SE502562C2 - Förfarande och anordning för styrning av vandringsvågrör - Google Patents

Description

502 562 10 15 20 25 30 strömmodulationen. Mikrovågssignalen kommer därvid att erhålla sidband belägna på vibrationfrekvensens avstånd på ömse sidor om bärfrekvensen. Detta leder i radarsystemen till att klotterundertryckningen försämras för målhastig- heter sonxdopplermässigt svarar mot vibrationsfrekvenserna.

För att kringgå problemen med strömmodulation brukar man vibrationsisolera röret eller hela sändaren eller till och med hela radarstationen. Sådana åtgärder är emellertid komplicerade och volymskrävande och ger inte alltid ett fullgott resultat. I vissa tillämpningar såsom robot- målsökare är det ur utrymmessynpunkt över huvud taget knappast möjligt med sådana åtgärder.

I vissa tillämpningar kan det vara möjligt att undvika svårigheterna genom att ersätta TWT:na med andra komponen- ter som är mindre vibrationskänsliga med avseende på spektralrenhet. Exempelvis kan injektionslåsta magnetroner 'eller korsfältsförstärkare användas. Dessa komponenter har emellertid sämre högfrekvensegenskaper med avseende på bandbredd, pulsformning och brus varför andra systempres- tanda försämras.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att reducera den negativa inverkan på ett TWT:s elektriska prestanda, som uppkommer genom att strålströmmen moduleras av de mekaniska vibratio- ner som röret utsätts för, men utan att utnyttja utrymmes- krävande mekaniska anordningar för vibrationsisolering.

Detta ändamål uppnås genom ett förfarande och en anordning genom vilka strålströmmens modulering uppmäts och jämförs med ett referensvärde. Den skillnadssignal som bildas vid jämförelsen får påverka TWT:ets gallerförspänning och därmed strålströmmen så att dess modulering motverkas. 10 15 20 25 502 562 Strålströmmens modulering uppmäts genom mätning av rörets katodström eller kollektorström, mätning av moduleringen på den högfrekventa signal som förstärkts i röret etc.

Genom att uppfinningen utnyttjar elektriska signaler för mätning av modulation och för styrning av TWT:et elimineras behovet av utrymmeskrävande mekaniska anordningar för vibrationsisolering och man uppnår en lösning som kan tillämpas också i applikationer med begränsat utrymme.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar ett blockschema för en anordning enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning till figur 1 skall i form av ett exempel en utföringsform av uppfinningen beskrivas.

I figuren anger beteckningen 1 ett vandringsvågrör (TWT).

Röret är försett med en kollektoranslutníng 2, en katod- anslutning 3, en anod- eller bodyanslutning 4 och en galleranslutning 5. Symboliskt visas även rörets helix- struktur (eller motsvarande annan struktur) 6. TWT:et kan även vara försett med flera kollektorer, men då detta inte har någon betydelse för uppfinningen, visas i figuren endast en kollektor.

De för rörets drift nödvändiga spänningskällorna utgörs av en kollektorspänningskälla 7, ansluten mellan kollektor- anslutningen 2 och, via blocket 9, katodanslutningen 3. Har TwTzet flera kollektorer kan var och en av dessa vara ansluten till en spänningskälla. En katodspänningskälla 8 är ansluten mellan rörets bodyanslutning 4 och, via blocket 9, katodanslutningen 3. Rörets bodyanslutning är oftast 502 562 10 15 20 25 30 "jordad". Vidare finns en gallerspänningskälla 10 som via blocket 9 och blocket ll är ansluten mellan katodanslut- ningen 3 respektive galleranslutningen 5. Blocket ll utgörs av en anordning som påverkar (modulerar) gallerspänningen i beroende av en styrsignal från en inte visad styranord- ning, ansluten till punkten 12. Styrsignalen kan exempelvis vara ett pulståg varigenom strömmen genom TWT:et (och därmed dess utsignal) kan pulsmoduleras. I vissa tillämp- ningar är även kollektorn jordad varvid katod- och kollek- torspänningskällorna kan ersättas av en gemensam spännings- källa.

Vandringsvågrörets funktion är för en fackman välkänd och kommer därför att endast översiktligt beröras. I röret alstras med ett elektrodsystem (elektronkanon) en väl fokuserad elektronstråle som rör sig genom en trådspiral, en så kallad helix. Den grundläggande egenskapen för vandringsvågröret är, att genom interaktion mellan elekt- ronstrålen genom helixen och en signal ("våg") som utbreder sig längs denna, överförs elektronernas rörelseenergi till vågen som därigenom förstärks. Det skall här påpekas att helixen även kan ersättas av en serie kopplade kaviteter.

Detta är framför allt vanligt i rör avsedda för stora effekter.

Såsom inledningsvis nämnts kan genom yttre påverkan, exempelvis mekaniska vibrationer, elektronstrålen module- ras. Denna modulering kommer genom interaktionen mellan elektronstrålen och vågen att påverka denna. De mekaniska vibrationerna kommer således att förorsaka en icke önskad modulation av den förstärkta signalen.

Eftersom den ström - strålströmmen - som elektronstrålen motsvarar, utgör en del av strömmen genom röret, kan elekt- ronstrålens modulation mätas som modulationen av den ström - katodströmmen 13 - som går genom röret. Katodströmmen 10 15 20 25 30 502 562 består huvudsakligen av två komponenter: body- eller helix- strömmen 15 genom katodspänningskällan 8 och kollektor- strömmen 14 genom kollektorspänningskällan 7.

Som framgår av figur 1 passerar katodströmmen 13 blocket 9.

Detta block omfattar anordningar för att mäta katodströmmen och kan utgöras av en strömtransformator, ett seriemotstånd över vilket spänningen mäts eller någon annan anordning som indikerar strömmens styrka. Alternativt kan, såsom inses av vad som tidigare sagts, body-/helixströmmen 15 och kollek- torströmmen 14 mätas och därefter summeras. De summerade värdena motsvarar katodströmmen. Om TWT:et är försett med flera kollektorer får givetvis de olika kollektorströmmarna SummerâS .

Eftersom.kollektorströmmeni.väl fungerande vandringsvågrör är många gånger större än bodyströmmen, räcker det i många tillämpningar att enbart mäta kollektorströmmen för att bestämma strålströmmens modulation.

I de fall då vandringsvågröret, används :í pulsad drift samplas strålströmmen under pulsen, exempelvis med en samplings- och hållkrets. Genom att jämföra det uppmätta /samplade värdet på katodströmmen med ett referensvärde bildas en skillnadssignal. Denna skillnadssignal överförs till blocket ll för att styra (modulera) gallerspänningen.

Strålströmmen kommer därigenom att påverkas och genom lämpligt val av "tecken" eller "fas" på skillnadssignalen kan strålströmmens modulation motverkas. Ãterkopplingen av katodströmmen till gallerförspänningen innebär en regler- slinga som strävar efter att styra strålströmmens module- ring mot noll.

Det är således möjligt att med den beskrivna anordningen avkänna den av mekaniska vibrationer förorsakade module- 502 562 10 15 20 ringen av strålströmmen och att genom styrning av rörets gallerförspänningen reducera denna modulation.

Som alternativ till att mäta moduleringen med hjälp av katodströmmen kan även den högfrekventa, förstärkta signalen mätas. I detta fall kopplas med en riktkopplare eller motsvarande annan anordningen en del av signalen till en kvadraturdetektor där den högfrekventa signalen återförs till basbandet. Den av vibrationerna förorsakade modula- tionssignalen kan därefter filtreras ut i ett bandpass- eller lågpassfilter. Efter jämförelse med ett referensvärde kan den så bildade skillnadssignalen överföras till blocket 11 för att, i analogi med vad som tidigare beskrivits, styra gallerförspänningen. Vidare skall också nämnas att det är möjligt att i stället för att styra gallerför- spänningen styra en anordning för amplitud- och fasmodule- ring av insignalen till röret. Det skall dock påpekas att dessa utföringsformer av uppfinningen förutsätter att vandringsvågröret arbetar med tillräckligt låg insignal för att röret inte skall mättas.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan nämnda utförings- formerna utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 502 562 PATENTKRAV

1. Förfarande för att reducera genom mekaniska vibrationer förorsakad modulering av strålströmmen i ett vandringsvåg- rör (1), kännetecknat därav, att - strålströmmens modulering uppmäts; - strålströmmens uppmätta modulering jämförs med ett referensvärde för att bilda en skillnadssignal; - skillnadssignalen får påverka vandringsvågrörets (1) gallerförspänning så att strålströmmens modulering motverkas.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att strålströmmens modulering bestäms genom mätning av vand- ringsvågrörets katodström (13).

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att strålströmmens modulering-bestäms genom mätning av vand- ringsvågrörets kollektorström (14).

4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att strålströmmens modulering bestäms genom mätning av module- ringen av en högfrekvent signal som förstärkts i vand- ringsvågröret (1).

5. Anordning för att reducera genom mekaniska vibrationer förorsakad modulering av strålströmmen i ett vandringsvåg- rör (1), kännetecknad därav, att anordningen omfattar en anordning (9) för uppmätning av strålströmmens modulering och för att bilda en signal som utgör skillnaden mellan strålströmmens uppmätta modulering och ett referensvärde, varvid nämnda signal tillförs en anordning (ll) som i 502 562 10 15 20 ua. beroende av signalen ändrar vandringsvågrörets gallerför- spänning varigenom strålströmmen påverkas så att dess modulering motverkas.

6. Anordning enligt patentkrav 5, kännetecknad därav, att anordningen (9) för uppmätning av strålströmmens modulering omfattar anordningar för mätning av vandringsvågrörets (1) katodström (13) eller kollektorström (14).

7. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad därav, att katodström (13) summering av vandringsvågrörets kollektorströmmar (14) och bodyström (15). vandringsvågrörets (1) bestäms genom

8. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknad därav, att anordningarna för mätning av katodströmmen (13) eller kollektorströmmen (14) omfattar minst en strömtrans- formator.

9. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknad därav, att anordningarna för mätning av katodströmmen (13) eller kollektorströmmen (14) omfattar organ för mätning av det elektriska spänningsfallet över seriemotstånd.

10. Anordning enligt patentkrav 5, kännetecknad därav, att strålströmmens modulering bestäms med hjälp av anordningar som mäter moduleringen av en högfrekvent signal som förstärkts i vandringsvågröret.