SU1107284A1

SU1107284A1 - Pulse power amplifier based on travelling wave tube

Info

Publication number: SU1107284A1
Application number: SU823405340A
Authority: SU
Inventors: Виктор Семенович Уманский
Original assignee: Предприятие П/Я А-7162
Priority date: 1982-03-01
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1984-08-07

Abstract

ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, содержа- . щий лампу бегущей волны, анод которой через первую обмотку импульсного трансформатора и первый источник посто нного напр жени подключен к ее катоду, точка соединени первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника посто нного напр жени подключена к первому выводу конденсатора и аноду вентил , катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через вторую обмотку импульсного трансформатора, сетка лампы бегущей волны через третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепи, перва из которых выполнена на реактивном двухполюснике, а втора на последовательно соединенном резисторе и втором источнике посто нного напр жени , соединена с ее катодом, а замедл юща система - с лющей шиной устройства и с общим вьгаодом блока управлени , снабженного первым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора, а общий вьпзод - с первым выводом аттенюатора и катодом трехзлектродной лампы, отличающийс , тем, что, с целью повышени КПД компаратор снабжен входом управлени , который соединен с первым выходом блока управлени и через четвертую обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине устройства, выход компаратора через первьгй введенный резистор соединен с управл ющей сеткой трехэлектродной лампы и через первый введенный конденсатор - с вторым выходом блока управлени , первый вывод аттенюатора (Л соединен с общей щиной устройства, а второй - с катодом лампы бегущей волны, при этом точка соединени первого введенного конденсатора и второй обмотки импульсного трансформатора, через введенный источник посто нного напр жени и введенную дополнительную обмотку импульсного трансформатора соединена с анодом трехзлектродной э ламп и через цепь из параллельно включенных второго введенного кондеЯSD X) сатора и второго вв.еденного резистора соединен с общей шиной уст ройства.PULSE POWER AMPLIFIER ON THE LAMP OF THE RUNNING WAVE, containing-. The traveling-wave lamp, the anode of which through the first winding of the pulse transformer and the first constant voltage source is connected to its cathode, the connection point of the first winding of the pulse transformer and the first constant voltage source is connected to the first terminal of the capacitor and the anode of the valve whose cathode is connected to the second output of the capacitor through the second winding of the pulse transformer, the grid of the traveling wave tube through the third winding of the pulse transformer and two parallel connected circuits, the first of which are made on a reactive two-port network, and the second on the series-connected resistor and the second source of direct voltage, is connected to its cathode, and the slow-down system is connected to the common bus bar and to the common control terminal equipped with the first and second outputs, as well as a comparator, the input of which is connected to the attenuator tap, and a common output with the first output of the attenuator and the cathode of a three-electrode lamp, characterized in that, in order to increase efficiency, the comparator is provided with a control input, which is connected with the first output of the control unit and through the fourth winding of the pulse transformer is connected to the common bus of the device, the output of the comparator through the first entered resistor is connected to the control grid of the three-electrode lamp and through the first entered capacitor to the second output of the control unit, the first output of the attenuator (L is connected to the common device, and the second with the cathode of the traveling-wave tube; the connection point of the first inserted capacitor and the second winding of the pulse transformer, through the input source The DC voltage and the input additional winding of the pulse transformer are connected to the anode of a three-electrode e-lamp and connected through a circuit from parallel-connected second injected transducer and X-ray resistor to the common bus resistor.

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и может найти применение, пре-имущестренно , в передающих устройствах СВЧ дл когерентных радиолокационных систем. В передающих устройствах СВЧ дл рйдиолокационньк систем известен и находит применение усилител..ный каскад иа лампебугущей волны (ЛБВ), импульсна модул ци которого производитс по управл ющей сетке. Однако данное устройство не обеспечивает работу при изменении частоты и скважности импульсов в широких пределах. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс импуль йый усилитель мощности на ЛБВ, содержащий ЛБВ, анод Которой через пер вую обмотку импульсного трансформатора и Первый источник посто нного напр жени подключен к ее катоду точка соединени первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника посто нного напр жени под ключена к первому выводу конденсатор а аноду вентил , катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через BTOpyfo обмотку импульсного трансформатора, сетка ЛБВ черей третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепи, перва из которых выполнена не реактивном двухполюснике, а втора на последовательно соединенном реэисторе и втором источнике посто нно го напр жени , соединена с ее катодом , а замедл юща 0истема - с общей шиной устройства и с общим выводом блока управлени , снабженного первым и вторым выходами а также компаратор , вход которого соединен с отводом аттенюатора,,а общий вьШод с первым вьшодоМ аттенюатора и катодом трехэлектродной лампы. В известном устройстве ЛБЕ работа ет в режиме ждущего блокинг-генерато ра, что обеспечивает режим импульсно модул ции усиливаемых СВЧ сигналов без применени специального внешнего модул тора. Однйко известное устройство имеет низкий КПД протекани анодйого тока, трехэлектродной лампы, регулирующей напр жение на замедл ющей системе ЛВВ, через первый источйик посто нного напр жени и из-за йеполного перемагничивани сердечник импульсного трансформатора при больших длительност х импульсов. , Цель изобретени - повышение КПД. Дл этого в импульсном усилителе мощности на ЛБВ, содержащем ЛБВ, анод которой через первую обмотку импульсного трансформатора и первый источник посто нного напр жени подключен к ее катоду, точка соединени первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника посто нного напр жени подключена к первому выводу , конденсатора и аноду вентил , катод которого соединен с вторым выбодом конденсатора через вторую обмотку импульсного трансформатора, сетka ЛЕВ через третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепн перва из которых выполнена на реактивном двухполюснике , а втора - на последовательно соединенном резисторе и втором источнике посто нного напр жени , соединена с ее катодом, а замедл юща система - с общей шиной устройства и с общим выводом блока управлени , снабженного первым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора, а общий вывод - с первым выводом аттенюатора и катодом трехэлект одной лампы, компаратор снабжен входом управлени , который соединен с первым выходом блока управлени и через четвертую обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине устройства , выход компаратора через первый введенный резистор соединен с управл ющей сеткой Трехэлектродной лампы и через первый введенный конденсатор С вторым выходом блока управлени , 11ервый вывод аттенюатора соединен с общей шиной устройства, а второй - с катодом ЛЕВ, пРИ этом точка соединени первого введенного конденсатора и йторой обмотки импульсного трансформатора Через введенный источник постойнного напр жени и веденную дополнительную обмотку импульсного трансформатора соединена с анодом трехэлектродной лампы и через цепь из параллельно включенных второго введенного конденсатора и второго введенного резистора соединена с общей шиной устройства На чертеже представлена электрическа принципиальна схема импульсного усилител мощности на ЛБВ.This invention relates to radio engineering and may find its application, predominantly, in microwave transmitters for coherent radar systems. In microwave transmitters for radio systems, amplifier and cascade of a lamp-traveling wave (TWT) are known and used, the pulse modulation of which is carried out on the control grid. However, this device does not work when changing the frequency and duty cycle of pulses over a wide range. The closest technical solution to the invention is a pulsed power amplifier on the TWT, containing a TWT, the anode of which through the first winding of the pulse transformer and the First constant voltage source is connected to its cathode the connection point of the first winding of the pulse transformer and the first source of constant voltage A capacitor is connected to the first terminal and to the anode is a valve, the cathode of which is connected to the second capacitor terminal via BTOpyfo winding of a pulse transformer, TWT mesh through the third winding of them a pulse transformer and two circuits connected in parallel, the first of which is made not by a reactive two-terminal circuit, and the second on a series-connected resistor and the second source of constant voltage is connected to its cathode, and the slowing-down system is connected to the common bus of the device and to the common output of the unit control, equipped with the first and second outputs, as well as a comparator, the input of which is connected to the tap of the attenuator, and the common pin with the first pin of the attenuator and the cathode of the three-electrode lamp. In the known LCT device, it works in the standby blocking-generator mode, which ensures the pulse-modulation mode of the amplified microwave signals without the use of a special external modulator. One known device has a low efficiency of the flow of anodic current, a three-electrode lamp regulating the voltage on a slow-wave supply system, through the first source of constant voltage, and due to a full-magnetisation reversal of the pulse transformer core. The purpose of the invention is to increase efficiency. To do this, in a TWT pulsed power amplifier containing a TWT, the anode of which is connected to its cathode through the first winding of the pulse transformer and the first constant voltage source, the connection point of the first winding of the pulse transformer and the first constant voltage source is connected to the first terminal of the capacitor and the anode of the valve, the cathode of which is connected to the second choice of capacitor through the second winding of the pulse transformer, the grid LEO through the third winding of the pulse transformer and two parallel to The first connected chains of which are made on a reactive two-port network, and the second on a series-connected resistor and a second source of constant voltage, are connected to its cathode, and the slowing-down system is connected to a common bus of the device and to a common output of a control unit equipped with the first and second Outputs, as well as a comparator, the input of which is connected to the attenuator outlet, and the common output - to the first output of the attenuator and the cathode of a three-electric lamp; the comparator is equipped with a control input, which is connected to the first output of the control unit Through the fourth winding of the pulse transformer, it is connected to the common bus of the device, the output of the comparator through the first input resistor is connected to the control grid of the three-electrode lamp and through the first input capacitor. With the second output of the control unit, the first output of the attenuator is connected to the common bus of the device, and the second is connected to the cathode of the LION, WHEN this is the junction point of the first entered capacitor and the second winding of the pulse transformer whence the pulse transformer is connected to the anode of a three-electrode lamp, and through the circuit of the parallel-connected second capacitor and second inputted inputted resistor connected to the common bus of the device on the drawing is an electrical schematic diagram of a pulsed power amplifier TWT.

Импульсный усилитель мощности на ЛЕВ содержит ЛБВ 1, импульсньй трансформатор 2 с первой 3, второй 4, третьей 5, четвертой 6 и дополнительной 7 обмотками, блок 8 управлени , вентиль 9, конденсатор 10, аттенюатор . 11, компаратор 12, трехэлектродную лампу 13, реактивный двухйолюсник 14, резистор 15, первый источник 16 посто нного напр жени , второй источник 17 посто нного напр жени , введенный источник 18 посто нного напр жени , первый введенный резистор 19, второй введенный резистор 20, первый введенный конденсатор 21, второй введенный конденсатор 22.Pulse power amplifier on LEV contains TWT 1, pulse transformer 2 with first 3, second 4, third 5, fourth 6 and additional 7 windings, control unit 8, valve 9, capacitor 10, attenuator. 11, comparator 12, three-electrode lamp 13, reactive two-port 14, resistor 15, first constant voltage source 16, second constant voltage source 17, inputted constant voltage source 18, first inserted resistor 19, second resistor 20, the first entered capacitor 21, the second entered capacitor 22.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном состо нии (ЛБВ) 1 заперта отрицательным напр жением смещени , поступающим на ее сетку от источника 17 через резистор 15 и обмотку 5. На аноде ЛБВ существует посто нное напр жение 5 поступающее от источника 16. Напр жение на замедл ющей системе ЛБВ также близко к ЕЗ благодар протеканию тока источника 16 по цепи: аттенюатор 11, обща шина ycтpoйctвa, резистор 20, обмотка 4, вентиль 9. Конденсатор 10 в это врем разр жен, а трехэлектродна лампа 13 почти заперта.In the initial state (TWT) 1, the negative bias voltage supplied to its grid from source 17 through resistor 15 and winding 5 is locked. On the anode of TWT there is a constant voltage 5 coming from source 16. The voltage on the slowing TWT system also close to the EZ due to the flow of the source 16 through the circuit: attenuator 11, common bus, resistor 20, winding 4, valve 9. The capacitor 10 is discharged at this time, and the three-electrode lamp 13 is almost locked.

При поступлении очередного положительного импульса запуска с первого выхода блока 8 управлени на обмотку 6, на обмотке 5 возникает положительный импульс, отпирающий ЛБВ 1. Под действием положительной обратной св зи, цепь которой замыкаетс при по влении тока анода ЛБВ, протекающего через обмотку 3 и источник 16, :возникает блокинг-процесс (обмотки 3 и 7 включены встречно, что обеспечивает положительную-обратную св зь)Upon receipt of the next positive start pulse from the first output of the control unit 8 to the winding 6, a positive pulse occurs on the winding 5, which unlocks the TWT 1. Under the positive feedback, the circuit of which closes when the anode current of the TWT flows through the winding 3 and the source 16,: a blocking process occurs (windings 3 and 7 are turned on in opposite, which provides positive feedback)

На сетке ЛБВ 1 формируетс положительный импульс, максимальна |цлительность которого определ етс в основном параметраьт реактивного двухполюсника 14. ЛБВ в течение этого Импульса остаетс открытой. Возникающа при этом на обмотке 4 ЭДС через вентиль 9 зар жает конденсатор 10 до напр жени ц . Это напр жение складываетс с напр жением источника 16 и напр жением на втором введенном конденсаторе 22 и прикладываетс к замедл ющей системе ЛБВ относительно ее катода, так чтоA positive impulse is formed on the TWT grid 1, the maximum of which is determined mainly by the parameters of the reactive two-port 14. The TWT remains open during this Impulse. A winding 4 EMF arising at the same time through the valve 9 charges the capacitor 10 to the voltage c. This voltage is added to the voltage of the source 16 and the voltage on the second entered capacitor 22 and is applied to the retarding TWT system relative to its cathode, so that

Ё,Е,HER,

-г-g

Напр жение образуетс при протекании тока анода трехэлектродной лампы 13, через введенный источник 1 посто нного напр жени и цепь из параллельно соединенных второго введенного резистора 20 и второго введенного конденсатора 22.A voltage is formed when the current of the anode of the three-electrode lamp 13 flows through the inputted source 1 of constant voltage and a circuit of parallel connected second input resistor 20 and second input capacitor 22.

На вход управлени компаратора 12 от обмотки 6 подаетс импульс..Благодар этому во врем импульса компаратор 12 заперт и с его выхода наA pulse is applied to the control input of the comparator 12 from winding 6. Thanks to this, during the pulse, the comparator 12 is locked and from its output to

сетку трехэлектродной лампы 13 подаетс только напр жение отрицательного смещени (от источника, имеющегос в составе компаратора 12).the grid of the three-electrode lamp 13 is supplied only with a negative bias voltage (from the source contained in the comparator 12).

В момент окончани импульса со втрого выхода блока 8 управлени через первый введенный конденсатор 21 на сетку трехэлектродной лампы 13 подаетс импульс сброса положительной пол рности. Трехэлектродна лампа 13 открываетс и шунтирует обмотку 7, что обеспечивает срыв блокингпроцесса и последующее запирание ЛБВ 1. Одновременно вследствие протекани анодного тока трехэлектродной лампы 13 через обмотку 7 от введенного источника 18 посто нного напр жени происходит перемагничивание сердечника импульсного трансформатора 2.At the moment of termination of the pulse from the second output of the control unit 8, a positive polarity reset pulse is applied to the grid of the three-electrode lamp 13 through the first input capacitor 21. The three-electrode lamp 13 opens and shunts the winding 7, which provides a breakdown of the blocking process and subsequent locking of the TWT 1. At the same time, due to the flow of the anode current of the three-electrode lamp 13 through the winding 7 from the input voltage source 18, the core of the pulse transformer 2 occurs.

Импульс сброса имеет регулируемое врем задержки относительно импульса запуска. Пределы изменени времени задержки, определ к цие длительность импульсов, не должны при этом превьшать максимальную длительность импульсов свободного блокинг-процесса .The reset pulse has an adjustable delay time relative to the trigger pulse. The limits of the change in the delay time, which determines the duration of the pulses, should not exceed the maximum pulse duration of the free blocking process.

Дл устранени вли ни генерируемого импульсным трансформатором видеоимпульса на работу блока 8 управлени по первому выходу в его схеме предусмотрена защита от воздействи этого импульса.In order to eliminate the effect of the video pulse generated by the pulse transformer on the operation of the control unit 8 on the first output, its circuit provides protection against the effect of this pulse.

После окончани импульса компаратор 12 отпираетс , так как импульс строба, поступающий от обмотки 6 на его вход управлени , заканчиваетс .After the end of the pulse, the comparator 12 is unlocked, as the gate pulse from the winding 6 to its control input ends.

Посто нство величины ускор ющего напр жени на замедл ющей системе ЛБВ 1 при колебани х напр жени питающей сати или изменении скважности импульсов обеспечиваетс следующим образом. При по влении, например танденции к уменьшению ускор ющего напр жени jfo на замедл ющей систе-.The condition of the magnitude of the accelerating voltage on the retarding system TWT 1 when the supply voltage fluctuates or the pulse duty ratio changes is provided as follows. If you see, for example, a tendency to decrease the accelerating voltage jfo on the slowing system.

Claims

A PULSE POWER AMPLIFIER ON A CURRENT WAVE LAMP, containing a traveling wave lamp, the anode of which is connected to its cathode through the first winding of the pulse transformer and the first DC voltage source, the connection point of the first winding of the pulse transformer and the first constant voltage source is connected to the first output of the capacitor and the valve anode, the cathode of which is connected to the second output of the capacitor through the second winding of a pulse transformer, a traveling wave lamp grid through a third pulse winding transformer and two parallel-connected circuits, the first of which is made on a reactive two-terminal device, and the second on a series-connected resistor and a second constant voltage source, is connected to its cathode, and the deceleration system is connected to the device’s bushing and to the common terminal of the control unit equipped with the first and the second outputs, as well as a comparator, the input of which is connected to the attenuator tap, and the common output is different with the first output of the attenuator and the cathode of the three-electrode lamp. the fact that, in order to increase the efficiency, the comparator is equipped with a control input that is connected to the first output of the control unit and connected to the device common bus through the fourth winding of the pulse transformer, the output of the comparator through the first input resistor is connected to the control grid of the three-electrode lamp and through the first input capacitor - with the second output of the control unit, the first output of the attenuator is connected to the device common bus, and the second to the cathode of the traveling wave lamp, with the connection point. The first introduced capacitor and the second winding of the pulse transformer are connected to the anode of the three-electrode lamps through the introduced DC voltage source and the added additional winding of the pulse transformer, and connected to the device common bus through a circuit of parallel connected second introduced capacitor and second introduced resistor.

ί 1,107,284 1