тельного воспроизведения формы импульса при генерировании и усилении необходимо иметь полосу пропускания не уже, чем ширина спектра первой группы составляющих спектра радиоимпульса. Поэтому при определении ширины частотного спектра радиолокационного сигнала пользуются формулой

2Д/=. (1.104)

Величина коэффициента А в аависимости от типа РЛС колеблется от 2 до 4.

о vm

f-я группа гсрмоник

z-я группа 3-я группа гармоник гармоник

2/С„ 3/Гы f

Рис. 1.132. Частотный спектр прямоугольных импульсов: с - для видеоимпульсов, б - для радиоимпульсов

Так как длительность импульсов хк имеет порядок микросекунд, то ширина спектра радиолокационных сигналов весьма велика и достигаег нескольких мегагерц. Это одна из причин того, почему импульсная модуляция может применяться в радиопередатчиках, работающих только в диапазоне УКВ.

Из формулы (1.104) следует, что, чем короче длительность импульсов, тем более широкополосные устройства необходимы для его неискаженного генерирования и усиления. Это является основной причиной, ограничивающей уменьшение длительности HiM-пульсов, используемых в РЛС.

При работе короткими импульсами и, следовательно, широком спектре сигнала, требования к стабильности частоты РЛС сравнительно невысоки. Поэтому генераторы СВЧ импульсных РЛС, как правило, были однокаскадными. В качестве генераторов сантиметрового диапазона волн использовались магнетроны, генераторы дециметрового и метрового диапазонов собирались на триодах специальной конструкции.

Использование импульсов большей длительности позволяет сузить ширину спектра частот сигнала, а следовательно, и полосу пропускания приемного устройства. Это дает возможность повысить чувствительность приемника, а следовательно, и дальность действия РЛС.

Однако повышение длительности импульса снижает разрешающую способность РЛС по дальности, а сужение полосы пропускания приемника вызывает необходимость повышения стабильности частоты передатчика. Поэтому высокочастотный тракт таких передатчиков строится по многокаскадной схеме. В иих используются различные типы генераторов СВЧ - мощные усилительные клистроны, лампы бегущей волны, амплитроны, а на дециметровом и метровом диапазонах также и ламповые генераторы.

При работе передающего устройства в импульсном режиме различают максимальную, или импульсную, мощность Рмакс передатчика, т. е. мощность, развиваемую им во время действия импульса, и среднюю мощность Рср.

В случае прямоугольной формы импульсов эти мощности связаны между собой следующим соотношением:

о Рмакс "и Рмакс . /1 1 пс:\

Пр--f-=-Q-> (i-io)

где Та - период повторения импульсов.

Поскольку скважность Q обычно гораздо больше единицы, то для передатчиков РЛС характерны большие импульсные мощности (от десятков киловатт до мегаватт) при относительно небольших средних мощностях (приблизительно сотни ватт). Малое аначение средней мощности, потребляемой передатчиком, позволяет при условии использования накопителя энергии применять сравнительно маломощные и малогабаритные источники питания РЛС. Накопитель энергии Б интервале между импульсами заряжается от источника питания. Затем накопленная энергия зо время импульса расходуется на питание генератора. Накопителем энергии может являться электрическое поле конденсатора или магнитное поле катушки индуктивности. В качестве накопителя энергии может использоваться также искусственная длинная линия, которая эквивалентна или емкости, или индуктивности.

В настоящее время в большинстве случаев используются емкостные накопители, так как индуктивные накопители характеризуются весьма низким КПД.

Большие значения импульонЫх мощностей принуждают использовать в генераторах РЛС весьма высокие анодные напряжения -до 40-50 кв при значениях анодного тока порядка десятков и сотен ампер. Поэтому в радиолокационных передатчиках применяются электровакуумные приборы, рассчитанные на работу при высоких анодных напряжениях и больших токах эмиссии. Однако габариты генергторных ламп импульсных клистронов и магнетронов относительно невелики, так как их тепловой режим опре-

деляется не максимальной, а средней мощностью, рассеиваемой на аноде.

При импульсном режиме работы радиопередающего устройства необходимо так управлять работой мощного автогенератора СВЧ, чтобы он генерировал кратковременные радиоимпульсы требуемой формы длительности. В этом управлении и заключается процесс импульсной модуляции генератора СВЧ. Устройство, управляющее генератором СВЧ, называется импульсным модулятором.

Импульсный модулятор обычно вырабатывает мощный видеоимпульс высокого напряжения, который используется в качестве напряжения анодного питания генераторных ламп. Во время действия этого модулирующего видеоимпульса генератор вырабатывает радиоимпульс, форма и длительность которого соответствуют форме и длительности видеоимпульса. Такой вид импульсной модуляции называется анодной импульсной модуляцией.

В триодных генераторах СВЧ, кроме анодной импульсной модуляции, возможна также сеточная модуляция. В последнем случае модулирующий видеоимпульс подается на управляющие сетки генераторных ламп, предварительно запертых большим отрицательным сметцением. Однако сеточная модуляция вследствие ряда причин менее выгодна, чем анодная. Одной из таких причин является необходимость иметь специальный источник постоянного смещения. Кроме того, при сеточной модуляции увеличивается мощность потерь на аподе за счет термоэлектронной эмиссии сетки на анод. При анодной модуляции термоток сетки на анод отсутствует, так как во время паузы между импульсами анодное напряжение равно нулю. К достоинствам аподной импульсной модуляции следует также отнести то, что вследствие инерционности ионизационных процессов при анодной модуляции повышается электрическая прочность лампы и других деталей генератора, находящихся под высоким анодным напряжением. Поэтому в настоя-тцее время сеточная импульсная модуляция почти не применяется. Очевидно, что в магнетронных генераторах возможна только анодная модуляция.

Импульсная модуляция усилительных клистронов средней и большой мощности осуществляется подачей модулирующих импульсов на коллектор или резонаторы клистрона. В маломощных клистронах модулирующие импульсы могут подаваться на управляющий электрод.

Импульсная модуляция ЛБВ производится подачей модулирующих импульсов на первый или второй анод.

На рис. 1.133 показана структурная схема передатчика радиолокационной станции, работающего в режиме анодной импульсной модуляции. Как показано на схеме, импульсный модулятор состоит из двух основных элементов: накопителя энергии и коммутирующего устройства. При разомкнутом коммутирующем устройстве во время паузы между импульсами происходит накопление энергии в накопителе (заряд накопителя). При замыкании коыму-