятор, синхронизируемый перестраиваемый импульсный магнетрон, фазовый детектор, частотный детектор, амплитудный селектор, парафазный усилитель, два пиковых детектора, дифференциальный усилитель постоянного тока, магнитный усилитель, механизм перестройки частоты магнетрона с реверсивным электродвигателем н цепь тахометрической обратной связи.

Известное устройство работает недостаточно стабильно при синхронизации магнетрона от внешнего источника СВЧ синхронизирующего сигнала с кодированной внутриимпульсной фазовой манипуляцией (КВФМ). Этот недостаток обусловлен тем, что фаза синхронизирующего сигнала СВЧ (f(t) в кодовой группе изменяется от импульса ж им пульсу в течение конечного промежутка времени, в результате чего изменяется частота бсо ф/й, и на выходе частотного детектора, настроенного на несущую частоту сигнала сос/ появляются импульсы. Их амплитуда в общем случае может превышать уровень ограничения по

минимуму у амплитудного селектора. Прохождение импульсов через селектор в этих условиях может нарушать работу контура фазовой автоподстройки, так как эти импульсы могут создавать ложную информацию о том, что магнетрон не работает в синхронном режиме.

Цель изобретения - повышение стабильности работы при синхронизации магнетрона

сигналами СВЧ с КВФМ.

Предлагаемое устройство отличается тем, что между амплитудным селектором и сумматором включены последовательно соединенные схемы совпадений, второй вход которой подключен к дополнительно введенному генератору стробимпульсов, и ждущий генератор прямоугольных импульсов.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник СВЧ синхронизирующего сигнала с КВФМ 1, циркулятор 2, перестраиваемый импульсный магнетрон 3, фазовый детектор 4, частотный детектор 5 (типа режекторного фильтра), амплитудный селектор 6, сумматор 7 с двумя входами, парафазный усилитель 8, пиковые детекторы 9, 10, дифференциальный усилитель постоянного тока 11, магнитный усилитель 12, механизм 13 перестройки частоты

магнетрона с реверсивным электродвигателем, цепь тахометрической обратной связи 14 для повышения динамической устойчивости, схема совпадения 15, ждущий генератор прямоугольных импульсов 16 и генератор стробимпульсов 17.

Синхронизирующий сигнал СВЧ с КВФМ и несущей частотой сос от источника 1 через циркулятор 2 поступает на магнетрон 3, имеющий частоту свободных автоколебаний соо, близкую к (Ос, так что |ci)c-((Ос, где Дшо - полоса синхронизации. Сигналы СВЧ от источника 1 и магнетрона 3 поступают на фазовый детектор 4 и далее на первый вход сумматора 7. За пределами полосы синхронизации (ее границы (а и со, а центр совпадает с (Ос) происходят биения частотой | (Ос - (о. При синхронном режиме работы магнетрона, когда (Ос-соо| А(Ос, сигнал от фазового детектора Uфf, проходя через парафазный усилитель 8, пиковые детекторы 9, 10 и дифференциальный усилитель 11 на вход магнитного усилителя 12, обеспечивает получение сигнала рассогласования, знак и величина которого определяются знаком и величиной сдвига фазы, обусловленного «потенциальной расстройкой Шс-(о- Эти факторы определяют направление и скорость вращения электродвигателя в механизме перестройки 13, с помощью которого достигается подстройка частоты свободных автоколебаний (Оо магнетрона 3. Этим обеспечиваются замыкание контура фазовой автоподстройки (ФАП) и поддержание разности частот шс-озо, близкой к пулю.

Однако контур ФАП не обеспечивает самонастройки в случаях, когда частота соо магнетрона находится за пределами полосы синхронизации Ашс. В самом деле, из-за биеппй сигнал рассогласования равен нулю, так как амплитуды положительных и отрицательных полуволн напряжения (7фд одинаковы.

Для обеспечения самонастройки используется контур частотной автоподстройки (ЧАП). Сигнал от частотного детектора (в виде режекторного фильтра) 5, настроенного на частоту (Ос, поступает на амплитудный селекктор (например, полупроводниковый диод) 6. Селектор пропускает на первый вход схемы совпадения 15 сигналы /чд, амплитуда которых превышает некоторый уровень Un, т. е. f/4fl f/n. В результате зависимость выходного напряжения f/ac селектора 6 имеет форму деформированной резонансной кривой с плоским «дном и крутыми скатами, причем «дно

(когда Ua.) расположено в пределах полосы синхронизации AtocВ режиме биений, когда |(0с-()с, чд Un- Импульсы Vac поступают на первый 5 вход схемы совпадения 15; на ее второй вход подаются стробимпульсы f/cip от генератора 17. Эти стробимпульсы совпадают по вре.мени с первыми знаками сигнала КВФМ. При совпадении во времени обоих импульсов схема 10 совпадения 15 вырабатывает импульс, запускающий ждущий генератор прямоугольных импульсов 16. Его выходные импульсы U поступают па второй вход сумматора 7. В результате сигнал рассогласования на входе 15 магнитного усилителя 12 не равен нулю ввиду того, что положительные полуволны t/фд складываются с импульсами U. Реверсивный электродвигатель механизма 13 начинает перестраивать частоту (Оо магнетрона .3, напри20 мер, в сторону повышения к нижней границе со полосы синхронизации. Когда частота шо входит в полосу синхронизации, t/чд становится меньше f/n, ао обращается в нуль из-за действия амплитудного селектора 6; импуль5 сы на выходе схемы совпадения 15 и выходе ждущего генератора 16 также пропадают. Контур ЧАП автоматически отключается и не может создать помех (работе вступающего в это время в действие контура ФАП. В самом 0 деле, пики напряжения 1Учд, вызванные скачками частоты синхронизирующего СВЧ сигнала с КВФМ от источника 1 при конечном времени изменения фазы от знака к знаку, по времени не совпадают со стробимлульса5 ми, поэтому генератор 16 не запускается. В результате работает только контур ФАП.

Устройство может быть использовано также при синхронизации магнетрона сигналами СВЧ с частотной внутрпимпульсной модуля0 цпей (манипуляцией).

Предмет изобретения

Устройство для автоматической подстройки п.астоты импульсных магнетронных генераторов по авт. св. 272386, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности работы при синхронизации магнетрона сигналами СВЧ с внутриимпульсной фазовой манипуляцией, между амплитудным селектором и

сумматором включены последовательно соединенные схема совпадений, второй вход которой подключен к дополнительно введенному генератору стробимпульсов, и ждущий генератор прямоугольных импульсов.