Radarový modulátor
Radarový modulátor generuje vysoké napětí pro vysílací trubici po dobu trvání vysílacího impulsu. Tento radarový modulátor prakticky pouze zapíná anodové napětí vysílací trubice po dobu trvání vysílacího impulsu. Kvůli této přepínací funkci se někdy nazývá radarový modulátor s klíčovým zapínáním a vypínáním (modulator „keyed on/off“).
Ve většině případů se takový modulátor používá k řízení výkonných oscilačních generátorů, jako jsou magnetrony. Takový radarový modulátor však vyžadují i výkonné zesilovače vybavené amplitrony, protože mohou přijímat vysoké napětí pouze po dobu trvání vysílacího impulsu.
vysokého
napětí
Obrázek 1: Schéma radarového modulátoru
vysokého
napětí
Obrázek 1: Schéma radarového modulátoru
vysokého
napětí
Obrázek 1: Schéma radarového modulátoru (interaktivní obrázek)
Tento modulátor využívá k ukládání energie síť pro tvarování pulzů. Tato síť pro tvarování pulzů se pomocí magnetického pole nabíjecí tlumivky nabíjí na dvojnásobek napětí vysokonapěťového zdroje na nabíjecí cestě. Tato nabíjecí tlumivka současně omezuje nabíjecí proud. Nabíjecí dioda je vložena tak, aby po nabití nedocházelo k vybíjení provozního řetězce přes vnitřní odpor napájecí jednotky.
Tyratron funguje jako elektronický spínač a je ovládán impulzem ve tvaru jehly. Kombinace R-C odděluje mřížku tyratronu od předzesilovače z hlediska stejnosměrného napětí. Pulzní transformátor se používá k nastavení odporu při vybíjení.
Obrázek 2: Blok modulátoru radaru P-18
vysokého
napětí
Obrázek 3: Schéma ekvivalentního obvodu nabíjecí cesty
vysokého
napětí
Obrázek 3: Schéma ekvivalentního obvodu nabíjecí cesty
Cesta nabíjení
Jako počáteční stav se předpokládá, že obvod je bez napětí. Na obrázku je tyratron znázorněn jako rozepnutý spínač.
Po zapnutí (olivově zelený skok napětí na obrázku) protéká proud přes nabíjecí diodu, pak přes nabíjecí tlumivku a nabíjí kondenzátory zpožďovacího řetězce. Cívky zpožďovacího řetězce mají nyní stále podřízené funkce. Indukčnost nabíjecí tlumivky však působí proti rozběhovému proudu velkým indukčním odporem a vytváří silné magnetické pole. Nabíjení kondenzátorů probíhá podle exponenciální funkce (znázorněno zeleně). Na to navazuje protiindukce nabíjecí tlumivky.
napětí)
(bez nabíjecí tlumivky)
bez nabíjecí diody
Obrázek 4: Diagramy nabíjecích napětí
napětí)
(bez nabíjecí tlumivky)
bez nabíjecí diody
Obrázek 4: Diagramy nabíjecích napětí
| UC = U0 · (1 - cosωr · t) | ||
| ωr2= | 1 | (1) |
| LDr · ΣC | ||
Od okamžiku, kdy se kondenzátory nabijí na napětí dodávané zdrojem, nabíjecí proud klesá a magnetické pole v nabíjecí cívce se zhroutí. Následná indukce tak vytváří dodatečné napětí, které pokračuje v nabíjení kondenzátorů, dokud se magnetické pole zcela nezhroutí. Nyní by se kondenzátory opět vybíjely prostřednictvím zdroje (světle modrá křivka), ale nabíjecí dioda tento směr proudu blokuje a energie tak zůstává uložena v kondenzátorech.
Cesta vybíjení
(zapálený)
Obrázek 5: Schéma ekvivalentního obvodu vybíjecí cesty
(zapálený)
Obrázek 5: Schéma ekvivalentního obvodu vybíjecí cesty
Po nabití sítě pro tvorbu impulzů lze do tyratronu přivést zápalný impulz prostřednictvím kombinace R-C. Tyratron se zapálí a přes pulzní transformátor teče výbojový proud.
1. kondenzátor se začne vybíjet přes zapálený tyratron a impulsní transformátor. Ta by se řídila exponenciální funkcí, ale nyní se projeví protiindukce cívek v síti pro tvarování impulzů: je dobíjena ostatními kondenzátory s mírným zpožděním.
kondenzátoru
žebříkové sítě
Obrázek 6: Diagramy vybíjecích proudů
kondenzátoru
žebříkové sítě
Obrázek 6: Diagramy vybíjecích proudů
Impulsním transformátorem tedy protéká proud po dobu τ. Na sekundární straně lze odbočit vysokonapěťový impuls pro vysílací trubici, která pak přesně po tuto dobu kmitá na vysílací frekvenci. Koncová hrana vybíjecí křivky je výsledkem vybíjecí křivky jednoho kondenzátoru sítě vytvářející impulsy. Zelená vybíjecí křivka odpovídá kondenzátoru se součtem kapacit jednotlivých kondenzátorů. V praxi může dojít i k překmitům v důsledku indukčnosti primárního vinutí pulzního transformátoru.
Energie se nejefektivněji přenáší, pokud je vnitřní odpor zpožďovacího řetězce roven vnitřnímu odporu impulzního transformátoru. Do pulzního transformátoru se tak dostává pouze polovina napětí, druhá část klesá přes vnitřní odpor sítě pro tvorbu pulzů.