دانلود پایان نامه : پهناي باند، قدرت و راندمان لامپ‌هاي پرقدرت در رادار

دانلود پایان نامه : پهناي باند، قدرت و راندمان لامپ‌هاي پرقدرت در رادار

تعداد صفحات: 67

فرمت فایل: ورد

دسته بندی: - - - -

قیمت: 5000 تومان

تعداد نمایش: 541 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 29 جولای 2016

به روز رسانی در: 29 جولای 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5000 تومان – خرید

موضوع :

پهناي باند، قدرت و راندمان لامپ‌هاي پرقدرت در رادار

«فهرست مطالب»

صفحه عنوان
چكيده
1

فصل اول: لامپ‌هاي با ميدان متقاطع مايكروويوي (Cross field)

2

مقدمه

3 1- اسيلاتورهاي مگنترون
4 1-1- مگنترون‌هاي استوانه‌اي
6 2-1- مگنترون كواكسيالي
8 3-1- مگنترون با قابليت تنظيم ولتاژ
10 4-1- مگنترون كواكسيالي معكوس
11 5-1- مگنترون كواكسيالي Frequency – Agile
13 6-1- VANE AND STARP
15 7-1- Ruising Sun
16 8-1- injection- Locked
16 9-1- مگنترون Beacom  
17 2- CFA (Cross Field Ampilifier)
20 1-2- اصول عملكرد
25

فصل دوم: لامپ‌هاي با پرتو خطي (O- Type)

26 مقدمه
26 1- كلايسترون‌ها
28 1-1- تقويت‌كننده كلايسترون چند حفره‌اي (Multi Cavity)
29 2-1- كلايسترون‌هاي چندپرتوي  (MBK)
29 1-2-1- كلايسترون چند پرتوي گيگاواتي (GMBK)
30 2- لامپ موج رونده (TWT)
31 1-2- تاريخچة TWT
33 2-2- اجزاي يك TWT
35 3-2- اساس عملكرد TWT
37 4-2- كنترل پرتو
38 5-2- تغيير در ساختار موج آهسته
39 6-2- لامپ‌هاي TWT Couped Cavity
40 1-6-2- توصيف فيزيكي
41 2-6-2- اصول كار TWT Couped Cavity
43 3-6-2- توليد TWT Couped Cavity هاي جديد
47 7-2- لامپ‌هاي Helix TWT
56 8-2- TWT هاي پرقدرت
60  3- گايروترون‌هاي پالس طولاني و CW
61 1-3- پيشرفت‌هاي اخير در تقويت‌كننده‌هاي گايروكلاسترون موج ميليمتري در NRL
62 2-3- WARLOC رادار جديد پرقدرت ghz 94

 

چكيـده:

 

اين مقاله تحقيقي در مورد بررسي لامپ‌هاي پرقدرت مورد استفاده در رادار از نظر پهناي باند، قدرت، بهره ، راندمان و غيره مي‌باشد.

  

در فصل اول با مطالعه روي لامپ‌هاي با ميدان متقاطع (M- Type) و توصيف انواع آن پيشرفت‌هاي اخير در اين زمينه را ارئه نموده است.

 

در فصل دوم به بررسي لامپ‌هاي با پرتو خطي (O-Type) و انواع مختلف آن و بررسي عمكرد تك‌تك آنها و آخرين تكنولوژي روز جهان پرداخته شده است.

فصل اول

لامپ‌هاي با ميدان متقاطع
(Cross – Field)  مايكروويوي (M-Type)

مقدمه

در لامپ‌هاي با ميدان متقاطع (Cross Fielde) ميدان مغناطيسي dc و ميدان الكتريكي dc بر يكديگر عمودند. در همه لامپ‌هاي CF ميدان مغناطيسي dc نقش مستقيمي در فرآيند اندركنشي RF ايفا مي‌كند.

لامپ‌هاي CF نامشان را از اين حقيقت كه ميدان الكتريكي dc و ميدان مغناطيسي dc بر يكديگر عمودند گرفته‌اند. در لامپ CF الكترونهايي كه توسط كاتد ساطع مي‌شوند بوسيله ميدان الكتريكي شتاب داده مي‌شوند و سرعت مي‌گيرند. اما همانطور كه با ادامه مسير سرعتشان بيشتر مي‌شود توسط ميدان مغناطيسي خم مي‌شوند. اگر يك ميدان RF در مدار آند به كار برده شود الكترون‌هايي كه در طي اعمال ميدان كاهنده وارد مدار شوند كند مي‌شوند و مقداري از انرژي خود را به ميدان RF مي‌دهند. در نتيجه سرعتشان كاهش مي‌يابد و اين الكترونهاي با سرعت كمتر در ميدان الكتريكي dc كه به ميزان كافي دور هست تا ضرورتاً همان سرعت قبلي را دوباره بدست بياورند طي مسير مي‌كنند. بدليل كنش اندركنش‌هاي ميدان متقاطع فقط آن الكترون‌هايي كه انرژي كافي به ميدان RF داده‌اند مي‌توانند تمام مسير تا آند را طي كنند. اين خصيصه لامپ‌هاي CF را نسبتاً مفيد مي‌سازد. آن الكترونهايي كه در طي اعمال ميدان شتاب‌دهنده وارد مدار مي‌شوند بر حسب دريافت انرژي كافي از ميدان RF شتاب داده مي‌شوند و به سمت كاتد باز مي‌گردند. اين بمباران برگشتي در كاتد گرما ايجاد مي‌كند و راندمان كار را كاهش مي‌دهد.

در اين فصل چندين لامپ CF را كه عموماً به كار برده مي‌شوند مورد مطالعه قرار مي‌دهيم.

 

  • اسيلاتورهاي مگنترون

Hull در سال 1921 مگنترون را اختراع كرد. اما اين وسيله تاحدود دهه 1940 تنها يك وسيله آزمايشگاهي جالب بود. در طول جنگ جهاني دوم نيازي فوري به مولدهاي ماكروويوي پرقدرت براي فرستنده‌هاي رادار منجر به توسعه سريع مگنترون شد. همه مگنترون‌ها شامل بعضي اشكال آند و كاتد كه در يك ميدان مغناطيسي در ميان يك ميدان الكتريكي بين آند و كاتد كار مي‌كنند مي‌باشند. به دليل ميدان تقاطع بين آندو كاتد الكترون‌هايي كه از كاتد ساطع مي‌شوند تحت‌تأثير ميدان متقاطع مسيرهايي منحني‌شكل را طي مي‌كنند.

اگر ميدان مغناطيسي dc به اندازه كافي قوي باشد الكترون‌ها به آند نخواهند رسيد ولي درعوض به كاتد باز مي‌گردند. در نتيجه جريان آند قطع مي‌شود. مگنترون‌ها را مي‌تان به سه نوع طبقه‌بندي كرد:

 

  • مگنترون با آند دو نيم شده[1]

اين نوع مگنترون از يك مقاومت منفي بين دو قسمت آند استفاده مي‌كند.

 

  • مگنترون سيكلوترون فركانس

اين نوع مگنترون تحت تأثير عمل سنكرون كردن يك جزء متناوب ميدان الكتريكي و نوسان پريوديك الكترون‌ها در يك مسير مستقيم با ميدان عمل مي‌كند.

 

  • مگنترون موج رونده

اين نوع مگنترون به اندركنش الكترون‌ها با ميدان الكترومغناطيسي رونده با سرعت خطي بستگي دارد. اين نوع از لامپها به صورت ساده به عنوان مگنترون ناميده مي‌شود.

مگنترون‌ها با مقاومت منفي معمولاً در فركانس‌هاي زير ناحيه مايكروويوي كار مي‌كنند. اگرچه مگنترون‌هاي سيكلوترون فركانس در فركانس ناحيه مايكروويوي كار مي‌كنند، قدرت خروجي آنها بسيار كم است (حدود 1 وات در GHZ 3) و راندمان آنها بسيار كم است. (حدود 10% در نوع آند دونيم شده و 1% در نوع تك‌آندي) بنابراين دو نوع اول مگنترون‌ها در اين نوشتار مورد توجه نيستند.

مگنترون‌هاي استوانه‌اي

دياگرام شماتيكي اسيلاتور مگنترون استوانه‌اي در شكل زير نشان داده مي‌شود. اين نوع مگنترون، مگنترون قراردادي[2] نيز ناميده مي‌شود.

در مگنترون استوانه‌اي چندين حفره به شكاف‌ها متصل شده‌اند و ولتاژ dc V0 بين كاتد و آند اعمال مي‌شود. چگالي شار مغناطيسي B0 در راستاي محور Z است. وقتي كه ولتاژ dc و شار مغناطيسي به درستي تنظيم شوند الكترون‌ها مسيرهاي دايروي را در فضاي آند- كاتد تحت نيروي تركيبي ميدان الكتريكي و مغناطيسي طي مي‌كند.

براي سالهاي بسيار مگنترون‌ها منابع پرقدرتي در فركانس‌هايي به بزرگي GHZ 70 بوده‌اند. رادار نظامي از مگنترون‌هاي موج رونده قراردادي براي توليد پالس‌هاي RF با پيك قدرت بالا استفاده مي‌كند. هيچ‌وسيله مايكروويوي ديگري نمي‌تواند همانطور كه مگنترون‌هاي قراردادي مي‌توانند عمل مگنترون را با همان اندازه، وزن، ولتاژ و محدوده راندمان انجام دهد. در حال حاضر، مگنترون مي‌تواند پيك قدرت خروجي تا KW 800 مي‌رسد. راندمان بسيار بالاست و از 40 تا 70% تغيير مي‌كند.

 

مگنترون كواكسيالي[3]

مگنترون كواكسيالي از تركيب يك ساختار رزوناتوري آند كه توسط يك حفره با Q بالا كه در مورد TE011 كار مي‌كنند احاطه شده است تشكيل شده است.

شيارهايي كه در پشت ديواره حفره‌هاي متناوب ساختار رزوناتوري آند قرار دارند به طور محكمي ميدان‌هاي الكتريكي اين رزوناتورها را با حفره احاطه‌كننده كوپل مي‌كنند. در عمل مود    ميدان‌هاي الكتريكي در همه حفره‌هاي ديگر هم فاز هستند و بنابراين آنها در جهت يكسان با حفره احاطه‌كننده كوپل مي‌شوند. در نتيجه حفره كواكسيالي محيطي مگنترون را در مورد      مطلوب تثبيت مي‌كند. در مورد TE011 مطلوب ميدان‌هاي الكتريكي مسيري دايروي را در داخل حفره طي مي‌كنند و در ديواره‌هاي حفره به صفر كاهش مي‌يابند. جريان در مورد TE011 در ديواره‌هاي حفره در مسيرهاي دايروي حول محور لامپ جريان دارند. مودهاي غيرمطلوب توسط تضعيف‌كننده در داخل استوانه داخلي شياردار نزديك انتهاهاي شيارهاي كوپلينگ ميرا مي‌شوند. مكانيزم تنظيم ساده و قابل اعتماد است. رزوناتور آند مگنترون كواكسيالي مي‌تواند بزرگتر و با پيچيدگي كمتري نسبت به مگنترون قراردادي باشد. بنابراين بارگذاري كاتد كمتر است و شيب‌هاي ولتاژ كاهش داده مي‌شوند.

فصل دوم

رادارهاي ردياب و انواع آنها

1-2-رديابي با رادار

يك سيستم رادار ردياب، مختصات هدف را اندازه گيري كرده و اطلاعاتي را فراهم مي‏نمايد كه براي تعيين مسير هدف و پيش بيني موقعيت بعدي آن به كار مي رود. تمام يا قسمتي از اطلاعات قابل دسترسي رادار، فاصله، زاويه عمودي، زاويه افق، تغيير فركانس دوپلر – ممكن است براي پيش بيني موقعيت آينده هدف به كار رود. به عبارت ديگر رادار مي تواند عمل رديابي را با فاصله، يا با زاويه يا با دوپلر ويا تركيبي از اينها انجام دهد. تقريباً همه رادارها را در صورتي كه اطلاعات خروجي آنها به طور مناسب پردازش گردد، مي توان به صورت رادار ردياب استفاده نمود. ولي معمولاً روشي كه با آن رديابي زاويه صورت مي گيرد وجه تمايز بين رادار ردياب معمولي و ديگر رادارها مي باشد. همچنين لازم است بين رديابي پيوسته و رديابي حين مرور تمايز قايل شويم: اولي اطلاعاتي رديابي را بطور پيوسته مي دهد، در صورتي كه ردياب حين مرور (TWS) اطلاعات نمونه برداري شده از يك يا چند هدف را فراهم مي نمايد. عموماً، رادار ردياب پيوسته و رادار TWS انواع مختلفي ازدستگاهها را به كار مي گيرند.

در رادار ردياب پيوسته، شعاع آنتن بوسيله يك سرو مكانيسم كه با سيگنال خطا عمل مي كند، در يك زاويه خاص قرار مي گيرد. براي ايجاد سيگنال خطا روشهاي متعددي وجود داردكه از جمله مي توان از سوئيچ كردن شعا آنتن مرور مخروطي و مرور همزماني يا مونوپالس نام برد. برد و تغيير فركانس دوپلر را نيز مي توان به طور پيوسته، با يك حلقه سرو كنترل كه با سيگنال خطاي توليد شده درگيرنده رادار فعال مي شود، رديابي نمود. اطلاعات حاصل از رادار ردياب را مي توان به نمايشگر CRT داد تا اپراتور از آن استفاده نمايد و يا ممكن است به يك كامپيوتر خود كار داد تا مسير هدف و موقعيت احتمالي هدف تعيين شود.

رادار ردياب قبل از اينكه بتواند هدف را رديابي كند بايد آن را پيدا نمايد. بعضي از رادارها قبل از اينكه به وضعيت رديابي سوئيچ كنند، براي پيدا كردن هدف در وضعيت جستجو، جويندگي كار مي كنند.

اگر چه استفاده از يك رادار براي هر دوعمل جستجو و رديابي امكان پذير است، ليكن اين گونه عملكرد معمولاً داراي چند محدوديت كاربردي است. بديهي است كه وقتي كه رادار در وضعيت رديابي كار مي كند داراي هيچ دانشي از هدفهاي بالقوه ديگر نيست. همچنين اگرپرتو آنتن يك شعاع مدادي باريك و حجم مكاني جستجو بزرگ باشد، زمان نسبتاً زيادي  براي يافتن هدف مورد نياز است.

بنابراين بسياري از سيستمهاي رديابي راداري براي يافتن هدف از يك رادار جستجوي جداگانه استفاده مي كنند تا اطلاعات لازم براي قفل شدن رادار ردياب روي هدف را براي آن رادار فراهم كند. رادار جستجوگري كه براي اين منظور به كار مي رود «رادار جوينده» ناميده مي‌شود. رادار جوينده مشخصات هدف را با مشخص كردن مختصات آنها به رادار ردياب مي دهد ورادار ردياب با انجام يك جستجوي محدود در منطقه كه مشخصات هدف داده شده، هدف را مي يابد.

رادار جستجو با شعاع تشعشعي مروري بادبزني نيز مي تواند اطلاعات لازم براي تعيين مسير هدف و پيش بيني موقعيت بعدي آن را فراهم نمايد. هر بار كه شعاع آنتن مرور مي كند، مختصات هدف را به دست مي دهد. اگر تغييرات در مختصات هدف از يك مرور به مرور ديگر خيلي زياد نباشد، بازسازي رديابي هدف از اطلاعاتنمونه برداري شده امكان پذير است، اين كار را مي توان با مجهز كردن اسكوپ PPI اپراتور به يك قلم براي علامت گذاري دامنه‏هاي هدف روي سطح اسكوپ انجام داد. يك خط انتقال دهنده دامنه‏هاي هدف روي سطح اسكوپ انجام داد. يك خط انتقال دهنده دامنه‏هاي مربوط به يك هدف،رديابي هدف را فراهم مي نمايد.وقتي ترافيك بقدري شلوغ باشد. كه اپراتور نتواند همگامي خود را با اطلاعات رادار حفظ نمايد، اطلاعات مسير هدف را مي تواند به طورخود كار باكامپيوتر ديجيتالي پردازش نمود. دسترسي به ميني كامپيوترهاي كوچك و ارزان، ايجاد رديابي هدف، نه فقط ديدن هدف، توسط يك رادار جستجو را عملي نموده است. چنين پردازشي را معمولاً ADT (تشخيصي و رديابي اتوماتيك) گويند. وقتي خروجيهاي بيش از يك رادار را به طور خود كار تركيب نمايند تا مسيرهاي هدف به دست آيد، پردازش را ADIT (تشخيص و رديابي جمع بندي شدخه اتوماتيك) يا IADT (ADT جمع بندي شده) گويند.

گاهي يك رادار جستجوگر كه رديابي هدف را نيز انجام مي دهد رديابي در حين مرور گويند. اين اصطلاح همچنين در مورد راداراهايي كه يك قطاع كوچك را براي دستيابي به اطلاعات رديابي با سرعت زياد روي يك يا چند هدف مرور مي كنند به كار مي رود. راداراهي فرود هواپيما كه براي GCA (با تمايل كنترل زميني) يا بعضي از رادارهاي كنترل موشك به كار مي روند، از اين نوع هستند.

وقتي از عبارت رادار رديابي در اين كتاب استفاده مي شود، عموماً منظور«ردياب پيوسته» است والا مورد ديگري ذكر شود.

2-2-سوئيچ كردن شعاع آنتن  (Sequential lobing)

پرتو آنتن كه در رادارهاي ردياب معمولاً استفاده مي گردد، داراي شعاع تشعشعي مدادي متقارن مي باشد كه در آن پهناي شعاع افقي و عمودي تقريباً برابرند. در هر حال، يك آنتن شعاع مدادي ساده براي رادارهاي ردياب مناسب نيستند مگراينكه توانائيهايي به آن داده شود كه بتواند دامنه و جهت موقعيت زاويه اي هدف را نسبت به يك جهت مرجعي مشخص نمايد، كه معمولاً اين مرجع محور آنتن انتخاب مي گردد. تفاوت  فاحش بين موقعيت هدف وجهت مرجع، «خطاي زاويه اي» است. چرخش آنتن رادار ردياب در جهتي است كه خطاي زاويه اي صفر گردد. وقتي كه خطاي زاويه صفر شد، هدف جهت مرجع را خواهد داشت.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

پاسخ دهید