RU1810988C - Формирователь импульсов - Google Patents

Abstract

Использование: в области электроники СВЧ и предназначен дл  преобразовани  высокочастотных колебаний метрового диапазона в мощные радиоимпульсы наносекун- дной длительности. Сущность изобретени : формирователь включает: СВЧ генератор 1, элемент 2 возбуждени , внешний проводник 3, центральные проводники 4, 5, 7, зако- рачивающую стенку 6, коммутатор 8. Отличием изобретени   вл етс  то, что коаксиальный накопительный объем, коммутатор и выходной тракт размещаетс  в общем цилиндре,  вл ющимс  общем внешним проводником, что позвол ет уменьшить габариты формировател  в метровом диапазоне длин волн. 2 ил.

Description

Фиг Л

Предлагаемое изобретение относитс  к технике СВЧ и предназначено дл  формировани  мощных высокочастотных импульсов дл  целей радиолокации, исследовани  газового разр да и плазмы.

Цель изобретени  - уменьшение габаритов в метровом диапазоне длин волн.

Схематически предлагаемое устройство представлено на фиг. 1, где обозначено: 1 - возбуждающий СВЧ генератор; 2 - элемент возбуждени ; 3 - внешний проводник резонатора и выходного коаксиального тракта; 4,5- центральные проводники отрезка дву- проводной коаксиальной линии; б - торцева  закорачивающа  стенка; 7 - центральный проводник выходной коаксиальной линии; 8 - коммутатор.

Выход СВЧ генератора 1 соединен с элементом св зи 2 накопительного коаксиального резонатора, который образован внешним цилиндрическим проводником 3 и двум  центральными проводниками 4 и 5 длиной L п Я /2, где Я - длина волны, п - целое число. Оба центральных проводника 4 и 5 соединены с одной стороны резонатора с центральным проводником у коаксиальной выходной линии, коммутатор 8 расположен на рассто нии Я/4 от торцевой стенки 6.

Устройство работает следующим образом .

Электромагнитна  волна, поступающа  от генератора 1 к элементу св зи 2, возбуждает в отрезке двупроводной линии электромагнитное поле. Дл  того, чтобы выполн лось условие резонанса дл  отрезка длиной L, волна, бегуща  от элемента возбуждени  2, должна отражатьс  от области соединени  проводников 4 и 5 с проводником 7. В устройстве это выполнимо дл  противофазной волны двупроводной коаксиальной линии, эпюры пол  которой изображены на фиг. 2, а. Наиболее устойчивое возбуждение противофазной волны происходит при использовании расположенной в центре торцевой стенки петли 2, плоскость которой совпадает с плоскостью расположени  двух центральных проводников 4 и 5.

При A.2L/n во врем  переходного процесса At (3-4)г амплитуда колебаний в резонансном отрезке увеличиваетс , и после достижени  напр женности пол  своего максимального значени  включаетс  коммутатор 8, управл емый высоковольтными импульсами от блока запуска. Так как коммутатор расположен на рассто нии Я /4 от .торцевой стенки бив плоскости расположе- нм  обоих проводников 4 и 5, при его срабатывании плазмой разр да замыкаетс  промежуток в пучности электрического пол  между внешним проводником 3 и ближним центральным проводником 5. Эффективна 

отражающа  плоскость дл  сто чей волны, установившейс  вдоль проводника 5, переноситс  в область разр да. Фаза бегущей волны, распростран ющейс  вдоль проводника 5 к выходной коаксиальной линии, изменитс  на л, и в области соединени  проводников 4 и 5 с проводником 7 будут складыватьс  синфазные волны. Структура волны в двухпроводной линии, распростран ющейс  к соединению проводников 4 и 5

после коммутации, представлена на фиг. 2 в. Рассматрива  отдельно волны, бегущие по проводникам 4 и 5, можно заключить, что в выходной линии они не будут взаимно компенсироватьс , и в нагрузку будет распростран тьс  суммарна  волна ТЕМ вида. Длительность импульса выходного излучени  составит 2 L/C, где - скорость света.

Дл  того, чтобы во внутреннем объеме резонансного отрезка не возникало дополнительных отражений во врем  возбуждени  при регулировке длины разр дного зазора, коммутатор должен быть расположен на внешнем цилиндрическом проводнике.

Таким образом, уменьшение габаритов

по сравнению с другими известными формировател ми достигаетс  за счет совмещени  накопительного объема, коммутатора и выходного тракта в общем цилиндре,  вл ющемс  общим внешним проводником.

Размер внешнего проводника определ ет поперечный размер накопительного объема в за вл емом устройстве, в то врем  как в других известных формировател х минимальный поперечный размер равен длине

закороченного плеча Т-образного соединени , который в метровом диапазоне не менее 50 см.

Согласование падающей синфазной волны двупроводной линии и выходной линии

достигаетс  при равенстве волновых сопротивлений двух участков, рассчитываемых с помощью известных соотношений дл  синфазной волны двупроводной лиИии:

50

p 30lr

R - (di/2)4 bR3di

где R - радиус поперечного сечени  внеш- него проводника,

di - рассто ние между ос ми двух центральных проводников,

b - радиус поперечного сечени  центральных проводников; дл  ТЕМ волны коаксиальной линии:

R

p 60lny ,

где г - радиус поперечного сечени  центрального проводника.

Формирователь с рабочей частотой 150 МГц будет иметь следующие размеры: R 45 мм, Ь 9 мм, d 1 30 мм. Длина резонансного отрезка может составл ть L 1 м или L 2 м, Коммутатор расположен на рассто нии 50 см от торцевой закорачивающей стенки. Выходна  лини  имеет такой же размер внешнего проводника R 45 мм, а диаметр центрального проводника - г 16,6 мм.

Предлагаемое изобретение имеет значение в св зи с созданием в насто щее врем  компактных передвижных радиолокационных станций, в которых передатчиками  вл ютс  источники сверхширокополосных СВЧ импульсов,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Формирователь импульсов, содержащий СВЧ генератор, выход которого соединен с накопительным резонатором, в состав которого входит перва  коаксиальна  лини , замкнута  на одном конце, котора   вл етс  первым плечом коаксиального тройника, второе плечо которого образовано второй коаксиальной линией, и коммутатор, который расположен на рассто нии Л/4 (где Я - длина волны) от закорачивающей стенки, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов при работе в метровом диапазоне длин волн, в состав накопительного резонатора введена втора  коаксиальна  лини , котора  расположена параллельно первой коаксиальной линии, и

   5 которые имеют общий наружный цилиндрический проводник, конец которой замкнут, плоскость замыкани  которой совпадает с плоскостью замыкани  первой коаксиальной линии и котора  имеет длину, одинаковую с

   0 первой коаксиальной линией, равную пЛ/ /2, где п - целое число, причем коммутатор расположен на наружном цилиндрическом проводнике накопительного резонатора.

   Фиг. 1