цу. Это можно осуществить, используя модулятор с полным разрядом неоднородной формирующей линии. Кроме того, длительность импульса, подаваемого на замедляющую систему, должна быть несколько меньше длительности импульса, подаваемого на первый анод. Это повышает надежность работы ЛБВ.

ИМ амплитронных усилителей осуществляется подачей импульсного напряжения анодного питания. Время нарастания и установления колебаний у всех приборов магнетронного типа имеет один и тот же порядок, поэтому требования к длительностям фронтов импульса могут быть примерно такими же, как и при модуляции магнетронов. Следует иметь в виду, что скорость нарастания модулирующего импульса связана с возможностью возбуждения амплитрона на низковольтных паразитных видах колебаний. Чем меньше крутизна фронта, тем больше вероятность возбуждения этих видов. Это касается и спада импульса. Кроме того, недопустимы пульсации напряжения на плоской вершине модулирующего импульса, так как они могут привести к срыву режима усиления и к генерации шумов. Допустимую неравномерность плоской вершины можно определить, как и ранее, по известным значениям электронного смещения фазы. Для амплитронов эта величина имеет значения 0,5 - 0,8 град/%, поэтому Рдо„ A(f RJ[{0,5 - 0,8)R,].

Для амплитронов /?д~(0,1 - 0,2)i.. Большим недостатком амплитрона при работе в режиме ИМ является то, что при снятом анодном напряжении он практически без ослаблений пропускает поступившую на вход мощность. Чтобы такого прямого прохождения энергии не было, в предыдущем каскаде также должна быть осуществлена ИМ.

В отсутствие входного сигнала при поданном анодном напряжении амплитрон генерирует шумы. Чтобы избежать этого, длительность импульса, модулирующего предыдущий каскад, должна быть несколько больше длительности импульса, модулирующего амплитрон (примерно на 10- 15 %), т. е. необходимо, чтобы при всех возможных неста-бильностях как подача, так и снятие анодного напряжения происходили при поданном на вход высокочастотном сигнале.

В радиопередающих устройствах СВЧ каскады часто работают в режиме усиления импульсно-модулированных сигналов. При этом необходимо, чтобы усилитель работал в режиме насыщения по мощности, когда изменение амплитуды входного радиоимпульса вызывает наименьшие изме

нения усиленного сигнала на выходе. Ввиду того, что воздействие высоких ускоряющих напряжений на прибор в паузах между импульсами нежелательно, наряду с ИМ в предыдущих каскадах следует осуществлять ИМ и в самом усилительном каскаде. Причем для сокращения длительности переходных процессов в усилителе (в конечном счете для уменьшения длительности фронта радиоимпульса на выходе усилителя) нужно, чтобы входной радиоимпульс начинался несколько ранее и заканчивался позднее, чем модулирующий импульс высокого напряжения в усилителе. Такие меры позволяют получать мощные радиоимпульсы с крутыми фронтами. Так, в усилителях на пролетных клистронах достигнуты Тф и порядка (0,03 -т- 0,04) мкс.

Глава 12

ИМПУЛЬСНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ ПЕРЕДАТЧИКОВ СВЧ

§ 12.1. СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ.

ТИПЫ ИМПУЛЬСНЫХ МОДУЛЯТОРОВ

Импульсный режим работы передающих устройств осуществляется путем подачи на генераторный прибор от источника питания в нужный момент времени импульса напряжения.

Простейшая схема импульсного питания показана на рис. 12.1. Здесь К - быстродействующий коммутатор (ключ), замыкающий цепь на интервалы времени, соответствующие длительности импульса т; - эквивалентное сопротивление генераторного прибора. Источник питания должен развивать мощность Ри, равную мощности, потребляемой генератором в течение импульса. Обычно Ри велика, а работает источник только в течение коротких промежутков времени т, т. е. используется нерационально. Поэтому на практике применяют методы импульсного питания, основанные на накоплении энергии. Эта энергия накапливается в течение сравнительно длительного промежутка времени Ги - т между импульсами (Ги - период повторения импульсов) в специальном накопителе. Пренебрегая потерями в накопителе, можно найти соотношение

между Ри и мощностью источника:

Р„ст = Яит/{Ги - т) Ри/5и = Рср.

(12.1)

Таким образом, при работе с большими скважностями 5и источник питания должен развивать мощность, равную средней мощности Р^р, потребляемой генератором.

Простейший вариант схемы импульсного питания с накоплением энергии предоставлен на рис. 12.2. Накопитель энергии (НЭ) и коммутатор (К) обычно рассматривают как один функциональный блок, называемый импульсным модулятором. Импульсные модуляторы различают по типу накопителей и по режиму их работы.

Г

Рис. 12.1. Простейшая схема импульсного питания

Рис. 12.2. Схема импульсного питания с накоплением энергии

1. Классификация импульсных модуляторов по типу накопителя. Накопитель может быть построен так, что энергия будет накапливаться либо в виде энергии электрического поля (в емкости) (рис. 12.3, а), либо в виде энергии магнитного поля (в индуктивности) (рис. 12.3, б).

В установившемся режиме работы в схеме (рис. 12.3, а) количество электричества = 1,ср{Тц - т), накапливаемое в емкости С при ее зарядке от источника, равно количеству электричества qp = /р.(.р т, теряемому этой емкостью при ее разрядке. Поэтому для средних значений зарядного /з.ср и разрядного /р.ср токов выполняется соотношение

/з.ср = /р.ср/5и. (12.2)

Средний ток разряда накопителя равен постоянной составляющей тока генераторного прибора во время импульса. Поэтому ток /з.ср, нагружающий источник питания, в 5и раз меньше /и, т. е. емкостный накопитель играет роль трансформатора тока. Напряжение, до которого заряжается емкость, зависит от вида зарядной цепи, но обычно примерно совпадает с напряжением источника Е. Так как на-