Диссертация (1091233), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

3.2).Рис. 3.2 Схема установки направленного ответвителя в одном из каналов ДР.В направленном ответвителе (Рис. 3.2.) из плеча 2 в плечо 1 идетпередающий сигнал с генератора, из плеча 2 в плечо 4 ответвляется опорныйсигнал, в 3-ем плече располагается детекторная секция, в нее подаетсяпринятый сигнал из плеча 1. Чтобы перенаправить опорный сигнал из плеча4 в плечо 3 необходимо в плече 4 разместить короткозамкнутый поршень.Этот короткозамкнутый поршень должен обеспечить сдвиг фазы между 2-мядетекторными секциями, для этого выбирается короткозамкнутый поршень сизменяемой механически длинной.

Короткозамкнутый поршень представленв виде волновода с подвижной задней отражающей стенкой. Этообеспечивает подстройку сдвига фазы между детекторными секциями. Длятого чтобы сдвиг фазы не вызывал больших сложностей необходимо недопустить попадания в направленный ответвитель отраженной волны отдетекторной головки, для этого перед детекторной головкой размещаетсяферритовый вентиль, который поглощает отраженные волны и не допускаетих прохождения в направленный ответвитель, где происходит суммированиепринятой и опорной волны.

С целью обеспечения сигнала достаточноймощности для дальнейшей обработки необходимо, чтобы мощностьзондирующего сигнала была высокой, а мощность опорного сигнала в47смесителе обеспечивала квадратичную характеристику. Для удовлетворенияэтих условий необходимо внести ослабление опорного сигнала. Необходимоподобрать аттенюаторы, которые будут поглощать избыточную мощностьопорного сигнала. Располагать их следует в плече 4 направленногоответвителяпередкороткозамкнутымпоршнем.Характеристикинаправленных ответвителей в диапазоне частот представлены в таблицах 3.13.2 для 1-ого и 2-ого соответственно.

Характеристики ферритовых вентилей(рис.3.4) представлены в таблице 3.3.Таблица 3.1.Таблица 3.2.Для наглядности соответствующие таблицам графики характеристикнаправленных ответвителей представлены на рис. 3.3.48Рисунок 3.3. Переходное ослабление в направленных ответвителях дляпервого (сверху) и второго (снизу) от генератора.Рисунок 3.4. Ферритовые вентили49Таблица 3.3.Вентиль №534F, ГГц28.029.530.030.731.231.732.132.735.337.2Прямыепотери-1.0-0.9-1.2-2.4-1.75-1.45-1.5-1.2-1.2-1.3F, ГГц Развязка36.4-25.634.5-27.832.7-31.531.2 -28.1530.0-25.728.9-28.027.6-33.026.5-26.0Вентиль №563F, ГГц28.029.530.030.731.231.732.132.735.337.2Прямыепотери-0.7-0.4-0.45-0.85-0.5-0.7-0.7-0.3-0.3-0.4F, ГГц Развязка37.236.534.833.731.730.029.027.726.5-20.5-21.1-18.9-21.0-31.7-26.0-29.5-38.5-29.0Рисунок 3.5.

Развязка и прямые потериферритовых вентилейДля того чтобы можно было работать с этими данными, необходимо знатьпромежуточные точки. Так как в таблице заданы точки с большиминтервалом, а нам необходимо знать частотную характеристику элемента вбольшом количестве точек, то для нахождения этих точек примениминтерполяцию. Для получения более точных значений промежуточных точекиспользуем квадратурную интерполяцию, для табличных значений в дБ,затем по формулеS = 10L / 20(3.1)переведем полученные точки в разы, где, L - значения промежуточных точекв дБ.50Рис. 3.5.1. АЧХ элемента матрицы рассеяния S12 ферритового вентиля.Рис.

3.5.2. АЧХ элемента матрицы рассеяния S21 ферритового вентиля.513.1.1. Направленный ответвительДля симметричного направленного ответвителя также заданы паспортныеданные в виде таблиц частотных характеристик коэффициентов передачи вплечах выраженных в дБ.Таблица 3.4. Коэффиценты передачи НО1 Таблица 3.5 Коэффиценты передачи НО2Для каждого из коэффициента передачи направленного ответвителя так жебылинайденыпромежуточныеточкиспомощьюиспользованияквадратурной интерполяции и переведены с помощью формулы (3.1) в разы.Учитывая, что направленный ответвитель является симметричнымэлементом то все элементы его матрицы рассеяния можно записатьсоотношениями:S11=S22=S33=S44S12=S21=S34=S43S13=S24=S31=S42S14=S23=S32=S41S11 – соответствует стоячей волне в плече, принимаю его равным 0.1;52S12 – соответствует ослаблению сигнала в плечах 1-2;S13 - соответствует ослаблению сигнала в плечах 1-3;S14 – соответствует ослаблению сигнала в плечах 2-3;Рис.

3.5.3. АЧХ элемента матрицы рассеяния S12 направленного ответвителя.Рис. 3.5.4. АЧХ элемента матрицы рассеяния S13 направленного ответвителя.53Рис. 3.5.5. АЧХ элемента матрицы рассеяния S14 направленного ответвителя.3.1.2 Система аттенюатор и короткозамкнутый поршеньАттенюатор (Атт) представлен в виде волновода с поглощающейпластиной с поглощаемой мощностью 1,5 дБ [52]. Короткозамкнутыйпоршень (КЗП) имеет переменную длину, для расчета приниается равной100 мм. Коэффициент отражения от поршня равен 1.

Коэффициентотражения от системы АТТ-КЗП рассчитывается по формуле (3.2).Lотр  (S12* S 21)* L / (1  S 22* l )(3.2)Где, L – соответствует коэффициенту отражения от КЗП.10 ^ (0,05*1,5)*exp( j * l *2 / в )(3.3)Подставив (3.3) в формулу (3.2) получим частотную зависимость системыАтт-Кзп:54Рисунок3.5.6.Коэффициентотраженияотсистемыаттенюатор-короткозамкнутый поршень.3.1.3 Система фильтр и антеннаАнтенна является в волноводном тракте оконечной нагрузкой и имееттолько коэффициент отражения, принимаю его равным L=1.

Антеннасоединена с разработанным фильтром. Фильтр имеет собственную матрицурассеяния. Элементы этой матрицы S11 и S22 принимаются равными -0,5.S12 и S21 так же равны между собой и вычисляются по формуле (3.4).S12  S 21  1  S11 ^ 2 *exp( j *2 * l / в ) ,(3.4)где l – длинна рассчитываемого фильтра, λв - длинна волны на частоте 8-мимм диапазона. Подставим в формулу (3.2) формулу (3.4) и L для антенныполучаем коэффициент отражения от системы антенна-фильтр.55Рис. 3.5.7.

Коэффициент отражения от системы фильтр – антенна.3.1.4 Система согласованная детекторная головка,ферритовый вентиль и фильтрЧтобы рассчитать систему согласованная детекторная головка(СДГ),ферритовыйвентиль(ФВ)ифильтр(Ф),необходиморассчитыватькоэффициент отражения сначала от системы СДГ и ФВ. СДГ в даннойсистеме является оконечной нагрузкой, коэффициент отражения от нее равен0,5. Для расчета коэффициента отражения подставим в формулу (3.2)значения элементов матрицы рассеяния для ФВ и коэффициента отраженияот СДГ.56Рис.

3.5.8. Коэффициент отражения от системы согласованная детекторнаяголовка – ферритовый вентильТеперь система СДГ-ФВ является конечной нагрузкой для системыФ-(СДГ-ФВ). Подставим в формулу (3.2) элементы матрицы рассеянияфильтра (длина фильтра в системе СДГ-ФВ-Ф равна 140 мм) и полученныйкоэффициент отражения от системы СДГ-ФВ, получим коэффициентотражения от системы СДГ-ФВ-Ф.Рис. 3.5.9. Коэффициент отражения от системы согласованная детекторнаяголовка – ферритовый вентиль – фильтр.57Генератор является согласованной нагрузкой ко всему волноводномутракту, поэтому коэффициент отражения от этого элемента равен 0.3.1.5 Пересчет нагруженного восьмиполюсника (направленныйответвитель) в четырехполюсникДля того что бы рассчитать коэффициент прохождения сигналов намнеобходимозаменитьимеющийсяответвитель)эквивалентнымвосьмиполюсникчетырехполюсником,(направленныйнагрузив2плечаоконечными нагрузками [53].

В зависимости от того какой сигнал мырассматриваем, будут нагружаться разные плечи восьмиполюсника. Общаяформула пересчета S параметров восьмиполюсника в S параметрычетырехполюсника:Sijn  Sij Г k * Sik * S kjГ l * Sil * SljГ k * S ll2 1  Г l *  Sll 1  Г k * Skk Г *S *S *S *S(3.5)Г k * Г l *( Slk * Sik * Skj  Skl * Sik * S kj  k lk kl ik kj )1  Г k * Skk)(Г k * S kl2  (1  Г k * Skk ) * 1  Г l *  Sll  1*ГSkkk1  Г k * SkkКоэффициенты Г – это коэффициенты отражений нагрузок в плечах.3.1.6 Пересчет S параметров для первого НО для опорного сигналаДля того, чтобы пересчитать S параметры первого НО для опорного сигналанеобходимо нагрузить плечи 2 (система антенна-фильтр) и 4 (система АТТКЗП) этого НО и пересчитать S11, S13, S31, S33 нового четырехполюсника спомощью формулы (3.5) подставив в нее соотношения для S элементов НО.Получаем новые S параметры.583.1.7. Пересчет S параметров для второго НО для опорного сигналаПересчет этого НО производится точно так же как и в предыдущем пункте.Только плечо 2 нагружается нагрузкой коэффициент отражения которойрассчитывается по формуле (3.2), где S параметры берутся из пункта 3.1.6 акоэффициент отражения это коэффициент отражения от системы СДГ-ФВ-Фрассчитанный выше.

Получаем новые S параметры.3.1.8. Расчет коэффициентов прохождения опорных и принятыхсигналовКоэффициент прохождения сигнала через систему: источник излучения –элемент (представленный своей матрицей рассеяния) – оконечная нагрузка,рассчитывается по формуле:2G22S21 *(1  Г s )*(1  Гl )(1  S11 * Г s )*(1  S22 * Гl )  S12 * S21 * Гl * Г s2(3.6)Где, Sij – элемент матрицы рассеяния элемента;Гs – коэффициент отражения от источника излучения;Гl – коэффициент отражения от конечной нагрузки.3.1.9.

Расчет коэффициента прохождения опорного сигналана СДГ1 и СДГ2При расчета коэффициента прохождения опорного сигнала на первойсогласованной детекторной головке необходимо подставить в формулу (3.6)матрицу рассеяния первого НО, рассчитанную ранее, вместо Гs коэффициентотражения от генератора, а вместо Г l коэффициент отражения от системыСДГ-ФВ-Ф.При расчете коэффициента прохождения опорного сигнала на второйсогласованной детекторной головке необходимо подставить в формулу (3.6)59матрицу рассеяния второго НО, вместо Г s коэффициент отражения отгенератора, а вместо Гl коэффициент отражения от системы СДГ-ФВ-Ф.Рис. 3.5.10. Коэффициенты прохождения опорных сигналов на СДГ1 и СДГ2.3.1.10. Расчет коэффициента прохождения принятых сигналовна СДГ1 и СДГ2При расчета коэффициента прохождения принятого сигнала на первойсогласованной детекторной головке необходимо подставить в формулу (3.6)матрицу рассеяния первого НО, рассчитанную в п.

3.7.1., вместо Гsкоэффициент отражения от системы антенна – фильтр, рассчитанную в п.3.4., а вместо Гl коэффициент отражения от системы СДГ-ФВ-Ф ,рассчитанную в п. 3.5.При расчета коэффициента прохождения опорного сигнала на второйсогласованной детекторной головке необходимо подставить в формулу (3.6)матрицу рассеяния второго НО, вместо Гs коэффициент отражения от60системы антенна – фильтр, а вместо Гl коэффициент отражения от системыСДГ-ФВ-Ф.Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации