Передатчик свч миллиметрового диапазона волн

Передатчик свч миллиметрового диапазона волн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопередающим устройствам, и может быть использовано в радиолокации для создания импульсных малогабаритных передающих устройств с высокой разрешающей способностью, например, для вертолета.

Из уровня техники известен передатчик СВЧ (патент RU №2208909, опубликован 2003.07.20, МПК Н04В 1/00, Н05К 7/20). Передатчик СВЧ

содержит задающий генератор, p-i-n аттенюатор, развязывающий прибор, усилитель СВЧ, нагрузку, источник тока, дискриминатор, источник питания и модулятор, систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром. Данный передатчик СВЧ позволяет повысить эффективность работы за счет улучшения отвода тепла от блоков передатчика и улучшение массогабаритных характеристик, но не решает задачу обеспечения работоспособности в миллиметровом диапазоне волн.

Известен передатчик СВЧ (патент RU №2187880, опубликован 2002.08.20, МПК: Н03В 9/06). В состав передатчика СВЧ между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n аттенюатора включены частотный дискриминатор и управляемый от дискриминатора источник тока. Источник тока обеспечивает стабилизацию постоянного тока через p-i-n аттенюатор и, как следствие, стабилизирует входную мощность и снижает уровень шумов усилителя СВЧ. Управление источником тока осуществляется от дискриминатора, который формирует частотно-зависимое напряжение управления током p-i-n аттенюатора. Управление оптимальной входной мощностью происходит автоматически и с достаточным быстродействием. К недостаткам данного передатчика СВЧ можно отнести то, что при получении оптимальной выходной мощности в диапазоне частот и снижении уровня амплитудных и фазовых шумов не удается обеспечить улучшение массогабаритных характеристик передатчика.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является высокостабильный импульсный СВЧ-передатчик (патент RU №2212090, опубликован 2003.09.10, МПК Н03В 5/18, Н03В 7/14), который и выбран в качестве прототипа. Высокостабильный импульсный СВЧ-передатчик содержит модулятор на первом СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, собственно автогенератор на втором СВЧ-транзисторе, включенном по схеме с общей базой, первый и второй источники питания модулятора и автогенератора соответственно, диэлектрический резонатор, включенный в цепь обратной связи автогенератора. При этом модулятор содержит в цепи коллектора два резистора, средняя точка которых через конденсатор и четвертьволновый дроссель соединена с эмиттером второго СВЧ-транзистора, база первого транзистора является входом СВЧ-передатчика, а коллектор второго транзистора - его выходом. Автогенератор содержит первый и второй четвертьволновые микрополосковые дроссели, включенные последовательно в цепи эммитера и коллектора соответственно, третий и четвертый менее чем четвертьволновые отрезки микрополосковой линии, выполняющие функции емкости и индуктивности соответственно; эмиттерный и коллекторный отрезки микрополосковой линии для задания рабочей частоты, величины и фазы обратной связи, а также диэлектрический резонатор, включенный между этими отрезками, первый и второй источники питания, заблокированные первым и вторым блокировочными конденсаторами соответственно, выход автогенератора через разделительный конденсатор соединен с нагрузкой.

Недостатком данного СВЧ-передатчика является то, что он не обеспечивает работоспособность в миллиметровом диапазоне волн и имеет внушительные габариты и массу.

Технический результат предлагаемого технического решения направлен на обеспечение возможности работы передатчика СВЧ в миллиметровом диапазоне волн в широкой полосе рабочих частот, с большой выходной импульсной мощностью, высокой разрешающей способностью при воздействии значительных механических и климатических факторов, а также снижение его массогабаритных характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что передатчик СВЧ миллиметрового диапазона волн содержит модулятор, источник питания модулятора. При этом он отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит тракт входной, лампу бегущей волны (ЛБВ), тракт выходной, высоковольтный выпрямитель, первый делитель, источник питания, усилитель постоянного тока, устройство контроля.

В передатчик СВЧ миллиметрового диапазона волн также включены волновод подачи входного сигнала W1, волноводное соединение тракта входного с ЛБВ W2, волноводное соединение тракта выходного с ЛБВ W3, волновод W4 для выходного сигнала, контакт разъема входного импульса запуска передатчика, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы А, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы В, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы С, контакт разъема для подачи входного постоянного напряжения питания, контакт разъема для контроля высоковольтного напряжения, контакт разъема для контроля выходной мощности, контакт разъема для контроля исправности высоковольтного источника питания.

При этом модулятор состоит из четвертого выпрямителя, пятого выпрямителя, второго источника опорного напряжения, второй схемы сравнения, второго усилителя сигнала ошибки, третьего регулирующего элемента, четвертого делителя, коммутатора, первого усилителя, инфракрасного излучателя, первого волоконно-оптического жгута, второго волоконно-оптического жгута, первого инфракрасного приемника, второго инфракрасного приемника, второго усилителя, третьего усилителя, первого ключевого каскада, второго ключевого каскада, второго устройства защиты, первого фильтра, четвертого регулирующего элемента, второго фильтра, третьего усилителя сигнала ошибки, третьего источника опорного напряжения, пятого делителя.

Причем первый вход модулятора соединен с первым входом четвертого выпрямителя, второй вход модулятора соединен параллельно со вторым входом четвертого выпрямителя, вторым входом пятого выпрямителя, первым входом четвертого делителя, вторым входом второго источника опорного напряжения, выходом четвертого регулирующего элемента, входом второго фильтра, первым входом третьего источника опорного напряжения, третий вход модулятора соединен с первым входом пятого выпрямителя, четвертый вход модулятора соединен с первым входом коммутатора, пятый вход модулятора паралельно соединен с первым входом четвертого регулирующего элемента и входом первого фильтра, шестой вход модулятора параллельно соединен со вторым входом пятого делителя, выходом первого фильтра, вторым входом второго ключевого каскада и выходом второго фильтра, седьмой вход модулятора соединен со вторым входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с входом инфракрасного излучателя, первый выход инфракрасного излучателя соединен с входом первого волоконно-оптического жгута, второй выход инфракрасного излучателя соединен с входом второго волоконно-оптического жгута, выход первого волоконно-оптического жгута соединен с входом первого инфракрасного приемника, выход второго волоконно-оптического жгута соединен с входом второго инфракрасного приемника, выход первого инфракрасного приемника соединен с входом второго усилителя, выход второго инфракрасного приемника соединен с входом третьего усилителя, выход второго усилителя соединен с первым входом первого ключевого каскада, выход третьего усилителя соединен с первым входом второго ключевого каскада, выход первого ключевого каскада параллельно соединен с входом второго устройства защиты и выходом второго ключевого каскада, выход второго устройства защиты соединен с выходом модулятора, выход третьего источника опорного напряжения соединен с первым входом пятого делителя, выход пятого делителя соединен со вторым входом третьего усилителя сигнала ошибки, выход третьего усилителя сигнала ошибки соединен со вторым входом четвертого регулирующего элемента, выход четвертого выпрямителя параллельно соединен со вторым входом источника питания модулятора и вторым входом третьего регулирующего элемента, выход пятого выпрямителя параллельно соединен с первым входом источника питания модулятора, вторым входом первого ключевого каскада, вторым входом четвертого делителя и выходом третьего регулирующего элемента, выход источника питания модулятора соединен параллельно с первым входом второго источника опорного напряжения, вторым входом третьего источника опорного напряжения, первым входом третьего усилителя сигнала ошибки, выход второго источника опорного напряжения соединен с первым входом второй схемы сравнения, выход второй схемы сравнения соединен с входом второго усилителя сигнала ошибки, выход второго усилителя сигнала ошибки соединен с первым входом третьего регулирующего элемента, выход четвертого делителя соединен со вторым входом второй схемы сравнения.

Тракт входной состоит из аттенюатора, первой нагрузки, первого циркулятора.

При этом вход аттенюатора соединен с входом тракта входного, выход аттенюатора соединен с входом первого циркулятора, первый выход первого циркулятора соединен с входом первой нагрузки, второй выход первого циркулятора соединен с выходом тракта входного.

Тракт выходной состоит из второй нагрузки, ответвителя, третьей нагрузки, второго циркулятора, детекторной секции.

При этом вход тракта входного соединен с входом ответвителя, вход второй нагрузки соединен со вторым выходом ответвителя, первый выход которого соединен с входом детекторной секции, третий выход ответвителя соединен с входом второго циркулятора, второй выход которого соединен с входом третьей нагрузки, первый выход второго циркулятора соединен с первым выходом тракта выходного, а выход детекторной секции соединен со вторым выходом тракта выходного.

Источник питания состоит из устройства блокировки, трансформатора, первого выпрямителя, второго выпрямителя, первой схемы сравнения, первого усилителя сигнала ошибки, третьего делителя, третьего выпрямителя, элемента гальванической развязки, второго регулирующего элемента, накального трансформатора.

Причем первый вход источника питания соединен с третьим входом устройства блокировки, второй вход источника питания параллельно соединен с первым входом трансформатора, первым входом устройства блокировки, вторым входом третьего выпрямителя и вторым входом накального трансформатора, третий вход источника питания соединен параллельно со вторым входом трансформатора и вторым входом устройства блокировки, четвертый вход источника питания соединен параллельно с пятым выходом источника питания и вторым входом второго регулирующего элемента, первый выход устройства блокировки соединен с третьим выходом источника питания, второй выход устройства блокировки соединен с четвертым выходом источника питания, первый выход трансформатора соединен с входом первого выпрямителя, выход первого выпрямителя соединен с первым входом элемента гальванической развязки, второй выход трансформатора соединен с входом второго выпрямителя, выход второго выпрямителя параллельно соединен с первым входом первой схемы сравнения и первым входом первого усилителя сигнала ошибки, выход первого усилителя сигнала ошибки соединен со вторым входом элемента гальванической развязки, выход элемента гальванической развязки соединен с первым входом второго регулирующего элемента, выход второго регулирующего элемента параллельно соединен с первым входом накального трансформатора и первым входом третьего выпрямителя, первый выход третьего выпрямителя соединен с первым входом третьего делителя, второй выход третьего выпрямителя соединен со вторым входом третьего делителя, выход третьего делителя соединен со вторым входом первой схемы сравнения, выход первой схемы сравнения соединен со вторым входом первого усилителя сигнала ошибки, первый выход накального трансформатора соединен с первым выходом источника питания, второй выход накального трансформатора соединен со вторым выходом источника питания.

Усилитель постоянного тока состоит из первого источника опорного напряжения, второго делителя, устройства измерения напряжения анода, первого устройства защиты, цепи коррекции, усилителя сигнала ошибки, первого регулирующего элемента, устройства измерения тока анода.

Причем вход первого устройства защиты соединен со вторым выходом первого регулирующего элемента, первый выход первого регулирующего элемента соединен с корпусом передатчика, третий выход первого регулирующего элемента соединен с входом устройства измерения тока анода, выход устройства измерения тока анода соединен с третьим выходом усилителя постоянного тока, вход первого регулирующего элемента соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, первый вход усилителя сигнала ошибки соединен со вторым выходом второго делителя, второй вход усилителя сигнала ошибки соединен с выходом цепи коррекции, вход цепи коррекции соединен со вторым входом усилителя постоянного тока, первый вход второго делителя соединен с выходом первого источника опорного напряжения, первый выход второго делителя соединен с входом устройства измерения напряжения анода, выход устройства измерения напряжения анода соединен со вторым выходом усилителя постоянного тока, второй вход второго делителя соединен с первым входом усилителя постоянного тока, выход первого устройства защиты соединен с первым выходом усилителя постоянного тока.

Устройство контроля состоит из четвертого источника опорного напряжения, третьей схемы сравнения, счетчика импульсов, третьего устройства защиты, первого формирователя, второго формирователя, третьего формирователя, пятого источника опорного напряжения, четвертой схемы сравнения.

При этом первый вход устройства контроля соединен со вторым входом третьей схемы сравнения, второй вход устройства контроля соединен со вторым входом четвертой схемы сравнения, первый вход третьей схемы сравнения соединен с выходом четвертого источника опорного напряжения, первый вход четвертой схемы сравнения соединен с выходом пятого источника опорного напряжения, выход третьей схемы сравнения параллельно соединен с входом счетчика импульсов, входом третьего устройства защиты, входом первого формирователя, выход счетчика импульсов соединен с первым входом второго формирователя, выход третьего устройства защиты соединен со вторым входом второго формирователя, выход первого формирователя соединен с третьим выходом устройства контроля, первый выход второго формирователя соединен с первым выходом устройства контроля, второй выход второго формирователя соединен со вторым выходом устройства контроля, выход четвертой схемы сравнения соединен с входом третьего формирователя, выход третьего формирователя соединен с четвертым выходом устройства контроля, третий вход второго формирователя соединен с третьим входом устройства контроля.

При этом волновод W1 соединен с входом тракта входного, выход тракта входного соединен с входом волноводного соединения W2, выход волноводного соединения W2 соединен с шестым входом ЛБВ, выход ЛБВ соединен с входом волноводного соединения W3, выход волноводного соединения W3 соединен с входом тракта выходного, первый выход тракта выходного соединен с входом волновода W4, второй выход тракта выходного соединен со вторым входом устройства контроля, первый вход высоковольтного выпрямителя соединен с третьим выходом источника питания, второй вход высоковольтного выпрямителя соединен с четвертым выходом источника питания, третий вход высоковольтного выпрямителя соединен с пятым выходом источника питания, четвертый вход высоковольтного выпрямителя соединен с первым выходом усилителя постоянного тока.

Первый выход высоковольтного выпрямителя соединен с первым входом модулятора, второй выход высоковольтного выпрямителя соединен с третьим входом модулятора, третий выход высоковольтного выпрямителя соединен с первым входом первого делителя, четвертый выход высоковольтного выпрямителя соединен со вторым входом первого делителя, пятый выход высоковольтного выпрямителя соединен с пятым входом модулятора, шестой выход высоковольтного выпрямителя соединен с шестым входом модулятора.

Первый выход первого делителя соединен с коллектором ЛБВ, второй выход первого делителя соединен параллельно со вторым входом модулятора, катодом ЛБВ и первым выходом источника питания, третий выход первого делителя соединен со вторым входом усилителя постоянного тока, четвертый выход первого делителя соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй выход усилителя постоянного тока соединен с контактом разъема для контроля высоковольтного напряжения, третий выход усилителя постоянного тока соединен с первым входом устройства контроля.

Первый вход источника питания соединен с первым выходом устройства контроля, второй вход источника питания соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы А, третий вход источника питания соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы В, четвертый вход источника питания соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы С, второй выход источника питания соединен с подогревателем ЛБВ.

Контакт разъема входного импульса запуска передатчика соединен с четвертым входом модулятора, седьмой вход модулятора соединен с третьим выходом устройства контроля, выход модулятора соединен с управляющим электродом ЛБВ, анод ЛБВ соединен с корпусом передатчика, контакт разъема для подачи входного постоянного напряжения питания соединен с третьим входом устройства контроля, второй выход устройства контроля соединен с контактом разъема для контроля исправности высоковольтного источника питания, четвертый выход устройства контроля соединен с контактом разъема для контроля выходной мощности.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого передатчика СВЧ миллиметрового диапазона волн, который включает: тракт входной 1, ЛБВ 2, тракт выходной 3, высоковольтный выпрямитель 4, первый делитель 5, источник питания 6, усилитель постоянного тока 7, модулятор 8, устройство контроля 9.

Тракт входной 1 содержит аттенюатор 10, первый циркулятор 11, первую нагрузку 12.

Тракт выходной 3 содержит вторую нагрузку 13, ответвитель 14, детекторную секцию 15, третью нагрузку 16, второй циркулятор 17.

Источник питания 6 содержит устройство блокировки 18, трансформатор 19, второй выпрямитель 20, первый выпрямитель 21, первую схему сравнения 22, первый усилитель сигнала ошибки 23, третий делитель 24, элемент гальванической развязки 25, второй регулирующий элемент 26, третий выпрямитель 27, накальный трансформатор 28.

Усилитель постоянного тока 7 состоит из первого источника опорного напряжения 29, второго делителя 30, устройства измерения напряжения анода 31, первого устройства защиты 32, цепи коррекции 33, усилителя сигнала ошибки 34, первого регулирующего элемента 35, устройства измерения тока анода 36.

Модулятор 8 состоит из четвертого выпрямителя 37, пятого выпрямителя 38, источника питания модулятора 39, второго источника опорного напряжения 40, второй схемы сравнения 41, второго усилителя сигнала ошибки 42, третьего регулирующего элемента 43, четвертого делителя 44, коммутатора 45, первого усилителя 46, инфракрасного излучателя 47, первого волоконно-оптического жгута 48, второго волоконно-оптического жгута 49, первого инфракрасного приемника 50, второго инфракрасного приемника 51, второго усилителя 52, третьего усилителя 53, первого ключевого каскада 54, второго ключевого каскада 55, второго устройства защиты 56, первого фильтра 57, четвертого регулирующего элемента 58, второго фильтра 59, третьего усилителя сигнала ошибки 60, третьего источника опорного напряжения 61, пятого делителя 62.

Устройство контроля 9 состоит из четвертого источника опорного напряжения 63, третьей схемы сравнения 64, счетчика импульсов 65, третьего устройства защиты 66, первого формирователя 67, второго формирователя 68, третьего формирователя 69, пятого источника опорного напряжения 70, четвертой схемы сравнения 71.

Передатчик СВЧ миллиметрового диапазона волн также содержит волновод W1 72 подачи входного сигнала, волноводное соединение W2 73 тракта входного 1 с ЛБВ 2, волноводное соединение W3 74 тракта выходного 3 с ЛБВ 2, волновод W4 75 для выходного сигнала, контакт разъема входного импульса запуска передатчика 76, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы А 77, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы В 78, контакт разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы С 79, контакт разъема для подачи входного постоянного напряжения питания 80, контакт разъема для контроля высоковольтного напряжения 81, контакт разъема для контроля исправности высоковольтного источника питания 82, контакт разъема для контроля выходной мощности 83.

При этом волновод W1 72 соединен с входом тракта входного 1, выход тракта входного 1 соединен с входом волноводного соединения W2 73, выход волноводного соединения W2 73 соединен с входом 6 ЛБВ 2, выход ЛБВ 2 соединен с входом волноводного соединения W3 74, выход волноводного соединения W3 74 соединен с входом тракта выходного 3, первый выход тракта выходного 3 соединен с входом волновода W4 75, второй выход тракта выходного 3 соединен со вторым входом устройства контроля 9, первый вход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с третьим выходом источника питания 6, второй вход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с четвертым выходом источника питания 6, третий вход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с пятым выходом источника питания 6, четвертый вход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с первым выходом усилителя постоянного тока 7.

Первый выход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с первым входом модулятора 8, второй выход высоковольтного выпрямителя 4 параллельно соединен с третьим входом модулятора 8, катодом 1 ЛБВ 2 и первым выходом источника питания, третий выход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с первым входом первого делителя 5, четвертый выход высоковольтного выпрямителя 4 соединен со вторым входом первого делителя 5, пятый выход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с пятым входом модулятора 8, шестой выход высоковольтного выпрямителя 4 соединен с шестым входом модулятора 8.

Первый выход первого делителя 5 соединен с коллектором 4 ЛБВ 2, второй выход первого делителя 5 соединен со вторым входом модулятора 8, третий выход первого делителя 5 соединен со вторым входом усилителя постоянного тока 7, четвертый выход первого делителя 5 соединен с первым входом усилителя постоянного тока 7, второй выход усилителя постоянного тока 7 соединен с контактом разъема для контроля высоковольтного напряжения 81, третий выход усилителя постоянного тока 7 соединен с первым входом устройства контроля 9.

Первый вход источника питания 6 соединен с первым выходом устройства контроля 9, второй вход источника питания 6 соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы А 77, третий вход источника питания соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы В 78; четвертый вход источника питания 6 соединен с контактом разъема для подачи входного переменного напряжения питания фазы С 79, второй выход источника питания 6 соединен с подогревателем 3 ЛБВ 2.

Контакт разъема входного импульса запуска передатчика 76 соединен с четвертым входом модулятора 8, седьмой вход модулятора 8 соединен с третьим выходом устройства контроля 9, выход модулятора 8 соединен с управляющим электродом 2 ЛБВ 2, анод 5 ЛБВ 2 соединен с корпусом передатчика, контакт разъема для подачи входного постоянного напряжения питания 80 соединен с третьим входом устройства контроля 9, второй выход устройства контроля 9 соединен с контактом разъема для контроля исправности высоковольтного источника питания 82, четвертый выход устройства контроля 9 соединен с контактом разъема для контроля выходной мощности 83.

Вход входного тракта 1 соединен с входом аттенюатора 10, выход аттенюатора 10 соединен с входом первого циркулятора 11, первый выход первого циркулятора 11 соединен с входом первой нагрузки 12, второй выход первого циркулятора 11 соединен с выходом тракта входного 1, вход выходного тракта 3 соединен с входом ответвителя 14, первый выход ответвителя 14 соединен с входом детекторной секции 15, второй выход ответвителя 14 соединен с входом второй нагрузки 13, третий выход ответвителя 14 соединен с входом второго циркулятора 17, выход детекторной секции 15 соединен со вторым выходом тракта выходного 3, первый выход второго циркулятора 17 соединен с первым выходом тракта выходного 3.

Первый выход усилителя постоянного тока 7 соединен с выходом первого устройства защиты 32, вход первого устройства защиты 32 соединен со вторым выходом первого регулирующего элемента 35, первый выход первого регулирующего элемента 35 соединен с корпусом передатчика, третий выход первого регулирующего элемента 35 соединен с входом устройства измерения тока анода 36, выход устройства измерения тока анода 36 соединен с третьим выходом усилителя постоянного тока 7, вход первого регулирующего элемента 35 соединен с выходом усилителя сигнала ошибки 34, первый вход усилителя сигнала ошибки 34 соединен со вторым выходом второго делителя 30, второй вход усилителя сигнала ошибки 34 соединен с выходом цепи коррекции 33, вход цепи коррекции 33 соединен со вторым входом усилителя постоянного тока 7, первый вход второго делителя 30 соединен с выходом первого источника опорного напряжения 29, первый выход второго делителя 30 соединен с входом устройства измерения напряжения анода 31, выход устройства измерения напряжения анода 31 соединен со вторым выходом усилителя постоянного тока 7, второй вход второго делителя 30 соединен с первым входом усилителя постоянного тока 7.

Первый вход источника питания 6 соединен с третьим входом устройства блокировки 18, второй вход источника питания 6 параллельно соединен с первым входом трансформатора 19, первым входом устройства блокировкии 18, вторым входом третьего выпрямителя 27 и вторым входом накального трансформатора 28, третий вход источника питания 6 соединен параллельно со вторым входом трансформатора 19 и вторым входом устройства блокировки 18, четвертый вход источника питания 6 соединен параллельно с пятым выходом источника питания 6 и вторым входом второго регулирующего элемента 26, первый выход устройства блокировки 18 соединен с третьим выходом источника питания 6, второй выход устройства блокировки 18 соединен с четвертым выходом источника питания 6, первый выход трансформатора 19 соединен с входом первого выпрямителя 21, выход первого выпрямителя 21 соединен с первым входом элемента гальванической развязки 25, второй выход трансформатора 19 соединен с входом второго выпрямителя 20, выход второго выпрямителя 20 паралельно соединен с первым входом первой схемы сравнения 22 и первым усилителем сигнала ошибки 23, выход первого усилителя сигнала ошибки 23 соединен со вторым входом элемента гальванической развязки 25, выход элемента гальванической развязки 25 соединен с первым входом второго регулирующего элемента 26, выход второго регулирующего элемента 26 параллельно соединен с первым входом накального трансформатора 28 и первым входом третьего выпрямителя 27, первый выход третьего выпрямителя 27 соединен с первым входом третьего делителя 24, второй выход третьего выпрямителя 27 соединен со вторым входом третьего делителя 24, выход третьего делителя 24 соединен со вторым входом первой схемы сравнения 22, выход первой схемы сравнения 22 соединен со вторым входом первого усилителя сигнала ошибки 23, первый выход накального трансформатора 28 соединен с первым выходом источника питания 6, второй выход накального трансформатора 28 соединен со вторым выходом источника питания 6.

Первый вход модулятора 8 соединен с первым входом четвертого выпрямителя 37, второй вход модулятора соединен параллельно со вторым входом четвертого выпрямителя 37, вторым входом пятого выпрямителя 38, первым входом четвертого делителя 44, вторым входом второго источника опорного напряжения 40, выходом четвертого регулирующего элемента 58, входом второго фильтра 59, первым входом третьего источника опорного напряжения 61, третий вход модулятора 8 соединен с первым входом пятого выпрямителя 38, четвертый вход модулятора 8 соединен с первым входом коммутатора 45, пятый вход модулятора 8 параллельно соединен с первым входом четвертого регулирующего элемента 58 и входом первого фильтра 57, шестой вход модулятора 8 параллельно соединен со вторым входом пятого делителя 62, выходом первого фильтра 57, вторым входом второго ключевого каскада 55 и выходом второго фильтра 59, седьмой вход модулятора 8 соединен со вторым входом коммутатора 45, выход коммутатора 45 соединен с входом первого усилителя 46, выход первого усилителя 46 соединен с входом инфракрасного излучателя 47, первый выход инфракрасного излучателя 47 соединен с входом первого волоконно-оптического жгута 48, второй выход инфракрасного излучателя 47 соединен с входом второго волоконно-оптического жгута 49, выход первого волоконно-оптического жгута 48 соединен с входом первого инфракрасного приемника 50, выход второго волоконно-оптического жгута 49 соединен с входом второго инфракрасного приемника 51, выход первого инфракрасного приемника 50 соединен с входом второго усилителя 52, выход второго инфракрасного приемника 51 соединен с входом третьего усилителя 53, выход второго усилителя 52 соединен с первым входом первого ключевого каскада 54, выход третьего усилителя 53 соединен с первым входом второго ключевого каскада 55, выход первого ключевого каскада 54 параллельно соединен с входом второго устройства защиты 56 и выходом второго ключевого каскада 55, выход третьего источника опорного напряжения 61 соединен с первым входом пятого делителя 62, выход пятого делителя 62 соединен со вторым входом третьего усилителя сигнала ошибки 60, выход третьего усилителя сигнала ошибки 60 соединен со вторым входом четвертого регулирующего элемента 58, выход четвертого выпрямителя 37 параллельно соединен со вторым входом источника питания модулятора 39 и вторым входом третьего регулирующего элемента 43, выход пятого выпрямителя 38 параллельно соединен с первым входом источника питания модулятора 39, вторым входом первого ключевого каскада 54, вторым входом четвертого делителя 44 и выходом третьего регулирующего элемента 43, выход источника питания модулятора 39 соединен параллельно с первым входом второго источника опорного напряжения 40, вторым входом третьего источника опорного напряжения 61, первым входом третьего усилителя сигнала ошибки 60, выход второго источника опорного напряжения 40 соединен с первым входом второй схемы сравнения 41, выход второй схемы сравнения 41 соединен с входом второго усилителя сигнала ошибки 42, выход второго усилителя сигнала ошибки 42 соединен с первым входом третьего регулирующего элемента 43, выход четвертого делителя 44 соединен со вторым входом второй схемы сравнения 4, выход второго устройства защиты 56 соединен с выходом модулятора 8.

Первый вход устройства контроля 9 соединен со вторым входом третьей схемы сравнения 64, второй вход устройства контроля 9 соединен со вторым входом четвертой схемы сравнения 71, первый вход третьей схемы сравнения 64 соединен с выходом четвертого источника опорного напряжения 63, первый вход четвертой схемы сравнения 71 соединен с выходом пятого источника опорного напряжения 70, выход третьей схемы сравнения 64 параллельно соединен с входом счетчика импульсов 65, входом третьего устройства защиты 66, входом первого формирователя 67, выход счетчика импульсов 65 соединен с первым входом второго формирователя 68, выход третьего устройства защиты 66 соединен со вторым входом второго формирователя 68, выход первого формирователя 67 соединен с третьим выходом устройства контроля 9, первый выход второго формирователя 68 соединен с первым выходом устройства контроля 9, второй выход второго формирователя 68 соединен со вторым выходом устройства контроля 9, выход четвертой схемы сравнения 71 соединен с входом третьего формирователя 69, выход третьего формирователя 69 соединен с четвертым выходом устройства контроля 9, третий вход второго формирователя 68 соединен с третьим входом устройства контроля 9.

Передатчик СВЧ миллиметрового диапазона волн работает следующим образом. Вертолетные РЛС имеют большой уровень вибрационных нагрузок, поэтому передатчик должен быть устойчивым к воздействию механических и климатических факторов группы 2Ус ГОСТ РВ 20.39.414.1-97. Данный передатчик обеспечивает усиление СВЧ-сигнала в восьмимиллиметровом диапазоне длин волн с полосой рабочих частот порядка 2 ГГц, низким уровнем собственных шумов. Соизмеримость геометрических размеров элементов и узлов передататчика с длинами волн СВЧ-диапазона приводит к существенным изменениям в происходящих физических явлениях и к значительным количественным и качественным изменениям электрических свойств используемых элементов (Под редакцией А.М.Чернушенко. Конструкция СВЧ устройств и экранов. М., Радио и связь, 1983 г., с.4-8).

На СВЧ время пролета электронов между электродами становится сравнимым с периодом усиливаемых колебаний. За время пролета переменное напряжение на электродах успевает заметно измениться. Это приводит к ослаблению плотности электронного потока, резкому падению полезной мощности, коэффициента усиления и КПД. На СВЧ очень сильно проявляется влияние индуктивностей выводов, межэлектродных емкостей, потерь в материале электродов (Федоров Н.Д. Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы. - М., атомиздат, 1979 г., с.5-9; Вамберский М.В. Передающие устройства СВЧ. - М., Высшая школа, 1984 г., с.14-111). Также с целью применения передатчика на РЛС для вертолетов возникает требование его миниатюризации. Для обнаружения опасных для полета препятствий по направлению полета вертолета, проводов линии электропередач, требуется высокая разрешающая способность РЛС, а значит, жесткие требования к параметрам усиливаемых импульсов.

ЛБВ по совокупности важнейших параметров, включая полосу пропускания рабочих частот, коэффициент усиления, среднюю мощность, КПД, высокую стабильность частоты и фазы, низкий уровень шумов, значительное ослабление уровня выходного сигнала в паузе между импульсами, прочность и компактность конструкции, превосходят другие виды усилительных устройств СВЧ. Главным преимуществом ЛБВ является возможность получать усиление в широкой полосе рабочих частот (Кукарин С.В. Электронные СВЧ-приборы. - М., Радио и связь, 1981 г., с.64-100; Кацман Ю.А. Приборы СВЧ. - М., Высшая школа, 1983 г., с 196-264; под редакцией Скольника М. Справочник по радиолокации, т.3, М., Советское радио, 1979 г., с.7-127).

Поэтому в качестве выходного усилительного каскада передатчика использована малогабаритная, специально разработанная для восьмимиллиметрового диапазона длин волн импульсная ЛБВ типа О с динамическим управлением электронным потоком, низким уровнем шума, со спиральной замедляющей системой для получения широкой полосы рабочих частот, устойчивой к воздействию механических и климатических факторов группы 2Ус ГОСТ РВ 20.39.414.1-97. В данной ЛБВ значительно увеличена жесткость конструкции. Габаритные размеры ЛБВ не более 205×65,5×37 мм, масса не более 660 г, выходная мощность не менее 18 Вт. Полоса частот, в пределах которой изменения коэффициента усиления не превышают заданных пределов, определяется качеством согласования замедляющей системы на входе и выходе ЛБВ. Для усиления входного СВЧ-сигнала в ЛБВ необходимо, чтобы электронный поток в ЛБВ, созданный электронной пушкой, длительно взаимодействовал с входным электромагнитным полем СВЧ-сигнала.

Для длительного взаимодействия электронов с электромагнитным полем необходимо соблюдать условие синхронизма:

V_о>v_ф на 5-10%

v_ф - фазовая скорость волны, V_o - начальная скорость электронов. Это приводит к очень жестким тр