Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Конструирование и расчет полосковых устройств 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

Хорошие результаты лает конструкция, использующая для согласо1>а1М1Я двойной аксиальный переход: с коаксиального инлиоиода на плоский, а с плоского на симметричный волновод. Под плоским волноводом понимается симметричный волновод с круглым центральным проводником. Такой переход дает незначительные отражения при сравнительно малом участке трансформации




Рис. 6.10. Коаксиальио-полосковые переходы поперечного типа:

я - конструкция; б, в - подключение компенсирующнх шлейфов /д,.

(менее Я/2). Расчет перехода с коаксиального волновода на плоский можно произвести, воспользовавшись номограммой рис. 6.9, рассчитанной в [85].

Прямоугольные переходы от коаксиального волновода к несимметричному полосковому волноводу показаны на рис. 6.10. Уровень согласования зависит от выбора диафрагмы. Ввиду сложности и неэффективности расчета диаметр диафрагмы 2г подбирается обычно экспериментальным путем. КСВН таких переходов, как правило, менее 1,2 в очень широкой полосе частот (разумеется, при условии равенства характеристических сопротивлений коаксиала и полоскового волновода). Для улучшения согласования удаляют диэлектрик вокруг штырька перехода. Длины участков несимметричного 178

полоскового волновода слева от осп коаксиала различны. Так, при разомкнутом отрезке несимметричного полоскового волновода (рнс. 6.10,6) длина этого участка составляет примерно половину длины волны, а при короткозамкнутом отрезке - приблизительно четверть длины волны (рис. 6.10,о). В конструкции (рис. 6.10,а) длина этого участка в значительной мере произвольна. Настройка подобных конструкций осуществляете обычно разомкнутым шлейфом, подключенным перпендикулярно несимметричному полосковому волноводу.

Глава 7

СУММАТОРЫ СВЧ МОЩНОСТИ НА ПОЛОСКОВЫХ ВОЛНОВОДАХ

Необходимость в больших выходных мощностях передающих устройств опережает возможности построения соответствующих мощных электровакуумных приборов. Это обусловливает широкое применение в современных передающих устройствах СВЧ выходных ступеней, построенных по принципу сложения мощностей Отдельных СВЧ приборов на общей нагрузке.

§ 7.1. Способы сложения мощностей нескольких источников на общей нагрузке

Различают следующие основные способы совместной работы отдельных источников СВЧ мощности на общую нагрузку.

1. Сложение мощностей с помощью мостовых схем,

обеспечивающих получение необходимой фазы колебаний, приходящих в точку сложения. Для развязки источников изменяют длину одного или обоих отрезков, включенных между источниками; добиваются разных фазовых скоростей в волноводах равной длины, применяя материалы с различными значениями диэлектрической проницаемости; устанавливают сдвиг фаз на 180° в одном из отрезков кольца равной длины.

Применение мостовых схем позволяет не только увеличить мощность в нагрузке, но и повысить надежность работы, стабильность характеристик всего передающего 12* 179



устройства. Это оЛ ьясняотся тем, что 1) с увеличением числа параллельно работающих СВЧ приборов нх характеристики приближаются к усредненным и изменение параметров одною прибора в процессе эксплуатации мало влияет на характеристики сумматора; 2) ослабляется взаимное влияние СВЧ приборов друг на друга, вследствие чего выход нз строя одного из них приводит лишь к временному снижению суммарной мощности; 3) применение параллельно включенных по выходной мощности, но независимых по питанию нескольких надежных СВЧ приборов малой мощности позволяе+ существенно увеличить среднее время между отказами но сравнению с устройством той же мощности, на одиночном СВЧ приборе.

Однако мостовые схемы сложения требуют достаточно точной фазировки колебаний на входе и при большом числе параллельно включенных СВЧ приборов довольно громоздки, что затрудняет практическое применение сумматоров с большим числом СВЧ приборов. Этот недостаток можно преодолеть, если применить мостовые схемы на полосковых волноводах с диэЛек-тпическнм заполнением.

2. Сложение мощностей с использованием режима бегущей волиы. При этом способе источники СВЧ мощности располагают на расстоянии, кратном приблизи- тельно nV2, а элемент настройки - на расстоянии V4. Режим бегущей волны устанавливается изменением расстояния между генераторами и положения настроечного элемента.

§ 7.2. Разновидности мостовых схем сложения

Несмотря на то, что для мостовых схем сложения мощностей общим является выполнение условий независимой работы генераторов и отсутствия потерь СВЧ мощности, по построению мостовые схемы сильно отличаются друг от друга.

Наибольшее распоостранение получи.та балансная кольцевая схема (рнс. 7.1), представляющая собой кольцевой мост .члиной ЗХ/2 с четырьмя в.ходами (плечами), к двум входам подключается нагрузка, к двум другим - генераторы. Так как входные сопротивления активны и схема уравновешена, нагрузочные сопротивления п генераторы можно менять местами,

Характеристические сопротивления плеч выбираются из условия получения нужных входных сопротнвл сип и мостовой схемы. Размеры по окружности балансных ко-



Piic. 7.1. Схема сумматора с кольцевым мостом.

Рис. 7.2. Резистивиып сумматор мощности.

лед могут быть изменены: а) к любой дуге можно добавить или^ычесть полную длину волны; б) электрические длины двух смежных дуг могут быть укорочены или удлинены на Х/2.

Одной из разновидностей балансных кс-ьцевых схем является резистивный сумматор мощности (рис. 7.2). Однако практическое применение такого сумматора в СВЧ диапазоне ограничено линейными размерами существующих резисторов. Другим вариантом схемы суммирования является кольцевой мост длиной к. изображенный на рис. 7.3, особеиность которого заключается в использовании фазавращающего элемента, обеспечивающего фазовый сдвиг на 180° в одной из 1/4 дуг кольца. Достоинством такой схемы является широкополосность.

Находят применение мостовые схемы СВЧ сумматоров, выполненные в виде шлейфных направленных ответвителей (рис. 7.4,а); трехдецибельных направленных


вращателем.



ответвителей на сня.ипных полосковых волноводах с одним разомкнутым илсюм (рис. 7.4,6), а также многополюсные мостопыс схемы.

Шлейфный направленный ответвитель является модификацией мосговой схемы и представляет собой прямоугольный мост, удобный в- изготовлении, так как не требует изгиба плеч. Подключение к нему генераторов и нагрузок не вызывает существенных неоднородностей. Для выполнения условий баланса моста входные напряжения должны быть равны и сдвинуты но фазе на 90°.


Рис 7.4. Сумматор на шлейфиом направленном ответвителе (с) и иа ответвителе иа связанных полосковых волноводах (б).

Достоинством сумматоров мощности на трехдеци-бельных направленных ответвителях с одним разомкнутым плечом, является отсутствие балластных резисторов, что способствует уменьшению габаритов и снижению стоимости сумматоров.

Миогополюсные мостовые схемы представляют собой единое симметричное устройство с числом входов, равным числу суммируемых генераторов. Примером такой схемы для сложения колебаний трех генераторов является У-образный многополюсный мост (рис. 7.5,а). Недостатками такого моста являются: сложность экранировки, так как балластные резисторы не заземлены; через щели в местах подключения балластных резисторов к плечам возникает дополнительная взаимосвязь между генераторами. Этих недостатков нет у многополюсной мостовой схемы из сочлененных квадратов (рис. 7.5,6). Такая схема симметрична относительно нагрузки, балластная цепь расчленена на две части и каждый резистор заземлен. Различные пути токов между вxoдa)и / и 2 равны между собой или отличаются на Я/2, что создает нужные фазовые соотношения для обеспечения баланса. Принимая эту схему за исходную, можно по-

строить многонолюсный мост для сложения мощности трех (рис. 7.6,g) и более генераторов. Широкополосное п. моста, показанного на рис. 7.6,а, примерно в два pa.ia больше, чем У-образного. Область применения этих схем ограничивается числом суммируемых генераторов.


Zs

Рис 7.5 Мостовая схема суммирования мощностей трех генераторов (а) н многонолюсный мост из сочлененных квадратов (6).

их мощностью и длиной волны, с увеличением числа генераторов, усложняется узел, где соединяется (пЛ-\) волновод, появляются неоднородности и возникают высшие типы воли в местах сочленений.



Рис. 7.6. Широкополосный мостовой сумматор (с) и кольцевой балансный сумматор мощности трех генераторов (б).

Интересной модификацией многополюсной мостовой схемы является п-входной балансный кольцевой мост, позволяющий суммировать мощности /V генераторов, который конструктивно удобен для выполнения на полосковых волноводах.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95