Главная -> Многосвязные полосковые структуры 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 V О ----Ч>0,5Х Рис. 3.2. Зависимость нормированной фазовой скорости К = 0фР1/а) от отношения амплитуд быстрой и медленной падающей воли в первой линии при разной фазе г|) интерференционного множителя очевидно, означает наличие перекачки энергии из одной линии в другую, что сопровождается увеличением затухания в полосковой структуре. Этот режим работы не выгоден при построении фазовращателей, линий задержки, но полезен с точки зрения создания управляемых фильтрующих структур. Графики зависимости V {d, построены безотносительно характера изменения регулирующих сопротивлений 22 и Z\, следовательно, не для всех значений V схема рис. 3.1 физически реализуема. Вопрос о физической реализуемости заданных пределов регулировки или V, таким образом, не может быть решен без исследования других структур управляемых секций. Проводилось сравнение точного расчета на ЭВМ фазовой скорости по формулам работы [20], учитывающим характер изменения z2, 24 (в качестве них брались емкости) и расчета по формуле (3.1.7), которая не учитывает влияния отражений от правого конца связанных линий. Получены следующие значения Оф в первом случае для разных регулирующих емкостей: Ср = 0,01 пФ; Уф = 3,44-10м/с; Ср = 200 пф; Уф = 1,84-10м/с, во втором случае соответственно Уф = 3,62.10м/с; Уф= 1,67-10 м/с. Как видно, имеется удовлетворительное соответствие результатов расчета. Данные работы [20], где значения Уф получены экспериментально, также примерно соответствуют расчетным. 3.2. Регулировка параметров в структурах с несколькими источниками возбуждения* Расчет структур управляемых секций с четырьмя генераторами рассматривался в работе [61]. Обратимся сначала к схеме секции, содержащей когерентные генераторы с ЭДС Е\ и £2 (рис. 3.3). Допустим, что соотношение амплитуд генераторов изменяется. Это возможно осуществить с помощью делителя и двух фазостабильных аттенюаторов. В связанных линиях, как и в схеме на рис. 3.1, распространяется система волн, которую с допущениями одного порядка можно рассматривать как суперпозицию квази-Т волн. Однако физический процесс взаимодействия волн в присутствии двух генераторов Е\ и £2 становится более сложным, поскольку здесь осуществляется возбуждение вынужденных колебаний одновременно в обеих линиях. Очевидно также, что возможные пределы изменения Уф в структуре (рис. 3.3) будут зависеть не только от соотношения амплитуд напряжений генераторов, но и от разности их фаз. В предельных случаях схема на рис. 3.2 позволяет получить режимы возбуждения быстрой и медленной волн в чистом виде. Для расчета структуры (рис. 3.3) была составлена программа анализа квази-Т волн в СПЛ. Результаты расчета Уф при возбуждении связанных линий когерентными синфазны- * Результаты данного параграфа получены совместно с В. Н. Федоровым. г Рис. 3.3. Управляемая секция с двумя источниками возбуждения МИ генераторами приведены на рис. 3.4, 3.5. Первичные параметры связанных полосковых линий были такие; 2080 -1420 -1420 1439 2,154 0,200 0,200 0,215 , пФ/м , мкГн/м. Отношение амплитуд напряжений генераторов изменялось в пределах Е2/Е1 = О, ...,1. Графики зависимости от частоты (рис. 3.4) были рассчитаны на левом конце первой линии в точке х=0 по формуле (3.1.3) в конечно-разностном представлении. Зависимость Уф(/), изображенная на рис. 3.5, рассчитана в точке х=1, т. е. на правом конце первой линии. Анализ зависимости Vф от соотношения Е2/Е1 в частотном диапазоне позволяет сделать следующие важные выводы: 5 Заказ 0376 ъ
Рис. 3.4. Частотная зависимость фазовой скорости падающей волиы в первой линии в точке x=Q прн разных эдс £2 и £i = const Cf,p>ifO,MlC 3.0 200 300 f,mu, Рис. 3.5. Частотная зависимость фазовой скорости падающей волиы в первой линии в точке х=1 при разных эдс £2 и £i = const 1) изменение £2/1 в ограниченном частотном диапазоне (в рассматриваемом случае до 120 МГц) позволяет получить регулировку 1>ф в достаточно широких пределах; 2) фазовая скорость в СПЛ зависит от продольной координаты, что является следствием изменения соотношения амплитуд нормальных воли по длине. Последнее было показано в работе {23] н нашло подтверждение в наших расчетах применительно к исследуемым структурам управляемых секций. Заметим, что формула (3.1.7), записанная через обобщенные параметры (3.1.4) - (3.1.6), справедлива также и для структур с несколькими источниками, т. к. физический смысл d, п, ф сохраняется в силу их общности. Структура с £ и £2 позволяет получить rf6[0, оо[, что соответствует изменению V от 1 до п. Если при этом структура имеет малое затухание, то этот диапазон регулирования Vф следует считать предельно достижимым. Структура на рис. 3.3 является, по существу, теоретической моделью, которая может быть положена в основу разработки реальных устройств, реализующих принцип регулирования Уф за счет изменения соотношения амплитуд напряжений в связанных линиях указанным способом. Например, графики на рис. 3.4 показывают, что секция СПЛ (по рис. 3.3) служит в качестве фазового модулятора, на вход которого поступает два когерентных синфазных напряжения, амплитуда одного из которых и определяет закон фазовой модуляции выходного напряжения первой линии. На рис. 3.3 целесообразно изменять только £2. Это позволяет, как показали расчеты, сохранить \Uip\ ~ const в нешироком диапазоне частот. АЧХ и ФЧХ фазового модулятора показаны на рис. 3.6, 3.7. Устройство фазового модулятора дополняет ряд функциональных устройств, которые возможно создавать на основе двух- и многопроводных связанных полосковых линий с неуравновешенной электромагнитной связью. 3.3. Частотные и регулировочные характеристики секций В этом параграфе приведены расчетные и экспериментальные результаты исследования частотных и регулировочных характеристик управляемых секций. Под регулировочной характеристикой будем понимать зависимость какого-либо параметра секции (фазовой задержки ф, затухания Ь, К„ц) от величины сопротивления регулирующего элемента (p-i-n-диода, варикапа, индуктивности, емкости).
200 300 400 /Щ Рис. 3.6. Частотнаи зависимость модуля напряжения падающей волпы в первой линии Ui,(l) при разных £2 и £ = const
Рис. 3.7. Частотнаи зависимость фазы падающей волны напряжения в первой линии в точке х=/ при разных £г,£, = const |
© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95 |