Пристрій для захисту приймача

Пристрій для захисту приймача, що містить перемикаючий феритовий циркулятор на основі триплечого хвилевідного Y-циркулятора, до входу першого плеча якого підключена антена, до другого - поглинаюче навантаження, до третього приймач, захисний елемент, який відрізняється тим, що захисний елемент виконаний у вигляді 3 опір захисного елемента знову стає нескінченно великим. Недоліками відомого пристрою є повільні процеси переключення розрядника з закритого стану у відкрите і навпаки, малий рівень потужності, що захищається, мала надійність пристрою. Це порозумівається тим, що напівпровідниковий діод при впливі на нього потужного сигналу надмірно розігрівається, що приводить до вигоряння p-nпереходу. Тепло, що виділяється в крапковому контакті (p-n- переході), не встигає поширюватися в товщу напівпровідника, а це приводь до виходу з ладу діода, тобто до малої надійності роботи захисного елемента. Крім того, використовувані в даний час p-i-n- діоди мають порівняно великі часи переключення, обумовлені нагромадженням великого заряду неосновних носіїв в і-шар, час розсасування яких велике (одиниці, десятки мікросекунд) [5]. Ніж тонше і-шар, тим менше час переключення, але при цьому робоча (що захищається) потужність зменшується, отже, падає і надійність захисту приймача. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити пристрій для захисту приймача шляхом використання перемикаючих властивостей високотемпературного надпровідника, що дозволяє зменшити час перемикальних процесів, підвищити надійність захисту приймача, збільшити рівень потужності, що захищається. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для захисту приймача, що містить перемикаючий феритовий циркулятор на основі трьохплечного хвилеводного Y-циркулятора, до входу першого плеча якого підключена антена, до другого-поглинаюче навантаження, до третьогоприймач, захисний елемент, захисний елемент виконаний у виді двох рівнобіжних пластин, виготовлених з високотемпературного надпровідника товщиною більш товщини скин-шару в цій речовині, встановлених усередині другого плеча циркулятора на відстані l друг від друга і прилягаючих до його стінок, простір між пластинами заповнений рідким азотом, що надходить по трубах від криогенного генератора замкнутого циклу через щілини розміром d  l , d   , де d- ширина щілини,  довжина щілини, X - довжина електромагнітної хвилі, вирізані посередині широких стінок хвилеводу, а друге плече циркулятора в області розташування пластин розміщено усередині соленоїда довжиною не менш l. Таким чином, пристрій для захисту приймача, у якого захисний елемент виконаний у виді двох рівнобіжних пластин, виготовлених з високотемпературного надпровідника товщиною більш товщини скин-шару в цій речовині, встановлених усередині другого плеча циркулятора на відстані l друг від друга і прилягаючих до його стінок, простір між пластинами заповнений рідким азотом, що надходить по трубах від криогенного генератора замкнутого циклу через щілини розміром d  l , d   , де d- ширина щілини, l - довжина щілини,  - довжина електромагнітної хвилі, вирізані посередині широких стінок хвилеводу, а друге плече циркуля 54770 4 тора в області розташування пластин розміщено усередині соленоїда довжиною не менш l. Сутність корисної моделі пояснюється ілюстрацією, на якій представлена структурна схема пропонованого пристрою. Пристрій для захисту приймача складається з ферритового циркулятора на основі трехплечного хвилеводного Y-циркулятора І, де до входу першого плеча 2 циркулятора 1 підключена антена З, до виходу другого плеча 4 підключено поглинаюче навантаження 5, а до виходу третього плеча 6 підключений приймач 7. Усередині другого плеча 4 установлені дві рівнобіжні пластини 8, виконані з високотемпературного надпровідника, наприклад, типу YВа2Сu3O7 товщиною більш товщини скиншару в цьому надпровіднику. Простір між пластинами 8, що прилягають до стінок хвилеводного плеча 4, заповнено рідким азотом 9, що надходить по трубах 10 від криогенного генератора 11 замкнутого циклу. Друге плече 4 в області розташування пластин 8 поміщено усередину соленоїда 12. Пристрій для захисту приймача працює в такий спосіб. Спочатку простір між пластинами 8 заповнюється рідким азотом 9, що надходить по трубах 10 від криогенного генератора 11 замкнутого циклу. Замкнутий цикл роботи зменшує вагу системи охолодження і підвищує її ККД. Під дією рідкого азоту 9 пластини 8 стають надпровідними. При приході до антени З малопотужного сигналу, що несе інформацію, сигнал, відповідно до принципу дії циркулятора 1, надходить у друге плече 4. Тому що пластини 8 являють собою надпровідники, то інформаційний сигнал відбивається від них і надходить у третє плече 6 і по ньому в приймач 7. При прийомі антеною 3 могутнього імпульсного електромагнітного випромінювання (наприклад, навмисної перешкоди), що перевищує рівень потужності переходу надпровідних пластин у нормальний стан, це випромінювання надходить у плече 4 і руйнує надпровідність пластин 8, переводячи них у ненадпровідний стан. Пластини 8 будуть пропускати через себе могутній сигнал, що по плечу 4 надходить у поглинаюче навантаження 5 і не попадає в третє плече. Крім того, самі пластини 8 зі зруйнованою надпровідністю також будуть поглинати потужність електромагнітного випромінювання [6]. При припиненні впливу могутнього випромінювання надпровідність пластин 8 миттєво відновлюється, і приймач 7 знову працює в нормальному режимі, приймаючи інформаційний сигнал. Таким чином, захист приймача здійснюється автоматично при руйнуванні надпровідності пластин 8 за рахунок енергії самого ж могутнього випромінювання, причому час переходу зі надпровідного стану в нормальне і навпаки складає менш 10-12с. Регулювання за рівнем потужності, що захищається, виробляється зміною величини напруженості магнітного поля, створюваної соленоїдом 12. У якості циркулятора можна використовувати стандартний феритовий циркулятор, описаний у багатьох джерелах, наприклад [7]. Подовжня щілина в широких стінках хвилеводу (у його середині) другого плеча 4 циркулятора 1, як відомо, не 5 54770 випромінює електромагнітного поля і являє собою неоднорідність у хвилеводі, тому що вона не перетинає ліній НВЧ струму, а спрямована уздовж них [8]. Як поглинаюче навантаження може бути використана стандартне навантаження, що поглинає могутні електромагнітні сигнали [9]. Запропонований пристрій доцільно використовувати в радіоелектронній апаратурі для захисту її від навмисних перешкод, а також при рішенні задач електромагнітної сумісності могутніх радіозасобів. Слід зазначити, що в ряді PEA уже використовується рідкий азот для забезпечення роботи деяких елементів апаратури [10], що дозволяє не створювати спеціальних криогенних генераторів для роботи тільки систем захисту. Для підтримки у надпровідному стані пластин товщиною міні 1 мм необхідні енерговитрати порядку 10 Вт [11]. Системи охолодження до азотних температур із зазначеними енерговитратами уже використовуються в бортових супутникових комплексах [12], а матеріали, що володіють високотемпературною надпровідністю вже розроблені [13]. Пластини, виконані з монокристалічних епітаксіальних плівок оксиду, можуть бути отримані напилюванням високотемпературного надпровідника на діелектричну підкладку (наприклад, лейкосапфір), щоб задовольняти вимогам механічної міцності цих пластин і твердості конструкції. Запропоноване технічне рішення в порівнянні з прототипом дозволяє регулювати в широких межах максимальну припустиму потужність НВЧ випромінювання (у діапазоні декількох порядків). При цьому значно підвищується надійність захисту Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 приймача. Час переключення захисного пристрою в порівнянні з прототипом зменшується на кілька порядків. Нарешті, вхідні ланцюги приймача будуть захищені і при впливі НВЧ випромінювань великої потужності позадіапазонної частоти роботи приймача, що виключено в прототипі. Джерела інформації 1.М.Л. Волин. Паразитные процессы в РЭА.М:, Радио и связь, 1981.- С. 271). 2.Антенные переключатели.- Пер. с англ./Под. ред. Н.И. Перець.- М:, Сов. радио, 1980. З.Л.С. Либерман. Полупроводниковые переключательные диоды СВЧ//Електронная техника, серия П, 1967.- № 5.- С. 3-15. 4.П.Т. Бова, Г.Б. Резников. Антены и устройства СВЧ.- Киев, Вища школа, 1977.- С. 78-80. 5.СМ. Клич. ПроектированиеСВЧ устройств.М:, Сов. радио, 1973.-С.35. 6.А.С. Щербаков и др.//Письма в ЖЭТФ, 1987.Т. 46.- № 3.- С. 11-114. 7.С.Б. Карбовский и др. Ферритовые циркуляторы и вентили.- М:., Сов. радио, 1970.- С. 34-39. 8.СМ. Клич. Проектирование СВЧ устройств.М:., Сов. радио, 1973.- С. 265-268. 9.Г.Б. Белоцерковский. Антенны, 1969.-Ч. 2.С.251. 10.Энергетические характеристики космических радиолиний.- М:., Сов. радио, 1972.- С. 315317. 11.В.В. Шиян. Диссертация.- Томск, 1984. 12.RosgenT. Griogenics, 1987.-V.27.-№ l.-P. 12-14. 13.A.A. Волков и др.//Письма в ЖЭТФ, 1988.- т. 46. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601