Руководитель занятия:

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

1.

Назначение, состав и работа модулятора передающего устройства

25 мин.

2

Назначение, состав и работа генератора СВЧ по принципиальной схеме.

45 мин

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

№ п\п

Изучаемый вопрос

метод

время

1

2

2

3

Вступительная часть:

• Прием доклада дежурного по взводу;

• Проверка личного состава и готовности к занятию;

• Целесообразно провести контрольный опрос по предыдущей теме. Оценить ответы и объявить оценки. Сделать выводы об усвоении материала.

• Доведения темы, целей занятия и учебных вопросов;

____________________________________________

Основная часть.

Первый учебный вопрос.

Назначение, состав и работа модулятора передающего устройства

Модулятор формирует мощные видеоимпульсы положительной полярности, которые выдаются на генератор СВЧ и являются анодным питанием генераторной лампы.

Путем опроса студентов повторить параметры модулятора:

• амплитуда модулирующих импульсов – 27 кВ;

• длительность импульса – 10 мкс;

• частота повторения – 100 или 200 Гц (задается синхронизатором РЛС бл.25).

Состав модулятора показана на функциональной схеме (слайд № 15). Студенты находят элементы модулятора на функционально-принципиальной схеме.

в состав модулятора входят:

• зарядный дроссель с зарядными диодами(бл.53, Др1, Л1-Л9);

• накопитель энергии (искусственная длинная линия, бл.50, 51). Искусственная длинная линия состоит из четырёх соединенных последовательно типовых линий с волновым сопротивлением 50 Ом, размещенных попарно в блоках 50 и 51;

• импульсный трансформатор (ИТ);

• коммутирующий элемент (тиратрон Л5). В модуляторе используется металлокерамический тиратрон типа ТГИ1-1000/25 (тиратрон газонаполненный, импульсный, ток коммутации 1000 А, допустимое напряжение 25 кВ) (показать образец металлокерамического тиратрона);

• генератор импульсов поджига (Л1, Л2, Л4).

Импульсный трансформатор, коммутирующий тиратрон, генератор импульсов поджига конструктивно размещены в блоке импульсного трансформатора:

• элементы питания (субблок выпрямителя);

• элементы защиты и контроля (Р1, Р2, Л10-Л11, Р3 – по функциональной схеме).

Из состава модулятора видно, что он собран по классической схеме импульсного модулятора с накоплением энергии и ему присущи все элементы, которые были изучены в передатчике высотомера.

=Путём опроса студентов определить назначение элементов модулятора.=

Принцип работы модулятора заключается в медленном накоплении энергии от ВВ искусственными линиями за период повторения импульсов запуска и быстром разряде линии через коммутирующий тиратрон при поступлении импульса запуска.

Накопление энергии искусственной линией происходит по колебательному закону. Цепь заряда накопителя:

+ВВ 14кВ  зарядный дроссель Др1  зарядные диоды Л1Л9  ИЛ первичная обмотка ИТ    контакты КП1 (или амперметр ИП1 при нажатой кнопке)  -ВВ.(слайд №16)

Зарядный дроссель имеет большую индуктивность и поэтому ток заряда нарастает сравнительно медленно, достигая максимального значения в момент времени t₁.

В момент t₁ возникает э.д.с. дросселя, которая поддерживает ток заряда, то есть линия продолжает заряжаться и в момент t₂ напряжение на линии достигает значения 2U_ВВ . Далее начался бы разряд линии до значения U_ВВ, но этому препятствуют диоды Д1-Д9. Поэтому до прихода импульса запуска заряд на линии остается равным 2U_ВВ . Это позволяет использовать импульсы запуска с различной частотой повторения (переменный запуск).

Вопрос аудитории: С какой целью применяется переменный запуск ?

Ответ: Переменный запуск используется для борьбы со слепыми скоростями.

Таким образом, зарядные диоды сохраняют максимальное напряжение на искусственной линии.

Формирование моделирующего импульса происходит при разряде ИЛ через коммутирующий тиратрон (Л5). Для поджига тиратрона ТГИ1-1000/25 необходимы импульсы амплитудной в сотни вольт, а амплитуда импульсов запуска составляет десятки вольт. Поэтому импульсы поджига тиратрона формируются в генераторе импульсов поджига (подмодулятора) Л1, Л3, Л4 при поступлении импульсов запуска с бл.25.

В момент прихода поджигающего импульса на сетку тиратрона (Л5) в тиратроне происходит ионизация газа и его внутреннее сопротивление становится близким к нулю. Искусственная линия получает возможность разряжаться по цепи:

+ИА → L₁→ коммутирующий тиратрон Л5 → корпус → первичная обмотка ИТ → -ИЛ.

Индуктивность L₁ уменьшает выброс амплитуды в переднем фронте импульса. при протекании тока разряда через первичную обмотку ИТ во вторичной обмотке его формируется импульс прямоугольной формы амплитудой 27 кВ. Это напряжение прикладывается к аноду генераторной лампы, в результате чего генератор СВЧ возбуждается и формирует мощные импульсы СВЧ в метровом диапазоне волн.

= Путем опроса студентов уточнить назгачение импульсного трансформатора. =

Импульсный трансформатор повышает напряжение модулирующего импульса и обеспечивает согласование сопротивления ГСВЧ с волновым сопротивлением линии. Коэффициент трансформации ИТ примерно равен двум.

Далее следует дать краткую характеристику элементов генератора импульсов поджига, для чего высветить по первому диапроектору структурную схему ГИП (рис.2.3, слайд № 033).

Катодный повторитель (Л1а) обеспечивает развязку выхода синхронизатора и схемы ГИП.

Блокинг-генератор (Л1б) работает в ждущем режиме и с приходом импульса запуска формирует прямоугольный импульс положительной полярности, необходимый для работы усилителя (Л4).

Промежуточный КП служит для развязки блокинг-генератора и выходного усилителя.

Выходной усилитель усиливает импульсы по амплитуде и мощности до величины, необходимой для поджига тиратрона. Собран на лампе Л4 по схеме с частичным разрядом емкости.

В исходном состоянии лампа Л4 заперта. Конденсатор С11 подзаряжается от источника +1000 В через резистор R13 и первичную обмотку 4,2 Тр 2.

При поступлении импульсов запуска на управляющую сетку Л4 лампа отпирается и конденсатор С11 частично разряжается через Л4 и первичную обмотку Тр2. Со вторичной обмотки 9,7 Тр2 снимается импульс напряжения положительной полярности, являющийся импульсом поджига для тиратрона Л5.

В Ы В О Д

Импульсный модулятор представляет собой классическую схему модулятора с накопителем энергии, обеспечивающую работу генератора СВЧ в импульсном режиме с переменным запуском.

Контрольные вопросы

1. Какой элемент модулятора обеспечивает заданную длительность зондирующих импульсов?

2. Для чего в модуляторе используется зарядный дроссель?

3. Какую функцию выполняют зарядные диоды?

4. Чем вызвана необходимость применения генератора поджигающих импульсов?

Второй учебный вопрос.

Назначение, состав и работа генератора СВЧ по принципиальной схеме

Генератор СВЧ представляет собой однотактный двухконтурный автогенератор, собранный по схеме емкостной трехточки.

Он включает в себя: (Слайд №18)

- генераторную лампу типа ГИ-5Б;

- колебательную систему коаксиального типа;

- нагрузочную линию;

- элементы цепи автосмещения;

- фильтры высокой частоты;

- трансформатор накала Тр1;

- элементы настройки, регулирования и контроля генератора.

В конструкции генератора предусмотрены воздухопроводы для охлаждения генераторной лампы. Элементы цепи автосмещения, регулировки и контроля режима генератора установлены в блоке импульсного трансформатора.

Генераторная лампа является мощным импульсным триодом с катодом прямого накала. Лампа стеклянно-металлическая с мед­ным кольцевым наружным радиатором анода и кольцевыми вы­водами сетки, катода и накала (слайд № 19).

Колебательная система генератора включает в себя анодно-сеточный и сеточно-катодный контуры.

Анодно-сеточный контур представляет собой коаксиальную ли­нию Э1 с длиной волны больше λ/2, но меньше 3/4λ, закороченную на конце. Входное реактивное сопротивление данной линии имеет индуктивный характер во всем диапазоне генерируемых частот.

Сеточно-катодный контур представляет собой закороченную коаксиальную линию Э2 с длиной волны меньше λ/4. Входное со­противление ее имеет индуктивный характер.

Вместе с большой межэлектродной емкостью лампы ГИ-5Б эквивалентное сопротивление участка сетка — катод лампы во всем диапазоне частот остается емкостным.

При перемещении анодно-сеточного плунжера Ф1 меняется ин­дуктивность контура, а значит, и частота передатчика. Перемеще­ние анодно-сеточного плунжера осуществляется автоматом АП-1.

При перемещении сеточно-катодного плунжера ФЗ меняется величина результирующего сопротивления участка сетка-катод, а следовательно, и амплитуда напряжения воз6уждения, т. е. из­меняется генерируемая мощность передатчика. Перемещение плунжера сеточно-катодного контура осуществляется вручную.

В анодно-сеточном контуре расположена медная пластина, свя­занная с серводвигателем АПЧ (блок 74). Изменением положе­ния пластины осуществляется подстройка частоты генератора в режиме точной АПЧ.

Фишкой связи Ф2 анодно-сеточный контур связан с коаксиаль­ной нагрузочной линией Э4. Нагрузочная линия сочленяется с ан­тенным фидером. Другой конец нагрузочной линии замыкается подвижным плунжером, посредством которого осуществляется согласование нагрузочной линии с анодно-сеточным контуром ге­нератора. Перемещение его осуществляется автоматом АП-2.

Перемещением фишки связи с помощью автомата АП-3 обес­печивается передача максимальной энергии в нагрузочную линию и тракт АФС.

Катодно-накальная линия. ЭЗ обеспечивает постоянный потен­циал выводов нити накала лампы ГИ-5Б по высокой частоте в ме­стах сочленения ее кольцевых выводов с трубами. Положение короткозамыкающего плунжера Ф4 устанавливается вручную.

Для разделения анода генераторной лампы и колебательной системы по высокому импульсному напряжению служит раздели­тельный конденсатор С9.

Для разделения сетки и катода по постоянному току, что не­обходимо для подачи автосмещения, служит конденсатор С11.

Конденсатор С10 замыкает катодно-накальную линию по вы­сокой частоте и для тока накала генераторной лампы он представ­ляет собой большое сопротивление.

Индуктивность L1 и конденсатор С1 образуют фильтр нижних частот, который предназначен для разделения модулятора и ге­нератора по высокой частоте. В целях устранения проникновения высокочастотных наводок по броне кабеля в модулятор фильтр помещен в четвертьволновый стакан L5.

Для уменьшения излучения энергии через открытые концы труб служат фильтры-пробки L6 и L7, установленные в сеточно-катодной и катодно-накальной трубах и представляющие собой четвертьволновые стаканы на высшей частоте диапазона работы генератора.

При подаче полного напряжения накала с трансформатора Тр1 и модулирующих импульсов на анод генераторной лампы, ге­нератор СВЧ вырабатывает мощные высокочастотные импульсы (рис. 2.5) в диапазоне генерируемых частот.

Режим работы генератора зависит от степени связи анодно-сеточного контура с нагрузкой, величины и фазы напряжения возбуждения на сетке генераторной лампы, а также величины напря­жения автосмещения.

Величина напряжения автосмещения определяет угол отсечки анодного тока и КПД генератора.

Напряжение автосмещения можно менять при выключенном генераторе путем переключения резисторов RЗ, R4, R5 и R6 винтом В1.

Контроль автосмещения осуществляется по показаниям при­бора ИП1 в блоке импульсного трансформатора.

Для обеспечения нормальной эксплуатации генераторной лам­пы ГИ-5Б накал ее включается ступенчато. Необходимость ступен­чатого включения напряжения накала вызвана тем, что нить нака­ла холодной лампы имеет малое сопротивление, поэтому в момент включения возможен сильный бросок тока накала и вывод из строя лампы. При включении РЛС на первичную обмотку транс­форматора Тр1, включенную последовательно со вторичной обмот­кой 1-2 дросселя Др4, подается переменное напряжение питания. В это время ток через управляющую обмотку 3-4 дросселя Др4 не протекает. При этом на обмотке 1-2 дросселя падает значи­тельная часть напряжения, благодаря чему напряжение накала генераторной лампы, снимаемое со вторичной обмотки Тр1, состав­ляет 50% номинальной величины.

По истечении 3 мин на реле Р1 подается +26 В и через его контакты на управляющую обмотку 3-4 Др4 подается напряже­ние +300 В. По обмотке потечет ток подмагничивания и сопротив­ление обмотки 1-2 Др4 уменьшится. В результате этого напря­жение на обмотке 1-2 Др4 уменьшается, а на первичной обмотке накального трансформатора Тр1 увеличивается, следовательно, и увеличивается напряжение накала ГИ-5Б до 100%.

Точная установка напряжения накала согласно паспортным данным лампы производится с помощью потенциометра R40 НА­КАЛ ГИ-5Б, регулирующего ток подмагничивания дросселя Др4.

Ток и Величина напряжение накала контролируются по приборам ИП2 и ИПЗ, конструктивно размещенным в блоке импульсного транс­форматора.

В Ы В О Д

Генератор СВЧ выполнен по схеме емкостной трехточки с заземленной сеткой. В качестве колебательной системы используются отрезки длинных линий, которые перестраиваются при переходе с одной частоты на другую.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

Задание на самоподготовку:

Изучить назначение, состав, работу модулятора и генератора СВЧ по принципиальной схеме.

Окончание занятия;

под запись

_________

под запись

под запись

устно

под запись

2 мин

2 мин

4 мин

2 мин

25 мин

30 мин

45 мин

2 мин

5 мин

3 мин