Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия

Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ключевых радиопередающих устройствах импульсно-фазовой навигационной системы (ИФРНС) дальнего действия. Сущность изобретения состоит в том, что ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия содержит два тиратронных генератора 1, 2, П-образный CLC контур 3, катушку индуктивности 4 связи, передающую антенну 5, а каждый из тиратронных генераторов содержит тиратрон 6, источник питания 7, отсекающий диод 8, зарядный дроссель 9, разрядный конденсатор 10, нагрузочный параллельный LC контур 11, состоящий из параллельно включенных катушки индуктивности 12 и конденсатора 13, разрядный дроссель 14, конденсатор 15 связи, а П-образный CLC контур 3 содержит катушку индуктивности 16, конденсаторы 17 и 18, согласующий конденсатор 19, фидерную линию 20 и П-образную CLC корректирующую цепь 21, состоящую из катушки индуктивности 22 и конденсаторов 23 и 24. Катушка индуктивности 16 и конденсаторы 17 и 18 образуют П-образный CLC контур 3. Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия позволяет сформировать и излучить в эфир радиоимпульсы заданной формы с заданной начальной фазой высокочастотного заполнения при возможности взаимного перемещения передающей антенны и П-образного CLC контура. 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ключевых радиопередающих устройствах импульсно-фазовой навигационной системы (ИФРНЦ) дальнего действия.

Известно, что определение местоположения объекта с помощью бортовых приемоиндикаторов ИФРНС по сигналам радионавигационной системы сводится к нахождению разности времен между принимаемыми на объекте сигналами, излучаемыми цепочкой из не менее трех передающих наземных станций системы в строго определенные моменты времени и в заданной последовательности (1, стр. 7-10). Для ИФРНС эти сигналы представляют собой радиоимпульсы колоколобразной формы (1, стр. 31, рис. 2.1) со строго регламентированными параметрами, от точности поддержания которых зависит точность местоопределения объектов.

Формирование и излучение в эфир радиоимпульсных сигналов ИФРНС осуществляется с помощью радиопередатчиков наземных станций, которые условно разделяются на два вида ламповые передатчики и ключевые передатчики, или передатчики с "ударным возбуждением антенного контура" (1, стр. 69).

В ламповых передатчиках радиоимпульсы заданной формы формируются в модуляторном блоке, усиливаются в мощных выходных каскадах и подаются на передающую антенну посредством фидерной линии, канализирующей сформированные сигналы (1, стр. 69), (2, стр. 155). Согласование антенны с формирующими каскадами базируется при этом на обеспечении бегущей волны в фидере на несущей частоте радиоимпульсов. Особенностью ламповых передатчиков является то, что радионавигационный импульс формируется на малом уровне мощности и усиливается в линейном режиме усиления, в связи с чем КПД ламповых усилителей крайне низок (30 40%), а форма излучаемых радиоимпульсов зависит от стабильности параметров ламповых схем (1, стр. 33).

В ключевых передатчиках (передатчиках с ударным возбуждением антенного контура) радиоимпульсы формируются непосредственно в антенном контуре, что уменьшает зависимость формы радиоимпульсов от нестабильностей активных элементов схемы, устраняет нелинейные искажения, свойственные ламповым передатчикам, а также повышает КПД до 85 90% (1, стр. 33).

Работа ключевых передатчиков основана на ударном возбуждении затухающих колебаний в резонансных (колебательных) контурах. Осуществляется это, как правило, за счет разряда предварительно заряженного конденсатора через соответствующую разрядную цепь, обладающую колебательными (резонансными) свойствами. Управление разрядом конденсатора осуществляется при этом с помощью ключевого элемента.

Известна, например, разрядная цепь, в которой разряд предварительно заряженного конденсатора осуществляется через одиночный резонансный LCR-контур (3, стр. 51 53, рис. 3.1 3.3). Эта разрядная цепь содержит ключевой элемент, выполненный в виде тиратрона, и подключенную к его аноду цепь, содержащую последовательно соединенные разрядный дроссель, разрядный конденсатор и параллельный колебательный LCR-нагрузочный контур, содержащий конденсатор, катушку индуктивности и резистор.

Принципиальная электрическая схема такой разрядной цепи представлена на фиг. 1, где применены следующие обозначения: тиратрон 1, разрядный дроссель 2, разрядный конденсатор 3, конденсатор 4 колебательного нагрузочного контура, катушка индуктивности 5 колебательного нагрузочного контура, резистор 6 колебательного нагрузочного контура.

Принцип формирования затухающего колебания, реализованный в этой схеме, диаграммы работы которой представлены на фиг. 2 а, б, в, г, д, е, лежит в основе работы всех ключевых передатчиков ИФРНС, использующих в качестве ключевых элементов тиратроны, и заключается в следующем.

В исходном состоянии разрядный конденсатор 3 заряжен до напряжения U_ср(t_зап), тиратрон 1 закрыт. Напряжения на разрядном дросселе 2 и нагрузочном контуре равны нулю. Следовательно, напряжение U_ср(t_зап) разрядного конденсатора полностью приложено к участку анод-катод тиратрона.

С приходом положительного импульса U_вх(t) (фиг. 2а) на сетку тиратрона 1 в момент времени t_зап тиратрон открывается (поджигается) и разрядный конденсатор 3 начинает разряжаться через разрядный дроссель 2, тиратрон 1 и нагрузочный LCR-контур. При этом через разрядный конденсатор 3 протекает ток i_p(t) (фиг. 2б), напряжение U_ср(t) на разрядном конденсаторе 3 начинает падать (фиг. 2в), напряжение UL_p(t) на разрядном дросселе 2 становится отличным от нуля (фиг. 2г), напряжение U_к(t) на LCR-контуре также начинает изменяться (фиг. 2д), напряжение U_а(t) на аноде отрытого тиратрона 1 становится равным нулю (фиг.2е).

В момент времени t_r тиратрон 1 гаснет, цепь разряда разрядного конденсатора 3 разрывается, ток i(t) через разрядный конденсатор 3 прекращается (фиг. 2б). Прекращается изменение напряжения U_ср(t) на разрядном конденсаторе 3, которое устанавливается на уровне U_ср(t_r) (фиг. 2в). Прекращается изменение напряжения UL_p(t) на разрядном дросселе 2, которое вновь становится равным нулю (фиг. 2г). При этом в колебательном LCR-нагрузочном контуре возникают затухающие колебания напряжении U_к(t) с начальной (в момент времени t_r) амплитудой U_мп (фиг. 2д), а на аноде тиратрона 1 появляется напряжение (фиг.2е), определяемое остаточным напряжением U_ср(t_r) на разрядном конденсаторе и колебательным затухающим напряжением U_к(t) с начальной амплитудой на колебательном нагрузочном контуре.

Величина остаточного напряжения U_ср(t_r) на разрядном конденсаторе 3 C_р зависит от колебательных свойств разрядной цепи в целом и свойства односторонней проводимости тиратрона 1 и определяется как U_ср(t_г)-кU_ср(t_зап), где к коэффициент перезаряда разрядного конденсатора 3. Индуктивность l к катушки индуктивности 5, емкость C_к конденсатора 4, сопротивление R_к резистора 6, т. е. параметры L_к, C_к, R_к элементов колебательного нагрузочного контура, индуктивность L_p разрядного дросселя и емкость C_р разрядного конденсатора, определяющие колебательные свойства разрядной цепи в целом, выбираются такими, чтобы, во-первых, в момент времени t_г начальная амплитуда U_мп колебаний на LCR-нагрузочном контуре не превышала (по модулю) величины отрицательного напряжения кU_ср(t_зап) на разрядном конденсаторе 3, во-вторых, в момент времени t_г погасания тиратрона 1 на его аноде, во избежание обратного пробоя, не должно быть резкого скачка обратного напряжения.

Как указано в (3, стр.53) данные требования выполняются при соотношениях: L_к/L_р 0,36 C_к/C_р 1,78. (1) При этом время горения тиратрона составляет примерно 0,8 периода резонансной частоты колебательного LCR-контура; коэффициент К перезаряда разрядного конденсатора 3 равен 0,6, т.е. U_ср(t_г) 0,6 U_ср(t_зап); в колебательный LCR- нагрузочный контур за один цикл работы отдается энергия: W-C_pU²_ср(t_зап)/2-C_pU²_ср(t_г)/2-0,64C_pU²_ср(t_зап)/2, т.е. 64% первоначально накопленной энергии.

Данный режим работы называется "гладким", так как с момента времени t_г, соответствующего прекращению тока через тиратрон, отрицательное напряжение на аноде тиратрона (фиг. 2е) плавно изменяется от нуля до минус 2U_ср(t_г) 1,2U_ср(t_зап) и далее изменяется в соответствии с изменением напряжения на колебательном LCR-контуре относительно напряжения U_ср(t_г) 0,6 U_ср(t_зап).

Невыполнение условий (1) приводит к иному, чем при "гладком" режиме работы, распределению напряжений на элементах разрядной цепи, вследствие чего на аноде тиратрона в момент окончания тока будет иметь место отрицательный скачок напряжения, что недопустимо, поскольку это приводит к обратному пробою тиратрона.

В отличие от рассмотренной выше схемы, где формирование затухающих колебаний осуществляется с помощью одиночного резонансного нагрузочного контура, в реальных схемах ключевых передатчиков ИФРНС-нагрузочный контур представляет собой трехконтурную полосовую цепь, где третьим контуром цепи является антенна, которая с достаточной для практики точностью апроксимируют последовательным LCR-контуром.

Схема разрядной цепи, в которой разряд предварительно заряженного конденсатора осуществляется через трехконтурную нагрузочную цепь, описана, например, в (3, стр.55-56, рис.3.5 3.7). Эта разрядная цепь содержит ключевой элемент, выполненный в виде тиратрона, подключенную к его аноду цепь, содержащую последовательно соединенные разрядный дроссель, разрядный конденсатор и нагрузочную цепь, представляющую собой трехконтурную полосовую цепь, где первый и второй контуры соединены с помощью емкостной связи, а второй и третий индуктивной.

Принципиальная электрическая схема такой разрядной цепи представлена на фиг. 3, где имеются тиратрон 1, разрядный дроссель 2, разрядный конденсатор 3, конденсатор и катушка индуктивности 4, 5 элементов первого контура нагрузочной цепи; конденсатор 6 связи, связывающий первый и второй контуры нагрузочной цепи; конденсатор и индуктивность 7, 8 элементов второго контура нагрузочной цепи; третий (антенный) контур 9 нагрузочной цепи; катушка индуктивности 10 связи.

На фиг.4 а, б представлены диаграммы работы этой схемы.

Принцип работы этой схемы, также как и принцип работы рассмотренной выше схемы, основан на ударном возбуждении резонансной нагрузочной цепи. Однако в отличие от рассмотренной ранее схемы в этой схеме свободные колебания после погасания тиратрона происходят в трехконтурной цепи, а не в одиночном контуре. Поэтому эпюра напряжения U_а(t) на аноде тиратрона 1 видоизменяется и имеет вид, показанный на фиг.4а. В высокочастотном напряжении U_а(t) на аноде тиратрона 1 (фиг. 4а) и в высокочастотном напряжении U_ант(t) в третьем антенном контуре 9 (фиг.4б) появляются характерные биения, получающиеся в результате обмена энергией между контурами полосовой цепи, при этом напряжение на третьем (антенном) контуре 9 выражается формулой: U_ант(t)-U_aмe^-yt(1-cost)sint, где U_aмe^-yt(1-cost) огибающая радиоимпульса, y-(0,7-0,8)10⁴, - (5,7-5,9)10⁴, w = 2f, f=100 кГц.

Рассмотренный принцип формирования радиоимпульса с помощью ударного возбуждения трехконтурной полосовой цепи реализован в ключевом радиопередатчике отечественной ИФРНС дальнего действия РСДН-10 (3, стр.61-64, рис. 3.12, 3.15), входящей в состав передающей наземной станции Е-711. Этот ключевой радиопередатчик выбран в качестве прототипа заявленного устройства.

Структурная схема радиопередатчика-прототипа представлена на фиг.5.

Радиопередатчик-прототип содержит (фиг. 5) первый и второй идентичные тиратронные генераторы 1, 2, П-образный CLC-контур 3, катушку индуктивности 4 связи и передающую антенну 5.

Каждый из тиратронных генераторов 1 и 2 содержит тиратрон 6, источник питания 7, отсекающий диод 8, зарядный дроссель 9, разрядный конденсатор 10 и нагрузочный параллельный LC- контур 11, состоящий из катушки индуктивности 12 и конденсатора 13, разрядный дроссель 14, конденсатор 15 связи.

П-образный CLC контур 3 содержит катушку индуктивности 16 и конденсаторы 17 и 18.

С катушкой индуктивности 16 П-образного CLC-контура 3 индуктивно связана катушка индуктивности 4, первый вывод которой подключен к общей шине, а второй непосредственно соединен с входным выводом передающей антенны 5.

Устройство-прототип работает следующим образом.

В исходном состоянии разрядные конденсаторы 10 тиратронных генераторов 1 и 2 полностью заряжены, тиратроны 6 закрыты.

С приходом запускающего импульса положительной полярности на вход генератора, т.е. на сетку тиратрона 6 соответствующего генератора, этот тиратрон открывается (поджигается) и разрядный конденсатор 10 начинает разряжаться через разрядный дроссель 14, тиратрон 6 и нагрузочную цепь, образованную конденсаторами 13, 15, 17, 18, катушками индуктивности 12, 16, 4 и передающей антенной 5.

Эквивалентная схема нагрузочной цепи представляет собой трехконтурную полосовую цепь, аналогичную рассмотренной выше цепи (фиг.3). Первый контур нагрузочной цепи (параллельный LC- контур 11) входит в состав соответствующего тиратронного генератора, второй контур нагрузочной цепи (П-образный CLC-контур 3) и третий (антенный) контур являются общими для обоих каналов. Антенный контур с достаточной для практики точностью аппроксимируется последовательным LCR-контуром (аналогично показанному на фиг.3). Связь антенного контура с П-образным CLC контуром 3 осуществляется с помощью катушки индуктивности 4, а связь П-образного CLC контура 3 с параллельным LC контуром 11 соответствующего генератора с помощью конденсатора 15, входящего в состав этого тиратронного генератора.

После погасания тиратрона 6 в нагрузочной цепи возникают характерные колебания (биения высокочастотного колебания), являющиеся результатом обмена запасенной энергией между элементами, образующими контуры нагрузочной цепи. При этом формируемый в антенном контуре сигнал представляет собой радиоимпульс колоколообразной формы с остаточными колебаниями (биениями), уменьшающимися по амплитуде по мере удаления от основного импульса.

Процесс формирования радиоимпульса в третьем (антенном) контуре устройства-прототипа аналогичен процессу формирования выходного радиоимпульса в рассмотренной выше трехконтурной полосовой цепи (фиг.3), и его форма соответствует форме радиоимпульса, изображенного на фиг.4б.

Восстановление заряда разрядного конденсатора 10 перед приходом каждого следующего запускающего тиратрона 6 импульса осуществляется от источника питания 7 через разрядную цепь, включающую отсекающий диод 8, зарядный дроссель 9, разрядный конденсатор 10 и рассмотренную выше трехконтурную нагрузочную цепь.

При поступлении следующего запускающего импульса на вход генератора тиратрон 6 поджигается, разрядный конденсатор 10 разряжается, отдавая запасенную энергию в нагрузочную цепь для формирования в ней очередного радиоимпульса.

Особенностью рассматриваемого устройства является возможность осуществления инверсии фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов путем изменения времени поджига тиратронов 6 тиратронных генераторов 1, 2. Обусловлено это тем, что второй (П-образный CLC) и третий (антенный) контуры в нагрузочной цепи являются общими для обоих генераторов и колебания, возникающие в третьем (антенном) контуре и излучаемые в эфире передающей антенной 5, являются результатом сложения колебаний, возникающих в результате работы обоих тиратронных генераторов.

При этом поскольку выходы тиратронных генераторов 1 и 2 подключены к разным выводам (плечам) П-образного CLC контура 3, то колебания, возникающие в передающей антенне 5 при работе каждого отдельного тиратронного генератора, будут иметь одинаковые амплитуды, но противоположные фазы.

Поэтому при одновременном поджиге тиратронов обоих тиратронных генераторов 1 и 2 колебания в антенне отсутствуют. Если осуществлять поджиг тиратронов тиратронных генераторов с задержкой одного относительно другого на половину периода частоты высокочастотного заполнения излучаемых радиоимпульсов, то обеспечивается синфазность колебаний, возникающих в передающей антенне при работе каждого тиратронного генератора. Следовательно, колебания в антенне в этом случае складываются и общая мощность в передающей антенне удваивается. В то же время, если первым поджигать тиратрон первого тиратронного генератора 1 и с задержкой тиратрон второго тиратронного генератора 2, то колебания в передающей антенне будут иметь одну начальную фазу, если же первым поджечь тиратрон тиратронного генератора 2, а затем тиратрон тиратронного генератора 1, то колебания в передающей антенне 5 будут иметь обратную начальную фазу.

Этот эффект используется для осуществления инверсии фазы (фазового кодирования) высокочастотного заполнения радиоимпульсов от импульса к импульсу по специальному закону (1, стр. 16-17, рис. 1.3-1.4), (1, стр.149 150, табл. 2.1). Фазовое кодирование позволяет при обработке принятых в приемоиндикаторе радиоимпульсов исключать влияние остаточных колебаний предыдущего радиоимпульса на последующий.

"Гладкий" режим работы тиратронных генераторов в устройстве-прототипе обеспечивается соответствующим выбором параметров разрядных дросселей 14 в тиратронных генераторах 1, 2. Заданные параметры формируемого радиоимпульса обеспечиваются соответствующим выбором параметров конденсаторов, катушек индуктивности и катушек индуктивности связи нагрузочной цепи.

В результате передатчик-прототип позволяет получить в передающей антенне 5 последовательность радиоимпульсов U_ант(t)-U_амe^-yt(1-cost)sin2ft (2) с заданными параметрами f 100 кГц, y (0,7 0,8)10⁴, (5,7 5,9)10⁴ и обеспечить осуществление фазового кодирования по заданному закону (3, стр. 62).

По конструкции и условиям эксплуатации все элементы передатчика-прототипа размещаются в непосредственной близости от передающей антенны 5, конструктивно представляющей собой антенно-мачтовую систему (3, стр. 78 81, рис. 4.1), и монтируются в специальных металлических контейнерах или автомобильных кузовах (прицепах). При этом съем энергии осуществляется через выходной изолятор. Только такое размещение позволяет в передатчике-прототипе обеспечить требуемую форму излучаемых радиоимпульсов, при которой обеспечивается возможность местоопределения объектов в рабочей зоне ИФРНС с помощью соответствующих бортовых приемоиндикаторов ИФРНС.

Если необходимо, чтобы в ключевом передатчике (передатчике с ударным возбуждением), П-образный CLC-контур и антенна были выполнены с возможностью взаимного пространственного перемещения, то между указанным П-образным CLC-контуром и антенной должен включаться фидер, выполняющий не только задачу канализации электромагнитной энергии, но и участвующий в формировании радиоимпульса тока в антенне. Поскольку фидер представляет собой длинную линию с потерями, то естественно, что его включение искажает частотную характеристику выходного тракта передатчика с ударным возбуждением. В силу однозначного соответствия между частотными и временными характеристиками искажение частотной характеристики приведет к искажению формы радионавигационного импульса тока в антенне. При этом становится практически невозможным местоопределение объектов с помощью стандартных приемоиндикаторов ИФРНС, причем эти искажения невозможно устранить никакими вариациями параметров элементов схемы передатчика-прототипа.

Задачей изобретения является обеспечение заданной формы излучаемых радиоимпульсов в ключевом радиопередатчика (передатчике с ударным возбуждением антенного контура) навигационной системы дальнего действия, в частности ИФРНС РСДН-10, при пространственном взаимном перемещении передающей антенны и П-образного CLC-контура радиопередатчика.

Решение этой технической задачи дает возможность размещать аппаратуру, реализующую основные элементы ключевого передатчика ИФРНС, в зонах и помещениях, удобных для обслуживания, с улучшенными условиями для персонала и удаленных от антенно-мачтовой системы на расстояние, например, несколько сотен метров.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема формирования затухающего высокочастотного колебания при разряде конденсатора через одиночный резонансный LCR-контур, на фиг.2 эпюры напряжений на элементах схемы фиг. 1, на фиг. 3 принципиальная электрическая схема формирования радиоимпульсов при разрядке конденсатора через трехконтурную полосовую цепь, на фиг. 4 эпюры напряжений на элементах схемы фиг.3, на фиг.5 структурная схема ключевого радиопередатчика навигационной системы дальнего действия РСДН-10, выбранного в качестве прототипа, на фиг.6 структурная схема предложенного ключевого радиопередатчика навигационной системы дальнего действия.

Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия содержит (фиг. 6) Первый и второй идентичные тиратронные генераторы 1, 2, П-образный CLC-контур 3, катушку индуктивности 4 связи, передающую антенну 5.

Каждый из тиратронных генераторов 1 и 2 содержит тиратрон 6, источник питания 7, отсекающий диод 8, зарядный дроссель 9, разрядный конденсатор 10, нагрузочный параллельный LC-контур 11, состоящий из параллельно включенных катушки индуктивности 12 и конденсатора 13, разрядный дроссель 14, конденсатор 15 связи. П-образный CLC-контур содержит катушку индуктивности 16 и конденсаторы 17 и 18. Кроме того, ключевой радиопередатчик содержит согласующий конденсатор 19, фидерную линию 20 и П-образную CLC корректирующую цепь 21, состоящую из катушки индуктивности 22 и конденсаторов 23 и 24. Точка соединения 23 с первым выводом катушки индуктивности 16 и конденсаторы 17 и 18 образуют П-образный CLC-контур 3.

Точка соединения конденсатора 23 с первым выводом катушки индуктивности 22 является входом П-образной CLC корректирующей цепи 21, предназначенным для подключения к фидерной линии 20, а точка соединения конденсатора 24 со вторым выводом катушки индуктивности 22 выходом П-образной CLC корректирующей цепи, предназначенным для подключения к передающей антенне 5.

В качестве общих с прототипом элементов 1-18 предложенного устройства при его практической реализации могут быть использованы соответствующие элементы ключевого радиопередатчика отечественной ИФРНС дальнего действия РСДН-10, т.е. аналогичные элементы передатчика-прототипа. Описание реализаций этих элементов приведено в (3, стр. 63-70).

Новые по отношению к прототипу элементы 19-24 устройства могут быть реализованы следующим образом: согласующий конденсатор 19 представляет собой набор керамических конденсаторов типа К15У-2-4700 пф20% включенных последовательно-параллельно; фидерная линия 20 может быть выполнена в виде закрепленной на опорах коаксиальной линии длиной 300 500 м с центральным проводником, выполненным в виде проводящей трубы или троса и проводящими тросами, расположенными на изоляторах по диаметру вокруг центрального проводника.

Элементы П-образной CLC корректирующей цепи 21 могут быть выполнены следующим образом: катушка индуктивности 22 аналогично катушке индуктивности антенного контура LA прототипа (3, стр. 66); конденсаторы 23 и 24 в виде набора керамических конденсаторов К15У-2-4700пф20% включенных последовательно-параллельно.

Конструктивно элементы тиратронных генераторов 1 и 2, П-образного CLC-контура 3, катушка связи 4 и согласующий конденсатор 19 располагаются (на чертеже не показано) в специальном стационарном помещении, удаленном от передающей антенны 5, либо в специальных металлических контейнерах или автомобильных кузовах. Съем энергии при этом осуществляется через выходной изолятор. Передача энергии в передающую антенну 5 осуществляется через фидерную линию 20 и П-образную CLC корректирующую цепь 21, элементы которой располагаются в антенном павильоне (на чертеже не показано) и конструктивно непосредственно связаны с передающей антенной 5.

Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия (фиг.6) работает следующим образом.

В исходном состоянии разрядные конденсаторы 10 тиратронных генераторов 1 и 2 полностью заряжены до напряжения U_ср(t_зап), тиратроны 6 закрыты, напряжение разрядных конденсаторов 10 полностью приложено к участкам анод-катод соответствующих тиратронов.

С приходом запускающего импульса положительной полярности U_вх(t) в момент времени t_зап на вход соответствующего тиратронного генератора (1 или 2), т.е. на сетку тиратрона 6 этого генератора, тиратрон открывается (поджигается) и разрядный конденсатор 10 начинает разряжаться через разрядный дроссель 14, тиратрон 6 и нагрузочную цепь, образованную элементами 3-5, 11-13, 15-24 устройств, отдавая им часть своей энергии.

Эквивалентная схема нагрузочной цепи представляет собой трехконтурную полосовую цепь, аналогичную по своим частотным характеристикам цепи, представленной на фиг.3. Первый контур нагрузочной цепи образован элементами 12, 13 параллельного LC-контура 11 соответствующего тиратронного генератора; второй контур нагрузочной цепи образован элементами 16 18 П-образного CLC-контура 3, общего для обоих генераторов; третий контур нагрузочной цепи, также общий для обоих генераторов, образован катушкой индуктивности связи 4, согласующим конденсатором 19, фидерной линией 20, элементами 22 24 П-образной CLC корректирующей цепи 21 и передающей антенной 5. При этом эквивалентная схема передающей антенны 5 с достаточной для практики точностью аппроксимируется последовательной LCR-цепью с соответствующими эквивалентными параметрами элементов La, Ca, Ra, аналогично цепи, показанной на фиг. 3. Связь первого и второго контуров нагрузочной цепи осуществляется с помощью конденсатора 15 соответствующего тиратронного генератора, а связь второго и третьего контуров нагрузочной цепи осуществляется с помощью катушки индуктивности 4 связи.

Процессы, происходящие при разряде разрядного конденсатора 10, обусловлены колебательными свойствами разрядной цепи и односторонней проводимостью тиратрона 6. В принципиальном плане эти процессы соответствуют рассмотренным ранее процессам, происходящим при разрядке конденсатора через одиночный резонансный контур (фиг. 1).

Процесс формирования выходного радиоимпульса, излучаемого передающей антенной 5, аналогичен процессу формирования выходного радиоимпульса в рассмотренной ранее трехконтурной полосовой цепи (фиг. 3) и его форма соответствует форме радиоимпульса, изображенного на фиг. 4б.

Также как и в передатчике-прототипе, формирование радиоимпульсов в данном устройстве осуществляется по заданному закону фазового кодирования.

Таким образом, в ключевом радиопередатчике навигационной системы дальнего действия, так же как и в радипередатчике-прототипе, осуществляется формирование и излучение в эфир радиоимпульсов заданной формы, отвечающих выражению (2), с заданной начальной фазой высокочастотного заполнения.

При этом в отличие от прототипа формирование радиоимпульсов заданной формы осуществляется при возможности взаимного перемещения передающей антенны и П-образного CLC-контура.

Обеспечивается это за счет предложенного включения между вторым (выходным) выводом катушки индуктивности 4 и входным выводом передающей антенны 5 последовательно соединенных согласующего конденсатора 19, фидерной линии 20 и П-образной CLC корректирующей цепи 21.

Параметры согласующего конденсатора 19 и элементов 22 24 П-образной CLC корректирующей цепи 21 выбираются исходя из условия осуществления согласования волнового сопротивления фидерной линии с элементами схемы и коррекции частотной характеристики нагрузочной цепи, искаженной введением фидерной линии 20, представляющей собой "длинную линию" с распределенными параметрами. Необходимость коррекции обусловлена тем, что фидерная линия является элементом, участвующим в формировании выходного сигнала, излучаемого передающей антенной 5, и, следовательно, его частотные характеристики влияют на параметры формируемого сигнала. Практически выбор параметров элементов 19, 22 24 производится на ПЭВМ с использованием методом нелинейной оптимизации (метод Недлера-Мида) и чебышевских критериев близости двух характеристик частотной передаточной функции всего выходного тракта устройства без фидерной линии и с фидерной линией.

Таким образом, в ключевом радиопередатчике навигационной системы дальнего действия за счет предложенного подключения передающей антенны к катушке индуктивности связи через последовательно соединенные согласующий конденсатор 19, фидерную линию 20 и П-образную CLC корректирующую цепь решена задача сохранения заданной формы излучаемых радиоимпульсов при взаимном пространственном перемещении передающей антенны и П-образного CLC- контура, участвующих в формировании радиоимпульса.

В заявляемом устройстве удалось совместить достоинства, присущие по отдельности ключевым (тиратронным) и неключевым (ламповым) передатчиками, а именно реализовать высокую стабильность формируемых радиомпульсов, присущую ключевым (тиратронным) передатчикам, с возможностью взаимного пространственного перемещения передающей антенны и П-образного CLC-контура, которой обладают неключевые (ламповые) передатчики.

В результате за счет решения поставленной технической задачи применение ключевого радиопередатчика навигационной системы дальнего действия позволяет, сохраняя точностные характеристики ИФРНС путем сохранения формы излучаемого сигнала, существенно улучшить технику безопасности, условия эксплуатации и надежность работы ключевого передатчика ИФРНС. Обусловлено это, как уже отмечалось выше, реальной возможностью размещения основных элементов устройства в техническом здании или контейнере, удаленном от передающей антенны на безопасное расстояние (несколько сотен метров).

Попутно решена задача снижения рабочего напряжения на выходном изоляторе важном конструктивном элементе, установленном на крыше технического здания, металлического контейнера или автомобильного кузова (прицепа), в котором размещены основные элементы устройства, участвующие в формировании радиоимпульса, и обеспечивающем возможность передачи сформированного сигнала большой мощности в передающую антенну. Связано это с перераспределением напряжений на элементах третьего контура нагрузочной цепи ключевого передатчика навигационной системы дальнего действия при введении фидерной линии 20 с сопутствующими элементами -согласующим конденсатором 19 на входе фидерной линии и П-образной CLC корректирующей цепью 21 на выходе. Как показала экспериментальная проверка устройства, снижение напряжения на выходном изоляторе достигает 1,5 2,0 раза по сравнению с передатчиком-прототипом. При реальных уровнях излучаемой мощности и напряжениях на изоляторе такое снижение напряжения является существенным как с точки зрения повышения надежности работы изолятора, так и с точки зрения возможностей упрощения конструкций.

Формула изобретения

Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия, содержащий передающую антенну, два идентичных тиратронных генератора, П-образный CLС-контур, катушка индуктивности которого индуктивно связана с катушкой индуктивности связи, первый вывод которой подключен к общей шине, при этом каждый из идентичных тиратронных генераторов содержит тиратрон, последовательно соединенные источник питания, отсекающий диод, зарядный дроссель, разрядный конденсатор и нагрузочный параллельный LС-контур, другой вывод которого подключен к общей шине, разрядный дроссель, который включен между анодом тиратрона и точкой соединения зарядного дросселя с разрядным конденсатором, а также конденсатор связи, который включен между точкой соединения разрядного конденсатора с выводом нагрузочного параллельного LС-контура и выводом П-образного СLС-контура, а сетка тиратрона каждого из идентичных тиратронных генераторов является одним из управляющих входов ключевого радиопередатчика навигационной системы дальнего действия, отличающийся тем, что П-образный СLС-контур и передающая антенна выполнены с возможностью взаимного пространственного перемещения, а между вторым выводом катушки индуктивности связи и входным выводом передающей антенны включены последовательно соединенные согласующий конденсатор, фидерная линия и П-образная СLС-корректирующая цепь.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6