Радарен модулатор
Радиолокационният модулатор генерира високо напрежение за предавателната лампа за продължителността на предавателния импулс. Този радарен модулатор на практика включва анодното напрежение на предавателната лампа само за времето на предавателния импулс. Заради тази функция на превключване този модулатор понякога се нарича радарен модулатор от тип „keyed on/off“ (функция «включване/изключване»).
Обикновено такъв тип модулатор се използва за управление на самоколебаещи се генератори с голяма мощност, като например магнетрони. Въпреки това усилвателите с голяма мощност, оборудвани с амплитрони, също се нуждаят от такъв радарен модулатор, тъй като те могат да получават високо напрежение само за времето на импулса на предаване.
волтов
захранващ
блок
зареждане
за закъснение
Изображение 1: Функционална схема на радарен модулатор
волтов
захранващ
блок
зареждане
за закъснение
Изображение 1: Функционална схема на радарен модулатор
волтов
захранващ
блок
зареждане
(линия за закъснение)
Изображение 1: Функционална схема на радарен модулатор (интерактивно чертане)
Този модулатор използва пулсообразуваща мрежа за съхраняване на енергия. По пътя на зареждането тази линия за закъснение се зарежда до два пъти по-високо напрежение от това на високоволтовото захранване с помощта на магнитното поле на зареждащия дросел. Този заряден дросел също така ограничава тока на зареждане. Поставен е заряден диод, така че след зареждането на линия за закъснението за забавяне то да не се разрежда чрез вътрешното съпротивление на захранващия блок.
Тиратронът работи като електронен превключвател и се управлява от импулс с формата на игла. Комбинацията R-C отделя мрежата на тиратрона от предусилвателя по отношение на постоянното напрежение. Импулсният трансформатор се използва за регулиране на съпротивлението по време на разряд.
Изображение 2: Модулатор на радиолокатора P-18
волтов
захранващ
блок
Изображение 3: Еквивалентната електрическа схема на пътя на зареждане
волтов
захранващ
блок
Изображение 3: Еквивалентната електрическа схема на пътя на зареждане
Пътят на зареждане
Приема се, че схемата е в начално състояние без напрежение. На схемата тиратронът е показан като отворен ключ.
След включването (маслиненозеленият скок на напрежението на схемата) токът преминава през зареждащия диод, след това през зареждащия дросел и зарежда кондензаторите на пулсообразуващата линия за закъснение. Сега бобините на линията на закъснението все още имат подчинена функция. Индуктивността на зарядния дросел обаче се противопоставя на пусковия ток с голямо индуктивно съпротивление и създава силно магнитно поле. Зареждането на кондензаторите следва експоненциална функция (показана в зелено). Върху него се наслагва контраиндукцията на зареждащия дросел.
вследствие на магнитното поле
напрежение)
на кондензатор
(без дросел за зареждане)
без зареждащ диод
Изображение 4: Диаграми на токовете на зареждане
вследствие на магнитното поле
напрежение)
на кондензатор
(без дросел за зареждане)
без зареждащ диод
Изображение 4: Диаграми на токовете на зареждане
| UC = U0 · (1 - cosωr · t) | ||
| ωr2= | 1 | (1) |
| LDr · ΣC | ||
От момента, в който кондензаторите се заредят до напрежението, подавано от захранващия блок, зарядният ток намалява и магнитното поле в зарядния индуктор се разрушава. По този начин индукцията, която следва, генерира допълнително напрежение, което продължава да зарежда кондензаторите, докато магнитното поле не се разруши напълно. Сега кондензаторите ще се разреждат отново чрез захранването (светлосинята крива), но зарядният диод блокира тази посока на тока и по този начин енергията остава съхранена в кондензаторите.
Пътят на разреждане
(запален)
Изображение 5: Еквивалентна схема на пътя на разреждане
(запален)
Изображение 5: Еквивалентна схема на пътя на разреждане
След като линията на закъснението бъде заредена, импулсът за запалване може да бъде подаден към тиратрона чрез комбинацията R-C. Тиратронът се запалва и разрядният ток протича през импулсния трансформатор.
Първият кондензатор започва да се разрежда чрез запаления тиратрон и импулсния трансформатор. Това би следвало експоненциална функция, но сега се проявява контраиндукцията на бобините във линията на закъснението: той се зарежда от другите кондензатори с малко закъснение.
разреждане
на кондензатор
пулсообразуваща мрежа
Изображение 6: Диаграми на токовете на разреждане
разреждане
на кондензатор
пулсообразуваща мрежа
Изображение 6: Диаграми на токовете на разреждане
Следователно през импулсния трансформатор протича ток с продължителност τ. От вторичната страна може да се подаде импулс с високо напрежение към предавателната лампа, която след това трепти на предавателната честота точно за това време. Задният край на кривата на разреждане е резултат от кривата на разреждане на един кондензатор от пулсообразуващата мрежа. Зелената крива на разряда съответства на кондензатор със сумата от капацитета на всички отделни кондензатори. На практика дори превишение може да се получи поради индуктивността на първичната намотка на импулсния трансформатор.
Енергията се предава най-ефективно, когато вътрешното съпротивление на линията за закъснение е равно на вътрешното съпротивление на импулсния трансформатор. По този начин импулсният трансформатор получава само половината от напрежението, а другата част пада през вътрешното съпротивление на линията за закъснение.