Высокочастотный генератор сигналов Г4-83 для настройки СВЧ трактов
Генератор сигналов высокочастотный Г4-83 представляет собой лабораторный СВЧ источник с калиброванной по частоте и выходной мощности характеристикой. Прибор формирует устойчивые колебания в сантиметровом диапазоне, поддерживает импульсную и внешнюю частотную модуляцию и рассчитан на работу в составе измерительных стендов, при проверке радиоприемной и антенно фидерной аппаратуры.
Назначение и применение генератора Г4-83
Генератор Г4-83 применяется как универсальный источник СВЧ сигнала при работах с профессиональной радиоаппаратурой. Основные задачи, которые решаются с его помощью:
- настройка и проверка радиоприемных устройств и антенно фидерных трактов в диапазоне порядка 7,5-10,5 ГГц;
- измерение параметров четырехполюсников, усилителей, аттенюаторов, фильтров и других элементов СВЧ тракта;
- оценка динамического диапазона селективности приемников и анализаторов сигналов;
- контроль чувствительности и перегрузочной способности приемной аппаратуры;
- отработка импульсных СВЧ устройств в режиме внутренней и внешней амплитудно импульсной модуляции;
- использование в режиме небольшого качания частоты как простого ГКЧ при проверке полосы пропускания трактов.
Благодаря калиброванному уровню мощности и нормированным параметрам модуляции прибор подходит как для метрологических задач, так и для эксплуатационных испытаний.
Конструкция и принцип работы Г4-83
Внутри генератора Г4-83 выделяют несколько функциональных узлов:
- высокочастотный блок на отражательном клистроне типа К 162 с коаксиальным резонатором, имеющим электрическую длину около 3/4 λ;
- модулятор, формирующий импульсную и внешнюю модуляцию за счет изменения напряжения на отражателе клистрона;
- встроенный индикатор мощности на базе термоэлектрического преобразователя М5 78В и усилителя постоянного тока, со шкалой в децибелах;
- сетевой блок питания с необходимыми стабилизированными напряжениями для клистрона, модулятора и измерительных цепей.
Перестройка резонатора осуществляется бесконтактным Z образным плунжером, а выходная часть построена по емкостной схеме, что обеспечивает устойчивое возбуждение и хороший спектральный состав сигнала. Калиброванный выход рассчитан на согласование с коаксиальным трактом волнового сопротивления 50 Ом.
Режимы работы и модуляция
Генератор сигналов Г4-83 поддерживает несколько типов работы, что делает его удобным инструментом для различных испытаний:
- немодулированный режим непрерывной генерации для измерения амплитудно частотных характеристик и настройки трактов по уровню;
- внутренняя амплитудно импульсная модуляция импульсами типа меандр с частотой около 1000 Гц, используемая для повышения чувствительности измерений в тракте;
- внешняя амплитудно импульсная модуляция импульсами положительной или отрицательной полярности, позволяющая формировать СВЧ импульсы с заданной частотой повторения и длительностью;
- внешняя частотная модуляция и электронная перестройка частоты в узкой полосе вокруг выбранной несущей (режим небольшого качания частоты).
Основные параметры импульсной модуляции:
- диапазон частоты повторения внешних импульсов примерно от 0,01 до 20 кГц при скважности не менее 2;
- длительность высокочастотных импульсов порядка 0,5-200 мкс с допустимым отклонением относительно модулирующих импульсов;
- длительность фронта и среза выходных импульсов до 0,5 мкс, с ограничением по доле от полной длительности;
- амплитуда внешних модулирующих импульсов в типичном диапазоне 7-40 В;
- неравномерность вершины импульса не превышает установленных допусков, что позволяет использовать прибор как источник калиброванных СВЧ импульсов.
Технические характеристики генератора Г4-83
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон рабочих частот | 7,5-10,5 ГГц |
| Запас по краям диапазона | не менее 1 % от номинальных граничных частот |
| Основная погрешность установки частоты по шкале | не более ±0,5 % |
| Нестабильность частоты за 15 мин после 1 ч прогрева | порядка ±5·10-5 f |
| Дополнительная погрешность по частоте при изменении температуры на 10 °C | до ±5·10-4 |
| Паразитная девиация частоты в режиме НГ (0,05-20 кГц) | до 3·10-6 |
| Диапазон калиброванной выходной мощности (основной выход) | от 10-3 до 10-15 Вт |
| Диапазон мощности на некалиброванном выходе mW1 | примерно 3·10-3-3·10-8 Вт (регулирование не менее 50 дБ) |
| Погрешность установки опорного уровня мощности 10-4 Вт | до ±1,2 дБ при КСВН нагрузки не хуже 1,2 |
| Нестабильность опорного уровня выходной мощности за 15 мин | не более ±0,1 дБ |
| Погрешность ослабления встроенного аттенюатора | для ослаблений до 90 дБ как правило не более ±1 дБ |
| Содержание второй гармоники | не выше минус 40 дБ относительно несущей |
| Паразитная амплитудная модуляция в режиме НГ | до 0,1 % |
| Волновое сопротивление выходов | 50 Ом, с коаксиальными переходами возможно согласование с трактом сечением 7,0/3,04 мм |
| КСВН некалиброванного выхода | не более 2 |
Условия эксплуатации и электропитание
Генератор Г4-83 рассчитан на работу в стационарных условиях в закрытых помещениях. Типичные эксплуатационные параметры:
- рабочий диапазон температур окружающего воздуха примерно от минус 10 до плюс 40 °C;
- относительная влажность до 95 % при температуре около 30 °C без конденсации влаги;
- допускается непрерывная работа до 8 часов при сохранении нормированных характеристик;
- время выхода на рабочий режим по уровню и частоте - около 30 минут, для достижения паспортной нестабильности частоты требуется порядка 1 часа прогрева;
- питание от сети переменного тока 220 В с допуском ±22 В, частота 50 Гц или 400 Гц в допустимых пределах;
- потребляемая мощность не превышает ориентировочно 120 В·А.
Масса генератора составляет примерно 20 кг, габариты корпуса близки к 495×480×135 мм, что позволяет размещать прибор на стандартных лабораторных столах и в стойках с полочным монтажом.
Преимущества применения генератора Г4-83
- узкополосный, но тщательно нормированный диапазон 7,5-10,5 ГГц для работы с аппаратурой сантиметрового диапазона;
- широкий динамический диапазон выходной мощности с калиброванным и некалиброванным выходами, удобный для измерений чувствительности и перегрузочных испытаний;
- развитые режимы импульсной модуляции и внешней частотной модуляции для отработки импульсных и селективных устройств;
- низкая нестабильность частоты и выходного уровня в установившемся режиме, пригодная для метрологических задач;
- встроенный термоэлектрический индикатор мощности, позволяющий контролировать уровень сигнала непосредственно по прибору;
- конструкция на отражательном клистроне и проверенная элементная база, обеспечивающие ресурс работы не менее десятков тысяч часов.