Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Программа развития линейного ускорителя Станфордского уннверситега непрерывно стимулировала разработки ВЧ лами Первый клнстрон большой мощности разработан в Стан- форде в 1949 г. (64, 163). Прн этом были лестн~ауты большие успехи в технология создания катодов на высокую импульсную мощность, объемных резонаторов, окон, коллекторов н керамических уплатненнй на высокое напряженке, не считая усовершенствований в модуляторе.
Высокочастотные структуры, изобретенные в начале 60-т голоа, продолжают преобладать в разработках магцвых ЛБВ, как, напрнмер, спираль со встречной намоткой, взаимосвязанные объемные резонаторы н резонатор четырехлепесткового типа В дальнейшем, так как разработчики нзстанвалн ва фокуснровке клястроноя 3-км линейного ускорнгеля постояннычя магнитами, электровакуумвая промышленность успешно разработала систему с бочкообразным магнитом (рнс. 32), которая в противном случае вероятно не появилась бы для ламп такой большой мошнастн раньше, чем через 6 †лет.
Потребность в клистронах сначала пэ 240 гнезд с перспективой увелнченнв до 960 стнмулнровала работы четырех крупнейших компаний по пранзводству клнстронов. которые успешно рэзработалн взанмозаменвемые варианты клнстрона Станфордз (рис. 32). После качальносо пернода отбора н отказа от нанменее удачных вариантов был достигнут средннй срок службы клнстронов не менее 7000 ч прн номинальной импульсной выходной мощности 21 МВт в диапазоне Я.
Подробнее история Станфордского ускорнтеля опнсана в работах (29, 61) н в приведенной в яих литературе. Программа частотного разноса. В конце 50-х голов командование противовоздушной оборони финансировало ряд программ раэвигия радиолокации, направленных ва зо, чтобы неприятель был вынужден расширить частотный диапазон излучения источников искусственных помех, что привело бы к ослаблению цх действия, либо увеличевию колнчества самолетных средств радиопротиводействия.
В этпх программах было предусмотрено нспользоваяис практн. чески всех радиолокационных диапазонов н расшнренне частотных полос, используемых в каждом диапазоне. Очевидным следствием эюш программ явился мощный толчок к разработке высокочастотных ламп большой мощностн, з частностгч к созланию ламп для тех ралнолокацпонных диапазонов, которые раньше отцощпельно слабо попользовались.
Программы разработкн сверхмощных ламп„ В конце 60-х годов, когла Сталя уделять болшпе внимания фазированным антенным решеткам, многие полагали, что во в:сх фазированных антенных решетках будет использована йнстема отклонения луча маломощнымн фазовращатслями по строкам н столбцам с последующим усилением сигнала усилительной лампой нли услнтельпой линейкой в каждом излучающем элементе (см.
6 1.6, ФАР типа 3), и что поэтому днн больших «сверхмощных» СВЧ ламп сбчтЕйы. Эта точна 6? 3' Гл. 1. Радиолокационные передатчики зрения укрепилась после проведенных в зто же время испытаний антеиньц~ решеток большой мошности с обшей фидерной системой питания, выявив)))игй еаожность их применения и необходимость в жестких допусках.
Однако миа ине специалистов радикально изменилось в резуэштате разработок следую» щих устройств нэм, зз. каистроиы аэа аинеаиыо ускори ета стаибэорхско~о сситра Гььлс) и типовой бочкообраэиыа магнит. 1) мошных феррптовых и днодных фазовраша гелей, способных прону. агата мошность, соответствующую одному нзлучзюшсиу элементу, и имевших достаточно малые потери; 2) ЭВМ с быстродействием, достаточным для выработки команд управле. иня лучом для фазоврашзтеаей в каждом злемегпс антенной решетки, что снизило преимушества отклонения по строкам и столбцам; 3) облучателей антенных решеток оптического пэпа («простраггственного питания»), более простых н дешевых, чем общая г)шлерная система В результате неболгшое количество ламп очень большой мошности может питать всю антенную решетку.
В тех случаях, когда имеется нссколг ко антен. ных полотен, нг работавших одновременно, их питание производится от од. нвй лампы с помощью переключателя большой мошностн. В этом варианте мошность установки не лнмнтпруется импульсной или средней выходной мощностью одной лампы. Можно комбинировать, симме. 1,7, Выходная мощность ныгокочасготнаи ламп трировать и коммутировать выходы нескольких мощных ламп, используя еушествуюший набор номбинируюших устройств и делителей, не сосредотачи.
вая всю мощность в одном канале. Точно так же, нан первые л ответвлений и общей фидерной цепи могут быть заменены 2 н мощными источниками но лебаний (соответствующим образом сфазированных), антенная решетка может облучаться несколькими рупорами, каждый из ноторых передает часть общей энергии. Таблица $ Программы разработан сверхмощных лавен Основное задание импульсная мощность гоо МВт. средняя 1 МВе Наугнеоп Уаг1ап Еми а с Ш11оп Компания Тнп лампы Амплнтрон Клистрон и ЛБВ Клнстрон Усилителя со схрещея.
ными поля ми: биматрон дематрон Условное обозначе- ние ХЗОЗО г;гК1224 ЕМ6601 з х Диапазон частот Средняя мощность 1 Мвт Импульсная мощность 1О МВт, ср единя 200 иВт Средняя мощность 400 нВт Заданный номинал Задания измененп Средняя мощность 5!О нВт Средняя мощность 426 нВт Полученные результаты Дематроп (с автоимпульсной модуляпдм, ей] Клистрон с удлиненным пространством взаимодей- ствия Система охлажде ния.
Технологичесхие до- стнгнения Керамические детали — [631 ~ [! 4,401 [821 Источник ~ [10,71] Многолучевой нлистрон; многолучевой хлистрон бегущей волны Высокий первеанс Квазиполый луч Керамичесние окна Контур четырехлепестнового типа Высокое на- пряжение Гл. й Радиолокачионные передатчики Имеется ряд причин, обусловливающих непрерывное стремление к увеличению мощности высокочастотных ламп. Хотя стоимость лампы пря этом существенно увеличивается, она составляет одну из наименее зяачительнык долей эксплуатапиоиныя расколов на систему. Даже расходы на элеьтриче.
скую энергию для питания лампы в течение ее срока службы превышают стоимость лампы К тому же количество человеко-часов в год, требуемых для Гриодоси слелгродос 4)мллилрон 1дддг /Глооспрси ууагненгтонег Пониы 1уддг. и нлиолгронес 1удуг гуагнелгроног Жуг. сб дуй 7 1дд 1У сф леоныи РОГЛОУ лгнои от 1лтиладд Мяту гоне ' одрт доли уороинолсрон бниоад/ у!гера нонну0ен аао , Прваулойание, юдейотньиегл, Р уоглройолтд Гдерделгагоные уемрейщгхда йддг Яиод о огранисгнным ноноллением органного заряда 41 1 1Р 1Л7 1йдд уаорлоннг, ГГи Ннс. ЗЗ.
дннтстнмня срсдннн мнщннсть ныснннннстнтных ламп н 1Заа г. )ЗЗ!. 70 обслуживания системы с небольшим количеством мощных ламп, меньше, чем в случае большого количества маломощных ламп (см. Э !.6). Кроме того, стоимость оборудования нз ! кВт выходной мощности высокой частоты для мощных ламп обычно меньше, чем для маломощных. В начале 60-к годов были разработаны программы создания ряда сверхмощнык усилительных ламп.
В них нс предусматривалось сначала каное-либо определенное применение ламп, однако, как зто и ожидалось, в результате разработок были соз. даны технология, элементм электровакуумнык приборов и вспомогательная аппаратура, оказавшие, как это вялио из табл. 5, громадное влияние на по. слелуюшие разработки мощных ламп (и, следовательно, Р))С). Зависимость предельной мощности от частоты. Импульсная мощность ламп высокой частоты была доведена до такого значения, при котором предел ставился пробоем в существующих волповодак даже з стучве их напол- 1.8. Формирование импульсов для минимизации шпрпны слектрп пения ~ахом 5рэ под давлением в 128 кПа (12,6 атм). Поэтому для возмож но больпгего увеличения средней мощности в начале 60-х голов в радиолокаПии появилась тенденпия и увеличению коэффипиента заполнения импульса соответствующим формированием импульсов (например, методом сжатна импульсов).
В течение длительного времени фактором, лимитирующим повышение мощности лампы, были высокочастотные окна (используемые для вакуумного уплотнения). После первых окон из стекла была разработана технология изготовления окон из алюминиевой керамики, а затем из бернллиевон Примечательно, что в результате этих разработок Щ номинальная способность окон работать при зиланной мощности оказалась супгественнн больше, чем это требуется.
Хотя во многих случаях средняя выходная мшпность лампы может быть настолько большой, что волновод даже из электро. лигион мели должен охлажлаться водой, предельная средняя мощность ограничена все же самой .тамной Поэтому для характеристики состояния разработок ламп высокой частоты при нх сравнении принято указывать достигнутое значение средней мощности (рис. 33) 1!8, 47 — 60).
Практически для надежной работы системы эти значения следует несколько уменьшить. Лли еравнения на этом же рисунке приведены энергетические параметры микроволновых полупроводниковых приборов, которые, как следует ожидать„ будут улучшаться Однако разрыв между этими устройствами и вакуумнымн лампам~ настолько велик, что епге в течение многих лет нельзя ожидать замены в импульсных радиолокационных передатчиках вакуумных ламп полу проводниковымн приборами в качестве мощных источников колебаний. Особое значение имеет также то обстоятельство, что вследствие небольшой тепловой постоянной времени микроволновых полупроводниковых приборов их импульсная мощность не может быть нэ много больше срелней мощности.
Конечно, при соответствующем соединении большого количества маломощных полупроводников или включении их в антенную решетку можно получить достаточна большую могпность. Таким образом, полупроводники могут заменить лампы в таких радиолокапионных фазированиых антенных решетках, в которых на каждый элемент антенны включен отдельный усилитель (см. ФАР типа 3 9 !.6), особенно в самолетных устройствах, когда на один элемент не требуется большая мощность. 1.8.
Формирование импульсов для минимизации ширины спектра По мере уплотнения высокочастотного спектра увеличивается внимания к вопросам электромагнитной совместимости (см. т. 2, гл. 9). Хотя в понятие электромагнитной совместимости входят все вопросы совместимости, включая оптимальное географическое распределение частот, в этом справоч няне онн будут рассмотрены лишь применительно к выбору типа лампы и миннмизапии ширины спектра, занимаемого передатчиком Уменьшение паразнтных выходных сигналов. Как было показано в 9 1.4, выходные снгнвлы всех высокочастотных лачи содержат гармоники. Кроме того, большей ~асти ЛБВ я усилителей со скрещенными полями с импульсной модуляцией на катод присуши паразитные выходные колебания в диапазонах, смежных с рабочей полосой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
