RU2208909C2 - Shf transmitter - Google Patents
Shf transmitter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208909C2 RU2208909C2 RU2002127481A RU2002127481A RU2208909C2 RU 2208909 C2 RU2208909 C2 RU 2208909C2 RU 2002127481 A RU2002127481 A RU 2002127481A RU 2002127481 A RU2002127481 A RU 2002127481A RU 2208909 C2 RU2208909 C2 RU 2208909C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- key
- modulator
- power source
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к СВЧ передатчикам и усилителям и может быть использовано в радиолокации, радиосвязи, радионавигации и других отраслях техники. The invention relates to microwave transmitters and amplifiers and can be used in radar, radio communications, radio navigation and other industries.
Известен передатчик СВЧ, включающий задающий генератор с перестраиваемой частотой, усилитель СВЧ, выполненный на лампе бегущей волны, развязывающие элементы, источник питания и нагрузку (см., Вамбергский М.В. и другие. Передающие устройства СВЧ, Высшая школа, 1984, с.9-14, 315). A well-known microwave transmitter, including a master oscillator with a tunable frequency, a microwave amplifier made on a traveling wave lamp, decoupling elements, a power source and a load (see, Vambergsky MV and others. Microwave transmitters, Higher School, 1984, p. 9-14, 315).
Недостатком такого передатчика является то, что в диапазоне частот нет согласования по оптимальной мощности и нет эффективной системы отвода тепла. The disadvantage of such a transmitter is that in the frequency range there is no agreement on the optimal power and there is no effective heat removal system.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является прибор СВЧ, содержащий замкнутый жидкостной контур, включающий емкость с охлаждающей жидкостью, систему подводящих и отводящих трубопроводов, воздушный теплообменник, устройство съема тепла с охлаждаемого прибора СВЧ и насос для организации циркуляции охлаждающей жидкости (см. , книгу Иванова О.А., "Охлаждение аппаратуры РЛС", Москва, Воениздат, 1975, с. 36-38). The closest to the invention in terms of technical essence and the achieved result is a microwave device containing a closed liquid circuit including a tank with coolant, a system of inlet and outlet pipelines, an air heat exchanger, a device for removing heat from a microwave device to be cooled, and a pump for organizing the circulation of coolant (see ., the book of Ivanov OA, "Cooling radar equipment", Moscow, Military Publishing, 1975, S. 36-38).
Данный прибор СВЧ, например передатчик СВЧ, имеет систему охлаждения, которая позволяет интенсивно отводить тепло от охлаждаемого электронного прибора. Однако эффективность работы системы охлаждения и ее массогабаритные характеристики во многом зависят от параметров работы системы охлаждения, конструктивных особенностей конструктивных элементов, из которых состоит система охлаждения и их взаимосвязи. Только в этом случае удается достигнуть максимально возможной эффективности съема тепла с нагревающихся в процессе работы электронных приборов при минимально возможных габаритах и весе. При этом важно не просто рационально выполнить систему охлаждения, но оптимально расположить в ней блоки прибора СВЧ. This microwave device, such as a microwave transmitter, has a cooling system that allows you to intensively remove heat from a cooled electronic device. However, the efficiency of the cooling system and its overall dimensions largely depend on the parameters of the cooling system, the design features of the structural elements that make up the cooling system and their relationship. Only in this case, it is possible to achieve the maximum possible efficiency of heat removal from electronic devices that heat up during operation with the smallest possible dimensions and weight. At the same time, it is important not only to rationally execute the cooling system, but to optimally place the microwave device blocks in it.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности работы передатчика СВЧ путем улучшения отвода тепла от блоков передатчика СВЧ и улучшение массогабаритных характеристик передатчика СВЧ. The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency of the microwave transmitter by improving the heat removal from the blocks of the microwave transmitter and improving the overall dimensions of the microwave transmitter.
Указанная задача решается за счет того, что передатчик СВЧ содержит последовательно соединенные задающий генератор с перенастраиваемой частотой, P-i-n аттенюатор, управляемый от источника тока, и усилитель СВЧ, к входу управления которого подключен модулятор, дискриминатор частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход с управляющим входом источника тока, а также систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром, включающую емкость с охлаждающей жидкостью, систему из подводящего и отводящего трубопроводов, воздушный теплообменник и устройство съема тепла, причем емкость с охлаждающей жидкостью выполнена в виде трубы, со стороны одного из торцов в которой размещен температурный компенсатор, выполненный в виде сильфона, внутренняя полость которого сообщена с окружающим емкость пространством и со стороны этого торца емкость посредством отводящего трубопровода подключена через воздушный теплообменник к устройству съема тепла, внутри которого размещен усилитель СВЧ, выполненный на лампе бегущей волны, с наружной стороны устройства съема тепла размещены задающий генератор, P-i-n аттенюатор, источник тока, дискриминатор и модулятор, а со стороны противоположного торца в емкости размещен жидкостной насос, сообщенный всасывающей стороной с емкостью и подключенный нагнетательной стороной через подводящий трубопровод к устройству съема тепла, при этом воздушный теплообменник снабжен вентилятором, причем за вентилятором по ходу потока подаваемой им охлаждающей воздушной среды установлен делитель потока для подачи части охлаждающей воздушной среды на обдув задающего генератора, источника тока, дискриминатора, P-i-n аттенюатора и модулятора, теплообменник выполнен в виде спирального трубопровода с выполненными на наружной его стороне ребрами, наружная поверхность воздушного теплообменника составляет не менее 2000 см2, внутренний объем емкости с охлаждающей жидкостью не менее чем в два раза превышает внутренний объем остальных частей контура, объем внутренней полости сильфона составляет от 10 до 30% от внутреннего объема емкости с охлаждающей жидкостью, а охлаждающая жидкость имеет удельную теплоемкость не менее 0,7 кал/(г•oС).This problem is solved due to the fact that the microwave transmitter contains a serially connected master oscillator with a tunable frequency, a pin attenuator controlled from a current source, and a microwave amplifier, to the control input of which a modulator is connected, a frequency discriminator, the input of which is connected to the output of the master oscillator, and an output with a control input of the current source, as well as a closed-loop cooling system, including a tank with coolant, a system of inlet and outlet pipelines, air a heat exchanger and a heat removal device, the container with the coolant being made in the form of a pipe, on the side of one of the ends of which there is a temperature compensator made in the form of a bellows, the internal cavity of which is in communication with the space surrounding the container and from the side of this end the container through a discharge pipe connected through an air heat exchanger to a heat removal device, inside which a microwave amplifier is placed, made on a traveling wave lamp, on the outside of the heat removal device p the master oscillator, Pin attenuator, current source, discriminator and modulator are placed, and from the side of the opposite end in the tank there is a liquid pump communicated by the suction side with the tank and connected by the discharge side through the supply pipe to the heat removal device, while the air heat exchanger is equipped with a fan, and behind the fan along the flow of the cooling air supplied by it, a flow divider is installed to supply part of the cooling air to the blower of the master oscillator, of a current source, discriminator, Pin of the attenuator and modulator, the heat exchanger is made in the form of a spiral pipe with fins made on its outer side, the outer surface of the air heat exchanger is at least 2000 cm 2 , the internal volume of the tank with coolant is at least twice the internal volume of the remaining parts of the circuit, the volume of the internal cavity of the bellows is from 10 to 30% of the internal volume of the tank with coolant, and the coolant has a specific heat capacity of at least 0.7 cal / (g o C).
Усилитель СВЧ передатчика может быть выполнен в виде на лампе бегущей волны, содержит также анодный источник питания и источник питания модулятора, при этом коллекторный вывод лампы бегущей волны подключен к положительной шине коллекторного источника питания, отрицательная шина которого подключена к катоду лампы бегущей волны, отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания, положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход - с регулирующим входом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом лампы бегущей волны, а второй - с корпусом, общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом лампы бегущей волны, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с эмиттером первого ключа, а положительная шина - с коллекторами второго и третьего ключей, управляющий вход первого ключа соединен с последовательно включенными первым формирователем, первым детектором, первой высокочастотной катушкой, импульсным генератором, разъемом запуска "коротких" импульсов, коллектор первого ключа соединен с эмиттером третьего ключа, второй управляющей сеткой лампы бегущей волны и через разделительный диод с первой управляющей сеткой лампы бегущей волны, которая соединена с анодом разделительного диода, с эмиттером второго ключа, который через разрядный резистор соединен с эмиттером первого ключа, управляющий вход второго ключа соединен с последовательно включенными вторым формирователем, вторым детектором, второй высокочастотной катушкой, первым коммутатором, разъемом запуска "длинных" импульсов, управляющий вход третьего ключа соединен с последовательно включенными третьим формирователем, третьим детектором, третьей высокочастотной катушкой, вторым коммутатором и через инвертор с разъемом запуска "длинных" импульсов, выход импульсного генератора соединен с высокочастотными входами первого и второго коммутаторов. The microwave transmitter amplifier can be made in the form of a traveling wave lamp, it also contains an anode power source and a modulator power source, while the traveling wave lamp collector output is connected to the positive bus of the collector power source, the negative bus of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, negative bus the anode power supply is connected to the positive bus of the collector power supply, the positive bus of the anode power supply is connected to the positive terminal of the regulating high-voltage stabilizer, the negative output of which is connected to the housing, and the control input to the regulating input of the voltage divider, one output of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, and the second to the housing, the common output of the modulator power supply is connected to the traveling wave lamp cathode, negative the bus of the power source of the modulator is connected to the emitter of the first key, and the positive bus is to the collectors of the second and third keys, the control input of the first key is connected to the first connected in series a shaper, a first detector, a first high-frequency coil, a pulse generator, a “short” pulse start connector, a collector of the first key is connected to the emitter of the third key, the second control grid of the traveling wave lamp, and through a diode diode to the first control grid of the traveling wave lamp, which is connected to the anode a diode, with the emitter of the second key, which is connected through a discharge resistor to the emitter of the first key, the control input of the second key is connected to the second a shaper, a second detector, a second high-frequency coil, a first switch, a long pulse trigger connector, a third key control input connected to a third shaper, a third detector, a third high frequency coil, a second switch and through an inverter with a long pulse trigger, the output of the pulse generator is connected to the high-frequency inputs of the first and second switches.
Усилитель СВЧ передатчика может быть выполнен на лампе бегущей волны (ЛБВ), содержит также анодный источник питания, коллекторный вывод лампы бегущей волны подключен к положительной шине коллекторного источника питания, а отрицательная шина коллекторного источника питания подключена к катоду лампы бегущей волны, при этом отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания, положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход с регулирующим выходом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом лампы бегущей волны, а второй - с корпусом, общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом лампы бегущей волны, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с выходом первого ключа, а положительная шина - с входами второго и третьего ключей, вход первого. The amplifier of the microwave transmitter can be performed on a traveling wave lamp (TWT), also contains an anode power source, the collector output of the traveling wave lamp is connected to the positive bus of the collector power source, and the negative bus of the collector power supply is connected to the cathode of the traveling wave lamp, while the negative bus the anode power supply is connected to the positive bus of the collector power supply, the positive bus of the anode power supply is connected to the positive terminal of the control stage a high-voltage stabilizer, the negative output of which is connected to the casing, and the control input with the regulating output of the voltage divider, one output of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, and the second to the housing, the common output of the modulator power supply is connected to the cathode of the traveling wave lamp, negative source bus 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.
Модулятор передатчика СВЧ может быть выполнен в виде импульсного многорежимного модулятора, содержащего два последовательно соединенных выходных ключа, первый из которых входом соединен с положительной шиной источника питания, а второй - с нагрузкой, при этом модулятор работает на две нагрузки с запуском от источника внешних управляющих импульсов и содержит третий выходной ключ, два разрядных резистора, разделительный диод, коммутатор, формирователь, три пусковых устройства, каждое состоящее из последовательно соединенных согласующего устройства, светодиода, световода, фотодиода, ключевого усилителя и форсирующей цепи, соответственно управляющих выходными ключами, причем положительная шина источника питания соединена с входом третьего выходного ключа, выход которого соединен с катодом разделительного диода, входом второго выходного ключа, первым выводом первого разрядного резистора и второй нагрузкой, анод разделительного диода соединен с выходом первого выходного ключа, первым выводом второго разрядного резистора и первой нагрузкой, отрицательная шина источника питания соединена с вторыми выводами разрядных резисторов и выходом второго выходного ключа, первый выход источника внешних управляющих импульсов соединен с первым входом коммутатора, управляющего первым пусковым устройством, и формирователем, управляющим вторым пусковым устройством, второй выход источника внешних управляющих импульсов соединен со вторым входом коммутатора и входом третьего пускового устройства. The microwave transmitter modulator can be made in the form of a pulsed multi-mode modulator containing two series-connected output keys, the first of which is connected to the positive bus of the power source by the input, and the second is connected to the load, while the modulator operates on two loads with the external control pulses starting from the source and contains a third output switch, two discharge resistors, an isolation diode, a switch, a driver, three triggering devices, each consisting of a series matching about the device, the LED, the optical fiber, the photodiode, the key amplifier and the boost circuit, respectively, controlling the output keys, and the positive bus of the power source is connected to the input of the third output key, the output of which is connected to the cathode of the separation diode, the input of the second output key, the first output of the first discharge resistor and the second load, the anode of the diode is connected to the output of the first output switch, the first output of the second discharge resistor and the first load, the negative source bus the power supply is connected to the second terminals of the discharge resistors and the output of the second output key, the first output of the external control pulse source is connected to the first input of the switch controlling the first starting device, and the driver controlling the second starting device, the second output of the external control pulse source is connected to the second input of the switch and the input of the third starting device.
Проведенные исследования показали, что выполнение передатчика СВЧ в сочетании с описанной выше комбинированной системой охлаждения позволяет добиться отвода тепла при высокой плотности теплового потока, что позволяет добиться подачи оптимальной входной мощности на вход усилителя СВЧ и снизить уровень шумов на его входе и выходе. Это особенно важно при охлаждении таких электронных приборов, как передатчик СВЧ с лампой бегущей волны. Описанный передатчик может работать в непрерывном или импульсном режимах в расширенном диапазоне рабочих частот передающего устройства. Достигнуто снижение уровня амплитудных и фазовых шумов за счет применения дискриминатора и управляемого источника стабилизированного тока, позволяющего производить регулировку тока на оптимум. Достигнутый результат стал возможен благодаря сочетанию эффективного отвода тепла и включению в состав между вторым выходом задающего генератора и управляющим входом p-i-n-аттенюатора частотного дискриминатора и управляемого от дискриминатора источника тока. При этом важно, что циркуляционная система охлаждения представляет собой замкнутый герметичный контур с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Выполнение емкости с охлаждающей жидкостью в виде трубы, размещение в емкости со стороны одного из ее торцов насоса и размещение в емкости со стороны другого ее торца температурного компенсатора позволили с одной стороны максимально упростить технологию изготовления емкости, а с другой стороны значительно повысить надежность работы системы охлаждения. При этом исключается любая возможность нарушения подачи охлаждающей жидкости к охлаждаемому электронному прибору, резко сокращается длина трубопроводов для подвода к электронному прибору охлаждающей жидкости и отвода от него нагретой охлаждающей жидкости. Исключена возможность образования в контуре циркуляции охлаждающей жидкости газовых пузырей. В контуре циркуляции охлаждающей жидкости поддерживается требуемый режим циркуляции охлаждающей жидкости независимо от температуры охлаждающей жидкости. На это же направлено выполнение емкости с охлаждающей жидкостью с внутренним объемом, не менее чем в два раза превышающим внутренний объем остальных частей контура циркуляции охлаждающей жидкости, и выполнение объема внутренней полости сильфона составляющей от 10 до 30% от внутреннего объема емкости с охлаждающей жидкостью. Одновременно удалось решить задачу стабилизации температуры охлаждающей жидкости на требуемом уровне за счет эффективного охлаждения охлаждающей жидкости после ее нагрева в воздушном теплообменнике, обдуваемом вентилятором. По существу выполненная в виде трубы емкость с охлаждающей жидкостью является вторым теплообменником, где охлаждающая жидкость дополнительно охлаждается. Таким образом, выполнение воздушного теплообменника с ребрами и площадью наружной поверхностью не менее 2000 см в сочетании с емкостью, объем которой не менее чем в два раза превышает объем всех других коммуникаций, и жидкостью с удельной теплоемкостью не менее 07 кал/г•oС позволило стабилизировать температуру во время работы электронного прибора на заданном уровне, не превышающем 60-80oС. Существенным моментом размещение отдельных блоков передатчика СВЧ относительно устройства съема тепла. Наиболее целесообразно размещение усилителя СВЧ с лампой бегущей волны в устройстве съема тепла, а с наружной стороны устройства съема тепла разместить остальные блока передатчика СВЧ. Это предоставляет возможность интенсивно отводить тепло от наиболее интенсивно работающего блока - усилителя СВЧ и в то же время обеспечить комплексное охлаждение остальных блоков. Это достигается за счет того, что эти "остальные" блоки располагают на наружной поверхности устройства съема тепла, что позволяет охлаждать их посредством охлаждающей жидкостью. Одновременно эти блок обдуваются охлаждающей воздушной средой, подаваемой вентилятором. Таким образом, разделение потока охлаждающей воздушной среды на два потока позволяет одновременно интенсивно охлаждать жидкую среду в воздушном теплообменнике и "остальные" блоки передатчика СВЧ. Кроме того, выполнение усилителя СВЧ и модулятора передатчика СВЧ, как это описано выше в зависимых пунктах формулы изобретения, позволяет расширить функциональные возможности по формированию СВЧ импульсов, по длительности импульсов, по частоте повторения и частоте импульсов, обеспечивается работоспособность на чередующихся пачках импульсов различной длительности, скважиности, несущей частоты и импульсной мощности. Предоставляется возможность работы на две нагрузки с различными импульсными сигналами, увеличивается быстродействие передачи импульсов запуска с низкого потенциала на высокий потенциал модулятора.Studies have shown that the implementation of the microwave transmitter in combination with the combined cooling system described above can achieve heat removal at a high heat flux density, which allows for the supply of optimal input power to the input of the microwave amplifier and to reduce the noise level at its input and output. This is especially important when cooling electronic devices such as a microwave transmitter with a traveling wave lamp. The described transmitter can operate in continuous or pulsed modes in an extended operating frequency range of the transmitting device. Achieved a decrease in the level of amplitude and phase noise due to the use of a discriminator and a controlled source of stabilized current, which allows to adjust the current to the optimum. The achieved result became possible due to the combination of effective heat removal and the inclusion of a frequency discriminator and a current source controlled from the discriminator between the second output of the master oscillator and the control input of the pin attenuator. It is important that the circulation cooling system is a closed sealed circuit with forced circulation of the coolant. The execution of the tank with the coolant in the form of a pipe, the placement of the pump in the tank on the side of one of its ends and the placement of the temperature compensator in the tank on the other side made it possible to simplify the manufacturing technology of the tank on the one hand and, on the other hand, significantly improve the reliability of the cooling system . This eliminates any possibility of disruption in the supply of coolant to the cooled electronic device, the length of the pipelines for supplying the coolant to the electronic device and removing heated coolant from it is sharply reduced. The possibility of the formation of gas bubbles in the coolant circuit is excluded. In the coolant circuit, the desired coolant circulation mode is maintained regardless of the temperature of the coolant. The execution of a container with a cooling liquid with an internal volume not less than twice the internal volume of the remaining parts of the circulation circuit of the cooling liquid, and the execution of the volume of the internal cavity of the bellows component from 10 to 30% of the internal volume of the tank with the cooling liquid, are aimed at the same. At the same time, it was possible to solve the problem of stabilizing the temperature of the coolant at the required level due to the effective cooling of the coolant after it is heated in an air heat exchanger blown by a fan. Essentially made in the form of a pipe capacity with a coolant is a second heat exchanger, where the coolant is additionally cooled. Thus, the implementation of an air heat exchanger with fins and an outer surface area of at least 2000 cm in combination with a tank with a volume of at least two times the volume of all other communications and a liquid with a specific heat capacity of at least 07 cal / g • o C allowed stabilize the temperature during operation of the electronic device at a predetermined level, not exceeding 60-80 o C. A significant point is the placement of the individual blocks of the microwave transmitter relative to the heat removal device. It is most appropriate to place a microwave amplifier with a traveling wave lamp in a heat removal device, and to place the remaining microwave transmitter unit on the outside of the heat removal device. This provides the opportunity to intensively remove heat from the most intensively operating unit - the microwave amplifier and at the same time provide complex cooling of the remaining units. This is achieved due to the fact that these "remaining" blocks are located on the outer surface of the heat removal device, which allows them to be cooled by means of a coolant. At the same time, these units are blown by the cooling air supplied by the fan. Thus, the separation of the flow of cooling air into two streams allows you to simultaneously intensively cool the liquid medium in the air heat exchanger and the "remaining" blocks of the microwave transmitter. In addition, the implementation of the microwave amplifier and the microwave transmitter modulator, as described above in the dependent claims, allows you to expand the functionality for the formation of microwave pulses, pulse duration, repetition frequency and pulse frequency, ensures operability on alternating pulse packets of different durations, wellness, carrier frequency and pulse power. The opportunity to work on two loads with different pulse signals is provided, the speed of transmission of start pulses increases from a low potential to a high modulator potential.
В результате удалось решить поставленную в изобретении задачу - повысить эффективность работы передатчика СВЧ и улучшить его массогабаритные характеристики. As a result, it was possible to solve the problem posed in the invention - to increase the efficiency of the microwave transmitter and to improve its overall dimensions.
На чертеже схематически представлен описываемый передатчик СВЧ. The drawing schematically shows the described microwave transmitter.
Передатчик СВЧ, содержащий задающий генератор 1 с перенастраиваемой частотой, развязывающий прибор 2, P-i-n аттенюатор 3, развязывающий прибор 4, усилитель СВЧ 5, нагрузку 6, источник тока 7, дискриминатор частоты 8, источник питания и модулятор 9, а также систему охлаждения с замкнутым жидкостным контуром, включающую емкость 10 с охлаждающей жидкостью 11, систему из подводящего 12 и отводящего 13 трубопроводов, воздушный теплообменник 14 и устройство съема тепла 15, которое может быть выполнено, например, в виде охлаждающей рубашки, которая окружает охлаждаемый усилитель СВЧ, или, например, в виде змеевика. Емкость 10 с охлаждающей жидкостью 11 выполнена в виде трубы. Со стороны одного из торцов емкости 10 размещен температурный компенсатор 16, выполненный в виде сильфона, внутренняя полость которого сообщена с окружающим емкость 10 пространством и со стороны этого торца емкость 10 посредством отводящего трубопровода 13 подключена через воздушный теплообменник 14 к устройству съема тепла 15, внутри которого, как указано выше, размещен усилитель СВЧ 5, включающий лампу бегущей волны. С наружной стороны устройства съема тепла 15 размещены "остальные" блоки 17 передатчика СВЧ: задающий генератор 1, развязывающий прибор 2, P-i-n аттенюатор 3, развязывающий прибор 4, нагрузку 6, источник тока 7, дискриминатор 8, источник питания и модулятор 9, а со стороны противоположного торца в емкости 10 размещен жидкостной насос 18, сообщенный всасывающей стороной с емкостью 10 и подключенный нагнетательной стороной через подводящий трубопровод 12 к устройству съема тепла 15. Воздушный теплообменник 14 снабжен вентилятором 19, причем за вентилятором 19 по ходу потока подаваемой им охлаждающей воздушной среды установлен делитель потока 20 для подачи части охлаждающей воздушной среды на обдувку "остальных" блоков 17 передатчика СВЧ. Теплообменник 14 выполнен в виде спирального трубопровода с выполненными на наружной его стороне ребрами 21. Наружная поверхность воздушного теплообменника 14 составляет не менее 2000 см2. Внутренний объем емкости 10 с охлаждающей жидкостью 11 не менее чем в два раза превышает внутренний объем остальных частей контура. Объем внутренней полости сильфона, образующего температурный компенсатор 16, составляет от 10 до 30% от внутреннего объема емкости 10 с охлаждающей жидкостью 11, а охлаждающая жидкость 11 имеет удельную теплоемкость не менее 0,7 кал/(г•oС).A microwave transmitter comprising a master oscillator 1 with a tunable frequency, a decoupling device 2, a pin attenuator 3, a decoupling device 4, a microwave amplifier 5, a load 6, a current source 7, a frequency discriminator 8, a power source and a modulator 9, as well as a closed-loop cooling system a liquid circuit including a tank 10 with a cooling liquid 11, a system of inlet 12 and outlet 13 pipelines, an air heat exchanger 14 and a heat removal device 15, which can be made, for example, in the form of a cooling jacket that surrounds the cooling zhdaemy microwave amplifier, or, for example, in the form of a coil. The capacity 10 of the coolant 11 is made in the form of a pipe. On the side of one of the ends of the tank 10, a temperature compensator 16 is placed, made in the form of a bellows, the inner cavity of which is in communication with the space surrounding the tank 10 and from the side of this end, the tank 10 is connected via an exhaust pipe 13 through an air heat exchanger 14 to a heat removal device 15, inside of which As indicated above, a microwave amplifier 5 is placed, including a traveling wave lamp. On the outside of the heat removal device 15 are placed the "remaining" blocks of the microwave transmitter: master oscillator 1, decoupling device 2, pin attenuator 3, decoupling device 4, load 6, current source 7, discriminator 8, power source and modulator 9, and the side of the opposite end in the tank 10 is a liquid pump 18, communicated by the suction side with the tank 10 and connected by the discharge side through the inlet pipe 12 to the heat removal device 15. The air heat exchanger 14 is equipped with a fan 19, and behind the fan 19 along the flow of the cooling air supplied by it, a flow divider 20 is installed for supplying part of the cooling air to the blowing of the "remaining" blocks 17 of the microwave transmitter. The heat exchanger 14 is made in the form of a spiral pipe with ribs 21 made on its outer side. The outer surface of the air heat exchanger 14 is at least 2000 cm 2 . The internal volume of the tank 10 with the coolant 11 is not less than twice the internal volume of the remaining parts of the circuit. The volume of the internal cavity of the bellows, forming the temperature compensator 16, is from 10 to 30% of the internal volume of the tank 10 with the coolant 11, and the coolant 11 has a specific heat capacity of at least 0.7 cal / (g • o C).
Усилитель СВЧ передатчика может быть выполнен в виде на лампе бегущей волны, содержит также анодный источник питания и источник питания модулятора, при этом коллекторный вывод лампы бегущей волны подключен к положительной шине коллекторного источника питания, отрицательная шина которого подключена к катоду лампы бегущей волны, отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания, положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход - с регулирующим входом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом лампы бегущей волны, а второй - с корпусом, общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом лампы бегущей волны, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с эмиттером первого ключа, а положительная шина - с коллекторами второго и третьего ключей, управляющий вход первого ключа соединен с последовательно включенными первым формирователем, первым детектором, первой высокочастотной катушкой, импульсным генератором, разъемом запуска "коротких" импульсов, коллектор первого ключа соединен с эмиттером третьего ключа, второй управляющей сеткой лампы бегущей волны и через разделительный диод с первой управляющей сеткой лампы бегущей волны, которая соединена с анодом разделительного диода, с эмиттером второго ключа, который через разрядный резистор соединен с эмиттером первого ключа, управляющий вход второго ключа соединен с последовательно включенными вторым формирователем, вторым детектором, второй высокочастотной катушкой, первым коммутатором, разъемом запуска "длинных" импульсов, управляющий вход третьего ключа соединен с последовательно включенными третьим формирователем, третьим детектором, третьей высокочастотной катушкой, вторым коммутатором и через инвертор с разъемом запуска "длинных" импульсов, выход импульсного генератора соединен с высокочастотными входами первого и второго коммутаторов. The microwave transmitter amplifier can be made in the form of a traveling wave lamp, it also contains an anode power source and a modulator power source, while the traveling wave lamp collector output is connected to the positive bus of the collector power source, the negative bus of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, negative bus the anode power supply is connected to the positive bus of the collector power supply, the positive bus of the anode power supply is connected to the positive terminal of the regulating high-voltage stabilizer, the negative output of which is connected to the housing, and the control input to the regulating input of the voltage divider, one output of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, and the second to the housing, the common output of the modulator power supply is connected to the traveling wave lamp cathode, negative the bus of the power source of the modulator is connected to the emitter of the first key, and the positive bus is to the collectors of the second and third keys, the control input of the first key is connected to the first connected in series a shaper, a first detector, a first high-frequency coil, a pulse generator, a “short” pulse start connector, a collector of the first key is connected to the emitter of the third key, the second control grid of the traveling wave lamp, and through a diode diode to the first control grid of the traveling wave lamp, which is connected to the anode a diode, with the emitter of the second key, which is connected through a discharge resistor to the emitter of the first key, the control input of the second key is connected to the second a shaper, a second detector, a second high-frequency coil, a first switch, a long pulse trigger connector, a third key control input connected to a third shaper, a third detector, a third high frequency coil, a second switch and through an inverter with a long pulse trigger, the output of the pulse generator is connected to the high-frequency inputs of the first and second switches.
Усилитель СВЧ передатчика может быть выполнен на лампе бегущей волны (ЛБВ), содержит также анодный источник питания, коллекторный вывод лампы бегущей волны подключен к положительной шине коллекторного источника питания, а отрицательная шина коллекторного источника питания подключена к катоду лампы бегущей волны, при этом отрицательная шина анодного источника питания соединена с положительной шиной коллекторного источника питания, положительная шина анодного источника питания соединена с положительным выводом регулирующего каскада высоковольтного стабилизатора, отрицательный вывод которого соединен с корпусом, а управляющий вход с регулирующим выходом делителя напряжения, один вывод которого соединен с катодом лампы бегущей волны, а второй - с корпусом, общий вывод источника питания модулятора соединен с катодом лампы бегущей волны, отрицательная шина источника питания модулятора соединена с выходом первого ключа, а положительная шина - с входами второго и третьего ключей, вход первого. The amplifier of the microwave transmitter can be performed on a traveling wave lamp (TWT), also contains an anode power source, the collector output of the traveling wave lamp is connected to the positive bus of the collector power source, and the negative bus of the collector power supply is connected to the cathode of the traveling wave lamp, while the negative bus the anode power supply is connected to the positive bus of the collector power supply, the positive bus of the anode power supply is connected to the positive terminal of the control stage a high-voltage stabilizer, the negative output of which is connected to the casing, and the control input with the regulating output of the voltage divider, one output of which is connected to the cathode of the traveling wave lamp, and the second to the housing, the common output of the modulator power supply is connected to the cathode of the traveling wave lamp, negative source bus 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.
Модулятор передатчика СВЧ может быть выполнен в виде импульсного многорежимного модулятора, содержащего два последовательно соединенных выходных ключа, первый из которых входом соединен с положительной шиной источника питания, а второй - с нагрузкой, при этом модулятор работает на две нагрузки с запуском от источника внешних управляющих импульсов и содержит третий выходной ключ, два разрядных резистора, разделительный диод, коммутатор, формирователь, три пусковых устройства, каждое состоящее из последовательно соединенных согласующего устройства, светодиода, световода, фотодиода, ключевого усилителя и форсирующей цепи, соответственно управляющих выходными ключами, причем положительная шина источника питания соединена с входом третьего выходного ключа, выход которого соединен с катодом разделительного диода, входом второго выходного ключа, первым выводом первого разрядного резистора и второй нагрузкой, анод разделительного диода соединен с выходом первого выходного ключа, первым выводом второго разрядного резистора и первой нагрузкой, отрицательная шина источника питания соединена с вторыми выводами разрядных резисторов и выходом второго выходного ключа, первый выход источника внешних управляющих импульсов соединен с первым входом коммутатора, управляющего первым пусковым устройством, и формирователем, управляющим вторым пусковым устройством, второй выход источника внешних управляющих импульсов соединен со вторым входом коммутатора и входом третьего пускового устройства. The microwave transmitter modulator can be made in the form of a pulsed multi-mode modulator containing two series-connected output keys, the first of which is connected to the positive bus of the power source by the input, and the second is connected to the load, while the modulator operates on two loads with the external control pulses starting from the source and contains a third output switch, two discharge resistors, an isolation diode, a switch, a driver, three triggering devices, each consisting of a series matching about the device, the LED, the optical fiber, the photodiode, the key amplifier and the boost circuit, respectively, controlling the output keys, and the positive bus of the power source is connected to the input of the third output key, the output of which is connected to the cathode of the separation diode, the input of the second output key, the first output of the first discharge resistor and the second load, the anode of the diode is connected to the output of the first output switch, the first output of the second discharge resistor and the first load, the negative source bus the power supply is connected to the second terminals of the discharge resistors and the output of the second output key, the first output of the external control pulse source is connected to the first input of the switch controlling the first starting device, and the driver controlling the second starting device, the second output of the external control pulse source is connected to the second input of the switch and the input of the third starting device.
Сигнал с задающего генератора 1 поступает на вход усилителя СВЧ 5 через развязывающий прибор 2, P-i-n-аттенюатор 3 и второй развязывающий прибор 4. С выхода усилителя СВЧ 5 сигнал поступает на согласованную нагрузку 6 (антенну). Развязывающие приборы 2 и 4 представляют собой циркуляторы или вентили и служат для согласования генератора 1 и нагрузки 6 и согласования других цепей передатчика. Для снижения уровня шумов ток от источника тока 7 подается на управляющий вход p-i-n-аттенюатора 3. Изменяя величину тока, можно поддерживать мощность на входе усилителя СВЧ 5 оптимальной. Применение источника тока 7 вместо источника напряжения позволяет снизить влияние наводок и паразитную модуляцию на входе усилителя СВЧ 5. В диапазоне частот необходимо изменять величину тока источника тока 7. Эту функцию выполняет дискриминатор частоты 8, на выходе которого напряжение пропорционально частоте задающего генератора 1. Таким образом, дискриминатор частоты 8 формирует сигнал управления источником тока 7. Источник питания и модулятор 9 обеспечивают питание и импульсную модуляцию усилителя СВЧ. The signal from the master oscillator 1 is fed to the input of the microwave amplifier 5 through the decoupling device 2, the P-i-n-attenuator 3 and the second decoupling device 4. From the output of the microwave amplifier 5, the signal is supplied to the matched load 6 (antenna). The decoupling devices 2 and 4 are circulators or valves and serve to coordinate the generator 1 and load 6 and the coordination of other transmitter circuits. To reduce the noise level, the current from the current source 7 is supplied to the control input of the p-i-n-attenuator 3. By changing the current value, it is possible to maintain the optimal input power of the microwave amplifier 5. The use of a current source 7 instead of a voltage source allows reducing the influence of interference and spurious modulation at the input of the microwave amplifier 5. In the frequency range, it is necessary to change the current of the current source 7. This function is performed by the frequency discriminator 8, the output of which is proportional to the frequency of the master oscillator 1. Thus , the frequency discriminator 8 generates a control signal for the current source 7. The power source and modulator 9 provide power and pulse modulation of the microwave amplifier.
В процессе работы передатчик СВЧ и в первую очередь усилитель СВЧ 5, выполненный на лампе бегущей волны, нагревается. Жидкостной насос 18 подает охлаждающую жидкость 11, например бутиловый спирт, из емкости 10 по подводящему трубопроводу 12 в устройство съема тепла 15. В результате теплообмена с усилителем СВЧ 5 охлаждающая жидкость нагревается. Нагретая охлаждающая жидкость из устройства съема тепла 15 поступает в воздушный теплообменник 14, обдуваемый вентилятором 19. Охлаждающий воздух, протекая между ребрами 21 воздушного теплообменника 14, снимает тепло с охлаждающей жидкости 11. Одновременно часть потока охлаждающего воздуха, обтекая делитель потока 20, обдувает и, следовательно, охлаждает расположенные с наружной стороны устройства съема тепла 15 "остальные" блоки 17 передатчика СВЧ. Из воздушного теплообменника 14 охлаждающая жидкость 11 по отводящему трубопроводу 13 возвращается в емкость 10, где она дополнительно охлаждается в процессе ее перемещения к всасывающей стороне жидкостного насоса 18. В зависимости от условий эксплуатации меняется температура окружающей передатчик СВЧ среды. Это ведет к изменению температуры охлаждающей жидкости 11 в емкости 10 с соответствующим изменением ее объема. Кроме того, в процессе работы передатчика СВЧ в зависимости от режима его работы он в большей или меньшей степени нагревает охлаждающую его жидкость 11, что также ведет к изменению ее объема. Указанные изменения объема компенсируются температурным компенсатором 16 в виде сильфона, который за счет своей упругости позволяет изменять внутренний объем емкости 10, а следовательно, и всего контура циркуляции охлаждающей жидкости. In the process, the microwave transmitter and, first of all, the microwave amplifier 5, made on a traveling wave lamp, heats up. The liquid pump 18 delivers coolant 11, for example butyl alcohol, from the tank 10 through the supply pipe 12 to the heat removal device 15. As a result of heat exchange with the microwave amplifier 5, the coolant is heated. The heated coolant from the heat removal device 15 enters the air heat exchanger 14 blown by the fan 19. The cooling air flowing between the fins 21 of the air heat exchanger 14 removes heat from the coolant 11. At the same time, part of the cooling air stream flowing around the flow divider 20 is blown and therefore, it cools the "remaining" blocks 17 of the microwave transmitter located on the outside of the heat removal device 15. From the air heat exchanger 14, the coolant 11 is returned through the outlet pipe 13 to the tank 10, where it is further cooled as it moves to the suction side of the liquid pump 18. Depending on the operating conditions, the temperature of the microwave transmitter surrounding the medium changes. This leads to a change in temperature of the coolant 11 in the tank 10 with a corresponding change in its volume. In addition, during the operation of the microwave transmitter, depending on the mode of its operation, it heats the cooling liquid 11 to a greater or lesser extent, which also leads to a change in its volume. These volume changes are compensated by a temperature compensator 16 in the form of a bellows, which due to its elasticity allows you to change the internal volume of the tank 10, and therefore, the entire coolant circuit.
Настоящее изобретение может быть использовано в электронной и радиотехнической промышленности в любых электронных приборах, преимущественно в автономно работающих электронных приборах, где необходимо снимать тепло и поддерживать температуру электронных приборов на заданном уровне. The present invention can be used in the electronic and radio engineering industries in any electronic devices, mainly in stand-alone electronic devices, where it is necessary to remove heat and maintain the temperature of electronic devices at a given level.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002127481A RU2208909C2 (en) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | Shf transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002127481A RU2208909C2 (en) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | Shf transmitter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002127481A RU2002127481A (en) | 2003-02-20 |
| RU2208909C2 true RU2208909C2 (en) | 2003-07-20 |
Family
ID=29212302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002127481A RU2208909C2 (en) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | Shf transmitter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2208909C2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450417C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Shf transmitter |
| RU2463704C1 (en) * | 2011-06-22 | 2012-10-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" (ОАО "ГРПЗ") | Microwave transmitter with optimal setting of output capacity |
| RU2477565C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Centimetre-range microwave transmitter |
| RU2480906C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" (ОАО "ГРПЗ") | Highly secure microwave transmitter |
| RU2514932C2 (en) * | 2012-05-03 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Centimetre-range microwave transmitter |
| RU2538908C2 (en) * | 2012-12-20 | 2015-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of stabilising travelling-wave tube (twt) parameters when tuning microwave transmitter |
| RU2725607C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Microwave power transceiver |
| RU2777697C1 (en) * | 2021-09-02 | 2022-08-08 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК» | Multi-channel transmitter |
-
2002
- 2002-10-15 RU RU2002127481A patent/RU2208909C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450417C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Shf transmitter |
| RU2463704C1 (en) * | 2011-06-22 | 2012-10-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" (ОАО "ГРПЗ") | Microwave transmitter with optimal setting of output capacity |
| RU2477565C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Centimetre-range microwave transmitter |
| RU2480906C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" (ОАО "ГРПЗ") | Highly secure microwave transmitter |
| RU2514932C2 (en) * | 2012-05-03 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Centimetre-range microwave transmitter |
| RU2538908C2 (en) * | 2012-12-20 | 2015-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of stabilising travelling-wave tube (twt) parameters when tuning microwave transmitter |
| RU2725607C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Microwave power transceiver |
| RU2777697C1 (en) * | 2021-09-02 | 2022-08-08 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК» | Multi-channel transmitter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5853080B2 (en) | Power regeneration device | |
| RU2208909C2 (en) | Shf transmitter | |
| CN106301362B (en) | Source signal generating device and micro-wave oven | |
| CN103208406A (en) | Artificial intelligent phase modulation injection locking continuous wave magnetron microwave source | |
| RU2002127481A (en) | Microwave transmitter | |
| CN102315582A (en) | RF (radio frequency) power supply used for CO2 (carbon dioxide) laser | |
| WO2007069931A1 (en) | Low-injection energy continuous linear electron accelerator | |
| CN216146485U (en) | Microwave generator of phase control system and frequency source chip thereof | |
| CN216146487U (en) | Microwave generator of phase control system and programmable control frequency source chip thereof | |
| RU114573U1 (en) | TRANSMITTER | |
| CN102820772A (en) | Pulse-width modulation (PWM) method and system based on direct spread spectrum technology | |
| CN105187023A (en) | Power amplifying device | |
| Spassovsky et al. | Design and cold testing of a compact TE/sub 01//spl deg/to TE/sup/spl square///sub 20/mode converter | |
| CN104733996A (en) | Laser phase locking frequency stabilizing device and method based on iodine molecule filter | |
| JP2016170971A (en) | Microwave heating device | |
| CN211654764U (en) | High-power microwave generating device | |
| CN113645728A (en) | Microwave generator of phase control system and frequency source chip thereof | |
| CN113573433A (en) | Microwave generator of phase control system and programmable control frequency source chip thereof | |
| CN106953694A (en) | A kind of airborne compact radio frequency optical sender | |
| CN216798516U (en) | Cabinet type single-phase liquid cooling and air cooling integrated device | |
| CN202178494U (en) | Radio frequency power supply for CO2 laser | |
| RU2007105087A (en) | PLASMA ENERGY CONVERTER AND ELECTROMAGNETIC VORTEX REACTOR FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN218243884U (en) | Multi-channel microwave generating device based on phase control system and electronic equipment | |
| CN105449502B (en) | Radio frequency power supply for laser | |
| CN216122971U (en) | High-efficiency equipment based on microwave nonlinear device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171016 |