Импульсный усилитель сверхвысокой частоты

 

Изобретение относится к импульсным усилителям сверхвысокой частоты (СВЧ) и может применяться в радиосвязи, радиолокации. Достигаемый технический результат - снижение амплитудных и фазовых шумов. Импульсный усилитель СВЧ содержит источник питания, СВЧ-усилитель с модулятором в цепи управляющей сетки, пусковое устройство, состоящее из высокочастотного контура связи, детектора и усилителя, при этом в пусковое устройство введен автогенератор с контуром ударного возбуждения, к входу которого подключен выход формирователя ударного видеоимпульса. 2 ил.

Изобретение относится к импульсным усилителям сверхвысокой частоты (СВЧ) и может применяться в радиосвязи, радиолокации и других областях техники.

Известны импульсные усилители СВЧ с модулятором в цепи управляющей сетки усилительного элемента (ЛБВ, клистрона). Модулятор в такой схеме находится под высоким напряжением катода усилительного элемента СВЧ. Для передачи импульсов запуска на модулятор используются различные пусковые устройства [1].

Пусковые устройства на высокой частоте имеют хорошие характеристики передачи импульсов и представляют собой генератор непрерывных колебаний усилителя, который стробируется импульсами запуска. При этом передний фронт импульса запуска не совпадает по фазе с выходным напряжением генератора непрерывных колебаний. Как следствие, фронт импульса пускового устройства имеет "дрожание" t: где - несущая частота радиоимпульса.

Известен усилитель импульсной СВЧ-мощности [2], выбранный в качестве прототипа. Одним из возможных вариантов запуска модулятора, указанных в патенте, является передача радиоимпульса на высокой частоте через высокочастотные (ВЧ) катушки связи. Простробированные радиоимпульсы поступают на детекторы. После усиления на формирователях импульсы запуска поступают на управляющие входы ключей модулятора.

Недостатком прототипа является высокий уровень шума (помех). "Дрожание" на модулирующем импульсе отражается на паразитной модуляции в усилителе СВЧ.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в устранении на фронте модулирующего импульса "дрожания" и, как следствие, снижении амплитудных и фазовых шумов усилителя СВЧ.

Ожидаемый от использования технический результат достигается тем, что в импульсном усилителе СВЧ с модулятором в цепи управляющей сетки в состав пускового устройства введен автогенератор с контуром ударного возбуждения, на вход которого подключен выход формирователя ударного видеоимпульса. Автогенератор с контуром ударного возбуждения осуществляет автоматическое фазирование своего выходного радиоимпульса передним фронтом ударного видеоимпульса формирователя. Это позволяет устранить "дрожание" на модулирующем импульсе, в то время как собственные шумы модулятора значительно меньше по сравнению с помехами, вносимыми "дрожанием".

Функциональная схема импульсного усилителя СВЧ изображена на фиг.1. На фиг.2 показаны эпюры напряжений.

Устройство работает следующим образом.

На автогенератор 1 (фиг. 1) с контуром ударного возбуждения поступают прямоугольные видеоимпульсы (эпюра 1, фиг.2) с выхода формирователя ударного видеоимпульса 2, которые определяют длительность и фазу радиоимпульсов автогенератора. С выхода автогенератора 1 радиоимпульсы (эпюра 2, фиг.2) поступают через высокочастотный контур связи 3 на детектор 4 и далее (эпюра 3) на усилитель 5, выход которого подключен ко входу модулятора 6.

Высокочастотный контур связи 3 необходим для передачи сигнала (радиоимпульса) со стороны низкого потенциала (автогенератор) на сторону высокого потенциала (детектор, модулятор).

Элементы 1-5 образуют пусковое устройство, взаимодействующее с модулятором 6 в цепи управляющей сетки СВЧ-усилителя 8 (например, ЛБВ). Модулирующий импульс (эпюра 4, фиг.2) имеет прямоугольную форму без "дрожания" фронта.

СВЧ-сигнал от внешнего генератора 7 поступает на вход СВЧ-усилителя 8, а с его выхода на антенну или нагрузку 9. Учитывая, что СВЧ-усилитель 8 управляется модулирующим сигналом без "дрожания" фронта, выходной сигнал его также имеет низкий уровень шумов.

Питание всех узлов импульсного усилителя СВЧ осуществляется от источника питания 10. Автогенератор 1 в своем составе может иметь усилитель ВЧ, который также стробируется видеоимпульсом (эпюра 1).

Изготовление импульсного усилителя СВЧ не требует уникальных материалов и специальных технологий и может быть осуществлено промышленным способом на комплектующих изделиях отечественного производства.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Справочник по радиолокации под ред. Скольник М., том 3, Москва: Советское радио, 1979 г., стр.36, 86 и 87, 108 и 109.

2. Патент РФ 2152125, H 03 F 3/58, опубл. 18/2000 г.

Формула изобретения

Импульсный усилитель сверхвысокой частоты (СВЧ), содержащий источник питания, СВЧ-усилитель с модулятором в цепи управляющей сетки и пусковое устройство, состоящее из высокочастотного контура связи, детектора и усилителя, выход которого подключен к входу модулятора, при этом СВЧ-сигнал от внешнего генератора поступает на вход СВЧ-усилителя с модулятором в цепи управляющей сетки, отличающийся тем, что в пусковое устройство введен автогенератор с контуром ударного возбуждения, к входу которого подключен выход формирователя ударного видеоимпульса, при этом с выхода автогенератора с контуром ударного возбуждения радиоимпульсы поступают через высокочастотный контур связи на детектор и далее на усилитель, а питание всех упомянутых узлов осуществляется от источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2