Способ корректировки фазового сдвига в усилительном многорезонаторном клистроне

Способ корректировки фазового сдвига в усилительном многорезонаторном клистроне

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресйублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

// т д. Г ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.12.79 (21) 2695744/18-25 (51) М. КЛ.З с присоединением заявки ¹â€”

Н 01. д 25/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (ЮЗ) УДК 621.385. .6(088.8) Опубликовано 300782. Бюллетень No 28

Дата опубликования описания 300782 (72) Авторы изобретения

В.И. Пасманник и В.Ч Сах (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОРРЕКТИРОВКИ ФАЗОВОГО СДВИГА

В УСИЛИТЕЛЬНОМ МНОГОРЕЗОНАТОРНОИ

КЛИСТРОНЕ

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к способу повышейия стабильности фазового сдвига усилителей СВЧ-типа, например, в усилительном клистроне.

Для стабилизации фазового сдвига усилителей необходима стабилизация источников питания, прежде всего, анодного напряжения, которое больше других источников питания влияет на величину фазового сдвига ° Так, например, при изменении анодного напряжения на 1% изменение фазового сдвига выходного сигнала составляет несколько десятков градусов у ЛБВ и около десяти градусов и более у клистрона в зависюлости от рабочей полосы частот и коэффициента усиления. Чтобы получить требуемую для современных о

РЛС стабильность фазового сдвига 0,1, стабильность анодного напряжения должна быть около 10 . Обеспечение такой стабильности анодного напряжения, особенно в условиях импульсной работы приборов с переменной скважностью, представляет значитель-. ные техйические трудности и приводит к росту объема и веса источника анодного напряжения.

Известен способ корректировки фазовых различий параллельно работающих ЛБВ, который заключается в ответвлении части выходного сигнала усилителя, сравнении выходного сигнала с сигналом, прощедшим эталонную систему, получении электрического напражения, пропорционального разности фаз сравниваемых сигналов, и использовании полученного напряжения для управления фазосдвигающим устройством, расположенным перед входом

ЛБВ В3

Недостатки известного способа заключаются в малом быстродейотвии, связанном с работой низкочастотной части цепи обратной связи, и сложности этой цепи.

Наиболее близким к предлагаемому является способ корректировки фаэово" го сдвига:в приборе с использованием отрицательной обратной связи между входом и выходом усилителя, при котором ответвляется часть мощности

25 в диого си ла поср дством элементов связи и подается на вход прибора в противофазе с входным сигналом. Быстродействие это1о способа составляет несколько периодов СВЧколебаний, т.е. достаточно высоко, 947927 натора, U — напряжение корректирующего сигнала, возникающего в устройстве сложения при дестабилизации.

Если система клистрона с обратными связями настроена указанным выше способом, то при номинальном режиме, 60

65 и цепь обратной связи относительно проста С27.

Однако повышение втабильности фазового сдвига в приборе сопровождается уменьшением коэффициента усиления. ввиду того, что напряжение 5 сигнала обратной raÿçè вычитается из напряжения входного сигнала. Потери в коэффициенте усиления увеличиваются с приближением к полной компенсации фаэовой нестабильности прибора.

Цель изобретения — уменьшение потерь коэффициента усиления в клистроне.

Поставленная цель достигается эа счет тогб, что дополнительно ответвляют часть сигнала промежуточного резонатора, один иэ ответвленных сигналов пропускают через первый фазовращатель, складывают ответвленные сигналы в устройстве сложения, суммарный сигнал выводят из устройства сложения, пропускают через второй фазовращатель и подают на вход клистрона, величины сигналов, подаваемых на устройство сложения сигналов посредством регулировки элементов связи, осуществляющих ответвление сигналов, подбирают равными при номинальном режиме работы клистрона, а фазы посредством регулировки базо- 30 вращателя, включенного между элемен. том связи и суммирующим устройством,— противоположными так, чтобы амплитуда суммарного сигнала на выходе устройства сложения при номинальном ре- 35 жиме работы была равна нулю, затем меняют ускоряющее напряжение, создавая искусственную дестабилизацию режима работы, и, вызывая изменение о сдвига фазы в клистроне на несколь- 40 ко десятков градусов при разомкнутой обратной связи, а также регулируя фаэовращатель, включенный между устройством сложения и входным резонатором, подбирают фазу сигнала, выходящего из устройства сложения так, чтобы измеритель сдвига фазы, включенный между входом и выходом клистрона, показывал наименьшее иэменениесдвига фазы в клистроне.

На фиг. 1 и 2 показаны векторные диаграммы напряжений, на фиг. 3— схема устройства для реализации предлагаемого способа.

На фиг. 1 и 2 17„обозначает напря-. жение на зазоре 1-го резонатора,иахнапряжение входного сигнала, Овца- напряжение ответвлений части выходного сигнала,0 - напряжение ответвленной вам. части сигнала из промежуточного резоработы (фиг.1) напряжение на зазоре первого резонатора определяется только входной мощностью Ц„ = U„„, и коэффициент усиления клистрона с обратными связями равен коэффициенту усиления клистрона беэ обратных связей. При возникновении дестабилизации, приводящей к изменению сдвига фазы выходного сигнала на угол, фаза сигнала в промежуточном резонаторе изменяется на величину eL<9 так как расстояние от входного до промежуточного резонатора меньше, чем до выходного резонатора. Фазовый сдвиг Y напряжений на зазорах резонаторов, расположенных вдоль длины прибора, ориентировочно определяется соотношением як е ф — н, где 1. — рабочая частота;

E — - расстояние от входного резонатора; е

m — отношение заряда к массе электрона

Ub- анодное напряжение.

Из выражения (1) видно, что при изменении анодного напряжения боль шим расстоянием соответствует больший фазовый сдвигe

В режиме работы прибора, отличном от номинального (фиг.2), U„ f Usx, вектор напряжения на зазоре первого резонатора сдвинут по фазе на угол, величина которого противоположна по знаку сдвигу фазы выходного напряжения, вследствие чего происходит компенсация фазового ухода. В этом случае вместо промежуточного резонатора может быть использован. входной резонатор.

Способ осуществляется следующим образом.

Часть сигнала выводят из выйодного резонатора 1 и промежуточного резонатора 2 (фиг.3) и подают на устройство 3 сложения, причем ответвленный иэ выходного резонатора посредством элемента связи 4 сигнал предварительно пропускается через фазовращатель 5.

Иэ устройства сложения сигнал подается через фаэовращатель 6 и тройник 7 на входной,резонатор 8. В качестве устройства сложения может быть использован тройник или объемный резонатор с тремя отводами для связи с выходным, промежуточным и входным резонатбром. Устройство сложения включает элемент связи с детектором и индикатор уровня продетектированного сигнала для удобства настройки системы.

Настройка может быть проведена следующим образом:

947927 попеременно регулируя связь 4 с выходным резонатором б и фазовращателем 5, добиваются, чтобы ток детектора был равен нулю. При этом

ВЧ-поле в устройстве сложения равно нулю) 5 фиксируя с помощью фазометра 9 сдвиг фазы в HQMHHBJIbHoM режиме клистрона, меняют ускоряющее напря- жение и, регулируя фазовращатель

7, добиваются наименьшего измене- )0 ния сдвига фазы з приборе по отношению к сдвигу фазы в номинальном режиме. При этом фаза напряжения. суммарного корректирующего сигнала по отношению к входному сигналу сдвинута на 90 в сторону, противоположную изменению фазы при дестабилизации.

Поскольку в номинальном режиме корректирующий сигнал равен цулю, то при использовании предлагаемого способа потери коэффициента усиления в номинальном режиме отсутствуют.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить потери коэффициента усиления, а также снизить требования к стабильности источников питания, что приводит к уменьшению объема веса и стоимости источниI

30 ков питания клистронов.

Формула изобретения

Способ корректировки фазового сдви35

ra в усилительном многорезонаторном клистрбне путем ответвления посредством элементов связи части выход-. ного сигнала для обратной связи между выходом и входом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потерь коэффициента усиления, дополнительно ответвляют часть сигнала промежуточного резонатора, один из ответвленных сигналов пропускают через первый фазовращатель, складывают ответвленные сигналы в устройстве сложения, суммарный сигнал через второй фазовращатель .подают на вход клистрона, регулировкой элементов связи устанавливают в номинальном режиме работы клистрона амплитуды сигналов, подаваемых на устройство сложения, равными, а фазы посредством регулировки фазовращателя, включенного между элементами связей и устройством сложения, - противоположными, затем меняют ускоряющее напряжение до получения изменения фазового сдвига в клистроне и, регулируя второй ф зовращатель, включенный между устройством сложения и выходньм резонатором, подбирают фазу сигнала, выходящего из устройства сложения так, чтобы изменение фазового сдвига в клистроне было наимень.шим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 395&184 кл. 328155, опублик. 1976.

2. Автоматическая подстройка фазового набега в усилителях. Под ред.

М.В. Капранова, М., "Советское радио", 1972 (прототип).

947927

L Îë огас

9Ъе 8

Составитель С. Шитов

Редактор А ° Огар Техред Л; Пекарь Корректор,B. сутяга .аказ 663 Тираж 6 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Филиал