К оглавлению         На предыдущую страницу

Борьба с микрофонным эффектом и шумами

В перечне исследований НИИ-9 с конца 1937 г. имело важнейшее значение преодоление трудностей, вызванных возникавшими в радиоаппаратуре тех лет с непрерывным излучением эффектами, маскировавшими в приемнике полезный сигнал, поступавший от самолета. Тщательное исследование показало, что маскирующие эффекты вызывались двумя причинами: микрофонными эффектами и шумами. В установках «звенели» все элементы высокочастотного тракта: магнетрон, антенно-фидерные системы передатчика и приемника, фидер, канализирующий гетеродинное напряжение, единственная высокочастотная лампа приемника — смеситель, а также первые каскады усилителя низкой частоты.

Борьба с микрофонным эффектом велась разными способами. В параболических антеннах нанесением на их выпуклую (нерабочую) поверхность толстого слоя опилок, пропитанных масляной краской; в фидере гетеродинирующего сигнала — отжигом проводов и заключением самого фидера в войлочную оплетку; магнетрон жестко связывали с электромагнитом и весь узел ставили на мягкие амортизаторы, а провода, идущие к блоку, в том числе и высокочастотные кабели, делались из отожженных проводов и максимально гибкими; приемную лампу помещали в легкий патрон с прокладкой из мягкого фетра и подвешивали на тонких резиновых амортизаторах. Провода к лампе подбирались тонкими и гибкими; первые лампы усилителя низкой частоты тщательно амортизировались.

Больше всего разработчикам пришлось «воевать» с шумами магнетронов, резко зависевшими от режима и индивидуальных свойств каждого магнетрона. Кустарно-лабораторное изготовление одиночных магнетронов в ЦРЛ и ЛЭФИ не могло обеспечить полной их идентичности и взаимозаменяемости и потому приходилось каждый раз индивидуально подбирать величины магнитного поля и тока накала. При хорошем магнетроне и соответствующей подстройке режима генератор удовлетворительно работал в аппаратуре при усилении 0,5 · 106.

Кроме собственных шумов магнетронов и микрофонного эффекта в приемных лампах возникали «шумы» от близлежащей местности, от мокрого брезента палатки, где находилась приемная радиоаппаратура, шумы-трески от плохих контактов как в цепях питания, так и в деталях, расположенных в поле излучения передатчика и его антенны.

Боковые лепестки диаграммы направленности антенны и побочное излучение провода, несущего гетеродинное напряжение, создавали такой эффект, при котором даже связка обычных ключей в кармане оператора при его движении вызывала шумы, нарушавшие прием полезного сигнала. По характеру «эффекта ключей» (так он и был назван в ЛЭФИ—НИИ-9) опытный оператор мог оценить степень настройки излучающей и приемной аппаратуры экспериментальной установки.

Борьба с влиянием таких шумов и с шумами самого магнетрона велась путем максимального понижения гетеродинного напряжения, которое бралось от магнетрона, путем подбора режима работы магнетрона не на максимум отдаваемой мощности, а на минимум шумов. Первоначальная установка магнетрона в магнитном поле не всегда давала корреляцию между минимальным «током установки» магнетрона и возможностью подобрать наименее «шумный» режим его работы. Иногда шумы магнетрона удавалось снижать, незначительно изменяя положение нити накала относительно направления магнитного поля. Выбор областей режимов питания магнетрона, в котором он давал минимальные шумы, производился регулировкой величины тока накала, напряженности магнитного поля (тока подмагничивания) и анодного напряжения магнетрона.

Большие успехи в борьбе с шумами магнетрона достигли конструкторы НИИ-9 (руководитель М. Л. Слиозберг) путем улучшения технологии изготовления и, в частности, обеспечением высокого вакуума. Ухудшение вакуума магнетрона, которое салю по себе не вызывало значительного снижения мощности, служило прямым указанием для отбраковки такого магнетрона. Для работы в радиоискателях выбраковывались лампы: магнетроны по шумам и микрофонному эффекту (при сравнительно невысоких требованиях к величине мощности); приемные лампы по чувствительности, микрофонному эффекту и шуму.

Из-за необходимости предельного снижения собственных шумов радиоискателя и некоторой критичности оптимального режима приходилось применять питание установки от аккумуляторов и барретировать те цепи, где это было возможно. При отлаживании установки все ее цепи получали питание от аккумуляторов и только в образцах, испытывавшихся на артиллерийском полигоне ГАУ, аноды магнетронов получали питание от высоковольтной динамомашины.

Эти же требования снижения шумов привели к необходимости специальной разработки и изготовления высококачественной комплектующей и регулирующей аппаратуры. Реостаты, рубильники, переключатели, переходные колодки — все это специально конструировалось для радиоискателя в процессе его совершенствования. Тщательность изготовления проверялась, в основном, путем прямых испытаний в действующей установке. Оценка отношения сигнал/шум при отборе ламп, комплексная настройка радиоискателя и предполетная проверка установки проводилась по имитатору.

При испытаниях экспериментальных установок по обнаружению и пеленгованию самолета основным критерием улучшения работы было возрастание предельной дальности, с которой были слышны сигналы, отраженные от цели. Когда дальность обнаружения самолета У-2 достигла 5—6 км, начали замечать явления, о существовании которых разработчики ранее и не подозревали. Так, оказалось, что интенсивность отраженного сигнала при полете самолета на радиоустановку больше, чем при его полете от установки. Этот факт в го время объясняли результатом разницы между величиной отражающей поверхности самолета, приближающегося к установке и удаляющегося от нее, что обусловлено наличием некоторого угла атаки у крыльев самолета. Одновременно отмечались «мерцания» сигнала при движении самолета по прямой, что свидетельствовало о многолепестковости диаграммы направленности вторичного излучения цели.

Экспериментально была установлена зависимость частоты принимаемых сигналов от радиальной скорости самолета. Когда самолет на предельной дальности от радиоустановки делал разворот или маневр, то вначале частота колебаний сигнала понижалась, а затем при движении самолета по параметру сигнал исчезал, что свидетельствовало об отсутствии эффекта Допплера.

На следующую страницу          К оглавлению