Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ (1988) (1095425), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Формула, разумеется, справедлива и для нагрузки в виде параллельного колебательного контура. Исследование ограничений на достижимую полосу частот согласования комплексных нагрузок показывает, что при расчете широкополосных согласующих целей не следует стремиться к идеаль- т — идеальна»„ .2 — реальная гнн чабышенскна аннраксннаннн рис. 5.21, б для двух значений. рина~(ринат. В предположении прялюугольного вида оптимальной частотной характеристики интеграл в (5.23) легко вычисляется и для оценки предельно возможной полосы согласования получаем формулу пг 5 1п 1(1 + г(ааа)((1 г(аал)) где К„,.
— минимально допустимый КБВ. ному согласованию в одной или нескольких точках заданной полосы частот. Действительно, наличие частот, в которых р=О, соответствует незкоиомному использованию ограниченных значений интегралов в соотношениях вида (5.22), Чем большее число точек идеального согласования комплексной нагрузки достигнуто в нужной полосе частот, тем более глубоких провалов КБВ следует ожидать между ними.
Напротив, для правильного решения задачи широкополосного согласования комплексной нагрузки следует стремиться равномерно распределять допустимое рассогласование в нужной полосе частот, за пределами этой полосы рассогласование должно быть возможно большим. Синтез конкретных широкополосных согласующих цепей во многом напоминает задачу синтеза фильтров и обычно производится с использованием чебышевскнх частотных характеристик. Отличие состоит в том, что часть реактивных элементов в схеме замещения синтезируемой согласующей игпи принадлежит заданной нагрузке и поэтому имеет фиксированные номиналы. Номиналы остальных реактивных элементов согласующей схемы подбирают такими, чтобы они дополняли эквивалентное представление нагрузки до чебышевского фильтра (возможно, с дополнительным рассогласованием, как показано на рис.
5.22). Глава 6 УПРАВЛЯЮЩИЕ И ФЕРРИТОВЫЕ УСТРОЙСТВА СВЧ 4 вд. КЛАССИФИКАЦИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ СВЧ Управляющие устройства позволяют регулировать амплитуды и фазы сигналов СВЧ нли изменять пути их прохождения в трактах. В механических управляющих устройствах изменение параметров передачи сигналов происходит вследствие перемещения отдельных частей устройства. В электрических управляющих устройствах параметры тракта изменяются без каких-либо перемещений его частей под прямым воздействием электрических сигналов управления. Электрически управляемые устройства могут быть выполнены на коммутационных диодах СВЧ, подмагниченных ферритах, газовых разрядниках н сегнетоэлектрнческих элементах.
В зависимости от выполняемых функций можно выделить следующие управляющие устройства СВЧ, Выключатели — четырехполюсники, обеспечивающие либо согласованную передачу сигнала со входа на выход (открытое состояние), либо отсутствие передачи сигнала (закрытое состояние илн режим запирания). Режим запирання может быть реализован путем либо полного отражения сигнала, либо его поглощения. Коммутаторы — многополюсники, имеющие один или несколько входов и ряд выходов.
Сигналы, поданные на входы, поступают по одному или нескольким изменяемым при переключении каналам на выходы с минимальными потерями и при выполнении условий согласования. Отражательные фазовращатели — двухполюсники с регулируемой фазой коэффициента отражения (плавно или ступеньками) при модуле коэффициента отражения, близком единице.
В идеале отражательный фазовращатель представляет собой переменное реактивное сопротивление и может быть реализован в виде коротко- замкнутого или разомкнутого шлейфа переменной длины. Проходные фазоеращагели'— согласованные четырехполюсники, в идеале реактивные, обладающие переменной фазой коэффипиеи.
та передачи. Проходные фазовращатели бывают плавными (с непрерывным изменением фазы) и ступенчатыми (дискретными), в которых фаза принимает ряд фиксированных значений, различак шихся на постоянную величину АР— дискрет фазы. Аттенюаторы — четырехполюсники, обеспечивающие плависс нли дискретное изменение вносимого ослабления от мннимальното значения Ео,м до максимального значения Е „. Ограничители мощности — саморегулирующиеся согласованные четырехполюсники, пропускающие слабые сигналы почти без ослабления и резко ограничивающие интенсивность сигналов, мощность которых превышает заданный пороговый уровень. $6.2. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОММУТАТОРЫ, ФАЗОВРАЩАТЕЛИ И АТТЕНЮАТОРЫ В волноводных трактах часто применяют механические выключатели и переключатели, В простейшем выключателе (рис.'6.1, а) соединение между волноводами производится с помощью волноводного канала в поворотном металлическом роторе.
Для надежно- Рис. 6.1. Механические волноводные коммутаторы г о электрического контакта на боковой поверхности ротора выполняют дроссельные канавки (типа обычного дроссельного фланца). При повороте ротора на 90' волноводы закорачиваются поверхностью ротора, а дроссельные канавки препятствуют просачиванию сигнала по зазору между ротором и корпусом. В более сложном переключателе (рис. 6.1, б) ротор содержит трн волноводных канала, допускающих четыре типа 'соединений между четырьмя входами. А-4 Б механических фазовреы щателях проходного типа изменение электрической дли- а1 Рис. 6.2.
Коаксиальный тром- Рис. б.з. Волнонолные механические фа- бонный фазоаращатель зонращатели ны отрезков линии передачи можно осуществлять, регулируя их геометрическую длину или изменяя коэффициент фазы. Рассмотрим принцип действия механического фазовращателя, известного под названием «тромбон». Этот фазовращатель для жесткого коаксиального тракта показан на рис. 6.2. Для обеспечения согласования точки скользящих контактов во внутреннем и внешнем проворниках коакснального волновода разнесены по длине линии, так что на всех стыкуемых между собой отрезках линии передачи сохраняется одинаковое отношение диамегров внешнего и внутреннего проводников, т.
е. обеспечивается постоянное волновое сопротивление. Дополнительная компенсация отражений на стыках производится небольшим смещением ступенек И во внутреннем н внешнем коаксиальных проводниках. Волноводные фазовращагели с изменением коэффициента фазы волны Нщ прямоугольного волновода показаны на рис. 6.3. В конструкции на рнс. 6.3, а диэлектрическую пластину погружают па- раллельно силовым линиям Е в прямоугольный волновод через не- излучающую щель в середине широкой стенки, что приводит к замедлению волны и увеличению запаздывания на выходе фазовращателя. Скосы на краях диэлектрической пластины играют роль плавных переходов, обеспечивающих согласование фазовращателя.
Подбирая форму скосов, можно изменять вид зависимости вносимого фазового сдвига от глубины погружения пластины. В конст- Рнс. 6.4. Коанснальные аттенюаторы на запредельных аолноаодах рукции на рис. 6.3,6 диэлектрическая пластина перемещается от края к центру волновода держателем, пропущенным через отверстие в боковой стенке волновода. При продвижении пластины в область большей концентрации поля Е увеличиваются замедление волны в волноводе и запаздывание, вносимое фазовращателем. Края пластины скошены для уменьшения отражений. В конструкции на рис.
6.3, е волновод выполнен из упругого металла и в середине широких стенок прорезаны неизлучающие продольные щели. Под действием внешнего усилия Е, приложенного к узким стенкам волновода, ширина волновода а изменяется, что приводит к изменению критической длины волны л,р — — 2а и фазовой скорости волны Н~а (сжатие волновода уменьшает запаздывание фазы).
Для создания переменных аггенюаторое обычно используют явление экспоненциального ослабления волн в запредельных волноводах. На рис. 6.4 показаны схемы коаксиальных аттенюаторов на основе отрезка круглого волновода переменной длины и малого диаметра, в котором волны всех типов являются нераспространяющимися. В схеме рис. 6.4, а в запредельном круглом волноводе возбуждается волна типа Еа, с помощью емкостного зонда, а в схеме рис. 6.4, б — волна типа Нп с помощью петли связи. Ослабленные колебания этих волн принимаются на другом конце круглого волновода емкостным зондом илк петлей связи, соединенными с коаксиальным волноводом.
Ослабление аттенюаторов (дБ) на запредельных волноводах прямо пропорционально длине отрезка запредель- ного волновода и поэтому может быть изменено в широких пределах. Аттенюаторы по схемам рис. 6.4, а, б не согласованы, ослабление в них обусловлено отражениями от входов. Для согласования входов в схемы запредельных аттенюаторов вводят поглощающие элементы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
