Передатчик импульсный СВЧ диапазона (стр. 2 из 4)
Для определения мощности на выходе магнетрона задаем следующие коэффициенты
прямое затухание ферритового вентиля, лежащее в пределах1 = (1.12 ... 1.2);
КПД антенно-фидерного тракта ф = (0.85 ... 0.95);
коэффициент отражения нагрузки передатчика н = (0.1 ... 0.4);
коэффициент производственного запаса Кпз = (1.2 ... 1.4)
Находим мощность на выходе магнетрона
В качестве генератора СВЧ используем магнетрон типа 2J21, который имеет следующие параметры
Рисунок 2.
Схема включения магнетрона показана на рисунке 2.
Характеристическое сопротивление резонаторной системы:
Рассчитываем ряд коэффициентов.
Угловая ширина щели резонаторной системы (в радианах):
Вспомогательный коэффициент:
Проводимость резонаторной системы:
Рассчитываем нагруженную добротность и характеристическое сопротивление резонаторной системы.
Пороговое напряжение возбуждения магнетрона
Принимаем собственную добротность Q0 = (900 ... 1000) резонаторной системы
Синхронное значение анодного напряжения:
Тогда внешняя добротность будет равна:
Нагруженная добротность:
Максимальная эквивалентная индуктивность резонаторной системы:
Выбираем
Отношение массы к заряду электрона:
Радиус втулки пространственного заряда
Определяем вспомогательные коэффициенты:
Коэффициент S = (0.638 ... 1)
Амплитуда вч напряжения на щелях резонансной системы:
Вспомогательный коэффициент
Углы рассогласования:
- в радианах:
в градусах:
в радианах: 
Суммарный угол рассогласования
- в радианах:
- в градусах
Крутизна фазовой характеристики
Суммарная крутизна фазовой характеристики при основном токе I0:
Коэффициент электронного смещения частоты:
Проверяем значения основного напряжения и выходной мощности:
Зададимся коэффициентом полезного действия для магнетрона. Пусть . Тогда
Динамические и статические сопротивления при анодном токе I0:
Определим параметры нестабильности частоты. Для этого зададимся коэффициентом подавления отражений от неподвижных целей, лежащим в пределах от -20 до -30 дБ (0.1 ... 0.032):
Кратковременная нестабильность частоты за период следования имп-в:
Нестабильность частоты за время импульса:
Модуляторная лампа была выбрана на этапе предварительного расчета - это лампа ГМИ-2Б. Динамическое сопротивление модуляторной лампы в граничном режиме Ом.
Найдем изменение частоты, от импульса к импульсу вызывается дополнительно из-за непостоянства напряжения сети питания.
Минимальное напряжение на аноде модуляторной лампы в критическом режиме (ориентировочно ek = (0.05 ... 0.1)U0), примем его равным В.
Пульсации выпрямленного напряжения из-за непостоянства напряжения сети питания:
Так как для питания магнетрона обычно используют стабилизатор напряжения, то, принимая коэффициент стабильности , находим нестабильность частоты:
Проверяем неравенство f < f / 4.
Гц.Неравенство выполняется, поэтому не нужно применять дополнительных средств для стабильности. Определяем общее электронное смещение частоты:
Нестабильность частоты, обусловленная изменением параметров нагрузки при включенном циркуляторе с общим затуханием дБ, н = (0.2 ... 0.4):
Проверяем неравенство < f / 4.
Неравенство fн < f / 4 выполняется, поэтому ферритовый вентиль с затуханием можно не включать.
Суммарная нестабильность частоты
3.2 Расчет импульсного модулятора
Требуется рассчитать импульсный модулятор для магнетронного генератора по следующим исходным данным:
По результатам предварительного расчета для автогенератора СВЧ был выбран магнетрон типа 2J21. Параметры магнетрона сведены в таблицу 3.
Таблица 3.
Коммутатором в схеме импульсного модулятора с неполным разрядом накопителя является электронная лампа, а накопителем - конденсатор. Наиболее широко применяется схема модулятора с шунтирующей нагрузку индуктивностью, что уменьшает длительность спада импульса. Эта схема приведена на рисунке 3.
Рисунок 3.
На рисунке 3:
R1 - зарядное сопротивление,
R2 - сопротивление в цепи питания сетки,
СЗ - емкость накопителя,
С2 и С4 - блокировочные конденсаторы,
C1 - разделительный.
По этим данным выбираем тип модуляторной лампы ГМИ-2Б из таблицы. (С целью повышения надежности целесообразно брать запас по току и напряжению не менее 15% от рассчитанных величин).
Исходные данные для расчета импульсного модулятора с неполным разрядом накопителя:
