Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế tạo bộ khuyếch đại siêu cao tần tạp thấp

bộ khoa học và công nghệ

Dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nớc




trung tâm khoa học kỹ thuật và công nghệ quân sự





Báo cáo khoa học tổng kết
dự án sản xuất thử nghiệm


Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế tạo
bộ khuếch đại siêu cao tần tạp thấp
(Đ sửa chữa theo kết luận của HĐ nghiệm thu cơ sở ngày 13.07.2006)

6242
Hà Nội 07. 2006


bộ khoa học & công nghệ bộ quốc phòng



dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nớc

trung tâm khoa học kỹ thuật và công nghệ quân sự




Báo cáo khoa học tổng kết dự án


Hoàn thiện công nghệ thiết kế, chế tạo
bộ khuếch đại siêu cao tần tạp thấp

Cơ quan chủ quản dự án: Bộ Khoa học và Công nghệ
Cơ quan chủ trì dự án: Trung Tâm KHKT&CNQS/BQP
Đơn vị thực hiện dự án: Viện Rađa/Trung Tâm KHKT&CNQS
Chủ nhiệm dự án: TS. NCVC. Trần Văn Hùng
Các đơn vị hợp tác chính:
1. Quân chủng PK-KQ: Phòng Rađa/CụcKT; E291/F371; E927/F371.
2. Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội.

07. 2006
Lời nói đầu
Năm 1980 đợc sự giúp đỡ của một Việt kiều tại Cộng hoà Pháp, Viện Kỹ
thuật Quân sự đã triển khai thực hiện đề tài cấp Viện: Nghiên cứu thiết kế chế tạo
và áp dụng thử bộ khuếch đại siêu cao tần tạp âm thấp vào tuyến thu rađa dải sóng
10 cm và đã đợc đánh giá nghiệm thu xuất xắc, nhng đề tài không đợc tiếp tục
phát triển do lúc đó chúng ta gặp rất nhiều khó khăn về nguồn vật t linh kiện và
kinh phí đảm bảo.
Năm 1992 Viện Kỹ thuật Quân sự phối hợp với Viện Kỹ thuật Phòng không
thực hiện đề tài cấp Bộ Quốc phòng: Nghiên cứu chế tạo thay thế khối, phân khối,
cụm chi tiết hay hỏng hóc trong khí tài phòng không bằng linh kiện và công nghệ
mới, trong đó việc nghiên cứu chế tạo và áp dụng bộ khuếch đại siêu cao tần bằng
bán dẫn trờng có nội tạp nhỏ vào tuyến thu của đài rađa cảnh giới dẫn đờng làm
việc ở dải sóng 10 cm đã đợc đánh giá tốt và có chỉ lệnh cho mở đề tài áp dụng thử.
Năm 1997 Viện Kỹ thuật Quân sự tham gia dự án cải tiến đài rađa cảnh giới
dẫn đờng 37 (làm việc ở dải sóng 10cm) của Quân chủng Phòng không tại Nhà
máy Quốc phòng A29 với nội dung: cải tiến tuyến thu cao tần, trong đó đèn khuếch
đại siêu cao tần YB99 đợc thay thế bằng bộ khuếch đại siêu cao tần bán dẫn trờng
tạp thấp. Tuy kết quả đạt đợc có nhiều khả quan (nghiệm thu đợc ba bộ trên tổng
số năm bộ), song vẫn còn nhiều điểm tồn tại nh: độ nhạy máy thu không đồng đều
ở các kênh; khó đảm bảo độ nhạy của kênh thu làm việc ở phía tần số cao; độ bền
của bộ khuếch đại (khả năng chịu đựng mức công suất lớn ở đầu vào máy thu)
không cao; độ tin cậy làm việc thấp Nguyên nhân chính của những tồn tại đó là
do: Việc nghiên cứu tính toán thiết kế cha hợp lý, khi thiết kế cha thực sự bám sát
các yêu cầu tổng thể về chỉ tiêu kỹ thuật và tình trạng hoạt động thực tế của đài rađa
37; Công nghệ chế tạo còn đơn giản và mang tính chất thủ công; Chất lợng vật t
linh kiện không đảm bảo; Trình độ và kinh nghiệm thực tế của đội ngũ cán bộ tham
gia thực hiện cha cao; Sự xuống cấp của khí tài do thời gian khai thác sử dụng dài
dẫn đến sự biến đổi các tham số kỹ thuật một cách khó kiểm soát đợc
T

rên cơ sở kết quả đã đạt đợc của các đề tài nghiên cứu và các dự án cải tiến
rađa, trớc những yêu cầu cấp bách về vật t thay thế của các loại khí tài rađa, năm
2001 Thủ trởng Bộ Quốc Phòng đã giao cho Phân viện Rađa (Viện Rađa ngày nay)
chủ trì thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nớc Hoàn thiện công nghệ
thiết kế, chế tạo bộ khuếch đại siêu cao tần tạp thấp. Ngày 15 tháng 1 năm 2002
Bộ trởng Bộ KHCNMT (nay là Bộ KH-CN) ra quyết định số 49/QĐ-BKHCNMT
phê duyệt Dự án và Dự án đợc triển khai thực hiện thông qua Hợp đồng nghiên cứu
khoa học và phát triển công nghệ số 01/2002/HĐ-DAĐL ngày 24.1.2002 giữa Bộ
Khoa học, Công nghệ và Môi trờng; Bộ Quốc Phòng và Trung tâm KHKT&CNQS.
Mục tiêu của Dự án là: Hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo bộ khuếch đại
siêu cao tần tạp thấp cho rađa cảnh giới dẫn đờng

37 làm việc ở dải sóng 10 cm
và tiến tới thực hiện thiết kế chế tạo các bộ khuếch đại cao tần cho các đài rađa làm
việc ở các dải sóng khác để chủ động nguồn vật t thay thế, đảm bảo khả năng chiến
đấu của các loại khí tài rađa trong quân đội ta hiện nay.
Dự án này đã tập trung giải quyết các vấn đề cơ bản sau:
- Khảo sát và đánh giá chính xác tình trạng kỹ thuật thực tế tuyến siêu cao
tần của các đài rađa37, trên cơ sở đó xác định lại chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch
đại cao tần tạp thấp cho phù hợp.
- Xác định và xây dựng quy trình tính toán thiết kế bộ khuếch đại cao tần tạp
thấp cho rađa 37 (bao gồm hai phần: mạch bảo vệ và mạch khuếch đại siêu cao tần
tạp thấp) trên cơ sở nghiên cứu ứng dụng công nghệ và linh kiện mới.
- Sản xuất 10 bộ khuếch đại siêu cao tần theo quy trình tính toán thiết kế đã
xác định, lắp đặt sản phẩm vào rađa 37 để chiến đấu thử nghiệm.
- Tổ chức đánh giá kết quả thử nghiệm, trên cơ sở đó đa ra các kết luận và
kiến nghị để có thể tiến hành triển khai sản xuất và đa sản phẩm vào trang bị.
Báo cáo khoa học này trình bày các phần cơ bản nh sau:
Phần một: Khảo sát đánh giá tình trạng thực tuyến cao tần rađa

37
Phần hai: Xây dựng chỉ tiêu kỹ thuật cho KĐCT tạp thấp ứng dụng ở rađa

37
Phần ba: Cơ sở lý thuyết để tính toán thiết kế bộ KĐCT tạp thấp
Phần bốn: Thiết kế, chế tạo bộ KĐCT tạp thấp ứng dụng trong rađa

37
Phần năm: Xây dựng quy trình thiết kế, chế tạo, kiểm tra, lắp đặt bộ KĐCT
Trong suốt quá trình thực hiện, dự án luôn nhận đợc sự quan tâm ủng hộ
nhiệt tình và có hiệu quả của các ngành, các cấp của Bộ KH-CN; Bộ QP; các đơn vị
phối hợp và các đồng nghiệp. Điều đó đã tạo điều kiện rất thuận lợi cho sự thành
công của dự án. Nhóm thực hiện dự án - Viện Rađa xin chân thành cảm ơn tất cả
những sự ủng hộ đó!
Mục lục

Phần 1 Khảo sát và đánh giá thực trạng tuyến siêu cao
tần đài rađa 37
Trang 3
1.1 Những vấn đề chung 3
1.1.1 Hệ thống phát 3
1.1.2 Hệ thống thu 4
1.1.3 Thiết bị chuyển mạch anten 5
1.2
Đánh giá thực trạng tuyến siêu cao tần rađa

37
8
1.2.1 Tổng quan 8
1.2.2 Kết quả khảo sát thực tế 11

1.2.2.1 Khảo sát công suất lọt từ máy phát sang máy thu 11
1.2.2.2 Khảo sát điều kiện và môi trờng làm việc 15
1.2.2.3 Khảo sát tần suất hỏng của đèn khuếch đại cao tần YB394 16
1.3 Kết luận phần một 17
Phần 2 Xây dựng chỉ tiêu kỹ thuật bộ Kđct tạp thấp ứng
dụng trong tuyến thu đài rađa 37
18
2.1 Yêu cầu chung đối với sản phẩm của Dự án 18
2.2 Xây dựng sơ đồ khối của bộ KĐCT tạp âm thấp 19
2.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ KĐCT tạp âm thấp 19
2.4 Kết luận phần hai 20
Phần 3 Cơ sở lý thuyết để tính toán thiết kế bộ KĐCT
tạp âm thấp
21
3.1 Đờng truyền siêu cao tần 21
3.1.1 Khái niệm cơ bản về đờng truyền 21
3.1.2 Mô hình vật lý và các tham số sơ cấp 22
3.1.3 Phơng trình truyền sóng 23
3.1.4 Sự phản xạ sóng trên đờng truyền, hệ số phản xạ 25
3.1.5 Đờng truyền vi dải 31
3.1.5.1 Cấu trúc hình học của đờng truyền vi dải 31
3.1.5.2 Những tham số cơ bản của đờng truyền vi dải 32
3.1.5.3 Các tổn hao trong đờng truyền vi dải 33
3.1.5.4 Các đặc tính và yêu cầu đối với vật liệu làm mạch dải 33
3.2 Ma trận tán xạ 33
3.2.1 Lý thuyết mạng hai cổng 34
3.2.2 Tham số tán xạ 34
3.2.3 Các tính chất của tham số tán xạ 37
3.2.4 Đồ thị dòng tín hiệu 38
3.2.5 Tham số của mạng hai cổng 40

3.3 Gản đồ Smith 44
3.3.1 Cơ sở xây dựng 44
3.2.2 Tính toán phối hợp trở kháng bằng giản đồ Smith 45
3.4 Khảo sát thiết kế bộ khuếch đại đại cao tần 47
3.4.1 Sơ đồ chức năng của bộ khuếch đại cao tần 47
3.4.2 Khảo sát sự ổn định của mạch KĐCT 48
3.4.3 Phối hợp trở kháng đầu vào và đầu ra của mạch KĐCT 57
3.4.4 Hệ số khuếch đại khi phối hợp trở kháng hoàn toàn 60
3.4.5 Tính toán bộ KĐCT với giá trị khuếch đại cho trớc 62
3.4.6 Tính toán bộ KĐCT với hệ số tạp tối u 64
3.4.7 Tính toán bộ KĐCT có nhiều tầng khuếch đại 67
3.5 Khảo sát thiết kế bộ hạn chế công suất cao tần 68
3.5.1 Những vấn đề chung 68
3.5.2 Một số mạch hạn chế công suất cao tần kiểu thụ động 70
3.5.2.1 Cấu trúc của điốt pin 70
3.5.2.2
ứng dụng của điốt pin ở một số mạch HCCS cao tần
72
3.6 Kết luận phần ba 85
Phần 4 Tính toán thiết kế và chế tạo bộ Kđct tạp thấp
ứng dụng trong tuyến thu đài rađa 37
86
4.1 Tính toán thiết kế và chế tạo bộ KĐCT tạp thấp 86
4.1.1 Tính toán thiết kế bộ KĐCT tạp thấp 86
4.1.1.1 Xác định chỉ tiêu kỹ thuật của bộ KĐCT 86
4.1.1.2 Chọn sơ đồ khối cho mạch KĐCT 86
4.1.1.3 Chọn linh kiện transistor cho mạch KĐCT 87
4.1.1.4 Tính toán thiết kế mạch KĐCT 89
4.1.1.4.1 Tính toán số tầng khuếch đại 89
4.1.1.4.2 Tính toán tầng đầu vào 91

4.1.1.4.3 Tính toán tầng đầu ra 101
4.1.1.4.4
Tính toán đờng truyền trở kháng 50

trên mạch dải CT
104
4.1.1.4.5 Tính toán kích thớc hộp của bộ KĐCT 105
4.1.1.5 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của mạch KĐCT 106
4.1.1.6 Xây dựng bản vẽ thiết kế của bộ KĐCT 106
4.1.2 Chế tạo bộ KĐCT tạp thấp 107
4.1.2.1 Gia công mạch dải CT 107
4.1.2.2 Cấy dán và hàn linh kiện 107
4.1.2.3 Gia công cơ khí 108
4.1.2.4 Lắp ráp bộ KĐCT tạp thấp 109
4.1.3 Kiểm tra đánh giá tham số kỹ thuật của bộ KĐCT tạp thấp 109
4.1.3.1 Đo đặc tuyến biên độ tần số của bộ KĐCT tạp thấp bằng
máy đo tổng hợp siêu cao tần MARCONI 6200B
109
4.1.3.2 Đo hệ số khuếch đại của bộ KĐCT tạp thấp bằng máy phát
tín hiệu chuẩn

4-80
110
4.2 Tính toán thiết kế và chế tạo bộ hạn chế công suất cao tần 111
4.2.1 Tính toán thiết kế bộ HCCS cao tần 111
4.2.1.1 Xác định chỉ tiêu kỹ thuật của bộ HCCS cao tần 111
4.2.1.2 Xác định sơ đồ chức năng của mạch HCCS cao tần 112
4.2.1.3 Chọn vật t linh kiện cho mạch HCCS cao tần 113
4.2.1.4 Tính toán thiết kế mạch HCCS cao tần 115
4.2.1.4.1 Tính toán số tầng hạn chế 116

4.2.1.4.2
Tính toán đờng truyền trở kháng 50 và các tham số phối
hợp trên mạch dải cao tần
118
4.2.1.4.3 Tính toán kích thớc hộp của bộ HCCS cao tần 119
4.2.1.5 Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch HCCS cao tần 119
4.2.1.6 Xây dựng bản vẽ thiết kế của bộ HCCS cao tần 120
4.2.2 Chế tạo bộ HCCS cao tần 121
4.2.2.1 Gia công mạch dải cao tần 121
4.2.2.2 Cấy dán và hàn linh kiện 121
4.2.2.3 Gia công cơ khí 121
4.2.2.4 Lắp ráp bộ HCCS cao tần 122
4.2.3 Kiểm tra đánh giá tham số kỹ thuật của bộ HCCS cao tần 122
4.2.3.1 Đánh giá tổn hao thông qua của bộ HCCS cao tần ở trong
phòng thí nghiệm
122
4.2.3.2
Đánh giá khả năng làm việc của bộ HCCS trên đài rađa

37
125
4.3 Ghép nối hệ thống và thử nghiệm tổng thể sản phẩm 127
4.3.1 Ghép nối hệ thống 127
4.3.2 Đánh giá tham số kỹ thuật và thử nghiệm tổng thể sản phẩm 129
4.3.2.1 Đánh giá TSKT của sản phẩm ở trong phòng thí nghiệm 129
4.3.2.2
Đánh giá độ nhạy máy thu rađa

37 với bộ KĐCT tạp thấp
129

4.3.3
Chạy thử nghiệm thực tế sản phẩm trên các đài rađa

37
134
Phần 5 Xây dựng quy trình thiết kế và chế tạo bộ Kđct
tạp thấp ứng dụng trong tuyến thu đài rađa 37
135
5.1 Xây dựng quy trình thiết kế 135
5.1.1 Quy trình thiết kế bộ HCCS cao tần 135
5.1.2 Quy trình thiết kế bộ KĐCT tạp thấp 137
5.2 Xây dựng quy trình chế tạo sản phẩm 140
5.3 Xây dựng quy trình kiểm tra hiệu chỉnh sản phẩm 142
5.3.1 Quy trình kiểm tra hiệu chỉnh sản phẩm ở phòng thí nghiệm 142
5.3.2
Quy trình kiểm tra sản phẩm trên đài rađa

37
145
5.4
Xây dựng quy trình lắp đặt sản phẩm vào đài rađa

37
148
Phần 6 Kết luận và kiến nghị
150

Tài liệu tham khảo
152

kí hiệu và các chữ viết tắt



CS Công suất
CT Cao tần
HCCS Hạn chế công suất

KĐ Khuếch đại
KĐCT Khuếch đại cao tần
LNA (Low Noise Amplifier) Khuếch đại tạp âm thấp
MAG (Maximum Available Gain) Hệ số khuếch đại hiệu dụng lớn nhất
PPL (Passive Power Limiter) Hạn chế công suất thụ động
RL (Return Loss) Tổn hao trở về
VSWR Hệ số sóng đứng












3
Phần Một

khảo sát và đánh giá thực trạng
tuyến siêu cao tần đài rađa cảnh giới dẫn đờng 37

1.1. Những vấn đề chung.
Rađa 37 làm việc ở dải sóng 10 cm, nó đảm bảo nhiệm vụ phát hiện, xác
định toạ độ mục tiêu và thực hiện dẫn đờng cho không quân, vì thế nó có vị trí đặc
biệt quan trọng trong mạng cảnh giới phòng không của chúng ta hiện nay.
Các đài 37 của Liên Xô cũ giúp ta đều đợc sản xuất từ những năm 70 của

thế kỉ trớc và có các thế hệ khác nhau, các thế hệ hệ này khác nhau ở mức độ cải
tiến một số hệ thống trong đài (chủ yếu cải tiến ở các hệ thống thu, phát và chống
nhiễu), ở Việt Nam hiện đang có các thế hệ: 37-1; 37M2; 37M3. Theo thống
kê, hiện nay chúng ta có khoảng 22 bộ đài rađa 37 trong đó 18% số đài có chất
lợng cấp hai, 77% số đài có chất luợng cấp ba và 5% số đài có chất lợng cấp năm
(cấp năm là cấp có chất lợng kém nhất). Có thể thấy hầu hết các đài rađa 37 của
ta đã xuống cấp do quá thời gian khai thác sử dụng. Trong những năm qua, để đảm
bảo chiến đấu cho rađa 37 chúng ta đã thờng xuyên (định kỳ và đột xuất) tiến
hành sửa chữa hiệu chỉnh, tuy nhiên chất lợng sản phẩm sau sửa chữa cha cao,
một trong những nguyên nhân chính ảnh hởng đến chất lợng sửa chữa là thiếu vật
t thay thế, đặc biệt là các chủng loại vật t của tuyến siêu cao tần.
Tuyến siêu cao tần của rađa 37 bao gồm các thành phần: thu cao tần, phát
cao tần và hệ thống anten-đờng truyền. Đặc điểm kỹ thuật cơ bản của một số thành
phần trong tuyến siêu cao tần này là:
1.1.1. Hệ thống phát.
Máy phát tạo ra các xung năng lợng siêu cao tần qua hệ thống anten đờng
truyền bức xạ vào không gian.
Thành phần của hệ thống gồm:
- Bộ chỉnh lu cao áp BBC điện áp +(6 -7)KV dòng tải 300 mA .
- Cuộn cảm nạp cho phép nhận đợc trên cuộn trữ năng điện áp +(12ữ14) KV-lớn
gấp đôi điện áp nguồn vào do khối BBC tạo ra.
- Điốt ghim để cố định điện áp một chiều trên dây dài giả khi thay đổi tần số lặp lại
của xung kích.

4
- Cuộn trữ năng Y2 tạo xung dạng hình thang biên độ khoảng 16KV, trở kháng sóng
24. Số lợng mắt nạp là 8 ( tuỳ theo chế độ kích mà ta sử dụng 5 hay 8 mắt).
- Khoá cao tần cao áp chân không BB-20 để chuyển mạch các mắt của dây trữ năng
khi thay đổi các chế độ làm việc (thay đổi chế độ kích phát).
- Biến áp xung Y5 để phối hợp trở kháng của đèn magnhetrôn với trở kháng sóng

của dây trữ năng và tăng điện áp xung đa đến catốt đèn magnhetrôn.
- Đèn phát magnhetrôn 29 và hệ thống nam châm vĩnh cửu là nguồn tạo ra các
dao động siêu cao tần công suất lớn để đa lên anten.
- Công tắc phóng điện dùng đèn khí hyđrô loại - 400/16 chịu đợc điện áp cao,
dòng lớn, nội trở nhỏ và có đặc tính điểm hoả dơng .
- Khoá điều khiển (điốt có điều khiển T50) đựơc mở nhờ xung của bộ so sánh, khi
khoá mở thì không còn dao động trong mạch nạp.
- Các mạch đièu khiển, kiểm tra và bảo vệ để bảo vệ hệ thống phát khỏi các sự cố
bất thờng nh đánh lửa, quá tải, quạt mát hỏng, nguồn sai pha
Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống:
- Số lợng kênh phát: 5 (mỗi kênh làm việc ở 1 tần số cố định trong dải sóng 10cm).
- Công suất trung bình của mỗi kênh phát: 700 W.
- Công suất xung của mỗi kênh phát: 700 KW .
- Độ rộng xung phát: (2,5 ữ 2,9)às ở chế độ
Kích tha
1 và
Kích tha
2.
- Độ rộng xung phát: (1,4 ữ2,0)às ở chế độ
Kích mau
1 và
Kích mau
2.
- Tần số lặp lại của xung phát: 375Hz với chế độ
kích tha
1; 330 Hz với chế độ

kích tha
2; 750 Hz ở chế độ
kích mau

1 và
kích mau
2.
1.1.2. Hệ thống thu.
Hệ thống thu rađa 37 đợc thiết kế theo sơ đồ máy thu ngoại sai một lần
trộn tần có mạch tự động điều chỉnh tần số của bộ dao động ngoại sai.
Thành phần chính của máy thu gồm:
- Bộ chuyển đổi từ ống sóng chữ nhật kích thớc (34x72)mm sang cáp đồng trục
50 để ghép chuyển mạch anten với đầu vào máy thu -
.
- Bộ khuyếch đại cao tần dùng đèn sóng chạy
-99
hoặc bán dẫn
-394.

- Bộ dao động ngoại sai - 01.
- Bộ chia công suất của bộ dao động ngoại sai M-01.

5
- Bộ trộn kênh tín hiệu và chọn lọc tần số .
- Bộ trộn tần kênh tự động điều chỉnh tần số dao động ngoại sai.
- Bộ khuếch đại trung tần kênh biên độ và khuếch đại trung tần kênh tơng can.
- Bộ trộn tín hiệu kênh biên độ và bộ trộn tín hiệu kênh tơng can.
Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống:
- Số lợng kênh thu: 05
- Hệ số tạp của mỗi kênh thu: 6,5 dB
- Độ nhạy của mỗi máy thu: 105dBm (đối với cả hai loại đèn khuếch đại cao tần
YB99 và YB394).
1.1.3. Thiết bị chuyển mạch anten.
Chuyển mạch anten để truyền năng lợng siêu cao tần công suất lớn từ máy

phát đến anten và sóng phản xạ từ mục tiêu về máy thu với độ tổn hao nhỏ nhất.
Ngoài ra, thiết bị chuyển mạch anten còn phải đảm bảo ngăn công suất cao tần từ
đờng phát lọt sang đờng thu (độ cách ly phát-thu) và ngăn tín hiệu phản xạ từ mục
tiêu vào phía máy phát (độ định hớng).
Trong rađa 37, chuyển mạch anten thực hiện theo nguyên lý khoá chuyển
mạch rẽ nhánh (hình 1.1), ở đây, đèn chứa khí phóng điện bảo vệ máy thu đặt ở
nhánh thu và mắc nối tiếp đèn chứa khí phóng điện (đèn nối thông) ở phía nhánh
phát. Để tránh ảnh hởng của kênh thu đến sự làm việc của kênh phát và của kênh
phát đến kênh thu thì phải đặt chính xác đèn phóng điện bảo vệ máy thu và đèn
phóng điện thông mạch đờng phát đến nhánh rẽ ra anten với các đoạn tơng ứng
/4 và /2. Khi máy phát phát xung cả hai đèn đều làm việc và chúng có điện trở rất
nhỏ gần bằng điện trở ngắn mạch, xung máy phát đi vào anten và đờng vào máy
thu bị ngắn mạch bởi đèn phóng điện bảo vệ máy thu, khi đó đoạn một phần t bớc
sóng đóng vai trò chính. Khi kết thúc xung phát, đèn phóng điện nối thông đờng
phát bị hở, nên điện trở của nó rất lớn và khi di chuyển về nhánh anten bằng đoạn
một phần hai bớc sóng sẽ tạo ra trở kháng rất lớn nhìn từ anten về máy phát, điều
đó sẽ tạo sự ngăn cách lớn không cho tín hiệu vào máy phát.
Chuyển mạch anten của rađa
37
thực hiện trên ống sóng chữ nhật kích thớc
(34x72)mm, ghép năng lợng ở thành hẹp ống sóng cho đèn phóng điện nối thông
máy phát và ở thành rộng ống sóng cho đèn phóng điện bảo vệ máy thu. Ghép ở
thành hẹp ống sóng có khả năng tổn hao nhỏ khi phát và ngăn cách lớn khi thu, ghép

6
ở thành rộng ống sóng có khả năng tổn hao nhỏ khi thu và ngăn cách lớn khi phát.


Anten

/4 /2


Hình 1.1. Sơ đồ chuyển mạch anten loại rẽ nhánh.

Đèn phóng điện nối thông máy phát dùng loại PP-7 chung cho cả năm kênh
phát, hộp cộng hởng cho PP-7 dạng hình xuyến. Hộp hình xuyến kết hợp với hai
cực phễu của PP-7 tạo ra hộp cộng hởng, điều chỉnh cộng hởng bằng thay đổi
khoảng cách khe giữa hai cực phễu của PP-7.
Đèn phóng điện bảo vệ máy thu có dạng một đoạn ống sóng chữ nhật chiều dài
bằng /4, hai đầu bịt bằng hai vách cộng hởng. Do hộp cộng hởng có hệ số phẩm
chất cao, dải tần sẽ hẹp nên phải dùng bốn loại đèn có kích thớc khác nhau cho
năm kênh thu (PP-2 ở kênh 1,3; PP-3 ở kênh 5; PP-4 ở kênh 2 và PP-20 ở kênh 4).
Sơ đồ tơng đơng chuyển mạch anten dới dạng dây song hành ở hình 1.2.



Tới anten





c

Khuếch đại cao tần


c


/2 /4



a b


a b

/4






Từ máy phát

Hình 1.2. Sơ đồ tơng đơng của chuyển mạch anten rađa -37
Máy thu Máy phát

7
Trong sơ đồ hình 1.2, đèn phóng điện PP-7 cùng với hộp cộng hởng của nó

tơng đơng nh mạch cộng hởng song song nối vào điểm aa ghép với ống sóng
chính ở thành hẹp qua đoạn một phần t bớc sóng điểm bb. Khung cộng hởng
này có độ phẩm chất rất cao nên khi cộng hởng (ở trạng thái không đánh lửa) có
trở kháng rất lớn, khi mất cộng hởng (khi phóng điện) có trở kháng rất nhỏ. Sử
dụng tính chất thay đổi trở kháng rất lớn này để làm bộ thông mạch và hở mạch
đờng phát của chuyển mạch anten. Sơ đồ tơng đơng này chỉ thực hiện với mốt
sóng truyền là H
10
. Điểm cc nối ở thành rộng ống sóng vẽ sơ đồ tơng đơng của
đèn phóng điện bảo vệ máy thu, ở đây nó tơng đơng với đoạn ống sóng có chiều
dài bằng một phần t bớc sóng ngắn mạch đầu cuối khi phát và hở mạch khi thu.
ở chế độ thu, lúc này các đèn phóng điện không là việc, ở điểm aa có trở
kháng đầu vào rất lớn, chuyển qua đoạn một phần t bớc sóng có trở kháng rất nhỏ
làm chập mạch đờng dây song hành ở điểm bb. Từ điểm bb đến điểm cc có chiều
dài bằng nửa bớc sóng, cho nên tại điểm cc cũng có trở kháng rất nhỏ, làm chập
mạch dây song hành tại đó sẽ ngăn không cho năng lợng thu nhận từ anten vào
máy phát và nó chỉ đi vào máy thu qua đèn phóng điện chữ nhật không bị tổn hao
lớn. Đèn phóng điện chữ nhật liên kết với ống sóng ở thành rộng để có điện trở đầu
vào của đèn phóng điện phối hợp với điện trở ống sóng tốt sẽ giảm sự tổn hao tín
hiệu từ anten vào máy thu.
ở chế độ phát, các đèn phóng điện làm việc (phóng điện), khung cộng hởng
của đèn phóng điện PP-7 bị mất cộng hởng, điện trở đầu vào của nó trở nên rất nhỏ
(điểm aa) qua đoạn một phần t bớc sóng trở kháng trở nên rất lớn (điểm bb) nối
song song với đờng chính. Có thể coi đờng dây ở điểm này chỉ có tải là trở kháng
đặc tính của ống sóng, tức là không có sự bất đồng nhất nào trên đờng truyền. Bởi
vậy năng lợng cao tần tự do đi từ magnhetron đến anten mà không bị phản xạ từ
đèn PP-7. Tại điểm cc có trở kháng rất lớn, do cách đó một đoạn một phần t bớc
sóng có sự ngắn mạch do sự đánh lửa của đèn phóng điện chữ nhật, bởi vậy năng
lơng cao tần từ máy phát không vào máy thu.
Có thể nhận thấy, loại chuyển mạch anten rẽ nhánh có kết cấu và nguyên lý khá

đơn giản nhng lại tồn tại một số nhợc điểm sau:
- Đèn phóng điện phải dùng hai loại khác nhau.
- Làm suy giảm rõ rệt công suất phát khi phát.

8
- Công suất lọt từ phía máy phát sang phía máy thu cao.
- Dải thông tần làm việc hẹp.
Trên đây chúng ta đã xem xét đến hệ thống phát và thiết bị chuyển mạch anten
là những phần có ảnh hởng cơ bản đến chất lợng và khả năng hoạt động của máy
thu rađa 37. Với thiết bị chuyển mạch anten, chức năng ngăn công suất máy phát
lọt vào máy thu có thể đợc coi nh một bộ phận bảo vệ máy thu, nếu công suất lọt
sang lớn, bộ khuếch đại cao tần đầu vào máy thu sẽ bị hỏng (đặc biệt là các bộ
khuếch đại cao tần bằng bán dẫn trờng vốn rất yếu trớc công suất mạnh của tín
hiệu đầu vào), đây là nguyên nhân trực tiếp và là yếu tố quan trọng nhất quyết định
đến khả năng làm việc của bộ khuếch đại siêu cao tần tạp thấp. Với hệ thống phát,
sự hoạt động ổn định (ổn định về tần số và ổn định về công suất phát) của nó quyết
định đến chất lợng làm việc của máy thu.
1.2. Đánh giá thực trạng tuyến siêu cao tần rađa 37.
Mục đích của việc khảo sát là để đa ra đợc các đánh giá chính xác về thực
trạng của tuyến siêu cao tần - tuyến có ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng và độ bền
của các bộ khuếch đại cao tần, đặc biệt là các bộ khuếch đại cao tần sử dụng bán
dẫn trờng tạp âm thấp trong máy thu rađa 37. Trên cơ sở đó sẽ thiết kế và xây
dựng chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại siêu cao tần tạp âm thấp của Dự án cho phù
hợp với tình trạng thực tế đó.
1.2.1. Tổng quan.
Do những đặc thù: công suất phát lớn (700KW xung), tần số làm việc cao (từ
2,71GHz đến 3,10GHz), đèn phát dùng loại magnhetron nên khi hoạt động các tham
số kỹ thuật của máy phát rađa 37 thờng không ổn định, nhất là trong điều kiện
đài rađa đã xuống cấp nh hiện nay thì trong máy phát thờng xuyên xảy ra các hiện
tợng đánh lửa đèn phát, tần số và công suất phát ra không ổn định, không nâng

đợc dòng phát lên giá trị danh định
Trong hệ thống chuyển mạch anten, các đèn phóng điện bảo vệ máy thu và
nối thông máy phát do sản xuất đã lâu nên chất lợng hiện nay rất kém, hơn nữa lại
không có máy đo chuyên dụng để kiểm tra chất l
ợng thực tế của đèn mà chỉ đánh
giá bằng mắt thờng. Một đèn phóng điện đợc coi là tốt nếu khi máy phát làm việc,
qua lỗ tròn quan sát trên thân đèn nhìn thấy sáng đều và ánh sáng có màu tím hoa
cà, nếu đèn kém chất lợng thì ánh sáng không liên tục và có màu trắng. Vì công

9
suất của máy phát lớn cộng với điều kiện làm việc trong môi trờng nóng ẩm cao
cho nên các đệm chì, đệm lò so cho đèn phóng điện trong chuyển mạch anten rất
mau hỏng gây đánh lửa trong ống sóng và làm lọt công suất lớn từ phía máy phát
vào máy thu.
Độ ẩm cao cũng là yếu tố gây ảnh hởng đến tuyến ống dẫn sóng của đài
rađa. Tuyến ống sóng của đài rađa 37 theo thiết kế nó không đợc sấy khô trớc
khi phát cho nên khi trong ống sóng độ ẩm quá cao thì sẽ gây đánh lửa khi nâng
công suất phát lên giá trị danh định.
Một số phần tử trong máy phát (cuộn chặn, biến thế cao áp, biến thế xung...)
của một số đài rađa không đảm bảo chất lợng nên hay gây ra quá tải và các sự cố
khác trong quá trình làm việc của đài rađa.
Tất cả các yếu tố trên đây là nguyên nhân trực tiếp gây ảnh hởng đến khả
năng làm việc tin cậy và độ bền của máy thu đài rađa. Thực trạng các máy thu của
các đài rađa 37 hiện nay phần lớn không đảm bảo chỉ tiêu độ nhạy toàn tuyến theo
giá trị danh định (105dBm), lý do chủ yếu của tình trạng này là đèn khuếch đại cao
tần (mạch đầu vào của tuyến thu) bị kém chất lợng dần theo thời gian hoạt động
(hệ số khuếch đại giảm và hệ số tạp tăng).
Đối với các bộ khuếch đại cao tần dùng đèn sóng chạy YB99, do đặc điểm về
nguyên lý cấu tạo (tự điều chỉnh mức suy giảm đối với tín hiệu vào có mức công
suất lớn) mà khả năng chịu đựng mức công suất ở đầu vào tơng đối cao, nên nó

đảm bảo đợc độ bền và độ tin cậy sử dụng khá cao, tuy nhiên điểm yếu của loại
đèn này là phụ thuộc nhiều vào chế độ nguồn nuôi - đặc biệt là điện áp sợi đốt cho
nên đèn hay bị hỏng và suy giảm tham số kỹ thuật khi nguồn nuôi không ổn định.
Đèn khuếch đại cao tần YB394 đợc thiết kế chế tạo để thay thế đèn sóng
chạy YB99 với mục đích nâng cao chất lợng máy thu khi nó khắc phục đợc những
nhợc điểm của loại đèn sóng chạy nh hệ số tạp lớn, kích thớc và khối lợng lớn,
chế độ cấp nguồn phức tạp. Cấu tạo của đèn gồm hai phần, phần bảo vệ và phần
khuếch đại. Sơ đồ chức năng của đèn khuếch đại cao tần YB394 chỉ ra ở hình 1.3.
Thiết bị bảo vệ có chức năng hạn chế mức công suất lớn của tín hiệu vào đến
mức chịu đựng đợc (khoảng +10dBm) của mạch khuếch đại và truyền với tổn hao
thông qua nhỏ đối với các tín hiệu vào có công suất nhỏ (tín hiệu phản xạ từ mục
tiêu). Chức năng này đ
ợc thực hiện trên cơ sở sử dụng mạch hạn chế kiểu thụ động

10
với các phần tử chuyển mạch là các pin điốt hạn chế siêu cao tần.
Nguồn +5v100mA


Vào

Ra



Hình 1.3. Sơ đồ chức năng đèn khuếch đại cao tần YB394
Phần khuếch đại cao tần đợc thực hiện trên mạch khuếch đại bằng bán dẫn
trờng có nội tạp nhỏ, nó đảm bảo chỉ tiêu hệ số khuếch đại tín hiệu và hệ số tạp cần
thiết cho tuyến cao tần của máy thu.
Các đặc trng kỹ thuật cơ bản của đèn khuếch đại cao tần YB394 nh sau:

- Hệ số khuếch đại: (23-30)dB.
- Hệ số tạp: 3dB.
- Mức công suất cực đại của tín hiệu vào: 1W trung bình.
Với các đặc trng kỹ thuật nh trên có thể nhận thấy khi sử dụng YB394 thì
độ nhạy của máy thu đợc đảm bảo tốt hơn vì hệ số tạp có trị số nhỏ (3dB so với từ
7dB đến 11dB của các đèn sóng chạy). Tuy nhiên, cũng nhận thấy điểm yếu của đèn
là khả năng chịu đựng mức công suất lớn của tín hiệu vào rất thấp (1W trung bình),
điểm yếu này là nguyên nhân chính dẫn đến sự kém chất lợng rất nhanh của đèn.
Từ cấu tạo nguyên lý và vật t linh kiện đợc sử dụng trong hai loại đèn, có
thể nói rằng: nếu ở đèn sóng chạy chất lợng và độ bền của đèn phụ thuộc chủ yếu
vào chế độ cấp nguồn (chất lợng của nguồn nuôi) thì ở đèn tạp thấp YB394 phụ
thuộc chủ yếu vào mức công suất của tín hiệu đầu vào - bởi vì, bán dẫn trờng là
phần tử rất yếu với công suất tín hiệu. Kết luận này rất có giá trị vì nó là điểm cơ
bản để xem xét khi thực hiện thiết kế chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại cao tần tạp
âm thấp của Dự án mà nó có kết cấu nguyên lý và phơng án sử dụng vật t linh
kiện gần tơng tự nh đèn khuếch đại cao tần YB394.
Qua quá trình khai thác sử dụng và các kết quả nghiên cứu đánh giá cho thấy,
nguyên nhân chính gây hỏng và làm kém chất lợng đèn YB394 là mức công suất
đầu vào của đèn lớn (lớn hơn 1W trung bình) lọt từ máy phát sang máy thu qua thiết
Mạch bảo vệ
(pin điốt hạn chế
siêu cao tần)
Mạch khuếch đại
siêu cao tần
(trên bán dẫn trờng)

11
bị chuyển mạch anten. Ngoài ra, một số nguyên nhân khác cũng ảnh hởng lớn đến
chất lợng của đèn nh: tín hiệu phản xạ từ vùng địa vật gần đài có mức công suất
lớn, các yếu tố môi truờng (nhiệt độ làm việc trong đài rađa và tính chất của vùng

khí hậu nơi đặt đài).
Theo nguyên lý cấu tạo của các thành phần trong tuyến siêu cao tần rađa 37
thì mức công suất lọt từ máy phát sang máy thu phụ thuộc vào các yếu tố:
- Chất lợng đèn phóng điện bảo vệ máy thu của thiết bị chuyển mạch anten.
- Chất lợng các vòng đệm lò so bằng thép và vòng đệm bằng chì để ghép
đèn phóng điện với ống sóng của thiết bị chuyển mạch anten.
- Sự làm việc ổn định của máy phát và đờng truyền siêu cao tần (không gây
đánh lửa ở đèn phát và trong ống dẫn sóng, không gây quá tải biến thế cao áp).
- Số lợng các máy phát cùng làm việc trong một thời điểm ở đài rađa.
Hai phần tử bán dẫn quan trọng trong thành phần của bộ khuếch đại cao tần
tạp thấp là pin điốt hạn chế cao tần và transistor trờng (FET) đều rất nhạy cảm với
nhiệt độ môi trờng làm việc (tính chất của linh kiện bán dẫn), nếu phải làm việc
liên tục trong điều kiện nhiệt độ cao ( 40
0
c) thì các linh kiện bán dẫn đó rất nhanh
hỏng. Môi trờng khí hậu xung quanh là yếu tố gây ra hiện tợng ôxy hoá các phần
tử linh kiện dẫn đến tình trạng không tiếp xúc, cháy chập trong mạch điện và làm
hỏng đèn.
1.2.2. Kết quả khảo sát thực tế.
Việc khảo sát đợc tiến hành trực tiếp trên các đài 37 của một số trạm rađa
của Quân chủng PK-KQ nằm ở cả ba vùng miền đất nớc và trên các đèn YB394
hỏng đợc thu hồi từ các trạm rađa trong cả nớc.
1.2.2.1. Khảo sát công suất lọt từ máy phát sang máy thu.
Sơ đồ thực hiện phép đo công suất lọt thể hiện ở hình 1.4.


Rađa 37

Hình 1.4. Sơ đồ mạch đo công suất lọt trên rađa 37.
Máy phát
rađa

Chuyển đổi ống sóng
sang cáp đồng trục
Chuyển
mạch anten

Máy đo công
suất M3-232A

Bộ suy giảm
cố định 30dB

12
Phơng pháp khảo sát: đo trực tiếp giá trị công suất trung bình ở đầu vào máy
thu (ở đầu ra của bộ chuyển đổi ống sóng - cáp đồng trục).
Các kết quả đo thực tế đợc ghi lại nh sau:
ở Nhà máy A29- Biên Hoà/Đồng Nai (đài rađa

37 cải tiến - tháng 2/2001).
a. Đo ở đầu vào của một kênh thu (máy thu số 3):
- Anten rađa hớng về phía không có địa vật vùng gần và chỉ phát máy phát số 3:
Dòng máy phát số 3
(mA)
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào
kênh thu số 3 (mW)
40 647
50 881

60
1017

- Anten rađa hớng về phía có địa vật vùng gần và chỉ phát máy phát số 3:
Dòng máy phát số 3
(mA)
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào
kênh thu số 3 (mW)
40 671
50 933
60
1184

- Thực hiện nối lần lợt bốn máy phát còn lại và anten rađa hớng về phía không có
địa vật vùng gần:
Máy phát
(Dòng phát là 50 mA)

Giá trị công suất trung bình ở đầu vào
kênh thu số 3 (mW)
Khi nối máy số 1 881
Khi nối máy số 1 và 2 915
Khi nối máy số 1,2 và 4 988
Khi nối máy số 1,2,4 và 5
1082

- Thay đèn phóng điện bảo vệ máy thu (PP-2) cho kênh thu số ba và chỉ nối máy
phát số ba:
Dòng máy phát số 3
(mA)

Giá trị công suất trung bình ở đầu vào
kênh thu số 3 (mW)
40
581
50
787
60
912

13
b. Đo ở đầu vào của năm kênh thu khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng các máy
phát (mA)
Kênh thu 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
40 921 889 932 972 877
50
1089
987
1082 1115
910
60
1105 1008 1341 1378 1012

ở Trạm rađa T42/F371 - Sóc Sơn/Hà Nội (tháng 3/2002).
Thực hiện đo khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng phát
(mA)
Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
30 942 920 932
1027

977
40
1069
990
1210 1533 1310
50 Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
1236

ở Trạm rađa T43/F371 - Kép/Bắc Giang (tháng 3/2002).
Thực hiện đo khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng phát
(mA)
Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
30 967
1020
1007
1027
997
40
1119 1231 1466 1263 1110
50
1423 1654
Đánh lửa

đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
1473

ở Trạm rađa T26/F361 - Từ Liêm/Hà Nội (tháng 3/2002).
Thực hiện đo khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng phát
(mA)
Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
30
1042 1120 1031 1184
989
40
1222 1390 1310 1231 1190
50 Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát

ở Trạm rađa T29/F375 - Sơn Trà/Đà Nẵng (tháng 5/2002).
Thực hiện đo khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng phát
(mA)

Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
30 973
1034
962
1157 1223
40
1095 1348 1210 1604 1310
50 Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát
Đánh lửa
đèn phát

14
ở Trạm rađa T33/F367 - Vũng Tàu/Bà Rịa-Vũng Tàu (tháng 5/2002).
Thực hiện đo khi cả năm máy phát cùng làm việc:
Giá trị công suất trung bình ở đầu vào các kênh thu (mW) Dòng phát
(mA)
Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5
30 922 939
1007 929
982
40
1172
1231

1348 1130 1260
50
1324 1452
Đánh lửa
đèn phát
1269
Đánh lửa
đèn phát

Nhận xét kết quả khảo sát:
1. Tín hiệu đầu vào máy thu (đầu vào đèn khuếch đại cao tần) có mức công
suất thay đổi phức tạp, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Vị trí đặt đài rađa (vùng địa vật gần đài).
- Số lợng các kênh phát của đài rađa làm việc trong cùng một thời điểm.
- Chất lợng của thiết bị chuyển mạch anten:
Về nguyên lý hoạt động, thiết bị chuyển mạch anten mà rađa 37 sử dụng là
loại rẽ nhánh, nó có nhợc điểm cơ bản là công suất phát lọt sang máy thu lớn và dải
thông tần hẹp. Các nhợc điểm này do tính chất cộng hởng của hộp cộng hởng có
đèn phóng điện phải chế tạo có độ phẩm chất rất cao và chính độ phẩm chất rất cao
này lại kéo theo tỷ số trở kháng của nó thay đổi rất lớn khi bị lệch tần số một lợng
nhỏ so với tần số cộng hởng. Chất lợng của chuyển mạch anten dựa trên tỷ số trở
kháng của khung cộng hởng khi cộng hởng và khi mất cộng hởng, nếu điều
chỉnh đúng cộng hởng tỷ số này rất cao, còn khi lệch một lợng nhỏ, tỷ số này
giảm rất nhanh và do đó làm giảm chất lợng của chuyển mạch anten.
Về cấu tạo, thiết bị chuyển mạch anten rađa 37 có nhợc điểm: Đèn phóng
điện bảo vệ máy thu dạng ống sóng chữ nhật, khi lắp vào ống sóng sao cho bảo đảm
tiếp xúc tốt về điện theo chu vi chữ nhật của đèn là rất khó, ngời ta phải dùng hai
doăng chì (hoặc sợi kim loại) hình chữ nhật khi ép sát bằng các ốc vít để tạo ra sự
tiếp xúc tốt, thực hiện điều này đối với thợ sửa chữa không phải là khó, nhng với
trắc thủ không phải dễ, nếu tiếp xúc không tốt sẽ gây ra đánh lửa ở các khe hở

doăng chì khi phát và công suất cao tần lọt sang máy thu sẽ lớn. Đèn phóng điện nối
thông máy phát PP-7 đặt trong hộp cộng hởng xuyến phải điều chỉnh khoảng cách
khe giữa hai cực phễu để đạt tần số cộng hởng ở một trong năm kênh phát, điều
này làm ở nhà máy có thiết bị đo không khó, nhng khi làm ở đơn vị, trắc thủ nhận

15
biết sự cộng hởng bằng màu sắc của tia lửa điện trong đèn (có màu xanh hoa cà là
đạt) sẽ không bảo đảm đủ độ chính xác sự cộng hởng và sẽ làm giảm chất lợng
khoá thu - phát.
Về mặt lý thuyết, chuyển mạch anten loại rẽ nhánh độ cách ly phát - thu có
thể đạt tới gần 40dB. Nhng với các đài rađa 37 khi đã khai thác sử dụng lâu năm
thì thông số này có thể chỉ còn ở mức từ 26dB đến 30dB.
2. Do chất luợng của các đài rađa 37 đã xuống cấp nên hầu hết các kênh
phát không làm việc đợc (xảy ra hiện tợng đánh lửa và quá tải trong máy phát) khi
tăng dòng phát lên 50mA trong khi yêu cầu dòng làm việc đến 60mA. Các hiện
tợng đánh lửa đó sẽ gây những đột biến xung (tạo các đỉnh xung có biên độ lớn ở
đầu vào máy thu) và làm hỏng đèn khuếch đại cao tần (hỏng theo điện áp).
3. Giá trị công suất lọt từ máy phát sang máy thu rất cao, ở mức dòng phát là
40mA hầu hết các giá trị đó đều lớn hơn 1w liên tục (vợt quá giới hạn chịu đựng
1w của đèn khuếch đại cao tần YB394) nên đã làm hỏng (hỏng theo công suất) hoặc
làm giảm chất lợng của các đèn YB394.
1.2.2.2. Khảo sát điều kiện môi trờng làm việc:
Nớc ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa với độ nóng, ẩm rất cao (mùa hè và
mùa khô nhiệt độ ngoài trời lên tới hơn 40
0
c, mùa ma nhiều nơi có độ ẩm 95%),
ở những vùng ven biển không khí còn có muối với nồng độ lớn. Sự tác động của môi
trờng khắc nghiệt đó đã ảnh hởng rất lớn đến độ bền của đèn YB394, trong khi đó
công nghệ đóng kín lại cha đảm bảo ngăn đợc sự thẩm thấu của không khí vào
bên trong đèn.

Việc khảo sát mức độ ảnh hởng của môi trờng đối với đèn YB394 đợc
tiến hành theo phơng pháp: tháo một số đèn hỏng thu hồi từ các đơn vị về.
Đối với các đèn thu hồi từ các đài rađa làm việc ở các vùng ven biển: Số đèn
khảo sát là 05 chiếc (03 chiếc của trạm rađa 29, 02 chiếc của trạm rađa 22). Kết quả
cho thấy: 3/5 đèn bị ôxy hoá nặng, chân các linh kiện và mạch in gỉ sét, gẫy đứt do
không khí có hơi muối ăn mòn, các đờng mạch bị gỉ xanh. 2/5 đèn bị ôxy một phần
ở đầu vào khối bảo vệ và khối khuếch đại.
Đối với các đèn thu hồi từ các đài rađa làm việc ở sâu trong đất liền: Số đèn
khảo sát là 06 chiếc (03 chiếc của trạm 53, 02 chiếc của trạm 26 và 01 chiếc của
trạm 31). Kết quả khảo sát cho thấy: 2/6 đèn không bị ôxy hoá và 4/6 đèn còn lại có

16
bị ôxy hoá nhng không đáng kể.
Trên cơ sở kết quả khảo sát, nhận thấy: do nhà sản xuất xử lý công nghệ cha
tốt nên đèn YB394 không đảm bảo đợc các điều kiện làm việc trong môi trờng
khí hậu của nớc ta. Đây là một yếu tố gây ảnh hởng đến chất lợng của đèn, tuy
không gây hỏng đột biến nh yếu tố công suất lọt từ máy phát sang nhng nó ảnh
hởng từ từ theo thời gian làm việc và làm giảm tuổi thọ của đèn.
1.2.2.3. Khảo sát tần suất hỏng của đèn YB394.
Đèn khuếch đại cao tần tạp âm thấp YB394 đợc nhập vào Việt Nam từ năm
1994 để thay thế dần cho các đèn sóng chạy YB99 trong đài rađa 37. Theo lý lịch,
tuổi thọ của đèn là 10.000 giờ nhng thực tế sử dụng cho thấy đèn YB394 rất nhanh
hỏng, nhiều đèn mới sử dụng (400-500) giờ mà độ khuếch đại đã bị suy giảm, đặc
biệt có đèn chỉ hoạt động đợc (10-20) giờ là hỏng ngay, hầu nh không có đèn nào
đảm bảo đợc tuổi thọ 10.000 giờ nh ghi trong lý lịch.
Trong một đài rađa 37 có năm đèn YB394 và số giờ mở máy bình quân
là100 giờ mỗi tháng. Qua quá trình theo dõi việc sử dụng đèn YB394 ở các trạm
rađa của Quân chủng PK-KQ nhận thấy tình trạng nh sau:
Đối với các đài rađa 37 ở các trạm rađa vùng ven biển (trạm 22;29;33):
Sau 04 tháng: 2/5 đèn có hệ số khuếch đại bị suy giảm từ (1-3)dB.

Sau 06 tháng: 3/5 đèn có hệ số khuếch đại bị suy giảm từ (2-5)dB.
Sau 12 tháng 2/5 đèn bị hỏng hẳn, không sử dụng đợc.
Sau 18 tháng 3/5 đèn bị hỏng hẳn, không sử dụng đợc .
Sau 24 tháng cả 05 đèn đều hỏng hẳn, không sử dụng đợc.
Đối với các đài rađa 37 ở các trạm rađa khác:
Sau 04 tháng: 1/5 đèn có hệ số khuếch đại bị suy giảm từ (1-3)dB.
Sau 06 tháng 1/5 đèn suy giảm hệ số khuếch đại từ (1-5)dB.
Sau 12 tháng 1/5 đèn hỏng và thêm 1 đèn suy giảm hệ số khuếch đại từ (2-5)dB.
Sau 18 tháng 2/5 đèn hỏng và thêm 2 đèn suy giảm hệ số khuếch từ (2-5)dB.
Sau 24 tháng 3/5 đèn hỏng.
Sau 30 tháng cả 5 đèn đều hỏng hoàn toàn, không sử dụng đợc .
Qua kết quả khảo sát cho thấy: tần suất hỏng của đèn YB394 rất cao, hầu nh
không đèn YB394 nào đảm bảo đợc số giờ làm việc tốt theo quy định (10.000 giờ),
chính yếu tố này đã gây áp lực rất lớn cho khả năng đảm bảo nguồn vật t thay thế.

17
1.3. Kết luận phần một.

1. Tất cả các đài rađa 37 của ta hiện nay đều xuống cấp, hầu hết các hệ
thống trong đài không đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật theo yêu cầu, chất lợng của
công tác sửa chữa và đảm bảo kỹ thuật cha cao mà một trong những nguyên nhân
quan trọng là nguồn vật t thay thế không đầy đủ và không đảm bảo chất lợng nhất
là các vật t đặc chủng của tuyến siêu cao tần.
2. Về nguyên lý, thiết bị chuyển mạch anten của rađa 37 (theo nguyên lý
chuyển mạch rẽ nhánh) có nhiều nhợc điểm, một trong những nhợc điểm quan
trọng của loại chuyển mạch này là để công suất của máy phát lọt sang phía máy thu
lớn và chính đây là nguyên nhân chủ yếu làm hỏng đèn khuếch đại cao tần của máy
thu nhất là các đèn sử dụng bán dẫn trờng nội tạp nhỏ.
3. Về cấu tạo, thiết bị chuyển mạch anten của rađa 37 sử dụng phần tử
chuyển mạch là các đèn phóng điện không có điện áp mồi vì thế tốc độ chuyển

mạch không nhanh, chất lợng hạn chế công suất (chức năng bảo vệ máy thu) không
cao và việc lắp ghép với thiết bị chuyển mạch anten phức tạp (phải đảm bảo độ tiếp
xúc tốt và không có khe hở giữa đèn và ống sóng). Với những điểm hạn chế nh vậy
nên đèn phóng điện để lọt công suất của tín hiệu phát vào máy thu lớn gây ảnh
hởng đến khả năng làm việc của đèn khuếch đại cao tần.
4. Đèn khuếch đại cao tần YB394 do LB Nga sản xuất, cấu tạo của nó gồm
hai phần: Bộ khuếch đại cao tần dùng bán dẫn trờng nội tạp nhỏ; Mạch bảo vệ (trên
các pin điốt hạn chế siêu cao tần) có chức năng bảo vệ bộ khuếch đại từ mức công
suất lớn 1,3 KW xung và 1W trung bình ở đầu vào. Với ngỡng công suất đầu vào
nh vậy có thể khẳng định đèn YB394 không đáp ứng đợc điều kiện làm việc thực
tế trên các đài rađa 37 đang có ở ta hiện nay, vì theo kết quả khảo sát thì mức công
suất cao tần ở đầu vào máy thu đều lớn hớn hoặc xấp xỉ bằng 1W trung bình.
5. Môi trờng khí hậu của nớc ta cũng là một nguyên nhân quan trọng làm
ảnh hởng đến chất l
ợng của đèn khuếch đại cao tần, đặc biệt khi mà việc xử lý
công nghệ ở đèn YB394 cha tốt.
6. Tần suất hỏng của đèn YB394 rất cao, hơn nữa do đặc đặc điểm công nghệ
chế tạo nên khi khi đèn hỏng chúng ta không thể sửa chữa, phục hồi đợc vì thế mà
hàng năm để đảm bảo cho chiến đấu ta phải nhập khẩu với số lợng lớn đènYB-394
với giá thành đắt.

18
Phần hai



Xây dựng chỉ tiêu kỹ thuật
bộ khuếch đại cao tần tạp âm thấp
ứng dụng trong tuyến thu đài rađacảnh giới dẫn đờng 37

Trên cơ sở phân tích và đánh giá kết quả khảo sát các đài rađa 37 hiện có,
tiến hành thiết kế xây dựng chỉ tiêu kỹ thuật cho bộ khuếch đại cao tần tạp âm thấp
của Dự án đảm bảo phù hợp và đáp ứng đợc yêu cầu làm việc trong điều kiện thực
tế của các đài rađa

37 hiện nay. Ngoài ra, việc thiết kế chỉ tiêu kỹ thuật cho bộ
khuếch đại cao tần còn đợc thực hiện trên cơ sở tham chiếu các chỉ tiêu kỹ thuật
của đèn khuếch đại cao tần YB394 do LB Nga chế tạo, đây là loại đèn đợc chọn
làm mẫu để thiết kế chế tạo bộ khuếch đại cao tần tạp âm thấp của Dự án.
2.1. Yêu cầu chung đối với sản phẩm của Dự án.
Sản phẩm của Dự án là bộ khuếch đại cao tần tạp âm thấp sử dụng trong
tuyến thu của đài rađa 37, nó phải đảm bảo các yêu cầu chung nh sau:
Yêu cầu về kỹ thuật:
+ Đảm bảo hệ số tạp, đây là chỉ tiêu quyết định đến độ nhạy của toàn tuyến
thu rađa 37. Ngoài hệ số tạp âm của tuyến anten đờng truyền cao tần đã đợc
mặc định ở nhà máy sản xuất rađa, thì hệ số tạp của bộ khuếch đại cao tần (do ta sản
xuất) sẽ quyết định hệ số tạp (độ nhạy) của toàn tuyến thu đài rađa.
+ Đảm bảo hệ số khuếch đại để tạo mức công suất tín hiệu cần thiết cho thiết
bị phía sau (bộ trộn tần và các bộ khuếch đại trung tần) làm việc bình thờng.
Yêu cầu về sử dụng và cấu trúc:
+ Bộ khuếch đại cao tần phải làm việc tin cậy trong điều kiện tình trạng kỹ
thuật thực tế của các đài rađa rađa 37 của ta hiện nay, có số giờ làm việc không
hỏng (tuổi thọ) tơng đối cao.
+ Bộ khuếch đại cao tần phải làm việc ổn định và không tự kích trong hệ
thống thu của đài rađa, phải duy trì đợc các đặc trng kỹ thuật trong giới hạn cho
phép khi có sự thay đổi các tham số của môi trờng bên ngoài (nhiệt độ, độ ẩm, áp
suất) và nguồn nuôi.
+ Chế độ cấp nguồn không phức tạp.
+ Việc kiểm tra các tham số kỹ thuật thuận tiện và đơn giản.