Слаботочка Книги

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

стие, благодаря которому газовое наполнение обоих РЗП поддерживается одинаковым. В результате характеристики зажигания и просачивания двух РЗП получаются более идентичными, чем в РЗП с изолированными объемами, и Б конечном итоге обеспечивается лучшее подавление энергии пика и мощности плоской части просачивающегося импульса на выходе балансного АП.

Рис. 1.9. Широкополосные разрядники см и мм диапазонов волн;

а) РЗП; б) предварительный РЗП.

В таблице 1.1 приведены предельные значения* параметров РЗП высокого и низкого уровней (при нормальной температуре на протяжении всего срока службы), которые являются типичными для многих разрядников см и мм волн [1, 6, 7, 13, 27, 34]. Большинство представленных в таблице одиночных РЗП предназначено для работы в составе ферритового АП.

В длинноволновой части сантиметрового и дециметровом диапазонах волн при весьма больших мощиосгях передатчика применяют

* Приводимые здесь и далее в качестве примера максимальные и минимальные значения параметров в форме «не более», «ие менее» (обычно используемая форма записи в технических условиях на приборы) представляют собой гарантируемые изготовителями предельные величины, учитывающие максимально возможные изменения параметров на протяжении срока службы и максимальный разброс параметров от образца к образцу. Поэтому практически типичные величины многих параметров в начале срока службы могут быть в 1.5-2 оаза лучше предельных.

Рис. 1.10. Сдвоенный РЗП для балансных АП.

taK называемые разрядники-вставки.

Конструктивно они представляют собой съемные элементы резонансных промежутков РЗП в виде газонапол ценных стеклянных или керамических трубок с металлическими конусами [4, 6, 12]. Эти разрядники вставляются в «егерметичный полосовой фильтр на расстоянии Л/4 друг от друга, в результате получается устройство, аналогичное рассмотренным широкополосным РЗП. Разрядники-вставки позволяют улучшить параметры РЗП и повысить их долговечность благодаря возможности оптимизации газового наполнения каждой вставки с учетом выполняемой ею функции (предварительная защита, окончательная .ча-щита и т. д.).

е) Подогрев разрядников

Как уже отмечалось (§ 1.3.1,а), при отрицательных температурах окружающей среды время восстановления РЗП возрастает. Поэтому в тех РЛС, где требуется малая мертвая зона и, следовательно, минимальное время te, используют подогрев РЗП, который благодаря периодическому включению и выключению поддерживает на корпусе РЗП положительную температуру при отрицательной окружающей. Регулирование температуры РЗП производится автоматически.

Просгейшал система подогрева состоит из электрического подогревателя и биметаллического термореле, устанавливаемых на корпусе РЗП (рис. l.ll.a). Термо-реле является датчиком температуры и регулятором подогрева. Обычно используют термореле (TP) с температурами замыкания 0--Ь10°С и размыкания (15-f-30) °С.

Рис. 1.11. Схетлы систем подогрева РЗП: Q) с одним реле; б) с двумя реле; Л - подогреватель; ГР - теомопеле: Р- электромагнитное реле.

га а

5? v<

X et

m га с

? ш S га р< га С

&1

a: z: з: ass

«j о s s г о о о о о с с !< м к

о S о о с ж

оооою ю со -

юом-(м со

-г со сч) о -.

ооооо

юоосо - оо

* * о о о о ю ю о о - (м со о

оооо со

JO---

оою о о -

(М -

iO CD о (М --Г- <М (N

со ю о

о (N 00 со со

I I I I

- о о"

о <м

--С-Г

(N 00 со

cliA

оо 6(Р

о о ш о

CDt-.

о" о"

с < из

Если ийейщеейя tepMupefle является слаботочным и непригодно для непосредственного включения в цепь подогревателя (Я), используется схема с дополнительным электромагнитным реле (Р), которое включает подогрев при замыкании термореле (рис. 1.11,6). Для регулирования температуры РЗП вместо термореле можно использовать тгрморезистор с соответствующей схемой управления на полупроводниковых приборах. Такая система не имеет ограничений по числу срабатываний, свойственных релейным системам.

Рис. 1.12. Пример конструкции системы подогрева (а) и ее размещение на РЗП (б).

Необходимая мощность подогревателя определяется требуемым временем выхода на режим (промежутком времени от момента включения подогрева при максимальной отрицательной температуре до момента достижения заданной температуры на РЗП), а также размерами и конструкцией РЗП вместе с сопрягающимися волноводами. Чем меньще это время, тем больше необходимая мощность подогревателя. Для получения времени выхода на режим 3-5 минут обычно достаточна мощность от 50 {мм волны) до 150 вт {см. волны). Подогреватели изготавливают, как правило, из нихромовой проволоки, наматываемой на керамическое основание. Термореле устанавливают на корпусе РЗП. Нагревательные элементы размещают либо на ответных к РЗП фланцах специальной конструкции (при малых размерах РЗП), либо на волноводных стенках разрядника (рис. 1.12).

1.3.2. Полупроводниковые диодные выключатели и ограничители

Полупроводниковые СВЧ диоды являются перспек-гиБНЫми переключательными элементами и в настоящее время получают все более широкое применение в схемах АП и УЗП. Хотя (полупроводниковые диоды во многих случаях, особенно б коротковолновых диапазонах, еще не могут полностью заменить разрядники (например, по максимальной мощности Римакс). они обладают рядом достоинств, делающими их желательными для многих применений. К этим достоинствам относятся, в частности, миниатюрность и большая долговечность, возможность создания быстродействующих и, что особенно важно, самоуправляемых устройств (см. стр. 41), называемых ограничителями. В отличие от последних диодные выключатели относятся к группе управляемых переключательных элементов.

Полупроводниковые выключатели и ограничители представляют собой СВЧ элементы с диодами, имеющие вход и выход и характеризуемые двумя состояниями: состоянием пропускания при малой мощности сигнала СВЧ (потери Lnp малы) и состоянием запирания при большой мощности сигнала СВЧ (потерн Laan велики) Переход из одного состояния в другое происходит в выключателе под воздействием внешнего управляющего (импульсного) напряжения, в ограничителе - при изменении уровня падающей СВЧ мощности. Эти изменения состояний обусловлены нелинейными свойствами полупроводникового диода изменять свой импеданс при изменении управляющего напряжения илн СВЧ мощности.

а) Переключательные биооы и их параметры

В переключательных диодах используются полупроводниковые структуры типа р-п или p-i-n из кремния или германия {15-21]. Как известно, р-п структура представляет собой двухслойный полупроводник, содержащий слой л-типа (основные носители заряда - электроны) и слой р-типа (основные носители заряда - дырки). По обе стороны от границы раздела между слоями п- и

* Другие режимы работы этих устройств здесь не рассматриваются, так как их ие используют в ЛП и УЗП.

/7-типа из-за различия их физических свойств возникает так называемый р-п переход в виде узкой области (0,5-4-1 мкм) полупроводника, пе содержащей свободных электронов и дырок. Импеданс такого р-п перехода (рис. МЗ.а) зависит от приложенного напряжения. При нулевом и отрицательном напряжениях (минус источни-

Рис. 1.13. Эквивалентные схемы р-п и p-i-n диодов:

о) общий случай; б) при нулевом и отрицательном напряжениях; в) при положительном напряжеини; С. R - нелинейные емкость н сопротивление полупроводниковой структуры; г - сопротивление потерь линейной части полупроводниковой структуры и ее выводов; г - эквивалентное сопротивление [югерь диода при нулевом и отрицательном напряжениях; - эквивалентное сопротивление потерь диода при положительном напряжении; - эквивалентные индуктивность выводов и емкость корпуса диода.

ка соединен с р-слоем) диод заперт, и так как на СВЧ [/ыС<Я, р-п переход представляет собой практически нелинейную емкость, зависящую от приложенного напряжения (ррс. 1.13,6). В этом случае эквивалентное сопротивление потерь диода г =г-ЬАг, где величина

Ar = XllRllmCR

учитывает влияние сопротивления R на общие потери в диоде. При положительном напряжении диод открыт и активное сопротивление р-п перехода R быстро уменьшается с увеличением тока. При величине последнего больше 10-15 ма R становится малым по сравнению с сопротивлением остальных элементов диода г (15].

Следовательно, в этом случае р-п переход близок К состоянию короткого замыкания и общее сопротивле-

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