ЛАМПОВЫЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ МОДУЛЯТОРЫ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Реализация резервов качества продукции обязана представлять адекватную систему материального стимулирования, но в ином исходе комплекс работ по исследованию, изучению, а так же отбору резервов может не повлечь за собой их полезное внедрение. Как отмечает И. Н. Малиновская, одним из важнейших резервов роста качества и снижения себестоимости является «усиление материальной заинтересованности работников в производстве и реализации качественного продукта». Список использованной литературы:

1. Прохоров Ю.К. Управление качеством: Учебное пособие. - СПб: СПбГУИТМО, 2007. - 144 с.

2. Левкина Е.В., Михеева С.В. Шпаргалка по управлению качеством. - М.: Аллель, 2008. - 64 с.

© Лелет Д.В., 2022

УДК 621.376.52

Магдеев Д.Р.

магистрант 2 курса УлГТУ, г. Ульяновск, РФ

ЛАМПОВЫЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ МОДУЛЯТОРЫ Аннотация

Современные передатчики в большинстве случаев строятся по многокаскадной схеме. Колебания создаются задающим генератором (возбудителем), который обеспечивает необходимую стабильность частоты передатчика. Мощность задающего генератора обычно бывает очень малой, чтобы разогрев отдельных элементов и деталей незначительно влиял на частоту генерируемых колебаний. Полученные колебания усиливаются несколькими каскадами промежуточного усиления. Часто здесь же происходит умножение частоты генерируемых колебаний.

Выходной каскад - усилитель мощности - создает необходимую мощность передатчика. Затем колебания через фильтр, отфильтровывающий все побочные частоты, направляется в антенну.

При амплитудной модуляции передаваемый сигнал через модулятор воздействует либо на усилитель мощности, либо на один из каскадов промежуточного усиления. Передатчики с амплитудной модуляцией применяют для телефонной связи, радиовещания, передачи телевизионных изображений.

Ключевые слова

Радиолокация, модулятор, ламповый, электровакуумный прибор.

Радиолокация затрагивает как военные, так и мирные отрасли, от поиска потенциального противника до управления движением воздушных судов. В связи с бурным развитием промышленности и технологий в целом, появилась необходимость усовершенствования ныне существующих радиолокационных систем и создание совершенно новых. Приоритетным направлением является совершенствование и доработка существующих узлов и агрегатов в связи оставшимся потенциалом для модернизации и большими трудностями в создании совершенно новых систем, такие как: трудозатраты, вливание больших денежных средств, длительное время разработки и доработки технической документации и др. Модернизация, как было сказано выше, заключается в частичной замене основных узлов на более совершенные и доработка цепей питания. В своей выпускной работе я затрагиваю вопрос модернизации импульсного модулирующего устройства передатчика РЛС.

По виду управляемых параметров модуляторы делятся на амплитудные, частотные, фазовые, квадратурные, однополосные и т.д. Если несущими являются импульсные сигналы, то их модулируют с помощью амплитудно-импульсных, частотно-импульсных, время-импульсных и широтно-импульсных модуляторов. Качество работы модуляторов определяется линейностью его характеристик.

Модуляцией называется процесс управления одним или несколькими параметрами колебаний высокой частоты в соответствии с законом передаваемого сообщения. При модуляции происходит наложение одного колебания (передаваемого сообщения) на другое, называемое несущим. Частота несущих колебаний выше частоты модулирующего сигнала.

Классификация методов модуляции возможна по трем признакам:

1) в зависимости от управляемого параметра высокочастотного сигнала: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ);

2) в зависимости от числа ступеней модуляции: одно-, двух-, трехступенчатая;

3) в зависимости от вида передаваемого сообщения — аналогового, цифрового или импульсного — непрерывная, со скачкообразным изменением управляемого параметра (такую модуляцию называют манипуляцией или телеграфным режимом) и импульсная.

При амплитудной модуляции по закону модулирующего сигнала изменяется амплитуда несущих колебаний, при частотной модуляции— мгновенная частота, при фазовой модуляции — фаза.

Промодулированный высокочастотный сигнал характеризуется следующими основными параметрами: фактором модуляции, шириной спектра, базой сигнала, уровнем вносимых искажений.

При АМ фактором модуляции является коэффициент амплитудной модуляции m = Um/U,

где Um — амплитуда модулирующего сигнала;

U — амплитуда несущих колебаний.

При ЧМ фактором модуляции является максимальное отклонение мгновенной частоты сигнала от частоты несущих колебаний, называемое девиацией частоты Дыд.

При ФМ фактором модуляции является максимальное отклонение фазы сигнала от фазы несущих колебаний, называемое девиацией фазы шфд.

Ширина спектра модулированного высокочастотного сигнала Мсп зависит как от спектра передаваемого сообщения, так и от вида Модуляции. Параметром, характеризующим в целом модулированный сигнал, позволяющим сравнивать различные виды модуляции, является база сигнала:

В = Шсп, (1)

где Т — длительность элемента сигнала.

При передаче аналоговых сообщений верхняя частота его спектра F связана с параметром Т, трактуемым как время интервала отсчета, соотношением Т = 1/2/F, поэтому (1) принимает вид:

В = Af^/2F. (2)

Формирование широкополосного сигнала основано на излучении периодической последовательности коротких радиоимпульсов, поскольку ширина основного «лепестка» их спектра определяется соотношением:

Af«2m/i (3)

Для прямоугольного импульса m = 1, а при более сложной форме видеоимпульса 1 < m < 2.

Короткие радиоимпульсы и их спектры приведены на рисунке 1. Согласно (3) при длительности импульсов 1 нс ширина спектра излучаемого сигнала достигает нескольких гигагерц. Сказанное подтверждают графики, приведенные на рисунке 2, на которых время приведено в нс, частота — в ГГц.

Модуляторные триоды усиливают низкочастотные сигналы и работают при отрицательных смещениях на сетке, т. е. имеют левые анодно-сеточные характеристики, когда сеточные токи отсутствуют. По сравнению с генераторными, эти приборы имеют редкую сетку и, следовательно, незначительный

статический коэффициент усиления.

Преимуществами СВЧ полупроводников являются:

- малые размеры и возможность получить большую мощность сложением её в пространстве; -возможность изготовления крупных серий идентичных приборов; -малая величина рабочего питающего напряжения;

-большая долговечность, из-за отсутствия высокотемпературного узла, катода, как в ЭВП СВЧ; -относительно низкая стоимость одного узла;

-относительно высокая надёжность всего устройства в связи с тем, что многоэлементная система может продолжать своё функционирования даже при отказе некоторых узлов. Но у ПП СВЧ есть и недостатки, такие как:

-малая выходная мощность. Этот недостаток принципиально предопределяется их малыми размерами и составным материалом полупроводника, который является плохим проводником тепла;

-не оптимальный КПД. Это определяется как потерями при движении носителей заряда в ПП среде, так и невозможностью отбора от них всей сообщаемой энергии.

-уязвимость к воздействию СВЧ-оружия, в связи с низковольтным режимом работы в отличие от ЭВП, режим работы которых исчисляется несколькими тысячами вольт.

-резкое снижение уровня выходной мощности на частотах свыше 6 ГГц Преимуществами ЭВП СВЧ являются:

-высокий уровень мощности как средней, так и импульсной;

-высокий уровень КПД при движении электронов в вакууме, созданным внутри лампы. Известны промышленные образцы приборов, обеспечивающие КПД вплоть до 80%. -устойчивость к многократным пробоям внутри лампы.

Недостатки, которые не позволяют дать мощным ЭВП широкое распространение: -наличие высокотемпературного узла - катода, предопределяющего конечную долговечность прибора;

-необходимость нагревать катод в течении 3-5 минут для выхода в рабочий режим; -высокое рабочее анодное напряжение, вследствие чего растут габаритные размеры, соответственно и масса источника питания;

-неизбежное наличие пробоев в рабочем режиме, эта неприятная особенность чревата потерей сопровождения цели;

-относительно большие габариты лампы и обвязки, обеспечивающей её работоспособность; -при выходе из строя прибора с единичными ЭВП СВЧ происходит выход из строя вся РЛС. -относительная сложность разработки новых приборов в связи с исчерпанием модернизационного потенциала ЭВП СВЧ.

ЭВП СВЧ по-прежнему, не просто востребованы, но и просто незаменимы в решении вопросов узкой направленности. На данный момент полное вытеснение ламповых приборов невозможно в связи с их специфическими преимуществами.

Список использованной литературы:

1. Макаров В.Н., Суходолец Л.Г. Перспективы развития мощных передатчиков РЛС с использованием электровакуумных приборов СВЧ Москва: Радиотехника, вып.№1 2010. - с 97-106

2. Белов Л.А. Формирование стабильных частот и сигналов. -М.: ИЦ "Академия", 2005. -224 с

3. Шишкин Г.Г. Электроника. [электронный ресурс] URL: https://studme.org/83134/tovarovedenie/ moschnye_generatornye_modulyatornye_lampy (дата обращения 4.04.2021)

© Магдеев Д.Р., 2022