Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Выходной сигнал схемы управления установкой фазы представляет собой импульс напряжения, и, если длительность импульса остается постоянной, управляемая магнитная индукция будет пропорциональна амплитуде импульса, что можно видеть из уравнения ! г еТ вЂ” | ед!= — (Вб), и а о где фп — приращение уровня управляемой магнитной индукции; в — напряжение в управляющей обмотке тороидального сердечника, имеющей и витков. Следует отметить, что при использовании метода управления потоком управляющее устройство фазоврашателя может регулировать лишь величину магнитной индукции по петле гистерезиса, а фазовый сдвиг, создаваемый в фазоврашателе, пропорционален уровню частичной остаточной намагниченности фт (см.
рнс. 52). ОбЬ ратный перепад магнитной индук- ЦИИ фп — фт ИЗМЕНЯЕТСЯ В Заангнунг мости от условий, в которых рабоЛаавндвнногые тает фззоврашатель, и зги измене. унгшнвга ния ограничивают точность регули'нагйатннвгрпвля розки фазового сдвига, достижимую в аналоговых фазонрашателях пз тороидальных сердечниках, по- -Ь строенных на методе управления магнитным потопом. Одним из преимуществ метода Рис. зт. Петли тистерееисе «зметиичииеиии управявния магнитнмы потоком янтороидальното сердечнике (дло иллмстро" ляется снижение чувствительности иии метода тпреолеиип магнитным пото фазовращателя к колебаниям темпеиом).
ратуры, как показано в 5 5.3. Лля снижения влияния схемы управления фазой на температурную чувствительность необходимо иметь невысокое выходное сопротивление управляющего устройства. Это справедливо, поскольку с изменениями температуры тороидального сердечника изменяется величина Нс, что обусловливает изменение выходного тока схемы управления фазой, а следовательно, и выходного напряжения. Максимально допустимое выходное сопротивление управляющего устройства определяется допустимыми изменениями фазы з зависимости от температуры. Эту зависимость можно оценить по колебаниям величин температурно-зависимык параметров в уравнении напряжений и токов управляющей схемы, показанной на рис. 53; зто уравнение можно записать в виде интеграла (14] т 'тлх Лф=| еау — | Ы! — ) (м'+5',) !ац в о о (12) В етом уравнении Ьф представляет регулируемую величину магнитной индукции; в — выходное напряжение управляющего устройства; А и дь— индуктивность и активное сопротивление выводов между управляющим устройством и тороидальным сердечником и )ге — выходное сопротивление уп- 250 3.7.
Фаэоаращатели на полулроводниковых диодах равляющего устройства. Изменение величины г с температурой обусловливает изменение магнитной индукции, и можно оказать, что для устранения колебаний йф в зависимости от температуры до уровня менее !еге для типового со.
летания управляющего устройства с фазовращателем сопротивление Я + Ре должно быть менее 0,3 Ом (14), Некоторые второстепенные факторы также оказывают влияние на соотношение амплитуды выходного импульса управляющего устройства и ре. зультирующего фазового сдвига, создаваемого в фазовращателе. ,Эти факторы включают прямо- р угольность промежуточных петель гистерезиса, изменения прямоугольности при колебаниях 5 температуры и эффективность материала тороидального сердеч- тгргидаэывгй ника по созданию фазового сдвига ггрдгенак при неоднородности магнитного г-4 5(м поля в поперечном сечении. Л 4- гг«ератэр Первостепенное значение имеет соотношение между входным напряжением управляющего устройства и разностным фазовым сдви- ГОМ.
ЭТО саатяоШЕНИЕ Определяст- Рнс. ЗЗ. цель тока управления уряенем мягнкт. ся экспериментальным путем, и «еа индукции 1!41. для компенсации любых иелинейностей в схемах дискретно-аналогового преобразования используется диод. но-резисторная формирующая схема. Формирующая схема обусловливает появление дискретных значений в передаточной функции, имеющей линейный характер для разностиого фазового сдвига. $.7. Фазовращатели на полупроводниковых диодах Введение. В фазовращателях на полупроводниковых диодах в качестве управляющего элемента в высокочастотной цепи используется диодиый по.
лупроводниковый переход типа р — л или р — 1 — л. Переход р — л имеет низкое пробивное напряжение и плаиное изменение параметров при обратном управляющем напряжении смещения. Поэтому он применяется я маломощных аналоговых фазовращателях. В подобных устройстиах переход работает толь. ко при подаче обратного смещения. Р— г — л-диод может иметь высокое пробивное напряжение и изготовляться со сравнительно стабильными параметрами для любого из двух состояний (прямого или обратного смещения).
Поэтому он используется в мощных дяскретных фазовращателях„где производится переключениесостояний с прямым и пбрктным смещением. Ниже рассматриваются конструкции диодных фазоврашателей. Оптимизация параметров р — г — л-диодов и схем имеет особое значение для получения высокой мощности и малых потерь. Дискретные фазовращвтели иа большую мощность СВЧ. Характеристики р — г — л-диада. Р— ( — л.днод содержит гсслой слаболегированного полупроводникового материала с высоким удельным сопротивлением (чисто полупроводнина), заключенный между тонкими слоями с р+ и л+ проводимостью имеющими высокую концентрацию примесей и низкое удельное сопротивление (рис.
34). Слой чистого полупроводника, который может имееть объемное удельное сопротивление в пределах 200 — 3000 Ом см, работает подобно диэлектрику с малыми потерями на СВЧ [49), а слои с высокой концентрацией примесей — как хоров!не проводники. В любом состоянии — без сме- 23! Гл.
б. Фазовращатвли фазированных антенных решеток Ойрршнрв спешенав Првнре шшшенав Рис. И. Экииеилемтиия электрическая схема р — à — и-диоде. мого или обратного смещения. Внутреннее сопротивление диода при измененин напряжения смещения может быть большим или малым. Элементы настройки могут быть включены таким образом, что при любом смешении обеспечивается разомкнутое или замкнутое состояние такого диодного ключа.
Конденсатор, включенный последовательно с диодом, создает схему прямого ключа нли короткозамкнутую схему по высокой частоте при прямом смещении. Схема обратного ключа или короткозамкнутая схема по высокой частоте при обратном смещении создается при включении индуктивности последовательно с диодом.
Любой фазовращатель описывается такими параметрами, как уровень потерь, допустимая мощность, ширина полосы частот и время переключения. Эти параметры могут быть непосредственно определены по характеристикам диодного ключа. При введении ключа в конкретную схему фазовращателя можно произвести анализ схемы с точни зрения удовлетворения заданным требованиям к перечисленным выше параметрам. Поскольку имеется недостаточное числе литературных источников, ниже на примере определенной схемы показывается ход этого анализа. Для любых схем потери в диодном ключе изменяютсн прямо пропорционально рабочей частоте и обратно пропорционально граничной частоте диода уе, которая определяется выражением 252 щения или с обратным смещением — эквивалентная схема диода включает постоянную емкость, соединенную последовательно с небольшим сопротивлением, величина которого 'меняется с изменением смещения.
Сопротивление увеличивается с уменьшением обратного смещения и возрастает до максимальной величины при прямом напряжении смещения, равном примерно барьерному потенциалу полупроводника, который составляет около 0,5 В. Максимальная величина сопротивления равна примерно половине реактивного сопротивления диода с обратным смещением. При более высоких прямых напряжениях смещения в слое чистого полупроводника образуется плазма, что обусловливает его низкое сопротивление. На рис.
55 приведена полученная экспериментальным путем характеристика зависимости величины последовательного сопротивления для типового р — à — л-диода от напряжения смещения. С введением внешних реактивных элементов настройки, (см. рис. 5б), выполняются условия образования переключающего эффекта при подаче прн- 0.7.
Фазоараи)агади иа иолупроаодникоаьгл диодов /с = 1/2пС /ггйн дгр, где С вЂ” высокочастотная емкость при обратном смещении, а Йд н /тгр— величины последовательного сопротивления диода при данных уровнях обратного и прямого смещений. Изменение величины потерь в пределах данного диапазона частот сравнительно незначительно, однако это выражение /О 4 г 10. -00 -00 0 Ф НапРалаииа гтЩанилгл рис, 55. зависимость внутреннего сопротивления от напряжения смещения для «ремииеаого р — г — и-диода па частоте з,т Ггщ емкость состввлиет 0,75 па ирн напряжении смещения — 100 В. показывает, что потери возрастают в диапазонах более высоких частот.
Типовые значения граничной частоты для высоковольтных р — г' — и-диодов лежат в пределах 250 — 500 ГГц. Граничная частота диода является также функцией уровня импульсной мощности ввиду ограничения по предельному обратному смещению 1501, что обусловливает возрастание величины Рн. Это происходит, когда положительный выброс приложенного высокочастотного напряжения попадает в область высокого сопротивления вблизи нулевого смещения. Это явление показано на рис.
57. При небольших высоночастотных сигналах усредненное сопротивление в пределах периода невелико, и поэтому ограничения не происходит. При большом сягнале усредненное последовательное сопротивление диода по высокой частоте возрастает, поскольку положительный полупериод высокочастотного напряжения попадает в область высокого внутреннего сопротивления диода вблизи нулевого смешения и потери в ключе увеличиваются. Р— т' — п-диод не переключается на СВЧ в состояние проводимости, илн прямого смешения, так как требуемое для образования плазмы в слое чистого полупроводника время сравнимо с временем переключения диода, составляющим около 1 мкс. Влияние ограничения по пРедельному обРатвому смещению снижается с увеличением рабочей частоты С качественной точки зрения это можно 253 Гл.
5. Фивоврищатели фиэировонногк онтенньгл решеток леконт стройн Вавка пролога ключа или коротко- алеко оу отлого ключа или кораю-, вавннуещл слева ло тнсокпп чоспю- коганкнуюпн суено лп Высоков те лри лрянон свещенио чпилптю лро айтгтнпн снещенои рис. Ьв. диоднме переключающие скемм. Усоейненнсе значение Влреселпи перссйа УсРеуненае Уь Сольный В плейелпг ~ Внсигнол лерисйа слепого ВЧ согнолл Вроне гг сг гт ~г ононсческсе сслротойление паВЧ урево рис. Ьт. Ограничение пе предельному обратному сиещеиию н р — г — и-диодак. ДВП 5.7. Фозоорощотели но «олу«роеодникоамх диодах объяснить тем, что для данного р — 1 — «-диода последовательное сопротивление при вулевом смешении изменяется обратно пропорционально квадрату раба.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
