RU16238U1

RU16238U1 - AMPLIFIER

Info

Publication number: RU16238U1
Application number: RU2000105050/20U
Authority: RU
Inventors: В.М. Лебедев; М.И. Суворинов; А.Д. Пузиков; Ю.И. Зеленюк; Г.Н. Колодько; Б.Г. Михирев
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2000-12-10

Description

Усилитель мощностиAmplifier

Заявляемая полезная модель относится к нмнульсным усилителям СВЧ мощности и может применяться в радиосвязи, радионавигации, радиолокации и других областях техники.The inventive utility model relates to nm-wave amplifiers of microwave power and can be used in radio communications, radio navigation, radar and other areas of technology.

Известные из уровня техннкн усилители СВЧ мощности на усилительных клистронах или ламнах бегущей волны (ЛЕВ), например 1, 2, 3, 4, 5, 6, работают в импульсном режнме на одной несущей частоте, в основном на одной частоте новторення и скважности. Это ограничнвает область их применения.Microwave power amplifiers known from the technical level on amplifying klystrons or traveling wave lams (LEV), for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, operate in a pulsed mode at one carrier frequency, mainly at the same frequency as the new and the duty cycle. This limits their scope.

Наиболее близким но совокупности существенных признаков к полезной модели является импульсный усилитель мощности на ЛЕВ, который выбран в качестве прототипа 5.The closest but a combination of essential features to a utility model is a pulsed power amplifier on the LEO, which is selected as prototype 5.

Целью изобретения является расширение функцнональных возможностей уснлнтеля СВЧ мощностн: по длительности, частоте новторення, комбииации импульсов по длительности, частоте повторения и комбииации иесущих частот в импульсах.The aim of the invention is the expansion of the functional capabilities of the microwave power amplifier: in duration, frequency of innovation, pulse combination in duration, repetition rate and combination of the existing frequencies in the pulses.

Ожидаемый от иснользования полезной модели технический результат достигается тем, что в усилителе мощности, содержащем ЛЕВ 1, коллекторный вывод которой подключеи к положительной шнне коллекторного источника нитания 2, отрнцательная шина которого нодключена к катоду ЛЕВ, анодный источннк питання 3 н источиик питания модулятора 4 применены следующне схемно-техннческие решения: отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шииой коллекторного источннка нитання, положительная шина анодного источника питания соединена с ноложительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора 5, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющнй вход - с регулирующнм выходом делителя напряжения 6, один вывод которого соединен с катодом ЛЕВ, а второй - с корпусом. Общнй вывод нсточника питания модулятора соедииен с катодом ЛЕВ, отрицательная шина нсточника питання модулятора соединена с выходом первого ключа 7, аThe technical result expected from the use of the utility model is achieved by the fact that in the power amplifier containing LEO 1, the collector output of which is connected to the positive pin of the collector power source 2, the negative bus of which is connected to the LEO cathode, the anode power supply 3 n of the power source of modulator 4 is applied as follows schematic and technical solutions: the negative busbar of the anode power source is connected to the positive side of the collector source of the nitanne, the positive busbar of the anode power source with it is single with the positive terminal of the control stage of the high-voltage stabilizer 5, the negative terminal of which is connected to the housing, and the control input is with the regulatory output of the voltage divider 6, one terminal of which is connected to the LEO cathode, and the second to the housing. The common output of the power source of the modulator is connected to the LEO cathode, the negative bus of the power source of the modulator is connected to the output of the first key 7, and

H03F3/58H03F3 / 58

положительная шина - с входами питания второго 8 и третьего 9 ключей. Вход первого ключа соединен с выходом третьего ключа, второй управляющей сеткой ЛЕВ и через разделительиый диод 10 с первой управляющей сеткой ЛЕВ, которая соединена с анодом разделительного диода, с выходом второго ключа 8, который через разрядный резистор 11 соединен с выходом первого ключа. Управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого пускового устройства 12, вход которого соединен с первым выходом коммутатора 13. Управляющнй вход второго ключа соедннен с выходом второго пускового устройства 14, вход которого соединен с первым входом коммутатора 13. Управляющий вход третьего ключа соединен с выходом третьего пускового устройства 15, вход которого соединен с выходом инвертора 16, вход которого соединен с разьемом запуска «длинных импульсов 17 и вторым входом коммутатора 13, а первый вход коммутатора соединен с разьемом запуска «коротких импульсов 18.positive bus - with power inputs of the second 8 and third 9 keys. The input of the first key is connected to the output of the third key, the second LEV control grid and through the dividing diode 10 with the first LEV control grid, which is connected to the anode of the separation diode, with the output of the second key 8, which is connected through the discharge resistor 11 to the output of the first key. The control input of the first key is connected to the output of the first starting device 12, the input of which is connected to the first output of the switch 13. The control input of the second key is connected to the output of the second starting device 14, the input of which is connected to the first input of the switch 13. The control input of the third key is connected to the output of the third a starting device 15, the input of which is connected to the output of the inverter 16, the input of which is connected to the start connector of the "long pulses 17 and the second input of the switch 13, and the first input of the switch is connected to the connector start "short pulses 18.

На чертеже Фиг.1 представлена функниоиальная электрическая схема импульсного усилителя СВЧ мощностн на ЛЕВ. На Фиг.2 представлены эпюры напряжепия.In the drawing, Fig. 1 shows a functional electric circuit of a pulsed microwave power amplifier on LEO. Figure 2 presents the plot of tension.

Нредлагаемое устройство работает следующим образом. Коллекторный источиик ннтания 2 включеи последовательно с анодным источником питания 3 и высоковольтным стабилизатором 5. Нри этом на катод ЛЕВ поступает стабилизированное высокое нанряжение относительно замедляющей системы ЛЕВ 1, соединенной конструктивно с корну сом усилителя. При таком питании обеспечивается стабильность работы ЛЕВ и работа коллекториого источника с рекуперацией энергии. Оптимальиое напряжение на катоде ЛЕВ устанавливается нотенциометром делителя напряжения 6. Нсточник питания модулятора 4 имеет двух полярное питание относительио общей точки, имеющей соедииение с катодом ЛЕВ. Модулятор, образованный ключами 7, 8, 9, источником питання модулятора 4, первым, вторым и третьим пусковыми устройствами, коммутатором и иивертором, в паузе меязду импульсами выдает па обе управляющие сетки ЛЕВ отрицательное смещеиие через открытый первый ключ 7 и развязывающий диод 10. Нри этом ток луча в ЛЕВ отсутствует, ЛЕВ закрыта отрицательиым напряжением смещения. На Фиг.2The proposed device operates as follows. The collector source of power 2 is connected in series with the anode power source 3 and the high-voltage stabilizer 5. At the same time, stabilized high voltage enters the LEV cathode relative to the LEV 1 retarding system, which is structurally connected to the amplifier root. With this power supply, the stability of the LEO and the work of a collector source with energy recovery are ensured. The optimum voltage at the LEV cathode is set by the notifier of the voltage divider 6. The power supply of the modulator 4 has two polar power supply relative to a common point that is connected to the LEO cathode. The modulator, formed by the keys 7, 8, 9, the power supply of the modulator 4, the first, second and third starting devices, the switch and the ivertor, pauses between the LEV control grids with negative bias through the open first key 7 and the decoupling diode 10. When connecting In this case, the beam current in the LEO is absent, the LEO is closed by a negative bias voltage. 2

приведены эпюры напряжений на разъеме запуска «коротких нмнульсов 18 в первом режиме. На разъеме запуска «длинных импулъсов 17 во втором и третъем режимах. Ключи модулятора находятся под высокнм потенциалом катода и управляющих сеток ЛЕВ. Поэтому запуск модулятора от низко потенциалъных разъемов запуска осуществляется через специалъные устройства, которые называются нусковымн устройствами. Пусковые устройства обеспечивают развязку по потепцналу и передачу нмпулъсов запуска на модулятор. Для запуска нсполъзуют различные способы: через трансформатор, конденсатор, высокочастотный трансформатор н детектор, оптическую связь с преобразованием сигнала в электрические импулъсы и др. способы. Па усилитель импульсной СВЧ мощности ностунают внешнне имнульсы запуска на разъемы «коротких 18 н линных 17 импульсов. «Короткие импульсы поступают на вход второго нускового устройства 14 и нервый вход коммутатора 13. «Длинные импульсы ностунают на вход инвертора 16 н второй вход коммутатора 13. С выхода коммутатора импульсы поступают на вход первого пускового устройства, а с выхода инвертора на вход третьего пускового устройства 15. С выхода пусковых устройств нмнульсы зануска нос1упают на унравляющне входы соответствующнх электронных ключей. Модулятор обеспечивает работу в трех различных импульсных режимах. В первом режиме импульс запуска положительной полярности поступает на управляющий вход второго ключа 8, с выхода второго пускового устройства импульсы отрицательной полярности на управляющий вход первого ключа 7. При этом второй ключ открывается, а первый закрывается на время действия импульса. Па время действня «короткого импульса запуска с выхода второго ключа и открытый разделительный диод 10 имнульс положительной полярности поступает соответственно на первую и вторую управляющие сетки ЛЕВ. Па время действия имнульса возникает ток луча и возникает мощность СВЧ на выходе ЛЕВ нрн условни мощности на входе ЛЕВ. По окончанин импульса ЛЕВ закрывается отрицательным напряжением смещения. Во втором режиме длинный нмпульс положительной полярности с выхода третьего пускового устройства поступает на управляющий вход третьего ключа 9 н отрнцательной полярностиvoltage plots on the trigger connector of “short nmulses 18 in the first mode are shown. On the trigger connector "17 long pulses in the second and third modes. The modulator keys are under the high potential of the cathode and LEV control grids. Therefore, the start of the modulator from the low potential launch connectors is carried out through special devices called trigger devices. Starting devices provide thermal isolation and transfer of start pulses to the modulator. Various methods are used to start: through a transformer, a capacitor, a high-frequency transformer and a detector, optical communication with the conversion of a signal into electrical pulses, and other methods. Pa pulsed microwave power amplifier externally nostuny start pulses on the connectors "short 18 n line 17 pulses. “Short pulses are fed to the input of the second trigger device 14 and the nerve input of the switch 13.“ Long pulses are nostun to the input of the inverter 16 n the second input of the switch 13. From the output of the switch, the pulses are fed to the input of the first starting device, and from the inverter output to the input of the third starting device 15. From the output of the triggering devices, the null pulses of the horn go to the input inputs of the corresponding electronic keys. The modulator provides operation in three different pulse modes. In the first mode, the trigger pulse of positive polarity goes to the control input of the second key 8, from the output of the second starter, the pulses of negative polarity go to the control input of the first key 7. In this case, the second key is opened and the first is closed for the duration of the pulse. Pa the valid time of the “short start pulse from the output of the second key and the open diode 10, an impulse of positive polarity arrives at the first and second control grids LEO, respectively. For the duration of the action of the pulse, a beam current arises and a microwave power arises at the output of the LEV nr conditional power at the input of the LEO. At the end of the pulse, the LEV is closed by a negative bias voltage. In the second mode, a long pulse of positive polarity from the output of the third starting device is fed to the control input of the third key 9 n negative polarity

«длинный импульс на управляющий вход нервого ключа 7 с выхода нервого пускового устройства. При этом третей ключ 9 открыт, а первый ключ 7 закрыт. Импульс положительной полярпости через открытый третий ключ поступает на вторую управляющую сетку ЛЕВ. При работе во втором режиме ток луча ЛЕВ меньше, чем в первом режиме. Одновременно ЛЕВ может работать на другой несущей частоте, чем в первом режиме. В паузе межку импульсами третий ключ 9 закрыт, первый ключ 7 открыт и напряжепие смещения поступает на обе сетки ЛЕВ. Разрядный резистор 11 служит для разряда паразитиой емкости па выходе первого ключа при работе во втором и третьем режимах. В третьем режиме происходит чередоваине «коротких и да1ннных импульсов. При этом на управляющий вход второго ключа 8 ноступают только «короткие импульсы, а во время «длинного импульса он закрыт, на управляющий вход третьего ключа на время действия щлинных нмпульсов поступают отрицательные импульсы. В третьем режиме с выхода второго ключа 8 поступают «короткие импульсы па обе сетки JD5B, а при поступлении «длинного импульса с выхода третьего ключа 9 липный импульс поступает на вторую сетку ЛЕВ. Во время действия «длинных и «коротких импульсов первый ключ закрыт, а в паузе он открыт н напряжение смещения поступает на обе управляющие сетки ЛЕВ."A long pulse to the control input of the nerve key 7 from the output of the nerve trigger device. In this case, the third key 9 is open, and the first key 7 is closed. The pulse of positive polarity through the open third key enters the second control grid LEV. When working in the second mode, the beam current LEO is less than in the first mode. At the same time, LEO can operate at a different carrier frequency than in the first mode. In a pause between pulses, the third key 9 is closed, the first key 7 is open and the bias voltage is applied to both networks of the LION. The discharge resistor 11 serves to discharge a parasitic capacitance at the output of the first key when operating in the second and third modes. In the third mode, alternating “short and given pulses” occur. In this case, only “short pulses” arrive at the control input of the second key 8, and during the “long pulse” it is closed, negative pulses arrive at the control input of the third key for the duration of the split pulses. In the third mode, “short pulses on both JD5B grids come from the output of the second key 8, and when a“ long pulse comes from the output of the third key 9, the sticky pulse arrives at the second LEV grid. During the action of "long and" short pulses, the first switch is closed, and in the pause it is open and the bias voltage is supplied to both control grids of the LEO.

Па Фиг.2 прнведеиы следующие эпюры напряжения:Pa Figure 2 prnvedey following voltage plots:

19, 20 - импульсы запуска на разъемах «коротких и щлннных нмпульсов в первом режиме,19, 20 - start pulses on the connectors of "short and main pulses in the first mode,

21, 22 - импульсы запуска на разьемах во втором режиме, 23,24 - импульсы запуска на разьемах в третьем режиме, 25, 26, 27 - импульсы запуска с выхода первого, второго и третьего пусковых устройств, 29, 28 - модулирующие импульсы на первой и второй сетках ЛЕВ.21, 22 - start pulses on the connectors in the second mode, 23.24 - start pulses on the connectors in the third mode, 25, 26, 27 - start pulses from the output of the first, second and third starting devices, 29, 28 - modulating pulses on the first and the second grid LEO.

Таким образом, ЛЕВ управляется модулятором в трех различных режимах и обеспечивает усиление СВЧ мощности в диапазоне частот. Усиление СВЧ мощиости в режимах «коротких и линных импульсов может происходить на разных несущих частотах. Это позволяет расширить функциональные возможности по использоваиию усилителей импульспой СВЧ мощности.Thus, the LEO is controlled by the modulator in three different modes and provides amplification of microwave power in the frequency range. The amplification of microwave power in the regimes of “short and linear pulses can occur at different carrier frequencies. This allows you to expand the functionality of the use of amplifiers pulsed microwave power.

Изготовление предлагаемого усилителя импульсной мощности может быть осуществлено промышленным способом на комплектующих элементах, выпускаемых отечествепной промышленностью.The manufacture of the proposed pulse power amplifier can be carried out industrially using components manufactured by the domestic industry.

Источники информацииSources of information

1.Иередающие устройства СВЧ, Вамбергский М.В. и др. Издательство «Высшая школа, 1984 г., стр. 9,14, 3151. Microwave transmitters, M.Vambberg and other Publishing House "Higher School, 1984, p. 9.14, 315

2.Справочннк по радиолокации под ред. Скольник М., том 3, Изд. Москва «Советское радио, 1979 г., стр.36,105,1092. Reference on radar ed. Skolnik M., Volume 3, Ed. Moscow "Soviet Radio, 1979, p. 36,105,109

3.Авторское свидетельство СССР №1107284, ИОЗРЗ/58, Импульсный усилитель мощности на ЛЕВ3. USSR Certificate of Authorship No. 1107284, IOZRZ / 58, Switching Power Amplifier on LEO

4.Авторское свидетельство СССР №1258276 ДСП, H03F3/58,4. The author's certificate of the USSR No. 1258276 chipboard, H03F3 / 58,

Импульсный усилитель мощности на ЛЕВPulsed power amplifier on LEO

5.Патент СССР №1833514, кл.ПОЗЗ/58, Еюл. №29/93 г. Импульсный усилитель мощности на ЛЕВ5. USSR patent No. 1833514, class POZZ / 58, Eyul. No. 29/93, Pulsed power amplifier on LEO

6.Радиопередающие устройства под ред. В.В.Шахгильдяна. изд. «Радио и связь, 1996 г., стр. 518 - 5216. Radio transmitting devices, ed. V.V.Shahgildyan. ed. “Radio and Communications, 1996, pp. 518-521

Claims

A pulsed microwave power amplifier containing a traveling wave lamp (TWT), the collector output of which is connected to the positive bus of the collector power source, and the negative bus of the collector power supply is connected to the TWT cathode, an anode power source, characterized in that the negative bus of the anode power source is connected with the positive busbar of the collector power supply, the positive busbar of the anode power supply connected to the positive terminal of the control stage of the high voltage stabilizer, o the negative terminal of which is connected to the housing, and the control input with the regulating output of the voltage divider, one terminal of which is connected to the TWT cathode, and the second to the housing, the common output of the modulator power supply is connected to the TWT cathode, the negative bus of the modulator power supply is connected to the output of the first key and the positive bus is connected to the inputs of the second and third keys, the input of the first key is connected to the output of the third key, the second TWT control grid and, through the isolation diode, with the first TWT control grid, which is connected inena with the anode of the separation diode, with the output of the second key n through the discharge resistor with the output of the first key, the control input of the first key is connected to the output of the first starting device, the input of which is connected to the output of the switch, the control input of the second key is connected to the output of the second starting device, the input of which connected to the first input of the switch and the connector of "short" pulses, the control input of the third key is connected to the output of the third starting device, the input of which is connected to the output of the inverter, the inverter input ora is connected to the connector run "long" pulses and a second input of the switch.