книги / Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот

тенных переключателей (рис. 6.34,а) важное значение имеет правильный выбор расстояния между ними / {31]. В самом деле, если рассмотреть .их упрощенную эквива­

лентную схему (рис. 6.34,6), то можно найти выражение для относительной величины просачивающейся мощно­ сти, рассеиваемой в кристаллическом смесителе, в виде

Данная формула и график, приведенный на рис. 6.35, показывают, что только при идеально согласованном де­ текторе просачивающаяся мощность не зависит от рас­ стояния между детектором и разрядником.

302

На высоком уровне мощности КСВ достигает от 2,5 до 10, т. е. при некоторых значениях I возникают 3— 10-кратные превышения просачивающейся мощно­

сти. Поэтому электрические расстояния -j^-l —п(л±А),

Рис. 6.35. Качественная зависимость изменения просачивающейся мощности при различном удалении кристаллического смесителя от резо­ нансного разрядника защиты приемника.

где п —0, 1, 2, . .. и 2Д — ширина запретной области, являются опасными и должны избегаться в практиче­ ских конструкциях. Следует отметить, что ширина за­ претной области 2А должна выбираться, исходя из не­ которых компромиссных соображений между допусти­ мыми значениями просачивающейся мощности и вносн-

303

мыми потерями со стороны нагрузки в резонансный ядник [37].

арактер изменения величины энергии пи-ка импуль­ са, просачивающейся через резонансные разрядники, от рассогласования цепи смесительного детектора до вы­ сокой частоте аналогичен рассмотренной зависимости для плоской части просачивающегося импульса. Однако эквивалентные схемы разрядника в моменты просачи­ вающейся энергии пика и плоской части импульса раз­ личные, поэтому выражения для учета рассогласования цепи смесительного детектора на просачивающуюся энергию пика и плоскую часть импульса отличаются между собой [15].

Выбор расстояния I наиболее тщательно должен про­ изводиться для узкополосных разрядников, обладающих высокой добротностью и дающих наибольшее отношение

ру р .

ъ— и „у - в опасных областях.

Г ц ом Иваном

Просачивающаяся мощность плоской части импуль­ са и энергия пика зависят также от многих других фак­ торов, которые следует учитывать при эксплуатации разрядников. К ним относятся: напряжение и ток в цепи поджигающего электрода, величина мощности передат­ чика, температура окружающей среды, частота генери­ руемых колебаний, наличие гармоник в спектре коле­ баний.

При неправильном подборе режима работы цепи вспомогательного поджига в ней могут возникнуть ре­ лаксационные колебания. Последние в отдельные про­ межутки времени создают ситуацию.как бы отключения цепи вспомогательного поджига, что обусловливает прохождение значений просачивающейся энергии пика, опасных для кристаллического детектора. .

Просачивающаяся мощность плоской части зависит от мощности передатчика. Характер подобной зависи­ мости показан на рис. 6.36 для широкополосного 1 и вы­ сокодобротного 2 резонансных разрядников.

На малых уровнях мощности в линии просачиваю­ щаяся мощность растет до значения мощности пробоя разрядных промежутков. При больших уровнях мощно­ сти также наблюдается возрастание просачивающейся мощности за счет прямой связи входа и выхода разряд­ ника.

304

Для высокодобротных разрядников затухание пря­ мой связи составляет 60—70 дб.

Серьезные затруднения в применении высокодобротиых разрядников возникают при наличии высших гар­ монических составляющих в спектре колебаний, генери­ руемых передатчиком, которые могут проходить через разрядник без затухания. Обычно мощность гармониче-

Рпр.мбш

Рис. 6.36. Характер зависимостей просачивающейся мощности через резонансные разрядники от величины мощности в линии.

ских колебаний падает с увеличением номера гармоники [34]. На второй и третьей гармониках ослабление мощ­ ности магнетрона составляет 30—50 дб мощности коле­ баний на основной частоте. Величина мощности гармо­ нических колебаний изменяется в больших пределах от одного прибора к другому и сильно зависит от режи­ ма, достигая единиц и десятков ватт в импульсе. Такие значения просачивающейся мощности приводят к выго­ ранию кристаллических детекторов.

Для избежания выгорания детекторов проверяют про­ хождение гармоник через разрядник при работе его с . магнетроном. В некоторых случаях ставят фильтры для ослабления колебаний 2-й или 3-й гармоники, при­ бегают к установке предварительных разрядников защи­ ты приемников. Роль гармонических колебаний значи-

телыю ослабевает при применении широкополосных ре­ зонансных разрядников, у которых происходит сплошной разряд по входному окну связи.

Плохие защитные свойства высокодобротных резо­ нансных разрядников от высших гармонических колеба­

поджиг

Рис. 6.37. Блок-схема испытательной установки.

приводят к резкому понижению надежности кристалли­ ческих детекторов при искрениях и пробоях в передаю­ щем устройстве.

Это подтверждают специально поставленные экспе­ рименты. Была собрана испытательная установка, блоксхема которой показана на рис. 6.37.

Одновременно устанавливалось несколько высоко­ добротных разрядников 3-см диапазона, рассчитанных на мощность 100 кет в импульсе, поочередно с германие­ выми и кремниевыми детекторами. Магнетрон устанав­ ливался в режим искрения путем повышения анодного напряжения сверх допустимого. Интенсивность искрения соответствовала приблизительно искрениям, имеющим место в первые 30—50 сек после включения магнетрона. Характер изменения среднего анодного тока магнетро­ на в процессе испытаний, регистрируемый с помощью

306

самописца, показан на рис. 6.38. Для анализа природы колебаний в моменты искрений с помощью электронного двухшлейфового осциллографа и специально изготов­ ленной приставки контролировались импульсы высокой частоты и анодного тока (гл. 3).

Обобщенные результаты’ испытаний детекторов типа Д-405Б и ДК-С4 в количестве 34 шг. в течение 30 мин стабильной работы магнетрона (осциллограмма средне­ го анодного тока показана на рис. 6.38,а) и в течение

рованный коэффициент шума которых ухудшался от пер­ воначального значения более чем на 2 дб. Характерно, что большая часть вышедших из строя детекторов ухуд­ шала нормированный коэффициент шума до 4 дб и лишь отдельные детекторы имели полное выгорание.

Полученные данные свидетельствуют о том, что высокодобротные 'резонансные разрядники не обеспечи­ вают надежной защиты кристаллических детекторов -при нестабильной работе магнетрона.

Выводы о количественной оценке надежности детек­ торов в данных условиях .испытания делать нельзя, так как они являются значительно утяжеленными по срав­

в передающем устройстве необходимо иметь автомати­ ческое устройство для выключения передатчика или вве­ дения перед смесителем заслонки.

Измерения частоты с помощью анализатора спектра и сфотографированные одиночные импульсы ВЧ й анод­ ного тока в искрящем магнетроне (рис. 6.40 и рис. 3.32) показывают, что в моменты искрения излучаются хаоти­ ческие колебания значительной интенсивности. Эти па­

ний с входным сопротивлением детектора.

Наряду с .необратимыми изменениями параметров для некоторых детекторов встречается явление временшого ухудшения детектирующих свойств. Это обра­ тимое явление носит название загрубления. Оно -выра­ жается в падении тока кристаллического детектора и падении чувствительности приемного устройства при

включении передатчика. После выключения передатчи­ ка чувствительность и ток детектора через некоторый промежуток времени (5—10 мин) восстанавливаются. Эффект загрубления особенно часто наблюдается у де-

____ 1

1

режим

Рис. 6.39. Обобщенный график зависимости процента годности кристаллических детекто­ ров, защищаемых высокодобротнымн резонанс­ ными разрядниками, при работе в условиях интенсивных искрений магнетрона.

текторов из поликри'сталлического кремния и практиче­ ски отсутствует у детекторов из монокристалла кремния.

Коэффициент загрубления детекторов оценивается величиной

Зависимость ухудшения чувствительности приемного устройства AN от коэффициента загрубления у имеет вид, показанный на рис. 6.41. Подробные результаты исследования эффекта загрубления приведены в рабо­ те [30]. В ней показано, что скорость загрубления детек­ тора значительно больше скорости восстановления (рис. 6.42), коэффициент загрубления уменьшается

309

AilfJS

Рис. 6.41.’ Зависимость ухудшения чувстви­ тельности приемника от коэффициента загрубления детектора.

Г /.

Рис. 6.42. Характер измене­ ния коэффициента загруб ления детектора DO времени при включении (/) и вы­ ключении (5) передатчика.

311