Устройство для модуляции магнетронных генераторов Советский патент 1948 года по МПК H03C1/30 

Обычно магнетронные генераторы модулируются изменением напряжения либо анода, либо оконечных пластинок. Амплитудная модуляция такого рода удовлетворительна, но всегда сопровождается частотной модуляцией, что в некоторых случаях весьма нежелательно.

Настоящее изобретение касается устройства для модуляции магнетронных генераторов, позволяющего при амплитудной модуляции уменьшить нежелательную частотную модуляцию, а при частотной модуляции уменьщить нежелательную амплитудную модудяцию.

На фиг. 1 и 2 изображены рабочие характеристики магнетронных генераторов; на фиг. 3 и 4 - устройство магнетрона согласно изобретению; на фиг. 5 - схема модуляции магнетрона, изображенного на фиг. 3 и 4; на фиг. 6 - схема компенсации нежелательной модуляции подведением отдельных напряжений к оконечным электродам магнетрона.

Кривая на фиг. 1 изображает рабочую характеристику магнетроиного генератора при изменениях напряжения на аноде: амплитуда колебания возрастает до некоторого максимума и затем падает, длина волны возрастает.

Возможность компенсации изменения частоты подачей модуляции одновременно на анод и оконечные пластины исключается, так как для получения эффективной анодной модуляции необходимо, чтобы модулирующие напряжения на аноде и оконечных пластинах были в противофазе. Как показывает кривая (фиг. 2), изображающая зависимость амплитуды и длины волны от напряжения на оконечных пластинах, составляющие модуляции по частоте в этом случае будут складываться, а не компенсироваться.

Каждый полуанод 1 и 2 магнетрона (фиг. 3 и 4) разрезан на две части 3 и 4; относительно постоянного тока обе половинки изолированы одна от другой, но относительно генерируемой частоты они представляют одно целое. К обеим половинам подводятся отдельные смещающие и модулирующие напряжения, величина первых и фаза вторых выбираются так, чтобы обе половины анода генерировали каждая самостоятельно, чтобы амплитудные модуляции складывались и чтобы частотные мо93

дуляции были противоположны друг другу. Благодаря тесной связи сегментов анода, частота колебаний контура будет равна средней частоте между частотами каждой половины анода.

На фиг. 5 дана схема магнетронного передатчика.

Модулятор 5 через усилитель 6 питает пару потенциометров 7 и 5. Движок потенциометра 7 соединен с сеткой усилителя 9, в анодную цепь которого через переключатель 10 включена первичная обмотка 11 трансформатора 12. Движок другого потенциометра 8 соединен с сеткой лампы 13, в анодную цепь которой включена первичная обмотка 14 трансформатора 15. Источник постоянного тока 16 питает два делителя напряжения 17 и 18. Движок делителя 17 через вторичную обмотку 19 трансформатора 12 соединен с анодными секциями / и 2. .В качестве точки присоединения можно взять точки нулевого потенциала высокой частоты на линии 20. Движок делителя 18 через обмотку 21 трансформатора таким же образом соединен с анодом 4.

Действие и регулировка устройства ио фиг. 5 будут пояснены со ссылками на фиг. 1. Движком делителя 17 подбирают постоянное напряжение на аноде 3 так, чтобы колебания происходили в пределах возрастающей ветви характеристики. делителя 18 подбирают постоянное напряжение на аноде 4 так, чтобы колебания происходили на убывающей ветви характеристики. Потенциометрами 7 и S регулируют относительные величины амплитуд модулирующих напряжений на двух половинах генератора. Переключатель 10 установлен так, чтобы фазы модулирующих напряжений на двух анодах магнетрона были противоположны.

Положим, что при модуляции потенциал анода 3 возрастает от , до 9, а потенциал анода 4 падает от 4 до 3. Увеличение потенциала одного анода и уменьшение потенциала другого увеличивает энергию генератора, чем и осуществляется амплитудная модуляция. Напряже49

ние на его выходе есть векторная сумма напряжений, даваемых двумя генерирующими половинами. Если рассматриватьанод 3 отдельно, то повышение напряжения на нем удлиняет волну от Xi до )2. Однако, если таким же образом рассматривать анод 4, то падение напряжения на нем уменьптает длину волны от Х до Хд. Указанные длины волн соответствуют получающимся при независимой работе обеих половин. Однако благодаря тесной связи между ними они работают синхронно на средней частоте, которая остается неизменной, если частоты обеих половин стремятся разойтись в разные стороны на одну и ту же величину от средней частоты. Если из-за несимметричности характеристик полная компенсация не достигается, то потенциометрами 7 и S подбирают модулирующие напряжения так, чтобы частотная модуляция была минимальной. МожноПОДВОДИТЬ к анодам одно и то же постоянное напряжение, а комбинированное напряжение подводить к оконечным пластинам, чем достигается аналогичный эффект.

Иногда желательно пользоваться частотной модуляцией, а амплитуд ную модуляцию скомпенсировать Для этого достаточно повернут переключатель 10. Если пoтeнциaJ анода 3 возрастает от EI до Е, анода 4 от 3 до Е, то амплитудг колебаний- одной половины генера тора возрастает, а другой умень шается (фиг. 1). - Следовательнс средняя величина амплитуды на вы ходе останется неизменной. В то Ж1 время длины волн обеих полови генератора будут меняться в одн; и ту же сторону.

Таким, образом будет достигнут частотная модуляция.

На фиг. 6 изображен другой спс соб компенсации нежелательной мс дуляции. В этом устройстве исполь зован стандартный магнетрон с раз резным анодом и двумя оконечным пластинками.

Между полюсами магнита 22 ш ходятся катод прямого накала, дв полуцилиндрических анода 23 н 2 и пара оконечных пластин 25 и 2(

Аноды связаны колебательным контуром с антенной илн иной нагрузкой. Анодное напряжение берется от ис.точника 27. Оконечные пластины присоединены к концам потенциометра 28, движок потенциометра заземлен через конденсатор 29. Модулятор 5 присоединен к первичной обмотке трансформатора 30, имеющего две вторичных обмотки 31 и 32. Обмотка 31 присоединена через переключатель 10 к пластине 25 и к движку потенциометра 33, концы которого присоединены к источнику постоянного тока 27. Последовательно с движком потенциометра можно включить дроссель 34 для защиты источника 27 от токов модулятора. Обмотка 32 присоединена к пластине 26 и к движку потенциометра 36, который также присоединен к источнику постоянного тока 27. В эту цепь можно включить дроссель 37. Между концами дросселей, обращенными в сторону переменного тока, можно включить конденсатор 38. Этот конденсатор замыкает цепь переменного тока между обмотками 31 и 32.

Для получения амплитудной модуляции и уничтожения частотной модуляции подбирают потенциометрами 33 и 36 потенциялы оконечных

пластин таким образом, чтобы одна пластина работала на восходящей ветви характеристики фиг. 2, а другая на нисходящей. Модулируя оконечные пластины противоположными по фазе напряжениями, получают на выходе колебания, модулированные по амплитуде, а нежелательная частотная модуляция компенсируется. ГТотеицпометром 28 рег лируют соотношение модулирующих напряжений на оконечных пластинах.

Если повернуть переключатель 10 так, чтобы модулирующие напряжения на оконечных пластинах -были синфазны, то напряжение на выходе будет модулировано по частоте, а амплитудная модуляция будет скомненсирована.

Предмет патента

Устройство для модуляции магнетронных генераторов дециметровых и сантиметровых волн, отличающееся тем, что модзлирующее н смещающие напряжения подведены к обеим оконечным пластинам илн к обеим частям магнетрона с двумя системами электродов так, чтобы получалась чисто фазовая или чисто амплитудная модуляция.

Фиг. 1

v j-;i.

v7tj -J Гболи; Ш k-f

тУ.. V 3Knfltyrny3cr колебаний

A,

Фиг. 2

л;

г 3

Фиг. 6

.27