Передатчик
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике в частности к СВЧ передатчикам. Передатчик содержит источник анодного питания, СВЧ усилитель, третий вход которого соединен с первым выходом источника коллекторного питания, высоковольтный стабилизатор, выход которого подключен к входу источника анодного питания, модулятор и делитель напряжения. Для снижения уровня шумов передатчика на различных длительностях импульсов, скважностях в широком диапазоне несущей частоты введены первый и второй усилители, устройство автоматической регулировки усиления, первый и второй фильтры. Второй выход источника коллекторного питания соединен с четвертым входом СВЧ усилителя, первый вход первого усилителя соединен с выходом первого фильтра и выходом делителя напряжения. Вход делителя напряжения соединен с выходом источника анодного питания, который также соединен с входом первого фильтра, входом источника коллекторного питания, входом модулятора и первым входом СВЧ усилителя. Выход модулятора подключен к второму входу СВЧ усилителя, выход второго усилителя соединен с входом высоковольтного стабилизатора, вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя, со входом устройства автоматической регулировки усиления и входом второго фильтра. Выход второго фильтра подключен ко второму входу первого усилителя и выходу устройства автоматической регулировки усиления.
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике, в частности к СВЧ передатчикам.
Известен «Передатчик СВЧ» [RU 2208909 C1 опубл. 20.02.2003] содержащий последовательно соединенные задающий генератор с перенастраиваемой частотой, P-i-n аттенюатор, управляемый от источника тока, и усилитель СВЧ, к входу управления которого подключен модулятор, дискриминатор частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход с управляющим входом источника тока. Кроме того он содержит систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром, включающую емкость с охлаждающей жидкостью, систему из подводящего и отводящего трубопроводов, воздушный теплообменник и устройство съема тепла. Емкость с охлаждающей жидкостью выполнена в виде трубы, со стороны одного из торцов в которой размещен температурный компенсатор, выполненный в виде сильфона, внутренняя полость которого сообщена с окружающим емкость пространством. Со стороны этого торца емкость посредством отводящего трубопровода подключена через воздушный теплообменник к устройству съема тепла, внутри которого размещен усилитель СВЧ, выполненный на лампе бегущей волны. С наружной стороны устройства съема тепла размещены задающий генератор, P-i-n аттенюатор, источник тока, дискриминатор и модулятор, а со стороны противоположного торца в емкости размещен жидкостной насос, сообщенный всасывающей стороной с емкостью и подключенный нагнетательной стороной через подводящий трубопровод к устройству съема тепла. Воздушный теплообменник снабжен вентилятором, причем за вентилятором по ходу потока подаваемой им охлаждающей воздушной среды установлен делитель потока для подачи части охлаждающей воздушной среды на обдув задающего генератора, источника тока, дискриминатора, P-i-n аттенюатора, и модулятора. Теплообменник выполнен в виде спирального трубопровода с выполненными на наружной его стороне ребрами, наружная поверхность воздушного теплообменника составляет не менее 2000 см2, внутренний объем емкости с охлаждающей жидкостью не менее чем в два раза превышает внутренний объем остальных частей контура, объем внутренней полости сильфона составляет 10-30% от внутреннего объема емкости с охлаждающей жидкостью, а охлаждающая жидкость имеет удельную теплоемкость не менее 0,7 кал/(г°C).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому передатчику является «Усилитель импульсной сверхвысокочастотной мощности» [RU 2152125 C1 опубл. 27.03.2000 г.] Усилитель импульсной сверхвысокочастотной мощности, содержащий лампу бегущей волны (ЛБВ), коллекторный вывод которой подключен к положительной шине коллекторного источника питания, отрицательная шина которого подключена к катоду ЛБВ, анодный источник питания и источник питания модулятора, отличающийся тем, что отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания. Положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход - с регулирующим входом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом ЛБВ, а второй - с корпусом. Общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом ЛБВ, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с эмиттером первого ключа, а положительная шина - с коллекторами второго и третьего ключей. Управляющий вход первого ключа соединен с последовательно включенными первым формирователем, первым детектором, первой ВЧ катушкой, импульсным генератором, разъемом запуска "коротких" импульсов. Коллектор первого ключа соединен с эмиттером третьего ключа, второй управляющей сеткой ЛБВ и через разделительный диод с первой управляющей сеткой ЛБВ, которая соединена с анодом разделительного диода, с эмиттером второго ключа, который через разрядный резистор соединен с эмиттером первого ключа. Управляющий вход второго ключа соединен с последовательно включенными вторым формирователем, вторым детектором, второй ВЧ катушкой, первым коммутатором, разъемом запуска "длинных" импульсов. Управляющий вход третьего ключа соединен с последовательно включенными третьим формирователем, третьим детектором, третьей ВЧ катушкой, вторым коммутатором и через инвертор с разъемом запуска "длинных" импульсов, выход импульсного генератора соединен с ВЧ входами первого и второго коммутаторов.
Недостатками известных устройств является нестабильность выходного напряжения и высокий уровень пульсаций.
Технический результат: низкий уровень шумов передатчика на различных длительностях импульсов, скважностях в широком диапазоне несущей частоты.
Сущность полезной модели состоит в том, что передатчик содержит источник анодного питания, СВЧ усилитель, третий вход которого соединен с первым выходом источника коллекторного питания, высоковольтный стабилизатор, выход которого подключен ко входу источника анодного питания, модулятор и делитель напряжения.
Новым в предлагаемой полезной модели является введение первого и второго усилителей, устройства автоматической регулировки усиления, первого и второго фильтров. Второй выход источника коллекторного питания соединен с четвертым входом СВЧ усилителя, первый вход первого усилителя соединен с выходом первого фильтра и выходом делителя напряжения. Вход делителя напряжения соединен с выходом источника анодного питания, который также соединен с входом первого фильтра, входом источника коллекторного питания, входом модулятора и первым входом СВЧ усилителя. Выход модулятора подключен к второму входу СВЧ усилителя, выход второго усилителя соединен с входом высоковольтного стабилизатора, вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя, с входом устройства автоматической регулировки усиления и входом второго фильтра. Выход второго фильтра подключен ко второму входу первого усилителя и выходу устройства автоматической регулировки усиления.
На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого передатчика.
Передатчик состоит из СВЧ усилителя 1, модулятора 2, источника коллекторного питания 3, источника анодного питания 4, первого фильтра 5, делителя напряжения 6, высоковольтного стабилизатора 7, первого усилителя 8, устройства автоматической регулировки усиления 9, второго фильтра 10, второго усилителя 11.
Третий вход СВЧ усилителя 1 соединен с первым выходом источника коллекторного питания 3. Выход высоковольтного стабилизатора 7 подключен к входу источника анодного питания 4.
Второй выход источника коллекторного питания 3 соединен с четвертым входом СВЧ усилителя 1, первый вход первого усилителя 11 соединен с выходом первого фильтра 5 и выходом делителя напряжения 6. Вход делителя напряжения 6 соединен с выходом источника анодного питания 4, который также соединен с входом первого фильтра 5, входом источника коллекторного питания 3, входом модулятора 2 и первым входом СВЧ усилителя 1. Выход модулятора 2 подключен к второму входу СВЧ усилителя 1, выход второго усилителя 11 соединен со входом высоковольтного стабилизатора 7, вход второго усилителя 11 соединен с выходом первого усилителя 8, со входом устройства автоматической регулировки усиления 9 и входом второго фильтра 10. Выход второго фильтра 10 подключен ко второму входу первого усилителя 8 и выходу устройства автоматической регулировки усиления 9.
Передатчик работает следующим образом:
Возникновение шумов в СВЧ-сигнале связано с модуляцией выходных СВЧ-сигналов из-за низкочастотных флуктуаций в электронном пучке. Одной из причин этих флуктуаций являются пульсации анодного напряжения, которые приводят к модуляции амплитуды (амплитудные шумы) и фазы (фазовые шумы) выходных сигналов мощного СВЧ усилителя.
Для получения низкого уровня амплитудных и фазовых шумов передатчика необходимо получить низкий уровень пульсаций источника анодного напряжения 4.
Для обеспечения низкого уровня пульсаций источника анодного напряжения 4 применяется управление высоковольтного стабилизатора 7 по сигналам управления обратных связей от делителя напряжения 6 и первого фильтра 5 с применением местных обратных связей от устройства автоматической регулировки усиления 9 и второго фильтра 10. Первый фильтр, подключенный к выходу источника анодного напряжения, производит предварительное понижение уровня пульсаций источника анодного питания 4 и выдает сигнал управления на 1й вход первого усилителя 8. Делитель напряжения 6 понижает уровень напряжения от источника анодного напряжения 4 до требуемого значения и выдает сигнал управления на первый вход первого усилителя 8. Первый усилитель 8 производит предварительное усиление сигнала управления высоковольтного стабилизатора, с использованием второго фильтра 10 и устройства автоматической регулировки усиления 9. Второй фильтр 10 отфильтровывает пульсации на сигнале управления с выхода первого усилителя 8 и подает сигнал обратной связи на второй вход первого усилителя 8. Устройство автоматической регулировки усиления 9, изменяет коэффициент усиления первого усилителя 8 для управления вторым усилителем 11 в зависимости от амплитуды и частоты входного сигнала от первого фильтра 5 и делителя напряжения 6. Усилитель 2 представляет собой усилитель тока управляющий высоковольтным стабилизатором по сигналам управления от первого фильтра, делителя напряжения, устройства автоматической регулировки первого усилителя и второго фильтра для обеспечения низкого уровня пульсаций источника анодного питания на различных длительностях и скважностях работы СВЧ усилителя 1.
Источник коллекторного напряжения 3 нестабилизированный, имеет два уровня напряжений относительно источника анодного напряжения 4. СВЧ усилитель 1 выполнен двухступенчатый, что позволяет существенно улучшить рекуперацию электронов, а как следствие повысить КПД СВЧ усилителя 1.
Модулятор 2 работает под потенциалом источника анодного напряжения 4 и подает импульсы управления СВЧ усилителя 1.
Таким образом, в предлагаемом передатчике достигается низкий уровень шумов на различных длительностях и скважностях в широком диапазоне частот.
Передатчик, содержащий источник анодного питания, СВЧ усилитель, третий вход которого соединен с первым выходом источника коллекторного питания, высоковольтный стабилизатор, выход которого подключен ко входу источника анодного питания, модулятор, делитель напряжения, отличающийся тем, что введены первый и второй усилители, устройство автоматической регулировки усиления, первый и второй фильтры, второй выход источника коллекторного питания соединен со четвертым входом СВЧ усилителя, первый вход первого усилителя соединен с выходом первого фильтра и выходом делителя напряжения, вход делителя напряжения соединен с выходом источника анодного питания, который также соединен со входом первого фильтра, входом источника коллекторного питания, входом модулятора и первым входом СВЧ усилителя, выход модулятора подключен к второму входу СВЧ усилителя, выход второго усилителя соединен со входом высоковольтного стабилизатора, вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя, со входом устройства автоматической регулировки усиления и входом второго фильтра, выход второго фильтра подключен ко второму входу первого усилителя и выходу устройства автоматической регулировки усиления.
