construcción de las etapas de potencia del transmisor del...

Construcción de las etapas de potencia del

transmisor del ROJPresentado por:Otto Castillo G.

Area de Operaciones de Radar

Antecedentes• El presente tema corresponde al proyecto de construcción de

transmisores en el ROJ, desarrollado en el Area de Operaciones de Radar.

• La etapa de salida del transmisor está basada en un prototipo de 1.5 MW de potencia pico, diseñado en SRI (Standford Research Institute, USA), quien proporcionó los planos y pautas del proceso de fabricación

• En base a lo cual se fabricarán tres unidades adicionales. Actualmente se está en la fase final de construcción de la última unidad

• Motivación: Reemplazar el dispositivo de potencia, tubo electrónico triodo RCA 6949, ahora descontinuado

• Solución: Re-diseño de la etapa, usando esta vez un tetrodo Eimac 8973

Diagrama de bloques del radar principal y ubicación del proyecto

Se muestra el bloque transmisor, donde se ubica el proyecto de construcción de transmisores

KKuyeng

Transmisor

Diagrama de bloques del transmisorCada transmisor se compone de tres etapas de potencia: 1) Etapa de potencia intermedia, 2)Etapa previa driver y 3) Etapa de salidaSe cuenta con tres transmisores en operación (TX 1, TX 2 y TX 3) y uno en construcción

Etapas de Amplificación del Transmisor del ROJ

20 Kv

Placa

Screen

BiasFilamento

P AEXCITADORES

FilamentoBias

Screen

Placa

DRIVER

10 Kv

8 w 6 kW 100 Kw 1.5 Mw1 - 5 W

Filamento

ScreenPlaca

Bias

MSTModificado

16.5V14.8 V

900V

480 V

900 V

300 V5.5 V100 V

240 V3.5 Kv

25 V

Operación y Mantenimiento del TXSantos Villegas

ANTENA

Unidad No. 3 del transmisor (TX 3)

Ubicación de las etapas de potencia del transmisor:1)Etapa de salida2) Etapa previa driver3) Etapa de potencia intermedia

Proceso de construcción de la etapa de salida

Partes a desarrollar:• Circuito de entrada RF• Circuito de salida RF• Circuitos de filtraje de fuente (ánodo del tubo RF, pantalla, filamento)• Circuito de control (secuencia de encendido y protección)• Elementos de circulación de agua de enfriamiento en alta presión (HP)

y baja presión (LP)

Partes externas de la etapa de salida del trasmisor

1) Cavidad cuadrada de entrada (inferior)2) Cavidad de salida3) Tuberías del circuito de agua de alta presion

(HP)4) Cable de conexión de 20 kV (placa del tubo)

Circuito de RF de la etapa de salida de 1.5 Mw del transmisor

Se muestra el circuito de entrada por cátodo, para la configuración de grilla a tierra mostrada. También se muestra el circuito de salida de ánodo o placa. Además puede observarse que se trata de un circuito amplificador en clase C (-460 Vdc en grilla).

Circuito de entrada RFCircuito de sintonía de entrada.• Mediante la adaptación de impedancias se logra máxima

transferencia de potencia• Se cuenta con un circuito Pi de sintonía conectado a la entrada

de la unidad• Análisis del circuito equivalente de entrada para mostrar su

funcionamiento

Circuito RF de entrada y circuito de filamento Comprende el circuito de filamento del tubo RF, el circuito de entrada de RF y el circuito π de sintonía de entrada

Línea coaxial de entrada a la etapa de salida, proveniente de la etapa driver

Circuito π de sintonía de entradaPermite adaptar la impedancia de entrada del transmisor a la línea coaxial de entrada de 50 Ohmios

Circuito RF de entrada a) Esquema de los circuitos RF de entrada: Circuito

de sintonia πb) Circuito equivalente de entrada, incluyendo el

equivalente de la seccion corta de linea coaxial de entrada. Se indica los niveles de impedancia

Cavidad coaxial de entrada

Vista de la conexión coaxial de entrada

Modelo para el circuito entradafvr

Respuesta en frecuencia del circuito de entradafvr

Circuito de salida RF• Se trata de un circuito sintonizado de RF constituido

por porciones cortas de línea de transmision coaxial, para la adaptación de impedancias

• Al final de esta parte, se muestra el circuito equivalente y resultados de su análisis

Circuito RF de salida Tiene la función de adaptar la impedancia de salida del tubo RF al nivel de 50 Ohmios, que presenta la antena

Linea coaxial de salida del transmisor

Circuito RF equivalente de salida Se muestran las porciones cortas de línea de transmisión usadas en el circuito

Esquema del circuito de RF de salida fvr

Se indican los valores de los parámetros usados en el análisis circuital

Modelo para el análisis del circuito de salida fvr

Respuesta en frecuencia del circuito equivalentefvr

Cubierta del circuito de salida

Parte interna del circuito de salida

Mecanismo de sintonía del circuito RF

Elementos complementarios• Condensadores de filtraje de fuente (pantalla del

tubo RF, grilla de control y filamento)

Conexiones de fuente de pantalla, grilla de control y filamento

Se muestra:1)Condensador de filtraje de pantalla (izquierda)2)Condensador de filtraje de grilla de control (derecha)3)Conexión de filamento (bobina choke de

1) Condensador de filtraje de la fuente de polarización de pantalla

2) Vista exterior del condensador de filtraje de grilla de control del tubo RF

3) Circuito interno de filamentoEn la ventana mostrada aparece la bobina de choke (filtro) del circuito de filamento. La cavidad cuadrada contiene sección corta de línea de transmisión coaxial, que recibe la conexión del circuito de RF de entrada (costado

Vista complementaria de la conexión de grilla de control y el anillo de ferrita de absorción de armónicas

Partes diversas fabricadas localmente

Resumen del proceso de construcción

Partes del proceso de construcción• Proceso de implementación de los elementos circuitales fabricados

localmente• Ensamblaje de partes• Montaje del conjunto

Pruebas de funcionamiento• Tensión de funcionamiento de los condensadores de filtraje de fuente,

tanto para el caso del circuito de pantalla, como para el de grilla de control

• Pruebas de sintonía RF de la unidad completa a baja potencia• Pruebas finales de potencia a 20 kV

Otros aspectosOtros aspectos de importancia a mencionar• Insercion de la unidad construida al circuito principal de enfriamiento

por circulacion de agua (ánodo, filamento y pantalla del tubo RF)

• Circuito de control y proteccion. Secuencia de encendido

• Construccion de la etapa previa driver

Circuitos de circulacion de agua: LP (verde), HP (rojo) y de intercambio de calor agua- agua (gris)

Intercambiador de calor agua – aire: Enfria agua de intercambiador agua- agua

Gabinete del circuito de control y protección

Etapa previa driver

Etapa previa driver (control e instrumentacion)

Etapa de potencia intermedia (IPA) y fuente de poder

Otros beneficios del proyecto

Otros beneficios derivados del proyecto

• Oportunidades de formación de personal experto en el tema

• Oportunidad de innovación en el proceso de fabricación de partes, encaminado al mejoramiento de performance de funcionamiento de la unidad de potencia

Gracias