www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Modulator radar

Modulatorul radar generează o tensiune înaltă pentru tubul de emisie pe durata impulsului de emisie. Practic, acest modulator radar activează tensiunea anodică pentru tubul de emisie doar pe durata impulsului de emisie. Datorită acestei funcții de comutare, acesta este numit uneori modulator radar „keyed on/off“ (cu cheie on/off).

În cele mai multe cazuri, un astfel de modulator este utilizat pentru a controla generatoarele oscilante de mare putere, cum ar fi magnetronii. Cu toate acestea, amplificatoarele de mare putere echipate cu amplitroni au nevoie, de asemenea, de un astfel de modulator radar, deoarece acestea pot primi o tensiune ridicată doar pe durata impulsului de transmisie.

 
Sursă de
înaltă
tensiune
Diodă de
încărcare
Bobină de încărcare
Rețea de formare
a impulsurilor
C1
R1
Tiratron
Transformator de impulsuri

Figura 1: Diagrama schematică a unui modulator radar

 
Sursă de
înaltă
tensiune
Diodă de
încărcare
Bobină de încărcare
Rețea de formare
a impulsurilor
C1
R1
Tiratron
Transformator de impulsuri

Figura 1: Diagrama schematică a unui modulator radar

 
Sursă de
înaltă
tensiune
Diodă de
încărcare
Bobină de încărcare
Rețea de formare
a impulsurilor
C1
R1
Transformator de impulsuri

Figura 1: Diagrama schematică a unui modulator radar (interaktives Bild)

Ladediode Heiztrafo für das Thyratron Laufzeitkette Thyratron

Figura 2: Blocul modulator al radarului P-18

Acest modulator utilizează o rețea de modelare a impulsurilor pentru a stoca energie. Această rețea de modelare a impulsurilor este încărcată la o tensiune dublă față de cea a sursei de alimentare de înaltă tensiune de pe traseul de încărcare cu ajutorul câmpului magnetic al bobinei de încărcare. Acest inductor de încărcare limitează simultan curentul de încărcare. Se introduce o diodă de încărcare pentru ca lanțul de funcționare să nu se descarce prin rezistența internă a sursei de alimentare după ce a fost încărcat.

Tiratronul funcționează ca un comutator electronic și este controlat de un impuls în formă de ac. Combinația R-C separă grila tiratonului de preamplificator în ceea ce privește tensiunea continuă. Transformatorul de impulsuri este utilizat pentru reglarea rezistenței în timpul descărcării.

Figura 2: Blocul modulator al radarului P-18

 
Sursă de
înaltă
tensiune
Rețea de formare
a impulsurilor
Câmpul magnetic

Figura 3: Diagrama circuitului echivalent calea de încărcare

 
Sursă de
înaltă
tensiune
Rețea de formare
a impulsurilor
Câmpul magnetic

Figura 3: Diagrama circuitului echivalent calea de încărcare

Calea de încărcare

Ca stare inițială, se presupune că circuitul este decuplat. În diagramă, tiratronul este prezentat ca un comutator deschis.

După conectare (saltul de tensiune verde-oliv din diagramă), curentul trece prin dioda de încărcare, apoi prin bobina de încărcare și încarcă condensatoarele lanțului de întârziere. Bobinele lanțului de întârziere au acum încă o funcție subordonată. Cu toate acestea, inductanța bobinei de încărcare se opune curentului de pornire cu o rezistență inductivă mare și creează un câmp magnetic puternic. Încărcarea condensatoarelor urmează o funcție exponențială (reprezentată în verde). La aceasta se suprapune contrainducția de la bobina de încărcare.

Creșterea tensiunii datorată câmpului magnetic
(tensiune
comutată)
Curba de încărcare
a unui condensator
(fără bobină de încărcare)
Curba de încărcare
fără diodă de
încărcare
UC

Fig. 4: Diagrame ale tensiunilor de încărcare

 
Creșterea tensiunii datorată câmpului magnetic
(tensiune
comutată)
Curba de încărcare
a unui condensator
(fără bobină de încărcare)
Curba de încărcare
fără diodă de
încărcare
UC

Fig. 4: Diagrame ale tensiunilor de încărcare

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

Din momentul în care condensatoarele s-au încărcat până la tensiunea furnizată de sursa de alimentare, curentul de încărcare scade și câmpul magnetic din inductorul de încărcare se prăbușește. Astfel, inducția care urmează acum generează o tensiune suplimentară care continuă să încarce condensatoarele până când câmpul magnetic se prăbușește complet. Acum, condensatoarele s-ar descărca din nou prin intermediul sursei de alimentare (curba albastru deschis), dar dioda de încărcare blochează această direcție a curentului și astfel energia rămâne stocată în condensatoare.

Calea de descărcare
 
Rețea de modelare
a impulsurilor
C1
R1
Thyratron
(aprins)
Transformator de impulsuri

Figura 5: Diagrama circuitului echivalent calea de descărcare

 
Rețea de modelare
a impulsurilor
C1
R1
Thyratron
(aprins)
Transformator de impulsuri

Figura 5: Diagrama circuitului echivalent calea de descărcare

După ce rețeaua de formare a impulsurilor a fost încărcată, un impuls de aprindere poate fi transmis tiritronului prin intermediul combinației R-C. Tiratronul se aprinde și curentul de descărcare trece prin transformatorul de impulsuri.

Primul condensator începe să se descarce prin intermediul tiritronului aprins și al transformatorului de impulsuri. Aceasta ar urma o funcție exponențială, dar acum intervine contrainducția bobinelor din rețeaua de formare a impulsurilor: este reîncărcată de ceilalți condensatori cu o ușoară întârziere.

Curba de descărcare
a unui condensator
Curba de descărcare
a unei rețele de
modelare a impulsurilor
τ

Figura 6: Diagrame ale curenților de descărcare

Curba de descărcare
a unui condensator
Curba de descărcare
a unei rețele de
modelare a impulsurilor
τ

Figura 6: Diagrame ale curenților de descărcare

Astfel, prin transformatorul de impulsuri trece un curent cu durata τ. Pe partea secundară, un impuls de înaltă tensiune poate fi preluat pentru tubul de emisie, care apoi oscilează la frecvența de emisie exact pentru acest timp. Marginea finală a curbei de descărcare rezultă din curba de descărcare a unui singur condensator din rețeaua de formare a impulsurilor. Curba de descărcare verde corespunde unui condensator cu suma capacităților condensatoarelor individuale. În practică, poate apărea chiar o depășire din cauza inductanței înfășurării primare a transformatorului de impulsuri.

Energia este transferată cel mai eficient atunci când rezistența internă a lanțului de întârziere este egală cu rezistența internă a transformatorului de impulsuri. Astfel, transformatorul de impulsuri primește doar jumătate din tensiune, cealaltă parte cade prin rezistența internă a rețelei de formare a impulsurilor.