Основы радиолокации

Передающие устройства

Передающим устройством (передатчиком) называется устройство, предназначенное для создания колебаний высокойчастоты требуемой мощности и излучения в пространство этих колебаний в виде электромагнитных волн.

Задачи передающего устройства радиолокатора

Передающее устройство радиолокатора генерирует короткие высокочастотные импульсы высокой мощности. Для передающего устройства радиолокатора требуются следующие технические характеристики:

• Передатчик должен быть способен генерировать необходимую мощность радиочастот с требуемой импульсной мощностью.
• Передатчик должен иметь соответствующую высокочастотную полосу пропускания.
• Передатчик должен генерировать радиочастотную энергию с достаточной стабильностью частоты для дальнейшей обработки сигнала.
• Передатчик должен быть легко модулируемым и соответствовать требованиям к форме импульса.
• Передатчик должен быть эффективным, надежным и простым в обслуживании, иметь длительный срок службы и быть рентабельным.

Важной составной частью передающего устройства радиолокатора всегда является мощный выходной каскад, поэтому в данной секции речь идет в основном о различных возможностях генерации высокой мощности на высоких частотах. Передающие устройства строят по двум основным схемам:

1. однокаскадные передающие устройства («мощный автогенератор»);
2. многокаскадные передающие устройства («задающий генератор-усилитель мощности»).

Передающее устройство первого типа («мощный автогенератор»)

Часто используемым типом передающего устройства является самоколебающийся генератор, например, с магнетроном, который включается высоковольтным импульсом. Преимущества, прежде всего, простота схемного решения и конструктивного исполнения, малый вес и габариты, небольшая стоимость, простота малые эксплуатационные расходы. Этот высоковольтный импульс в качестве напряжения питания для передающей трубки обеспечивается специальным модулятором.

Рисунок 1: Псевдо-когерентный передатчик на радиолокационной станции П-37

Рисунок 1: Псевдо-когерентный передатчик на радиолокационной станции П-37

Здесь вы можете увидеть передающий шкаф от исторического русского радиолокатора П-37 «МЕЧ» (1РЛ139). Это типичный передатчик с магнетроном типа «мощный автогенератор», который подает свою высокочастотную энергию непосредственно в систему волноводов. Вы можете увидеть этот магнетрон с его сильными постоянными магнитами в средней части корпуса излучателя. Справа блок модулятора с тиратроном. В нижней плоскости находятся импульсный трансформатор, цепь задержки с зарядным диодом и высоковольтный трансформатор.

Из этих передающих шкафов радар имел в работе 5 штук, три подводили нижнюю антенну, две верхнюю антенну. Для охлаждения через весь шкаф протягивался воздушный поток, вентиляторы которого крепились к наружной стенке кабины. При открытии дверей шкафа отключается высокое напряжение. Если дверь будет открыта очень широко, то механическое устройство даже разрядит высоковольтные компоненты, замыкая их коротким замыканием.

Радиопередающие устройства второго типа («усилитель мощности»)

Передающие устройство данного типа состоят их маломощного задающего генератора (возбудителя) и усилителя мощности или цепочки усилителей мощности в зависимости от требуемой энергии зондирующих сигналов. Стабильность частоты зондирующего сигнала определяется в основном маломощным задающим генератором, частота которого стабилизируется например с помощью кварца. Разработка многокаскадных радиопередающие устройства оказалась возможной благодаря созданию мощных усилительных приборов: пролётных клистронов, мощные лампы бегущей волны (ЛБВ), амплитронов и др.

Обзор

В следующей таблице приведено сравнение типов передатчиков, используемых в настоящее время в радиолокационной технике: