Что такое электроника? Принципы работы
радиоустройств, радиокомпоненты, принципиальные схемы, электрические
колебания и связь, цифровое ТВ, интегральные схемы и многое другое...
Дата обновления
07.06.2016
Посвящение в радиоэлектронику, массовая радио-библиотека
поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
О генераторах
Но вернемся к генераторам. В годы второй мировой войны были
разработаны конструкции принципиально новых генераторов
сантиметровых волн - клистронов и магнетронов. В клистроне
электронный луч формируется подобно тому, как это делается в ЭЛТ.
Луч проходит последовательно через два объемных резонатора,
настроенных на одну и ту же частоту. Если к первому резонатору
подвести СВЧ колебания, луч окажется промодулированным по скорости.
Электроны, пролетевшие резонатор за один полупериод колебаний,
ускоряются, поскольку электрическое поле "подталкивает" их, а
электроны, пролетевшие за второй полупериод, замедляются, так как их
тормозит электрическое поле, и их скорость уменьшится. По пути ко
второму резонатору электроны сгруппируются в "пакеты", поскольку
"быстрые" электроны догонят "медленные". На еще большем расстоянии
пакеты электронов снова рассеются, но для нас это уже неважно. Там,
где электроны сгруппировались, стоит второй резонатор и возбуждается
пакетами электронов или волнами их пространственного заряда. Энергия
колебаний, отдаваемая электронами во второй резонатор, оказывается
намного больше энергии, затраченной на модуляцию электронного луча.
Так действует клистрон-усилитель. В генератор его превратить
несложно: достаточно часть энергии из второго резонатора направить
обратно, в первый.
Еще оригинальнее решена проблема генерации в отражательном
клистроне. Он содержит только один резонатор. Пролетевшие сквозь
резонатор электроны возвращаются обратно специальным
электродом-отражателем, на который подан отрицательный потенциал -
(7отр . Сгруппированные пакеты снова пролетают сквозь резонатор,
отдавая запасенную энергию. Отражательные клистроны долгие годы
служили гетеродинами в радиолокационных приемниках.
Большую колебательную мощность отдает магнетрон - многорезонаторное
электронное устройство. Он содержит мощный катод в виде трубки и еще
более мощный анодный блок, выполненный из меди, с профрезерованными
в нем резонаторами. Каждый резонатор открывается в сторону катода
щелью. Вся конструкция помещается между полюсами мощного
электромагнита так, чтобы магнитное поле было направлено по оси
катода. На анод подается высокое положительное напряжение.
Вылетевшие из катода электроны устремляются к аноду, но не тут-то
было! В магнитном поле на электрон действует сила Лоренца,
пропорциональная его скорости. В результате траектория электрона
искривляется и превращается в циклоиду. "Рой" электронов мчится
вокруг катода под воздействием двух полей - электрического поля
анода и магнитного поля электромагнита. В своем движении электронный
поток проходит мимо щелей резонаторов и модулируется ими по
скорости. Сформировавшись в "пакеты", поток отдает энергию
резонатору, и вся система начинает генерировать СВЧ колебания. Все
резонаторы сильно связаны между собой электронным потоком, поэтому
отбор энергии производится только из одного резонатора.
Клистрон-усилитель и отражательный клистрон
Магнетрон
Супергетеродинный приемник РЛС
Магнетроны дали возможность генерировать очень большие импульсные
мощности на сантиметровых волнах, благодаря чему резко повысилась
дальность действия и точность РЛС.
Что же касается приемников сантиметровых волн, то наибольшее
распространение получил супергетеродин с кристаллическим смесителем
(СМ) на входе. Специальный полупроводниковый диод с малой емкостью
р-n перехода монтируется прямо в волноводе, идущем от антенного
переключателя. К принимаемому сигналу прибавляется сигнал местного
гетеродина, собранного на маломощном отражательном клистроне.
Частота гетеродина отличается от частоты принимаемых импульсов на
значение, равное промежуточной частоте (ПЧ). Промежуточная частота
выбирается в диапазоне 30... 100 МГц, т. е. там, где сравнительно
несложно получить большое усиление с помощью электронных ламп или
транзисторов.
Основное усиление сигнала происходит в тракте ПЧ. Оно может
достигать 106. Принимаются меры по выравниванию амплитуд сильных и
слабых отраженных сигналов. К ним относятся усилители ПЧ с
логарифмической амплитудной характеристикой, различные системы
автоматической регулировки усиления. На входе приемника сильные
сигналы от близких объектов и слабые от далеких целей могут
различаться на 100... 120 дБ. В усилителе ПЧ эта разница уменьшается
до 20... 30 дБ, и тогда все отражения будут хорошо видны на экране
индикатора. Последними элементами структурной схемы приемника
являются детектор и усилитель видеоимпульсов.
