sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В этом случае полезным эффектом каскалнрования является расширение рабочей полосы частот, объисияемое компенсацией отражений в многокаскадных парцнальных чстырехполюснннах сннфазного и протнвофазиого возбуждения. Пример 2. Направленный ответвитель с регуляруемой связью. Схема этого устройства содержит три каскада (рнс. 4.19). Пусть первый и третий каскады : представляют собой квадратуриые направленные ответвнтелн с равным делением мощности и характеризуются матрицами рассеяния 3! и = ---!--!-, Т == Средний каскад состоит вз двух кесвязанных чегырехполюсников, и его матрица рассеяния в которой параметр 7 является дополнительной фаэовой задержкой в верхнем канале, создаваемой согласованным с двух сторон ресулируемым фазоврашателем.
Дважды применяя формулы (4.15) для каскадного соединения согласованных и развязанных многополюсннков, находим матрицу рассеяния объединения всех трех каскадов: Вз Г...'.....'.Ъл 7з 77ы7.. /-/г/ ~ж" (у/" "'(7/2) ". (4.18) ~ 7э 1 11 ~ ' ~соя(у/2) — э(п(7/2)~ иг /гг у л 7 Рис. 4.18. Составной направленный ответвитель Рнс. 4.19. Направленный. ответвнтель с регулируемой связью Из ягой матрицы рассеяния следует, что, изменяя фазовый сдвиг ф в пределах от 0 до п, можно управлять сооткошеннем выходных мощностей образовавшегося составного направленного огветвителя. Принцип действия устройства по схеме рнс.
4.19 состоит в том,что первый каскад разделяет входной сигнал с любого входа группы а на две равные части. Фазовое соотношение между этими частямн регулируется во втором каскаде. Если регулирование фазы сопровождается заметным ослаблением мощности, то лучше применить отдельные фазовращатели в каждом канале с одновременным изменением равных по значению и противоположных по знаку фазовых сдвигов. И наконец, третий каскад функционирует в режиме суммирования мощности н в зависимости ог фазоного сдвига между двумя равнымн снгналамн на левых входах в ием осуществляется сложение сигналов на одном нз правых входов и вычитание иа другом.
Устройство по схеме рис. 4.19 допускает применение любых видов направленных восьмиполюсников с равным делением мощности и произвольных фазовращателей и может быть использовано как исходный прототип прн образовании ряда укрупненных базовых элементов СВЧ. В частности, при использования невзанмных фазосдвнгателей (фазосдвигатель — зто нерегулпруемый фазовращатель) во втором каскаде можно получить Фазовый циркуллгор с четырьмя входамн.
При использовании частотно-зависимого взаимного фаэосдвигателя (например, отрезка лпннн передачи длиной много больше Х,) н широкополосных направленных ответзителей устройство, выполненное по схеме рис. 429, может быть превращено в частотио-разделительный Фильтр (диплексер) фазового типа. Смесь колебаний двух различающихся частот м~ н мз, подаваемая на одни нз левых входов, разделяется иа правых выходах, т. е. на одном выходе присутствуют колебання только частоты мь а на другом — колебания только частоты мь В соответствии с формулой (4Л8) частотно-зависимый фазосдвигатель фильтра должен обеспечивать на частоте м, фазовый сдвиг 7,=2лл (п=1, 2, 3, ...), а на частоте ыз — фазовый сдвиг фэ йчшп.
Заметим также, что роль несвязанных линий передачи во втором каскаде схемы рис. 4.19 могут играть каналы ортогональных волн, существующих в одном и том же волноводе (например, каналы волн двух ортогональных линейных полярнзацнй в круглом нлн прямоугольном волноводе).
Это открывает вазможности применения схемы рнс. 4.19 в качестве прототнпа для создания различных поляризацконных устройств на круглых нли прямоугольных волноводах. Прнмер 3. Ус':гройстао с незазнснмой регулнровкой модуля н фазы кгюффяцнента отражения (рнс. 4.20, а) состоит из квадратурного моста с матрнцей рас- сеяния В 1 ... л ......... Т нагруженного на выходах () двумя регулируемыми двухполюсннкамн с диагональной матрнцей рассеянна З4р=(р) = Используя верхнюю формулу (4дб) прн Бг=0, находим матрицу рассеякня сложного четырехполюсника, состоящего нз места н нагрузок: Рис. 4.20.
Устройство с независимой регулцровкой модуля н фазы коэффнцнента отражения: Зее =- Тг(р) (рг — рэ) — Р(рг+ рэ) 2 я — аяемз схема: б — загрузочные шаеявм Предположим, что нагрузни образованы регулируемыми по длкне короткозамкнутымн шлейфами (рнс. 4.20, б) с коэффициентами- отражения р~= = — е 1 е( ) н рз= — е . У(~+ Е Тогда матрица рассеяния объединенного многополюспяка (это будет чегырехполюсннк) примет внд Я, =1е э„г ~ — а!п 2йгг соэ 2()д ~ соа2ря оп2ге ~ Четырехполюсннк с такой матряцей рассеяния позволяет регулировать модуль коэффнцнента отраженна зц — — (з!п 2(Ы( в пределах от 0 до 1 (для этого надо изменять разкость длин шлейфов 2о прн кх постоянной средней длине 1) н фазу коэффициента отражения агйуп= — (2((1+и/2) (для этого надо изменять среднюю плану шлейфов 1 при постоянной разности их длин 2о). Прннцнп действия устройства, выполненного по схеме рнс.
4.20, и, очень похож на прннцнп дейсгвня регулируемого направленпого отаетвителя, рассмотренного в примере 2: мост разделяет входной сигнал на равные частк, каждая нз котормх претерпевает изменение по модулю н фазе прн отражении от нагрузки. Затем на этом же мосту пронсходнт суммирование н вычитание отраженных сигналов. Если в качестве нагрузок в схеме рнс. 4.20, а использовать двухполюсвякн с отрицательным активным сопротивленнем (напрнмер, туннельные диоды нлн отражательные параметрические уснлнтелн), то образуется проходной усилитель колебаний СВЧ. Уснленкые отраженные сигналы складываются на выходе 2 и компенсируются на входе 1, причем вход н выход уснлнтеля можно менять местами (свойство взаимности).
В схеме рнс. 4.20, а вместо квадратуриого моста может быть использован любой другой мост, напрнмер сннфэзно-протявофаэного типа. Матрнцу рассеяния соответствующую прнмененню мостов такого типа, читателям рекоменду- 3 ется найти самостоятельно. Глава 5 ФИЛЬТРЫ И СОГЛАСУЮЩИЕ ЦЕПИ СВЧ $ бп. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Фильтралси СВЧ называют пассивные четырехполюсники, осуществляющие передачу колебаний СВЧ в согласованную нагрузку в соответствии с заданной частотной характеристикой.
Требования к частотным характеристикам фильтров задаются следующим образом. Указывается частотная полоса пропускания, в пределах которой вносимое ослабление фильтра Ед = — 201д(етт( не должно превышать некоторого допустимого значения. Вне полосы про- аале 1Ц ьтЛе Еле ст ьт тл т т сл и ащт аттрт е1 г1 Рис. 5Л. Хараитеристиии ослабления фильтров СВьЕ о — фильтр нижних частот; 6 — фильтр верхних частот: а — полотно-нронтасающнл вальта: л — аолосно-ланнрающия Ьнльто пускания — в полосе запирания — вносимое ослабление должно быть как можно большим. Иногда оговаривается также частотное поведение фазы коэффициента передачи фильтра (обычно в виде отклонений от линейного закона при изменении частоты в полосе пропускания).
Различают фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосно-пропускающие фильтры (ППФ) и полоснозапирающие фильтры (ПЗФ). Частотные характеристики ослабления и соответствующие условные графические обозначения фильтров показаны на рис. 5.1.
Характерными точками на этих характеристиках являются граничные частоты ит, и допустимые значения ослабления (.ь Чтобы уменьшить ослабление в полосе пропускания, фильтры выполняют, как правило, из реактивных элементов. Резкое увеличение ослабления вне полосы пропускания обеспечивается за счет почти полного отражения колебаний СВЧ от входа фильтра. Близкими к фильтрам по структуре и принципам построения являются широкополосяо-согласующие цепи, Эти цепи также принадлежат к классу реактивных четырехполюсннков и обеспечивают максимально высокий КБВ в тракте в заданной полосе частот либо максимальную полосу согласования при заданном КБВ. Различают широкополосно-согласующие цепи для частотно-независимых активных нагрузок и для частотно-зависимых комплексных нагрузок, В последнем случае расчет элементов согласующей схемы оказывается особенно трудным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
