Стр.302-376 (1152181), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Входное окно играет роль разрядного промежутка, как в описанных ранее широкополосных разрядниках. В режиме передачи на основной р. з п. поступает только мощность, про. сачивающаяся через предварительный разрядник Благодаря этому не только облегчается тепловой режим р з и, но и резко снижается просачивающаяся мощность прямой связи. Интересна разработка резонансных разрядников для других типов СВЧ трактов, кроме стандартных прямоугольных волноводов и обычных ноаксиаль. ных линий К числу таких трактов относятся, например, круглый волновод, возбужденный иа симметричной волне типа Нм, и прямоугольный аолновод с уве.
личенными размерами поперечного сечения, допускающилчи распространение высших типов волн Исследования показывают возможность создания а и также и для этих менее обычных передающих линий СВЧ при основных пара. метрах, близких к параметрам существующих антенных переключателей. Требования к разрядникам непрерынно возрастают в связи с повышением импульсных и средних мощностей передатчиков ростом чувствительности прием. ников, усложнением функций радиолокационных устройств и дальнейшим совершенствованием их пэраметров Широкие возможности открывает сочетание газоразрядных а.
и, с ферритовыми и полупроводниковыми элементами техники СВЧ В частности, резонансные разрядники защиты приемника успешно исполь. зуются в переключателях, построенных на базе ферритового циркулятора )1) Далее, для повышения качества защиты приемника иногда используют полупроводниковый диодный СВЧ ограничитель, располагаемый в волноводе непосредственно за выходным окном р. з. п. Дальнейшее совершенствование резонансных разрядников будет тесно связано с общими направлениями развития техники и приборов СВЧ й 84.
ПРОЧИЕ ТИПЫ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ СВЧ а. Коммутаторы высокого уровня мощности При разработке СВЧ систем нередко возникает необходимость в поочередной работе одного передатчика на две антенны нли в поочередном подключении одного приемника к двум антеннам. В некоторых случаях, когда не требуется высоких скоростей переключения, с этой целью используются механические переключатели волноводного нли коаксиального тракта Иногда при малой коммутируемой мощности применяются специальные полупроводниковые диоды. Хорошие ре.
зультаты, особенно при повышенных мощностях, достигаются с помощью управляемых газаразрядных коммутаторов, в которых разряд создается на постоянном токе подаваемыми извне импульсами постоянного напряжения ггедулетер Один из возможных вариантов схемы с двумя коммутаторами, включенными на концах параллельных четнертьволновых д шлейфов, показан на рис 8. 17. Здесь в д ч г Я качестве переключающих элементов ис- Ф пользованы газоразрядные приборы, соз дающие с помощью плазмы короткое замыкание СВЧ тракта При зажигании А внешним модулятором импульсного разря. 4 А да в приборе К, в отсутствие разряда в Кг А, Аг вся мощность передатчика поступает в антенну А, Напротив, зажигание разряда- у ередемчек в Кз прй отсутствии разряда в К приводйт к перебрасыванию всей мощности пе. редатчика в антенну Аз Разработка газоразрядиых коммутато ров в некоторой степени родственна разработке резонансных разрядников, но имеет ряд особенностей.
Следует иметь в виду, что в коммутаторах не должен возникать самостоятельны й СВЧ разряд С этой целью можно испольэовать очень малые, или очень большие давления газа, далеко отстоящие от минимума кривой зажигания СВЧ разряда, подобной рис 8.4 Зажигание разряда производится, например, межд кори сом ежду корпусом коммутатора и дополнительным электродом с помощью отдельного импульсного модулятора В коммутаторах высокого уровня мощности, работающих при малых давле- (0,1 — 0,2 ), могут использоватьсв накаленные катоды, располо.
у то а женные вне высокочас о очастотного промехтутка Устройство такого комм;та р оказывается сходным о импульсным водородным тиратроиом. Роль сетки играет волноаод, в кот котором должна чроизводнться коммутация СВЧ мощности а гаемого поперек волновода в приборе, изображе ном ис 8.18) н яа Ток разряда, зажиг ем меж анодом ис, 8.18, достигает в импульсе 20 а при падении напряжения между и катодом около э. ! ОО э. СВЧ потеря в плазме не превышают 0,2 дб. Макснмаль.
ольких мекая коммутиру м руемая мощность в !О-см диапазоне доходит до песк гаватг. б. Шэмоаые аазоразрядные генераторы СВеу В качестве источника шумового сигнала СВЧ с ебелым» спектром в измеря. гельной гех нике широко применяются газоразрядиые трубки с дуговым или тлеющим разрядом на постоянном токе при низких давлениях наполняющего газа Схема устройства газоразрядного шумового генератора изображена на рис 8 19. Стеклянная разряднаи трубка помещена внутри волновода под малым углом к его широкой стенке, что обеспечивает согласование трубки с волноводом.
Один из открытых концов волновода является выходом шумового генератора; на втором конце может быть включена согласованная нагрузка. Часто, однако, для удобства измерений волновод с газоразрядной трубкой имеет оба конца открытыми и включается в рассечку СВЧ тракта Работа шумового генератора СВЧ происходит по законам теплового излучения. В соответствии с законом Кирхгофа эффективная шумовая температура источника Тш определяется температурой той компоненты среды, которая на данной частоте поглощает СВЧ колебания Такой средой, как было показано в э 8.1, в рассматриваемом случае является электронный газ, из~еющий температуру Те. Величина Т, в неизотермической плазме положительного столба разрядов при низких давлениях составляет обычно десятки тысяч градусов В этом заключается одно из преимуществ газоразрядных генераторов в сравнении, например, с вакуумными шумовыми дио- К дами, не рассматриваемыми в этой книге (см [27]).
Дополнительным достоинством газо- разрядных шумовых генераторов являет- Рис. 8.18. Устройство волноводного коммутатора тиратронного типа 1О-см диапазона: à — катодный узел; Г -прямоугольнмй волновод с отверстиями в широкой стенке; б †ан;1 4 †резонансн вакуумноплотные окна Рис. 8.19. Устройство шумового генератора СВЧ, использующего разряд в газе на постоянном токе: ! — стандартиый прямоугольный волновод, à †. шумовая лампа; б †отрост запредельного волновода; а †согласованн нагрузка, б — выход шумового сигнала Й2 ся возможность почти неограниченного повышения частоты используемого участка шумового спектра Можно показать, что в вакуумном шумовом диоде с накаленным катодом верхний предел частоты «белогоз спектра ограничен временем пролета электронов Диапазон же частот газоразрядного генератора определяется в основном не самой газоразрядной трубкой, а размерами сечения волновода.
В связи с этим разработана н применяется целан серия генераторов, отличающихся сечением волновода и, как неизбежное следствие, диаметром газо- разрядной трубки. Спентральная плотность шума, обеспечиваемого шумовым генератором, определяется уравнением (3 35). Полагая ширину полосы Ду равной 1 гц и принимая Тш ж Т, ы 2 1Оа' К, получаем спектральную плотность шума около 3 10 " зтггй.
Такие или близкие параметры имеют промышленные образцы рассматриваемых приборов. Указанная величина на много порядков уступает спектральной плотности мощных шумовых генераторов на ЛБВ и приборах М.типа Тем не менее, достоинством газоразрядных генераторов является нх' эталояность, особенно важная в измерительной технике в. Плазменные рснлителн СВЧ колебаний Устройство плазменного усилителя лучевого типа схематически показано на рис.
8.20. Электронно-ионная плазма, созданная с помощью разряда на по. стоянном токе, пронизывается электронным лучом, на который накладывается усиливаемый сигнал. Возможно также создание плазмы непосредственно электронным лучом без помощи дополнительных электродов Обращает на себя внимание сходство плазменного усилителя с секционированными ЛБВ-усилителями, а также с пролетными клистронами.
Отрезки спи. ралей, изображенные на рис 8.20, служат соответственно для модуляции влек. тронного пучка и для отбора от него СВЧ энергии. Основное усиление сигнала происходит на участке дрейфа, заполненном плазмой. Давление газа гаргова, водорода, паров цезия) должно быть очень малым — порядка 1О а †' глор. Плазменнан частота тв в режиме максимального усиления должна быть близка к частоте сигнала, что требует создания больших концентраций плазмы для работы нз волнах миллиметрового и особенно субмиллиметрового диапазонов длин волн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
