ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ ГЕНЕРАТОРОВ В КВАЗИНЕПРЕРЫВНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

June 25, 2012 by admin Комментировать »

Фатеев А. С., Архипов А. В., Силин А. О. Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины ул. Академика Проскуры,12, Харьков 61085, Украина Тел. 38 (0572) 448-515; факс 38 (0572) 441-105; e-mail; ivanov@ire.kharkov.ua


Аннотация Экспериментально исследованы процессы установления частоты и амплитуды колебаний вакуумных и твердотельных СВЧ генераторов непрерывного действия в квазинепрерывных режимах с длительностью импульсов более 5 мс.

I.  Введение

Применение активных антенных решеток (АР) в радиолокации позволяет наиболее полно использовать потенциальные возможности РЛС по повышению пропускной способности и реализации адаптивной пространственно-временной селекции сигналов. Одной из разновидностей АР является многолучевая [1]. Кратковременное включение в определенной последовательности однотипных СВЧ генераторов в модулях, обеспечивающих излучение и прием сигналов по каждому лучу АР, и соответствующая обработка в одной общей приемной системе обеспечивают пространственную многоканальность РЛС в целом независимое квазиодновременное прохождение информации от множества пространственно разнесенных источников сигналов и помех [2]. При технической реализации такого обзора пространства в РЛС непрерывного излучения определяющим становится вопрос обеспечения каждым СВЧ генератором двух основных режимов работы квазинепрерывного с длительностью импульсного включения более 5 мс, скважностью более 2 при поиске целей в зоне обзора и непрерывного при длительном сопровождении выбранной цели в определенном секторе. Требования к квазинепрерывному режиму исходят из значений обычного периода обзора пространства-1с реального количества лучей АР до 200. В известных работах [3,4,5] совмещение указанных режимов, измерение и сравнение параметров для непрерывного и указанных длительностей импульсного излучения не проводилось. Особый интерес связан с созданием генераторно-излучающих малогабаритных твердотельных модулей, потенциальные возможности которых обеспечивают преимущества последовательного электрического обзора пространства. Однако, несмотря на это, использование вакуумных СВЧ генераторов в качестве источников излучаемого сигнала остается достаточно широким [5].

В связи с вышеизложенным, возникла необходимость исследования и сравнения характеристик различных типов СВЧ генераторов в режимах непрерывного и квазинепрерывного колебаний с большой длительностью импульсов излучения.

II.  Основная часть

Реализация схем питания и переключения твердотельных СВЧ генераторов не вызывает трудностей; обеспечение квазинепрерывной работы вакуумных СВЧ генераторов требует непрерывного питания накала и цепей формирования электронного потока, а также применения высоковольтных развязок и переключающих элементов. Важным общим требованием при реализации квазинепрерывных режимов является постоянство нагрузки основного общего источника питания, что обеспечивается обязательным включением только одного из имеющихся СВЧ генераторов. Исследование процессов установления амплитуды и частоты колебаний СВЧ генераторов непрерывного действия проводилось в длинноволновой части миллиметрового диапазона волн на установке, функциональная схема которой приведена на рис.1.

б) АТ =50 мс, A F = 43 МГц

Рис. 2. Спектры сигналов клистрона

Верхние спектральные составляющие сигнала ГДГ в импульсе были на 55 МГц выше установившегося значения в непрерывном режиме, а девиация частоты Л F увеличивалась от 35 до 45 МГц при изменении ЛТ от 5 до 50 мс. При отсутствии стабилизирующего резонатора верхние спектральные составляющие импульсного сигнала удаляются от установившегося значения частоты непрерывного сигнала на 160 МГц, девиация частоты в течение импульса длительностью 50 мс составляет 80 МГц, а скорость изменения частоты за 50 мс уменьшается с

2,2  до 0,4 МГц/мс.

III.Заключение

Экспериментально установлено, что при использовании и вакуумных и твердотельных СВЧ генераторов непрерывного действия в квазинепрерывных режимах с длительностью включения более 5 мс частота колебаний в импульсе на 15-150 МГц выше установившегося значения при непрерывном режиме. По мере увеличения длительности импульсного включения частота колебаний нелинейно снижается к значению частоты в непрерывном режиме за время большее 100 мс, скорость изменения частоты в импульсе уменьшается от 2 до 0,5 МГц/ мс и сравнима для вакуумных и твердотельных СВЧ генераторов. Для вакуумных генераторов с непрерывно включенным накалом происходит увеличение амплитуды колебаний в начале импульса с постепенным ее снижением до установившегося значения при непрерывном режиме. Процесс установления частоты в большой степени зависит от настройки и добротности стабилизирующего резонатора и его связи с генерирующей камерой.

IV. Список литературы

[1]    ГОСТ 23282 91. Решетки антенные. Термины и определения. Введ. 01.01.92. М.: Изд-во стандартов, 1991.-9 с.

[2]    Шишов Ю. А., Ворошилов В. А. Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов. М.: Радио и связь, 1987. 144 с.

[3]    Карушкин Н. Ф. Источники мощности миллиметрового диапазона на лавиннопролетных диодах с распределенными параметрами. Изв. высш. учебн. заведений. Радиоэлектроника,1999, № 7, с. 47-54.

[4]    Зубов С. В., Обрезан О. И. Исследование импульсного режима ГЛПД. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, Вып. 5(365),1984, с. 41-43.

[5]    Кукарин С. В. Электронные приборы СВЧ: Характеристики, применение, тенденции развития,2-е изд., перераб. доп. М.: Радио и связь, 1981. 272с.

EXPERIMENTAL RESEARCH OF MICROWAVE OSCILLATORS IN QUASICONTINUOUS MODES OF OPERATION

Fateyev A. S., Arkhipov A. V., Silin A. O.

Usikov Institute of Radiophysics and Electronics, National Academy of Sciences of Ukraine 12 Akademika Proskury Str., Kharkiv, Ukraine, 61085 phone: +380 (572) 448515 e-mail: ivanov@ire. kharkov. ua

Abstract The processes of frequency and amplitude leveling of oscillations for vacuum and solid-state continuous microwave oscillators in quasi-continuous modes with pulse durations above 5ms have been experimentally researched.

I.  Introduction

In the process of the adaptive space-time selection in continuous-wave radars, microwave oscillators are essential for obtaining the required radiation characteristics in the continuous and quasi-continuous modes of operation.

II.  Main Part

The processes of frequency and amplitude leveling of oscillations for continuous microwave oscillators have been studied at the measuring bench whose flowchart is shown in Fig. 1.

By varying the frequency of oscillator 2 operating in the meander mode the pulse duration AT=1-50ms of the microwave oscillator actuation was set. A portion of the pulse signal was fed to the spectrum analyzer 12 and also to the devices 6-11 for the analysis of temporal processes in the amplitude and frequency leveling of microwave oscillations. The bulk of studies of the continuous vacuum microwave oscillators has been performed with an oscillating klystron.

Fig. 2 shows spectrograms produced by a C4-60-type spectrum analyzer; the implementation of a long-term memory mode has allowed klystron signals to be matched and displayed in the screen in the continuous (left) and pulse (right) modes of operation.

The measurements of solid-state oscillator properties have been performed with a Gunn oscillator (GO) on a diode placed in the waveguide-coaxial structure with the loaded Q=100. Furthermore, similar measurements have been carried out with an additional incorporation of an external stabilizing resonator with the loaded Q=3400 connected in a signal-return-type circuit. The GO signal spectra in the continuous (left) and quasicontinuous (right) modes have been obtained (Fig. 3) with the use of a high-Q resonator.

III.  Conclusion

It has been experimentally ascertained that by using vacuum and solid-state continuous microwave oscillators in the quasi-continuous modes with the actuation duration above 5ms the oscillation frequency in the pulse is 15-150MHz higher than the steady-state value in the continuous mode. Along with the increase in the duration of the pulse actuation the oscillation frequency decreases non-linearly down to the continuous-mode frequency value within the period exceeding 100ms, while the rate of frequency variation in the pulse decreases from 2 to

0.                   5MHz/ms, which is comparable for vacuum and solid-state microwave oscillators.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты