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Modulador de radar

El modulador de radar genera una alta tensión para el tubo transmisor durante la duración del pulso de transmisión. Este modulador de radar prácticamente sólo enciende la tensión anódica del tubo transmisor durante la duración del impulso de transmisión. Debido a esta función de conmutación, a veces se denomina modulador de radar de „keyed on/off“ (modulador de „encendido/apagado“).

En la mayoría de los casos, este modulador se utiliza para controlar generadores oscilantes de alta potencia, como los magnetrones. Sin embargo, los amplificadores de alta potencia equipados con amplitrones también requieren un modulador de radar de este tipo, ya que sólo pueden recibir alta tensión durante la duración del pulso de transmisión.

Generación
de alta
tensión
Diodo de carga
Estrangulador de carga
Red de formación de impulsos
C1
R1
Tiratrón
Transformador de impulsos

Figura 1: Esquema de un modulador de radar

Generación
de alta
tensión
Diodo de carga
Estrangulador de carga
Red de formación de impulsos
C1
R1
Tiratrón
Transformador de impulsos

Figura 1: Esquema de un modulador de radar

Generación
de alta
tensión
Diodo de carga
Estrangulador de carga
Red de formación de impulsos
C1
R1
Transformador de impulsos

Figura 1: Esquema de un modulador de radar (imagen interactiva)

Ladediode Heiztrafo für das Thyratron Laufzeitkette tiratrón

Figura 2: Bloque modulador del radar P-18
(imagen interactiva)

Este modulador utiliza una cadena de retardo para almacenar energía. Esta cadena de retardo se carga al doble de la tensión de la fuente de alimentación de alto voltaje en la la trayecto de la carga con la ayuda del campo magnético de la reactancia de carga. Este estrangulador de carga también limita la corriente de carga. Se inserta un diodo de carga para que después de cargar la cadena de retardo no se descargue a través de la resistencia interna de la fuente de alimentación.

El tiratrón funciona como un interruptor electrónico y se controla mediante un impulso en forma de aguja. La combinación R-C separa la red del tiratrón del preamplificador en términos de tensión continua. El transformador de impulsos se utiliza para ajustar la resistencia durante la descarga.

Figura 2: Bloque modulador del radar P-18

Alta
tensión
generación
Cadena de retardo
Campo magnético

Figura 3: Diagrama de circuito equivalente trayecto de la carga

Alta
tensión
generación
Cadena de retardo
Campo magnético

Figura 3: Diagrama de circuito equivalente trayecto de la carga

El trayecto de la carga

Se supone que el circuito está desenergizado como estado inicial. En el diagrama, el tiratrón se muestra como un interruptor abierto.

Tras el encendido (el salto de tensión verde oliva en el diagrama), la corriente pasa por el diodo de carga, luego por la reactancia de carga y carga los condensadores de la cadena de retardo. Las bobinas de la cadena de retardo siguen teniendo ahora una función subordinada. Sin embargo, la inductancia de la reactancia de carga se opone a la corriente de entrada con una gran resistencia inductiva y crea un fuerte campo magnético. La carga de los condensadores sigue una función exponencial (mostrada en verde). A esto se superpone la contrainducción de la reactancia de carga.

Aumento de la tensión
debido al campo magnético
(tensión
conmutada)
Curva de carga
de un condensador
(sin reactancia de carga)
Curva de carga sin
diodo de carga
UC

Figura 4: Diagramas de tensiones de carga

 
Aumento de la tensión
debido al campo magnético
(tensión
conmutada)
Curva de carga
de un condensador
(sin reactancia de carga)
Curva de carga sin
diodo de carga
UC

Figura 4: Diagramas de tensiones de carga

 UC = U0 · (1 - cosωr · t)
ωr2= 1 (1)
LDr · ΣC

Desde el momento en que los condensadores se han cargado hasta la tensión suministrada por la fuente de alimentación, la corriente de carga disminuye y el campo magnético de la reactancia de carga se colapsa. Así, la inducción que sigue ahora genera una tensión adicional que sigue cargando los condensadores hasta que el campo magnético se ha colapsado por completo. Ahora los condensadores volverían a descargarse a través de la fuente de alimentación (curva azul claro), pero el diodo de carga bloquea esta dirección de la corriente y la energía queda así almacenada en los condensadores.

El trayecto de descarga
Cadena de retardo
C1
R1
Thyratron
(encendida)
Transformador
de impulsos

Figura 5: Diagrama de circuito equivalente del trayecto de descarga

Cadena de retardo
C1
R1
Thyratron
(encendida)
Transformador
de impulsos

Figura 5: Diagrama de circuito equivalente del trayecto de descarga

Una vez cargada la cadena de retardo, se puede enviar un impulso de encendido al tiratrón a través de la combinación R-C. El tiratrón se enciende y la corriente de descarga fluye a través del transformador de impulsos.

El primer condensador comienza a descargarse a través del tiratrón encendido y el transformador de impulsos. Esto seguiría una función exponencial, pero ahora la contrainducción de las bobinas en la cadena de retardo tiene efecto: es recargado por los otros condensadores con un ligero retraso.

Curva de descarga de un condensador
Curva de descarga
de una cadena
de retardo
τ

Figura 6: Diagramas de las corrientes de descarga

Curva de descarga de un condensador
Curva de descarga
de una cadena
de retardo
τ

Figura 6: Diagramas de las corrientes de descarga

Así, por el transformador de impulsos circula una corriente de duración τ. En el lado secundario, se puede tomar un impulso de alta tensión para el tubo transmisor, que entonces oscila a la frecuencia de transmisión durante exactamente ese tiempo. El borde de salida de la curva de descarga resulta de la curva de descarga de un solo condensador de la cadena de retardo. La curva de descarga verde corresponde a un condensador con la suma de la capacitancia de los condensadores individuales. En la práctica, el rebasamiento puede incluso producirse debido a la inductancia del devanado primario del transformador de impulsos.

La energía se transfiere con mayor eficacia cuando la resistencia interna de la cadena de retardo es igual a la resistencia interna del transformador de impulsos. Así, el transformador de impulsos sólo recibe la mitad de la tensión, la otra parte cae a través de la resistencia interna de la cadena de retardo.