Импульсные модуляторы предназначены для управления колебаниями генераторов СВЧ. В РЛС используется анодная модуляция, при которой управление работой генераторов производится путем модуляции (изменения) анодного напряжения. Для ее осуществления на аноды генераторных ламп на время генерации или усиления высокочастотных колебаний подаются импульсы большой мощности, вырабатываемые импульсным генератором. Форма, длительность и период повторения этих видеоимпульсов, называемых модулирующими, определяют форму, длительность и период повторения радиоимпульсов, вырабатываемых генератором СВЧ. Поэтому к прямоугольности модулирующих импульсов, высокой стабильности их параметров предъявляются довольно жесткие требования.
| На генератор СВЧ |
| Импульс подмодулятора |
| Зарядное сопротивление |
| Высоковольтный выпрямитель |
| Накопитель |
| Коммутирующий элемент |
| Зарядный диод |
| Рис. 19.12. Функциональная схема импульсного модулятора |
Модуляторы классифицируются по виду накопителя или коммутирующего прибора, а также по режиму работы накопителя. В современных РЛС обнаружения широкое применение нашли модуляторы с емкостным накопителем, работающие в режиме частичного разряда, и модуляторы с накопителем в виде искусственной линии.
В модуляторах с частичным разрядом накопительной емкости в качестве коммутирующего прибора используются электронные лампы. В мощных модуляторах устанавливаются две лампы, включенные параллельно. Накопление энергии в этих модуляторах производится накопительными конденсаторами, заряжаемыми от высоковольтного выпрямителя через зарядное сопротивление и диод. Для получения импульса, близкого к прямоугольному, разряд емкостного накопителя ограничивается по времени. Используется только начальная часть его. Управляющим элементом схемы является безынерционный коммутатор, в качестве которого применяются электронные лампы. Модуляторы этого вида требуют использования конденсаторов большой мощности, наличия высоковольтного выпрямителя (в мощных передающих устройствах более 30 кВ) и достаточно мощных импульсов высокого напряжения, подаваемых с подмодулятора (до 1500 В при токе до 2А) для открытия коммутаторной лампы. При этом длительность импульса подмодулятора определяет длительность формируемого импульса. Модуляторы с искусственными линиями используют режим полного разряда накопителя.
Заряд линии в них производится от высоковольтного выпрямителя через зарядный дроссель и диод, которые обеспечивают осуществление колебательного режима заряда искусственной линии. В качестве коммутирующего элемента используется водородный тиратрон.
Импульсный трансформатор повышает амплитуду формируемых импульсов напряжения и согласует низкоомный выход модулятора с высокоомным входом генератора СВЧ, изменяет полярность импульсов и развязывает цепи по постоянному току. Для повышения электрической прочности импульсные трансформаторы изготавливаются обычно в закрытых бачках, заполненных трансформаторным маслом.
Для улучшения формы импульсов на выходе импульсных модуляторов, защиты их от перенапряжений, возникающих при пробоях генераторов СВЧ, снятия послеимпульсных колебаний в схемы модуляторов включаются дополнительные элементы (фильтры, защитные и клипперные диоды или цепи из диода и резистора и т. д.). В качестве накопителя в модуляторах с искусственной линией наиболее часто применяют двойные искусственные линии, представляющие собой соединение определенного числа катушек индуктивности и конденсаторов. Чем больше число элементов (ячеек) в искусственной линии, тем больше приближается форма модулирующего импульса к прямоугольной. Длительность импульса, вырабатываемого таким модулятором, определяется временем полного разряда искусственной линии.
Одним из основных недостатков этих модуляторов является невозможность изменения в них длительности импульса без коммутации цепей в искусственной линии. Поэтому они используются в РЛС, в которых длительность зондирующих импульсов постоянна или изменяется только при изменении режима работы станции.
Подмодуляторы вырабатывают импульсы для запуска модулятора. Этими импульсами открывается коммутирующий прибор. Подмодуляторы собираются обычно по схеме многокаскадного усилителя или маломощного модулятора, либо комбинации этих схем.
В РЛС МР-750 в передающем устройстве импульсную работу каждого усилителя обеспечивает свой модулятор (рис. 19.11).
Модуляторы МС-1 и МС-2 подключены соответственно к усилителям УВЧ-1 и УВЧ-2. Они выполнены по схеме модулятора с частичным разрядом накопительной емкости (рис. 19.12). В качестве коммутатора в модуляторах использована электронная лампа, закрытая отрицательным напряжением смещения. Открывание лампы производится с помощью импульсов положительной полярности, подаваемых с подмодуляторов. Для защиты лампы предусмотрено отключение высокого напряжения при отсутствии запирающего напряжения на управляющей сетке. Для улучшения формы выходного импульса в схемах модуляторов предусмотрено использование стабилизированных источников питания, включение специальных корректирующих цепочек.
Подмодуляторы ПМИ-1 и ПМИ-2 усиливают импульсы запуска передатчика, приходящие от устройства синхронизации, до уровня, необходимого для запуска модуляторов, соответственно МС-1 и МС-2. Они имеют идентичные конструкции, но формируют на выходе импульсы с разной амплитудой. Конструктивно подмодуляторы построены по схеме четырехкаскадного усилителя, первые три каскада которого собраны на транзисторах, а последний представляет собой маломощный модулятор с частичным разрядом накопительной емкости.