Modülatör
Bir kısa, yüksek güçlü bir gönderim darbesinin üretilmesi için gönderim tüplerine tam gönderim anında bir yüksek gerilim sağlayan bir özel modülatör gerekir. Bu radar modülatörü yalnızca gönderim tüpü için gönderim darbesi boyunca anot gerilimini sağlar. Bu nedenle bazen bu modülatör „açma/kapama anahtarlamalı“ radar modülatörü olarakta adlandırılır.
Genellikle serbest salınan yüksek güç üreteçleri bu tür bir modülatörle sürülür. Ancak Çapraz Alan Yükselteçleri (amplitron) ile donatılmış yüksek güç yükselteçleri de bu tür bir radar modülatörüne ihtiyaç duyarlar.
gerilim
güç kaynağı
Resim 1: Çalışma prensipi
gerilim
güç kaynağı
Resim 1: Çalışma prensipi
gerilim
güç kaynağı
Resim 1: Çalışma prensipi (Etkileşimli resim)
Bu modülatör enerji depolamak için bir Darbe Biçimleme Devresini (Pulse Forming Network) kullanır. Bu biçimleme devresi, dolum hattında, doldurma bobininin (charging coil) manyetik alanının yardımıyla, Yüksek Gerilim Güç Kaynağının gerilim değerinin iki katına kadar bir gerilimle doldurulur. Doldurma bobini aynı zamanda dolum akımını da sınırlar. Dolum gerçekleştikten sonra, depolanan enerjinin güç kaynağının iç direnci üzerinden boşalmasını önlemek için devreye bir doldurma diyotu (charging diode) konulmuştur.
Tiratron bir elektronik anahtar gibi çalışır ve iğne biçimli bir darbe ile tetiklenir. Tiratron girişindeki R-C Bileşimi, giriş katından DC gerilim girişini engeller. Darbe transformatörü, boşalma anında bir empedans uyumlama devresi (impedance matching circuit) gibi çalışır.
Resim 2: P-18 radarının modülatörü
gerilim
güç kaynağı
Resim 3: Yükleme hattı için eşdeğer devre
gerilim
güç kaynağı
Resim 3: Yükleme hattı için eşdeğer devre
Yükleme hattı
Başlangıç durumunda (initial state) devrede herhangi bir gerilim bulunmadığı kabul edilir. Tiratron resimde bir açık anahtar gibidir.
Anahtarın kapatılmasının ardından dolum akımı (yeşil renkli), dolum diyotu ile dolum bobini üzerinden darbe biçimleme devresinin kondansatörlerini doldurur. Darbe biçimleme devresindeki bobinlerinin bir ikincil görevi daha vardır: Doldurma bobininin endüktansı, devreye enerji uygulandığında büyük bir endüktif dirençle karşı koyar ve kuvvetli bir manyetik alanın meydana gelmesine neden olur. Kondansatörler, yeşil renkte gösterilen bir üstel işlev (exponential function) eğrisine uygun olarak dolarlar. Bu eğri ile doldurma bobininin zıt indükleme gerilimi örtüşmektedir.
gerilim)
(dolum bobini olmaksızın)
olmaksızın
dolum eğrisi
Resim 4: Dolum akımlarının eğrisi
gerilim)
(dolum bobini olmaksızın)
olmaksızın
dolum eğrisi
Resim 4: Dolum akımlarının eğrisi
| UC = U0 · (1 - cosωr · t) | ||
| ωr2= | 1 | (1) |
| LDr · ΣC | ||
Kondansatörlerin, güç kaynağından sağlanan gerilimle dolmaya başlamasından itibaren çekilen dolum akımı gittikçe azalır ve doldurma bobininde oluşan manyetik alan yok olur. Bu indükleme, kondansatörleri, manyetik alan tamamen yok olana kadar doldurmaya devam eden bir ilave gerilim üretir. Şimdi kondansatörler güç kaynağı üzerinden tekrardan boşalacaktır (koyu mavi eğri), fakat doldurma diyotları akımı bu yönde engeller ve enerji kondansatörlerde kalır.
Boşalma hattı
(ateşlenmiş)
Resim 5: Boşalım hattı eşdeğer devresi
(ateşlenmiş)
Resim 5: Boşalım hattı eşdeğer devresi
Darbe Biçimleme Devresi dolduktan sonra, RC-bileşimi üzerinden tiratrona bir tetikleme darbesi yollanır. Tiratron ateşlenir ve darbe trafosu üzerinden bir boşalma akımı akar. 1. kondansatör, ateşlenen tiratron ve darbe transformatörü üzerinden boşalmaya başlar. Bu boşalma süreci yine bir üstel (exponential) eğridir ve fakat şimdi de darbe biçimleme devresindeki bobinlerin zıt indüklemesi etkili olur: 1. kondansatör diğer kondansatörler tarafından biraz gecikme ile tekrar doldurulur.
boşalım eğrisi
devresinin boşalım eğrisi
Resim 6: Boşalım akımları eğrisi
boşalım eğrisi
devresinin boşalım eğrisi
Resim 6: Boşalım akımları eğrisi
τ süresi boyunca darbe transformatöründen yine de bir akım akar. Bu sırada tam gönderme frekansında salınmakta olan gönderici tüplerine gerekli yüksek gerilim darbesi, darbe transformatörünün sekonder sargısından sağlanır. Devre endüktansı boşalma eğrisinin sonlarında aşmalara (overshoots) yol açar.