Projeto, desenvolvimento e construção de um modulador de pulso estado-solido para transmissores pulsados de alta potencia
Bruno Rondani
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP R667p
[Design, development and implementation of a solid-state pulse modulator for high-power pulse transmitters]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
166 p. : il.
Orientador: Jose Antenor Pomilio
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Resumo: Descreve-se neste trabalho o desenvolvimento de uma topologia de modulador de pulso estado-sólido e a linha de retardo modular, para aplicação em transmissores pulsados de alta potência que utilizem válvulas de microondas magnetron empregadas comumente em radares de trajetografia,...
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Resumo: Descreve-se neste trabalho o desenvolvimento de uma topologia de modulador de pulso estado-sólido e a linha de retardo modular, para aplicação em transmissores pulsados de alta potência que utilizem válvulas de microondas magnetron empregadas comumente em radares de trajetografia, meteorologia e controle de tráfego aéreo. A pesquisa abrange o projeto, desenvolvimento e construção de um modulador de pulso destinado à modernização do transmissor do radar de trajetografia Bearn do Centro de Lançamentos de Foguetes da Barreira do Inferno, Natal -RN. O equipamento desenvolvido fornece pulsos de até 37,5kV e 60A em três modos de transmissão, a saber: monopulso longo, monopulso curto e bipulso. No modo monopulso longo, a largura de pulso é de 1,7µs e nos outros dois modos, 0,85µs. A taxa de repetição dos pulsos é de 585,5Hz. A unidade de modulação de pulso consiste de oito módulos de chaveamento em paralelo, conectados ao primário de um transformador de pulso de razão 1:50. Cada módulo contém dois trechos de linha de retardo e duas chaves estado-sólido e é capaz de gerar pulsos de até 790V e 390A nos diferentes modos de operação. A alimentação da linha de retardo é feita através de um circuito de carga composto por um indutor de alimentação e um circuito de Clipper. O indutor de alimentação faz com que a tensão de carga na linha seja dobrada em relação à tensão contínua presente na saída da fonte de alimentação de entrada, devido à ressonância série criada entre esse indutor e a capacitância total das linhas de retardo. O circuito de Clipper garante a regulação de tensão pulso a pulso e a proteção do modulador contra surto de sobre-corrente na carga e sobre-tensão nas linhas de retardo. Esta topologia foi desenvolvida para melhorar a confiabilidade e facilitar a manutenção dos transmissores de radar com a implementação do conceito de degradação suave (graceful degradation) do modulador de pulso
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Abstract: This work describes the development of a modular line-type solid-state pulse modulator topology to be applied in magnetron pulsed power radar transmitters, commonly found on tracking, weather and air traffic management radars. This research includes the design, development and assembling...
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Abstract: This work describes the development of a modular line-type solid-state pulse modulator topology to be applied in magnetron pulsed power radar transmitters, commonly found on tracking, weather and air traffic management radars. This research includes the design, development and assembling of a pulsed modulator for the Barreira do Inferno Launching Center (CLBI, Natal-RN) Bearn tracking radar upgrade program. The equipment developed provides pulses of 37.5 KV and 60 A in three transmission modes: single long pulse, single short pulse and bipulse. In the single long pulse the pulse width is 1.7 µs and in the other modes 0.85 µs. The pulse repetition frequency is of 585.5Hz. The modulator unit is composed by eight switching modules connected in parallel with the primary windings of a 1:50 ratio pulse transformer. Each module has two pulse-forming network and two IGBT switches and it is capable of handling 790 V and 390 A in the three operational modes. An inductor and a Clipper circuit implement the pulse-forming network charging. The charging inductor allows charging the pulse-forming network with twice the supply voltage since there is a resonance with the total modulator capacitance. The Clipper circuit assures the pulse-to-pulse charging voltage regulation and protects the modulator against load over-current and over-voltage charging. This topology was developed to improve reliability and maintainability of radar transmitters by implementing the graceful degradation (soft failure mode) in the pulse modulator
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