|
| |
|
Слаботочка Книги пульсные мощности (сотни ватт). Поэтому к предварительным РЗП не предъявляются требования малых мощностей зажигания и просачивания, вследствие чего они не содержат электрода поджига. В отличие от РЗП, предварительные РЗП либо совсем не имеют конусных разрядных промежутков, либо содержат только одну пару конусов, в первом случае предварительный РЗП представляет собой газонаполненный отрезок волновода длиной около Л/4 с двумя резонансными окнами связи [4], во втором -расстояние между окнами равно приблизительно Л/2, а конуса располагаются посередине. В простейшем предварительном РЗП без конусов разряд происходит только в одном месте - на входном окне, в предварительном РЗП с конусами добавляется их низковольтный разрядный промежуток, который существенно снижает мощности зажигания и просачивания разрядника. Конструкция предварительных РЗП подобна конструкции РЗП, однако резонатооная система первых проще, поэтому ПП сравнению с РЗП они более широкополосны и имеют меньшие потери и КСВ при приеме. Типичные значения этих параметров на см волнах: Lup= = 0,2-0,5 дб, pnp=l,2-f-l,6. Величины защитных параметров предварительных РЗП с конусами и без KoiycoB отличаются в несколько десятков раз. В см диапазоне типичные значения этих параметров приблизительно пав-ны: а) при отсутствии конусов: Рзаж~0,22 кет, Wn=« 150-t-l ООО эрг, Рпл100-200 ет; б) при наличии конусов: Рзаж100 вт, Wnib-i-bO эрг, Рпл~0,5-;-5 вт [1, 6, 7, 13, 27]. При совместном использовании предварительного разрядника и обычного РЗП, обеспечивающего окончательную защиту (предварительный РЗП-ЬРЗП), их соединяют между собой четвертьволновым отрезком волновода, чтобы в режиме приема совокупность разрядников представляла собой полосовой фильтр с четвертьволновыми связями. Первоначально такая пара разрядников применялась только при очень большой мощности передатчика (Pnep>0,5-f-I Мет) [I, 4, 6, 7]. В последние годы наметилась тенденция к использованию такой пары и при обычных уровнях Рпер, Т. К. разделение функций переключения (предварительный РЗП) и защиты (РЗП) с помощью отдельных разрядников позволяет оптимизировать их газовое наполнение применительно к решению 52 каждой из этих задач и повысить их надежность и долговечность (13]. Использование же одиночного предварительного РЗП для защиты электроннолучевых МШУ выгодно из-за меньшей величины потерь Z-np по сравнению с РЗП. г) .Вспомогательный разряд РЗП Вспомогательный разряд (поджиг) РЗП является одним из важнейших его элементов, определяющим не только величину защитных параметров, но и надежность и долговечность РЗП. Последнее связано с тем, что из-за непрерывно действующего вспомогательного разряда происходит постепенное поглощение газа и распыление материала электрода поджига, а эти явления, в свою очеоедь, приводят к ухудшению защитных параметров РЗП. Тем самым ограничивается долговечность РЗП. (Зависимость надежности работы разрядника от вспомогательного разряда будет показана ниже прн рассмотрении оелаксационных колебаний в цепи поджига.) Напряжение поджигя Un подводится к электроду поджига и корпусу (конусам) РЗП в такой полярности, чтобы электрод поджига был отрицателен по" отношению к корпусу. В этом случае электроны вспомогательного разряда ускоряются и двигаются в направлении к конусам разрядного промежутка, создавая там необходимую начальную концентрацию, которая и приводит к уменьшению величины защитных параметров Wu и Рзаж. Обратная полярность напряжения Un недопустима из-за их резкого возрастания [1]. На практике используют два вида поджига - постоянный и комбинированный, различающиеся характером напряжения поджига. В первом случае 1апряжение Ua подается от источника постоянного напряжения (f/no), во втором - от источников как постоянного, так и импульсного (Ura). Соответственно и ток поджига будет либо только постоянным (/по), либо в сочетании с импульсным (/пи). Постоянное напряжение поджига используется во всех РЗП и является обязательным, поскольку с его помощью /(.остигается необходимая защита не только от собственного передатчика РЛС, но и от внешних несинхронных помех. В случае применения комбинированного поджига импульсное напряжение действует наряду с постоянным и служит для дополнитель- ного уменьшения энергии пика РЗП от СВЧ импульсов своего передатчика (подробнее см. ниже). Напряжение t/пи подается на РЗП синхронно с импульсами передатчика (очевидно, что при воздействии внешних несинхронных помех, когда f/nn отсутствует, величина будет больше). Комбинированный поджиг используется только в РЗП коротковолновой части см и мм диапазонах волн, так как с укорочением длины волны, с одной стороны, возрастает при прочих равных условиях (п. 1.3.1,6), а с другой - уменьшается допустимая величина Рпрос для полупроводникового диода. Рассмотрим характеристики постоянного поджига. Последний, как уже отмечалось, представляет собой тлеющий разряд на постоянном токе, происходящий между электродом поджига и элементами корпуса РЗП -его конусами {1]. Напряжение источника питания t/no подводится к электроду поджига через ограничительное сопротивление .п (рис. 1.7,а), предотвращающее возможность перехода тлеющего разряда в дуговой и гасящее ту часть напряжения t/no, на которую последнее превышает напряжение горения вспомогательного разряда, т. е. величину напряжения непосредственно на электроде поджига. Напряжение горения вспомогательного разряда различных РЗП лежит в пределах 200-400 е, при этом ток поджига /по = 30-ь 120 мка. Известно, что относительное изменение тока /по при изменениях напряжений питания и горения, происходящих по разным причинам в процессе эксплуатации РЗП, будет тем меньше, чем больше разность этих напряжений [1]. Поэтому на практике для уменьшения зависимости тока поджига от измененияука-.-янных напряжений величина [/по берется в пределах бОО-;-800 б, что значительно больше напряжения горения, при этом /?п=4-4-6 мгом. Питание цепи постоянного поджига может осуществляться от простейшего однополу-периодного выпрямителя с чисто емкостным фильтром на выходе, поскольку ток нагрузки очень мал. Специальных мер по обеспечению стабильности выходного напряжения выпрямителя не требуется, так как допустимые отклонения напряжения t/no от номинального значения составляют обычно ± (8ч-10) %. Постоянный поджиг, как уже отмечалось, нз-за вызываемого им необратимого изменения газового наполнения, является одной из основных причин, ограничивающих долговечность РЗП. Во всех РЗП рабочий ток /по не 54 Превышает, как правило, 100 мка. С другой стороны, при больших токах поджига (5-10 ма) можно существенно (в несколько раз) снизить энергию пика. Для реализации этой возможности используют комбинированный поджиг (рис. 1.7,6), при котором к постоянному поджигу добавляется инпульсный [1]. Последний создает в течение короткого импульса т<1 мксек импульсный ток Упи~ -1020 ма, при этом постоянная составляющая этого тока из-за большой скважности (--1000 и больше) невелика, так что долговечность РЗП уменьшается незна- по РзлТ Рис. 1.7. Схема питания электрода вспомогательного разряда РЗП: а) постоянный поджиг; б) комбинированный попжнг. чителыю. Импульсы [/п п синхронизируются с работой передатчика, при этом они несколько опережают импульсы последнего. Время опережения фронта импульса [/пи относительно импульса передатчика равно 0,1 0,3 и/ссек, так что к моменту начала работы передатчика ток поджига уже раген -/пп- Для эффективной работы импульсного поджига достаточно, чтобы ток /пи протекал только в начале импульса передатчика в течение времени -0,1 мксек (времени, достаточного для развития СВЧ разряда). Обычно Тп=0,2н-0,6 мксек. В качестве источника напряжения [/пи используют, как правило, ждущий блокинг-генератор, импульс запуска которого с соответствующим опережением относительно импульса передатчика получают либо от синхронизатора РЛС, либо от передатчика. Для различных РЗП амплитуда импульса [/пи=400-800 в. Его подводят к электроду поджига через разделительный конденсатор Сц=30-ь50 пф (рис. 1. 7,6). Рассмотрим релаксационные колебания в РЗП. В.цепи посточнного поджига РЗП в некоторых случаях, в ча- стности, При МйЛых токах /по, возникают релаксационные колебания, подобные тем, которые получаются в генераторах пилообразного напряжения, Построенных на газоразрядной лампе [1, 6, 13]. Возможность возникновения таких колебаний в цепи поджига обусловлена наличием некоторой емкости С, шунтирующей промежуток вспомогательного разряда (рис. 1.8). Эта емкость образована , собственной емкостью электрода поджига отно-Я7 сительно корпуса и параллельной ей емкостью монтажных проводов, соединяющих сопротивление Rn и конденсатор Сп с электродом поджига. Релаксационные колебания возникают как результат заряда емкости С через сопротивление Rn до напряжения зажигания тлеющего разряда, последующего быстрого разряда емкости через малое по сравнению, с Rn сопротивление газового разряда до напряжения его гашения и дальнейшего периодического повторения этого процесса. Таким образом, ток под-л<;ига /по из непрерывного превращается в прерывистый, импульсный. В про-этими импульсами из-за энергия пика становит-  Рис. 1.8. Релаксационные колебания в цепи постоянного поджига: а) эквивалентная схема цепи; б) формы напряжения на электроде поджига и тока через него; С - эквивалентная емкость, шунтирующая разрядный промежуток; РП - разрядный промежуток электрода поджнга; U, t/ - напряжения зажигания и гашения разряда. межуток времени между отсутствия тока поджига ся недопустимо большой, т. е. необходимая защита разрядником уже не обеспечивается, поскольку импульсы передатчика и внешних помех действуют несинхронно с релаксационными колебаниями и могут поступить на разрядник защиты приемника при нулевом токе поджига (в разрядниках, использующих комбинированный поджиг, защит! от импульсов передатчика сохраняется благодаря действию импульсного поджига). Наряду с ухудшением защитных свойств РЗП релак- сационные колебания иногда становятся причиной появления ложных СВЧ сигналов на входе приемника, регистрируемых индикатором РЛС как сигналы цели. Возникновение таких ложных целей может привести к полному нарушению работы РЛС. Возможными причинами возникновения этих сигналов являются генерация импульсов шума релаксирующим током /по (подобно газоразрядному генератору шума) и импульсная модуляция выходного импеданса РЗП, вызываемая этим током. Следует учитывать, что эффект ложных целей при релаксации тока поджига может быть весьма значительным в РЗП с боковым поджигом, а его проявление в РЗП с коаксиальным поджигом существенно слабее (или вообще отсутствует). Очевидно, что последнее обусловлено экранирующим действием коаксиальной конструкции поджига (рис. 1.5), вследствие чего такие РЗП предпочтительнее РЗП с боковым поджигом. Вероятность возникновения релаксационных колебаний уменьшается с уменьшением емкости С, шунтирующей разрядный промежуток. Поэтому для устранения или сведения к минимуму емкости монтажа конденсатор Сп и сопротивление Rn (или его часть, не менее 1 Мом) должны располагаться в непосредственной близости от вывода электрода поджига. д) Конструкция и параметры типичных широкополосных разрядников Конструктивно все волноводные разрядники представляют собой отрезок прямоугольного волновода с присоединительными фланцами. В плоскости фланцев находятся окна связи, герметизированные с помощью диэлектрической пластинки из стекла, слюды или керамики. В РЗП более поздних разработок 1епосредственно на выводе электрода поджига устанавливают часть ограничительного сопротивления R„ (один или несколько Мом в виде резистора, который опрессовывают резиной вместе с выводом, как это показано на рис. 1.9). Специально для работы в балансных АП разработаны так называемые сдвоенные РЗП [4, 6, 7], представляющие собой два одинаковых одиночных РЗП, констт руктивно объединенных общими присоединительнымц фланцами (рис. 1. 10). В общей узкой стенке волноводных отрезков сдвоенного РЗП имеется небольшое отверг; 0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 |