Выходной каскад генераторного устройства
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для применения в генераторных устройствах высокочастотной геоэлектроразведки. С цеЛью повышения мощности и сокращения длительности излучаемых колебаний при импульсном возбуждении дипольной антенны в устройстве, содержащем импульсный трансформатор, первичная обмотка которого является входом каскада, оба вывода вторичной обмотки импульсного трансформатора соединяются с выходами каскада через две симметричные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные первый и второй резисторы , между точками соединения которых включен диод с S-образной вольтамперной характеристикой. 5 ил. (Л 1C 00 00 КС Од ел
СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (ll) l5g 4 Н 03 К 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!::
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3622163/24-25 (22) 13.07.83 (46) 23.05.86. Бюл.. Р 19 (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации йм.Ленинского комсомола (72) В.П.Золотарев и В.А.Кутев (53) 550.837 (088.8) (56) Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет./ Под. ред.
P.À.Âåëèòîâà и И.А.Попова. — М.: Со-. ветское рафио, 3973, с. 98-108, Патент США 33 3806795, кл. 324/6, 1974. (54) ВЫХОДНОЙ КАСКАД ГЕНЕРАТОРНОГО
УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для при. менения в генераторных устройствах высокочастотной геоэлектроразведки.
С целью повыщения мощности и сокращения длительности излучаемых колебаний при импульсном возбуждении дипольной антенны в устройстве, содержащем импульсный трансформатор, первичная обмотка которого является входом каскада, оба вывода вторичной обмотки импульсного трансформатора " соединяются с выходами каскада через две симметричные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные первый и второй резисторы, между точками соединения которых включен диод C S-образной вольтамперной характеристикой. 5 ил.
1233265
;!забрете -Io относится к импульсной технике и предназначено,цля применения в I eIIepaòoðIIûõ устройствах вь>сака 2астотнай геоэлектраразведки, радиолокации и связи.
Цель изобретения — павьш2ение мощности и сокращение длительности излучаер ых колебаний при импульсном возбуждении дипальнай антенны.
На фиг.1 представлена схема предлагаема2.о выходного каскада; на фиг,2 — 5 — временные диаграммы, поясня2йщие ега работу гри возбуждении дипальнай антенны.
Выходкой каскад генераторнаго устройства садер>кит импульсный трансфар2ла тар 1, первгшая аб>2атка которага является входом ка.скада, а каждый выпад вторичной обмотки соединен с I I,!xoдай. каскада через п2>следовательно саец2>пенные первый резистор
2 и второй резистор 3, между точками соединения которых включен диац 4 с S-образной вальт-амиернай характеристикой.
Выхацнай каскад работаeò следующи22 образом.
В пе2>Б>лчн>ю обмотку 2лмпуль сна гo трансформа тара I поступают прямоугольные в2лдеаи2лпуг2ьсь2 U (t) (фиг . 2а)
Са вторичной обмотки трансформатора
1 импульсы с увеличенной в п раз амплитудой (и — коэффициент трансформации трансформатора 1) поступают через пас2пед вательно вкл>оченные резистарь. ? и 3 к выходам устройства, п<эдкл>оча>емым к дипальной антенне, Пад действием этих импульсов напряже>пте U (t) на выходных зажимах. а следовательно и между точками соединения реэис2арав 2 и 3 начинает возрастать IIO экспаненциальнаму закону с постоянной времени 2 =-2(Р +
+R }C„ „ - входная емкость вх дипаля. При достижении этим напряжением уровня электрического пробоя диода 4 с S-образной вольт-ампернай характеристикой последний переходит и состояние, характеризуемое низким внутренним сопротивлением, в результате чего на выходных зажимах каска. да формируется отрицательный перепад напряжения малой длительности (фиг, 2 > )
1 а па плечам диполя начинает распра— страняться разрядная волна тока 1 (фиг.3) .
I (Z t) = — — — б (t- ) й„р I Z1
2R +
У где II
R)
O (4) — напряжение пробоя диода 4;
5 сопротивление резистора 3
9 — волновое сопротивление электрического дипаля; скорость распространения электромагнитных волн;
10 Z — текущая координата положения волны на ос» диполя, причем 0 )Zj< 6, б(22>) - функция возбуждения, которую можно считать единич I 5 ной; — параметр; — время, ) 0 для .р - О; (1 ДлЯ 22> Р О.
Достигнув концов плеч дипаля, разрядная волна тока отражается в противофазе и распространяется в противогаложном направлении — к входным зажимам диполя (фиг.3).
25 (1„р 28 1Z I
1 (Z,t)= — — -" -- 6 (t- — — — -) . (2)
2R,+Ð
Ч
Если внутреннее сопротивление К2
1 диэда с Я-образной вольтамперной хаЗО рактеристикой в режиме пробоя мало (R;
Выполнение условия Ке» R> обеспечивает развязку 2лмнульсного трансформатора с антенной, устраняя влияние параметров трансформатора на переходный процесс в антенне. Поэтому в интервале времени Oct 2fjv так в любой точке на оси дипаля определяется суммой парциальных составляющих (!) и (2)
u„, I. 1Z
1(z ) = - б(г-- -)-б (t2р I v
281 — --) (3)
Электромагнитное поле (напряженность) в дальней зоне в направлении, сэставляющим угол 8 с осью вибратора определяем как
Ф 1, 2281 6 (t )= (I(Z +
8 v 4 Г 3t
Z cos fI
-е
-- ----.) 2! ч> 1э где (Π— магнитная проницаема сть среды; а
Ео(Ь-"„ 1 . ",((в(Е.— (с соой1-е
10 .б()- — (1-со&9)- — 1 С ° ) S t-— -"" t<-сооЮ С1
P sin 8
4 2р 1сое у >
-ф6 Е Й Одр с
Е ог 4тс 2 р 1ссо 9
Временная зависимость .поля излучения, построенная по формулам 5-9, приведена на фиг.4 сплошной линией, -<(t — (! соо о) - )j d zj, 2 2813
7 ч 1) {5)
Как следует из (5), поле представляет собой сумму парциальных волн ,от каждого плеча вибратора, причем поле каждого из плеч представляет .собой сумму двух волн, вызванных прямой и отраженной волнами тока.
Рассмотрим поле, создаваемое одним из плеч вибратора, составляющего острый угол с направлением на точку наблюдения. Общая длнтельность пере- 5 ходного процесса поля излучения равна длительности переходного процесса тока в антенне, равного 2qV, однако длительность этапов переходного процесса, вызванных падающей и отраженной волнами, различны. Длительность этапа, вызванного падающей волной тока, равна (фиг.З)
g° - cos 8 и (l- cos8) (6) ч v
Поле излучения от другого плеча диполя имеет длительность этапов
-> t L с, = - + — соз 6 = -(!+соз6); (10)
V V V
2 Z с = -- — -(I+cosg)= -(l-соз9),,(11)
z v и его интенсивность ф 8 1.11 8 1 пр V (12) 4 Гг 2 p I+cosQ
„sin8 14. Ч
Š= — - — - --- — — — . (13) 4 a r 2p 1-cos9
Временная зависимость поля излучения, построенная по формулам 1012, приведена на фиг.4 пунктирной линией.
Суммируя парциальные поля от плеч диполя, получим
Ос -(1-cos6)
V
У
1 — (1-cos 9) < t i- (1+сов 6);
V ч
l npu
О при (г) и 20 0рр
О V 4аг sin8 2 1 (14) 2f
-I при -(I+cos8) itc —, v v
Используя V =1/-Й в и =Z(e) волновое сопротивление среды получим с
0 ti-(1-eos0)
V э
1 1 — (1-соз 8) с t - { I+cos e); ч ч
I npu
0 при
Ф С IIÎÐ
Š(t- -)= -- - — — ——
9 v P 4 r sin8 (15) 22
-1 при -(1+соз9)» t —
v V
Временная зависимость поля излучения для различных углов приведена на фиг.5.
Как следует из изложенного, поле излучения имеет вид двух разиополяр-. ных импульсов общей длительностью
2f/v, являющейся предельным случаем укорочения радиоимпульса до длительности одного периода колебаний.
Введение в выходной каскад генераторного устройства, согласующих
S5 з 1233265 4
- расстояние до точки наблю- а отраженной волной д о ения, -(I — cos8) = -(I+cosQ), 2f 1
Разбивая интеграл на два интегра- г ч ла по участкам от-6 до 0 и от 0 до Интенсивность поля на различных эта+ к подставляя функцию распределе 5 пах определяем, вычисляя (4) ния тока из (3), получим
1733265 и развязывающих резисторов в сочетании с диодом> имеющим S-образную вольт-амперную характеристику, выгод. но отличает предлагаемый выходной 5 каскад от известного, сокращая длительность и повышая мощность излучаемых колебаний, приводя в конечном итоге к повышению дальности действия н разрешающей способности 10 устройств высокочастотнойгеозлектроразведки, радиолокации исвязи.
Формула изобретения
Выходной каскад генераторного устройства, содержащий импульсный трансформатор, первичная обмотка ко торого является входом каскада, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения мощности и сокращения длительности излучаемых колебаний при импульсном возбуждении дипольной антенны, оба вывода вторичной обмотки импульсного трансформа1 тора соединяются с выходами каскада через две симметричные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные первый и второй резисторы, между точками соединения которых включен диод с S — образной вольт — амперной характеристикой.
Фиг.
Фиг.5
Составитель Л,Воскобойников
Редактор О.Бугир Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская
Заказ 2781/56 Тираж 816 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4
