Импульсный усилитель сверхвысокой частоты

Авторы патента:

Ю. Н. Григорьев, Г. С. Гундобин, Е. Н. Егоров, М. М. Райнер

, И. А. Эльснер

H03F3/58 - на лампах бегущей волны (ЛБВ)

ОП И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

САНИ

3I6I76

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗЛИВ.1967 (№ 1145368126-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.Х.1971. Бюллетень ¹ 29 Дата опубликования описания 1.XI.1971

МПК Н 03f 3/58

Комитет по делаМ

Изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.375.9(088.8) Авторы изобретения Ю. Н. Григорьев, Г. С. Гундобин, Е. Н. Егоров, М. М. Райнер и И. А. Эльснер

Заявитель

ИМПУЛЬСНЫЙ УС ИЛ ИТЕЛ Ъ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области импульсных передающих устройств сверхвысокой частоты (СВЧ) и может быть использовано в импульсных усилителях СВЧ средней мощности, состоящих из лампы бегущей волны (ЛБВ) и амплитрона.

Известны двуккаскадные импульсные усилители СВЧ, состоящие из ЛБВ и амплитрона, в которых каждый каскад питается от отдельного источника импульсного напряжения.

Недостатком известных устройств, помимо наличия двух источников импульсного напряжения и необходимости жесткой синхронизации их во времени, является зависимость режимов ЛБВ и амплитрона и параметров усилителя в целом от стабильности источников питания.

Цель изобретения вЂ” уменьшение влияния нестабильностсй питающего напряжения и ослабление влияния зависимости напряжения амплитрона от частоты на режим работы

ЛБВ.

Цель достигается тем, что нелинейности вольтамперных характеристик этих приборов используют для взаимной стабилизации их режимов при питании обоих приборов от общего источника импульсного напряжения, для чего коллекторную цель ЛБВ включают последовательно с амплитроном через согласующий импульсный трансформагор, первичную обмотку которого включают между источником импульсного напряжения и катодом амплитрона, а вторичную последовательно с коллектором ЛБВ; цепь катод вЂ” замедляющая система ЛБВ включают параллельно амплитрону и в эту цепь вводят дополнительный маломощный стабилизатор напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема усилителя с взаимной стабилизацией

ЛБВ и амплитрона; на фиг. 2 показаны кривые, поясняющие получение характеристики тока первичной обмотки трансформатора; на фиг. 3 вЂ” вольтамперная характеристика

15 усилителя (показано установление режима стабилизации); на фиг. 4 вЂ” принципиальная схема усилителя с дополнительной стабилизацией напряжения на замедляющей системе

ЛЬВ.

20 Усилитель содержит ЛБВ 1, амплитрон 2, импульсный трансформатор 8 с первичной 1 и вторичной II обмотками, диод 4.

Дополнительный маломощный стабилизатор напряжения содержит лампу 5, резисторы 6, 7, диод 8, конденсатор 9, источник опорного напряжения 10.

Взаимная стабилизация режимов ЛБВ и амплитрона возможна благодаря тому, что амплитрон имеет вольтамперную характери30 стику типа стабиловольта, а ЛБВ по цепи

316176 коллектора вЂ” вольтамперную характеристику типа барретора.

Включая коллекторную цепь ЛБВ последовательно с амплитроном через импульсный трансформатор, согласующий приборы по току, и подключая замедляющую систему ЛБВ параллельно амплитрону, получают усилитель, характеристики которого сравнительно мало зависят от параметров источника импульсного напряжения.

То«первичной обмотки iz трансформатора (фиг. 1) равен сумме токов ЛБВ i., и амплитрона 4 и определяется графически суммированием идеализированных характеристик

i„(U) и i,, (U) (фиг. 2).

Последняя зависимость выражается законом степени /g и имеет место, если напряжение на коллекторе меньше напряжения на замедляющий системе ЛБВ. Ток вторичной обмотки трансформатора равен току коллектора

ЛБВ 4. В силу равенства ампервитков обмоток трансформатора в установившемся режиме выполняется условие

ni„=iz i.,+i „, где п вЂ” коэффициент трансформации.

Точку установившегося режима (начало стабилизации) находят графически на пересечении кривых zz= z, + ., и nt„. (фиг. 3) . При этом предполагается, что при положительном напряжении на коллекторе относительно земли (диод 4 заперт) ток 4 полностью определяется током коллектора (,,, и кривая iÄ(U) повторяет кривую i.„(U).

При увеличении напряжения питания сверх

Ур (фиг. 3) ток iz увеличивается незначительно вследствие стабилизирующего действия коллекторной цепи ЛБВ. Наклон рабочего участка вольтамперной характеристики усилителя (пунктирная кривая на фиг. 3), определяющего эффективность стабилизации и лежащего правее точки Р, зависит от крутизны характеристики коллекторной цепи ЛБВ и потерь в трансформаторе.

Известно, что при изменении частоты усиливаемого сигнала меняется рабочее напряжение амплитрона, что при водит к изменению напряжения на замедляющей системе ЛБВ, т. е. к изменению ее режима.

Для устранения этого недостатка в усилитель (фиг. 4) вводят дополнительный маломощный стабилизатор напряжения, компенсирующий только изменения напряжения ампли10 трона при изменении частоты.

Усилители, выполненные по схемам фиг, 1 и фиг. 4, требуют примерного равенства напряжений ЛБВ и амплитрона (с точностью

5 вЂ” 10%, что обычно выполняется автоматически при коэффициенте усиления амплитрона, равном 10 вЂ” 13). В случае необходимости согласования приборов по напряжению для этой цели можно использовать дополнительный автотрансформатор.

Предмет изобретения

1. Импульсный усилитель сверхвысокой частоты, состоящий из лампы бегущей волны, амплитрона и общего источника импульсного напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния нестабильностей питающего напряжения, коллекторная цепь лампы бегущей волны включена последовательно с

З0 амплитроном через согласующий импульсный трансформатор, первичная обмотка которого включена между источником импульсного напряжения и катодом амплитрона, а вторичная, повышающая, обмотка вЂ” последовательно с коллектором лампы бегущей волны, при этом замедляющая система лампы бегущей волны включена параллельно амплитрону.

2. Импульсный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ослабления влияния

40 зависимости напряжения амплитрона от частоты на режим работы лампы бегущей волны, в цепь замедляющей системы лампы бегущей волны введен дополнительный маломощный стабилизатор напряжения.

316176

Составитель Г. Челей

Техред 3. Н. Тараненко

Корректор Л. В. Орлова

Редактор И. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 302814 Изд. ¹ 1268 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4!5

Импульсный усилитель сверхвысокой частоты

Усилитель для сантиметровых волн // 53365

Усилитель импульсной свч мощности // 2152125

Изобретение относится к импульсным усилителям СВЧ мощности и может применяться в радиосвязи, радиолокации и других областях техники

Усилитель свч-мощности // 2396700

Усилитель мощности на лампе бегущей волны // 2085022

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в передающих устройствах СВЧ диапазона

Усилитель на туннельном диодевсесоюзная?и^^л:-:этш1а:ыайн| // 327569

Импульсный усилитель мощности на лампе бегущей волны // 1107284

Способ согласования замедляющей системы лампы бегущей волны с волноводными трактами // 2484578

Изобретение относится к области техники СВЧ

Источник питания замедляющей системы для усилителей свч на лбв // 2499353

Изобретение относится к области высоковольтных источников электропитания. Источник питания замедляющей системы ЛБВ содержит последовательно соединенные основной 1 и дополнительный 2 выпрямители. Положительный полюс дополнительного выпрямителя через последовательно соединенные регулятор 3 и токоизмерительный резистор 4 соединен с корпусом, а отрицательный полюс основного выпрямителя соединен с катодом ЛБВ и входом делителя обратной связи 6, выход которого соединен со входом сравнивающего устройства 7, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения 8, а выход через усилитель разностного сигнала 9 - со входом регулятора 3, входы выпрямителей 1 и 2 соединены через трансформатор гальванической развязки 11 с выходом преобразователя постоянного напряжения в переменное 10. Анод высоковольтного диода 5 включен между основным 1 и дополнительным 2 выпрямителями, а катод - между регулятором 3 и токоизмерительным резистором 4. Введены второй делитель обратной связи 12, вход которого включен между регулятором и дополнительным выпрямителем, второе сравнивающее устройство 13, входы которого соединены с выходами второго делителя обратной связи 12 и второго источника опорного напряжения 14, усилитель мощности 15, вход которого соединен с выходом второго сравнивающего устройства 13 через второй усилитель разностного сигнала 16, а выход питает преобразователь постоянного напряжения в переменное 10. Технический результат - повышение быстродействия и снижение погрешности регулирования напряжения замедляющей системы ЛБВ при широком диапазоне возмущающих воздействий. 3 ил.

Импульсный двухкаскадный моноблочный усилитель мощности свч на амплитронах // 2530258

Изобретение относится к электронной технике СВЧ и может быть использовано в выходных каскадах многокаскадных передатчиков радиолокационных станций, в установках СВЧ нагрева. Достигаемый технический результат - повышение КПД и выходной мощности. Импульсный двухкаскадный моноблочный усилитель мощности СВЧ на амплитронах содержит первый и второй каскады усиления сигналов СВЧ, выполненные на амплитронах, каждый из которых включает анодный блок, катод, резонаторы замедляющей системы, связки и устройство ввода и вывода сигналов СВЧ, два амплитрона расположены на одной центральной вертикальной оси, электрически и функционально связаны между собой, с общей магнитной системой с возможностью обеспечения равновеликой магнитной индукции для обоих амплитронов, функциональная связь которых осуществляется посредством устройства СВЧ соединения каскадов усилителя мощности s-образной формы конструкции, а катоды обоих амплитронов имеют оптимальные размеры радиусов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Регулируемый усилитель бегущей волны с очень высокой эффективностью // 2564632

Изобретение относится к области регулирования усилителей лампы бегущей волны. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот усилителя лампы бегущей волны с сохранением высокой эффективности его работы. Усилитель лампы бегущей волны содержит, по меньшей мере: лампу (226) бегущей волны, содержащую катод, спираль, радиочастотный вход, радиочастотный выход и множество коллекторов; электронный источник стабилизированного электропитания, обеспечивающий электропитание и поляризацию электрода на упомянутую лампу (226) бегущей волны; причем упомянутый электронный источник стабилизированного электропитания содержит средство (24) управления регулировкой, позволяющее регулировать через команды управления, отправленные посредством шины передачи данных, напряжение между спиралью и катодом и напряжения коллектора. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система управления мощностью для двойного усилителя на лампах бегущей волны // 2580058

Изобретение относится к системе управления мощностью для двойного усилителя на лампах бегущей волны и может использоваться в телекоммуникационных спутниках. Достигаемый технический результат - поддержание рабочей мощности лампы бегущей волны в режиме ожидания ниже ее номинального рабочего диапазона. Система управления мощностью, в частности, для двойного усилителя на лампах бегущей волны, содержит по меньшей мере две лампы (10, 24) бегущей волны, каждая из которых содержит один нулевой электрод анода (13), электронный преобразователь мощности, средство управления мощностью, связанное с каждой лампой (10, 24) бегущей волны, сконфигурированное для установки напряжения электрода нулевого анода (13) на определенное минимальное значение, если активирован режим ожидания, причем средство управления мощностью поддерживает рабочую мощность лампы (10,24) бегущей волны на значении, которое ниже ее номинального рабочего диапазона. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.