Передающее устройство

Передающее устройство первичной РЛС в значительной степени определяет ее тактико-технические характеристики и стоимость с учетом затрат на эксплуатацию. В современных импульсных РЛС применяются передатчики, выполненные по одно- или многокаскадной схеме. В однокаскадном передатчике роль оконечного каскада и одновременно возбудителя чаще всего выполняет магнетрон. Такие передатчики обычно имеют:

· небольшие габаритные размеры и массу,

· большой коэффициент полезного действия,

· невысокую стабильность частоты и фазы генерируемых колебаний (параметры колебаний существенно зависят от режима работы магнетрона и параметров его нагрузки).

Необходимость применения в РЛС цифровых систем СДЦ с высоким коэффициентом подавления помех от местных предметов приводит к высоким требованиям к фазовой стабильности колебаний зондирующего сигнала. В связи с этим магнетронные передатчики в настоящее время находят ограниченное применение в РЛС АС УВД.

Основной схемой передающего устройства перспективной РЛС АС УВД является многокаскадная:

· задающий генератор,

· умножители частоты,

· усилители мощности,

· выходной усилитель мощности.

Достоинство:

· высокая стабильность частоты и фазы генерируемых колебаний,

· истинно-когерентный метод селекции движущихся целей.

Недостаток:

· большие габариты и масса,

· невысокий КПД.

В качестве усилителей мощности в этих передатчиках чаще всего используются пролетные клистроны.

Передающая аппаратура двухчастотной импульсной РЛС содержит два передающих устройства - передатчики, которые отличаются друг от друга несущей частотой генерируемых сигналов. Каждый передатчик, выполненный по многокаскадной схеме, предназначен для генерирования последовательности радиоимпульсов высокой частоты, излучаемых антенной РЛС, а также для формирования вспомогательных колебаний:

· сигнала гетеродинной частоты, необходимого для работы преобразователя частоты приемника,

· сигнала опорной промежуточной частоты, необходимого для работы фазового детектора в системе СДЦ.

Если в приемном тракте используется малошумящий параметрический усилитель, то в схеме передатчика формируется еще один вспомогательный сигнал - сигнал накачки для этого усилителя. Структурная схема одного из передающих устройств РЛС показана на рис. 1.5.

Рассмотрим принцип действия передающего устройства. Задающий генератор генерирует три сигнала:

· сигнал гетеродинной частоты в виде непрерывных колебаний с частотой F_г,

· сигнал опорной промежуточной частоты в виде непрерывных колебаний с частотой F_ПР=35 МГц,

· импульсно-модулированный сигнал промежуточной частоты в виде последовательности радиоимпульсов с несущей частотой F_ПР, длительностью 7 мкс и частотой повторения зондирующих импульсов РЛС.

Рис. 1.5. Структурная схема передающего устройства двухчастотной РЛС (один частотный канал)

Сигнал частоты гетеродина через элементы коаксиального высокочастотного тракта поступает на один из входов смесительно-усилительного устройства (СУУ); на второй вход СУУ подается импульсно-модулированный сигнал промежуточной частоты. В результате взаимодействия этих сигналов в смесительном каскаде СУУ формируется импульсно-модулированный сигнал суммарной частоты Fс=Fг+Fпр, который выделяется колебательной системой второго каскада СУУ, усиливается в последующих каскадах СУУ и передается через элементы коаксиального ВЧ тракта в оконечный усилитель мощности передатчика. Следует подчеркнуть, что СУУ выполняет в данном случае функции, характерные для возбудителя многокаскадного передатчика. Амплитудно-импульсная модуляция сигнала промежуточной частоты применена для того, чтобы уменьшить уровень паразитного сигнала несущей частоты на выходе передатчика в промежутках между зондирующими импульсами. При этом импульсы запуска импульсного модулятора ключевой схемы КС длительностью 0,8 мкс поступают от подмодулятора передатчика.

В усилительных каскадах СУУ и оконечном усилителе мощности ОУ используются многорезонаторные пролетные клистроны, работающие в импульсном режиме. Это достигается за счет подачи на катоды клистронов импульсов отрицательной полярности. Сигналы запуска импульсного модулятора в схеме СУУ формируются в подмодуляторе передатчика. Импульсы модуляции длительностью 3,3 мкс для оконечного усилителя формируются мощным импульсным модулятором М, который питается от источника высокого напряжения ИВН и выполнен на основе тиратронов. Импульсы поджига тиратронов вырабатываются подмодулятором, имеют амплитуду 800 В и длительность 4 мкс.

На выходе оконечного усилителя формируется последовательность радиоимпульсов длительностью 3,3 мкс при средней- мощности сигнала 3,6 кВт, которая передается в антенно-фидерную систему радиолокационной станции.

Электрические соединения высокочастотных узлов передатчика выполнены в виде коаксиального высокочастотного тракта, обеспечивающего распределение мощности генерируемых колебаний и вывод небольшой части мощности для контроля работоспособности и регулировки передатчика. Для обеспечения необходимого теплового режима мощного клистрона ОУ применяется система жидкостного охлаждения.

Основные технические характеристики передатчика

· Рабочая длина волны генерируемых колебаний, см....................................................... 23

· Средняя выходная мощность генерируемых колебаний, кВт, не менее 3,6

· Длительность радиоимпульса, мкс 3,3 ± 0,3

· Частота повторения импульсов, Гц.... ~ 333

· Мощность сигнала частоты гетеродина, мВт, не менее........................................................... 60

· Напряжение сигнала опорной промежуточной частоты (на нагрузке 75 Ом), В, не менее 1

Рассмотрим работу основных устройств передающего тракта РЛС.

Задающий генератор имеет два независимых канала. Первый канал формирует колебания гетеродинной частоты и состоит:

· из кварцевого генератора КГ1,

· трех умножителей частоты Умн с общим коэффициентом умножения 12,

· одного усилителя напряжения,

· трех усилителей мощности.

Усилители напряжения и мощности включаются между КГ1 и каскадами умножения частоты, выполняй при этом функции буферных каскадов.

К выходу последнего умножителя частоты последовательно подключены проходная детекторная головка для контроля сигнала гетеродинной частоты и выходной фильтр для подавления составляющих этого сигнала с комбинационными частотами. Детекторная головка и фильтр конструктивно являются элементами коаксиального ВЧ тракта передатчика.

Дата добавления: 2014-01-07