Антенные переключатели и направленные ответвители

Антенные переключатели (АП) предназначены для распределения энергии в антенно-фидерной системе при приеме и передаче, а также для защиты входных цепей приемника от просачивания в него энергии передатчика.

Антенные переключатели АП применяются в РЛС, имеющих общую антенну. АП используют резонансные свойства отрезков длинных линий и свойства газоразрядных приборов или ферритов. В качестве резонансных линий применяются:

- открытые двухпроводные или гибкие коаксиальные линии (в метровом диапазоне волн);

- жесткие коаксиальные линии (в дециметровом диапазоне волн);

- волноводы (в сантиметровом диапазоне волн).

Основные требования, предъявляемые к АП, обусловлены их назначением и сводятся к следующему:

- во время генерирования импульса передатчика антенна должна быть подключена к выходу передатчика. С целью защиты входных цепей приемника от перегрузок на это время приемник от антенны должен быть отключен;

- по окончании генерации антенна должна подключаться на вход приемника, а передатчик отключиться во избежание потерь мощности приемного сигнала в цепях передатчика;

- потери мощности в АП при передаче и приеме должны быть минимальны.

Большая разница в мощности излучаемых и принимаемых импульсов позволяет применять в АП газовые разрядники в сочетании с резонансными линиями.

Резонансные линии антенного коммутатора метровых волн выполняются в виде настроенных отрезков длинных линий из гибкого коаксиального кабеля (рис. 3.17, слайд).

В состав антенного коммутатора входят:

- два разрядника: Р1 (проходной) и Р2 (защитный);

- Ф3 – отрезок коаксиальной линии длиной λ/4;

- кабели соединения антенного коммутатора с ГСВЧ (Ф1), с антенной (Ф2) и с приемником (Ф4).

Работа коммутатора на передачу

Во время форсирования импульса СВЧ энергия передатчика воздействует на разрядники Р1 и Р2 и зажигает их. Внутреннее сопротивление разрядников становится близким к нулю. Разрядник Р1 замыкает внутреннюю жилу кабеля Ф1. Разрядник Р2 замыкает четвертьволновый отрезок Ф3 накоротко. Сопротивление кабеля Ф3 в точках «аб» становится равным бесконечным и поэтому в направлении приемника Ф4 энергия не распространяется. Вся энергия ГСВЧ беспрепятственно передается к антенне ( ).

Работа антенного коммутатора на прием

Во время приема отраженных от цели сигналов разрядники Р1 и Р2 не горят, их внутреннее сопротивление равно бесконечности. Разрядник Р1 размыкает линию, идущую к передатчику. Разрядник Р2 размыкает четвертьволновый отрезок Ф3. Антенна оказывается подключенной к входным цепям приемника и вся энергия от антенны передается беспрепятственно к передатчику ( ).

Если антенный коммутатор работает на передатчик с перестройкой частоты, то вместо одного разрядника к линии Ф3 включается несколько.

Отрезки линий выбираются с учетом диапазона перестройки передатчика.

Направленные ответвители

Предназначены для отбора части энергии генератора СВЧ для работы различных систем и контроля параметров передатчика (Р, f, t,спектра и т.д.).

Отбор энергии от коаксиальных линий и волноводов осуществляется при помощи штырей и петель связи. Штыри связи следует помещать в максимум электрического поля, а петли связи – в максимум магнитного поля.

Примеры связей показаны на слайде ).

Величина отводимой мощности определяется глубиной погружения штыря связи, размерами щели или отверстия.

Штырь связи используется в линиях передач малой мощности, так как введение штыря уменьшает электрическую прочность линии.

В линиях передач большой мощности для отбора энергии используют петли связи или ответвители специальной конструкции (рис. 3.18, ж, з).

Величина затухания ответвителя (какая часть энергии отбирается) указывается на ответвителе и ее нужно учитывать при измерениях.

В качестве направленных ответвителей можно использовать и ферритовые циркуляторы.

В ы в о д

1. - Принцип работы антенных коммутаторов основан на использовании резонансных свойств отрезков длинных линий, свойств газовых разрядников и ферритовых материалов.

2. - Для контроля за параметрами генератора СВЧ и обеспечения работ других систем станции используются направленные ответвители.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

Задание на самоподготовку:

- изучить принцип работы согласующих устройств, особенности длинных линий метрового и сантиметрового диапазонов волн, принцип работы антенных коммутаторов;

- повторить свойства параллельного колебательного контура и влияние ДНА на технические характеристики РЛС.

Литература: Калашников, Степук. Колебательные системы . Стр. 168- 188, 200-237, 342-349.

Окончание занятия;

Руководитель занятия: