Diseño de un transformador de pulsos para modulador de radar tipo pulsador lineal

Abstract

El estudio del funcionamiento y diseño de transformadores con tensiones sinusoidales ha sido ampliamente desarrollado desde su invención en el año 1,885 y debido a sus numerosas aplicaciones en la Electrotecnia existe abundante información que abarca el diseño desde los pequeños transformadores hasta los de gran potencia; sin embargo, hay aplicaciones en las que un transformador debe transmitir tensiones cuyas variaciones en el tiempo no son sinusoidales y es en este campo, donde la información es aún limitada y poco difundida. En el campo de la Electrónica hay diferentes tipos de transformadores según su función; unos son de filamento y de potencia, que operan a frecuencia fija con valores normalizados de tensión sinusoidal; otros son de audio, que operan con frecuencias dentro del margen audible (20 a 20000 ciclos/s); hay transformadores de radiofrecuencia que permiten solo el paso de una banda definida de frecuencias de radio-frecuencia. Al desarrollarse el Radar de Pulsos en el periodo de 1,940 a l,945 y surgió la necesidad de un nuevo tipo de transformadores que transmitieran la energía en forma de un pulso más o menos rectangular y de una duración cuyo orden de magnitud es de 1 microsegundo, razón por las que se les llamó "transformadores de pulsos". Estos transformadores también encuentran otras aplicaciones como en el generador de pulsos regenerativo u oscilador de bloqueo, en el cual la energía de placa se regresa a la rejilla con la tensión invertida mediante un transformador. Como dispositivo de inversión y de acoplamiento entre etapas encuentra aplicación en amplificadores de pulsos y de video. En ambos casos las potencias san relativamente bajas y el diseño del transformador se basa principalmente en la preservación de la forma rectangular del pulso. En el radar la principal aplicación del transformador de pulsos está en la transmisión de energía en forma de pulsos desde un generador al nivel de impedancia de un oscilador de radio - frecuencia que comúnmente es un Magnetrón. El nivel de potencia del pulso al que operan estos transformadores está usualmente entre 10 KW y 10 MW y el diseño de este tipo de transformadores es el objeto del presente trabajo. El término RADAR deriva de la frase inglesa "Radio Detection and Ranging" y consiste en un sistema telemétrico de eco, en el que un transmisor emite energía en forma de pulsos periódicos de muy alta potencia, pero de corta duración y objetos tales como barcos, edificios, cerros, aviones, etc. reflejan parte de esta energía de vuelta hacia el transmisor. El retardo de tiempo del eco, respecto de la señal emitida, constituye una medida de la distancia a la que se encuentra el objeto reflectante, puesto que para una onda electromagnética que viaja en el aire cada, microsegundo de retardo corresponde a una distancia, de 150 metros. Se obtiene información relativa a la dirección en que se encuentra el objeto, merced al empleo de antenas altamente direccionales