Рис. 4.7. Конструкция управлиемой секции фазовращателя на диапазон частот до 700 МГц

6М

Рис. 4.8. Частотная зависимость потерь в плавно регулируемом фазовращателе на диапазон частот до 700 МГц

Рис. 4.9. Регулировочная характеристика плавно регулируемого фазовращатели на частоте 400 МГц а виде зависимости регулируемого фазового сдвига Л<р от величины управляющего напряжении Uy

4-8 ГГц) проектируются на СПЛ с лицевой связью [72]. Согласование в таких конструкциях достигается путем оптимизации по величинам регулирующих емкостей, которые могут быть или емкостями варикапов (плавно-регулируемые фазовращатели), или конструктивными емкостями, коммутируемыми на экранирующий корпус р-i-п-диодамн.Оптнмн-зацня таких конструкций, как правило, дает управляемый ступенчатый переход, который в исходном состоянии наименьшего сдвига уподобляется переходу с небольшим перепадом волновых сопротивлений, а в состоянии наибольшего фазового сдвига - с возрастающим перепадом [72]. Хорошее согласование достигается лишь при тщательном подборе емкостей регулирующих элементов.

4.2. Фильтры

Функциональные возможности перестраиваемых фильтров на связанных линиях с Т-волнами [2, 8] ограничиваются теми физическими закономерностями, которые свойственны структурам подобного типа. Очевидно, что главная из них - изменение частоты резонанса прн внесении сосредоточенной или распределенной неоднородности.

В работах [48, 59] были рассмотрены фильтрующие свойства секций на СПЛ с неоднородным в поперечном сеченни

диэлектриком. Г. М. Аристархов и Ю. П. Вершинин провели классификацию звеньев фильтров и исследование их частотных характеристик с учетом неуравновешенности электромагнитной связи. В. П. Ивашкой [23] выполнен анализ фазовых и энергетических характеристик в СПЛ и фильтрах иа их основе. В. М. Красноперкин, Г. С. Самохин и Р. А. Силин [76] анализировали влияние неуравновешенности связи на параметры фильтров. Ниже на основе работ [59, 60, 86] и п. 3.3 показывается практическая целесообразность применения управляемых режекториых фильтров на СПЛ с неуравновешенной связью.

Схема перестраиваемых емкостью режекториых фильтров изображена на рис. 4.10,а. Одна из конструкций [60] содержала СПЛ с лицевой связью, а перестройка велась с помощью емкостного винта (рис. 4.10,6). Экспериментально измеренная частотная зависимость затухания фильтра в зависимости от зазора б емкостного винта диаметром 9 мм приведена на рис. 4.11. Достигнутый предел перестройки частоты запирания составил от 2 до 3 ГГц.

С

□

Рис. 4.10. Конструкция механически перестраиваемого режекторного фильтра (б) и его эквивалентная схема (а) (ei=2,6; 2=5,5)

3.0 f.rrii

Рис. 4.11. Частотная зависимость затухания механически перестраиваемого режекторного фильтра при разных зазорах емкостного винта в

Характеристики режекторного фильтра на СПЛ с планарно расположенными полосками, управляемого варикапами, изображены на рис. 4.12. Конструкция СПЛ была такая: ширина полосок w=3,2 мм, зазор между линиями 5=0,1 мм, материал ФЛАН-5 толщиной 2 мм. В качестве регулирующего элемента использовался варикап с коэффициентом регулиро-

Рис. 4.12. Зависимость затухания от частоты электрически перестраиваемого режекторного фильтра:--

расчет при Uy=0; ---расчет при Uy=2 В;

--г---расчет при t/y=20 В; о о о о, ,

д д д-эксперимент соответственного при t/y=0, 2, 20 В

вання емкости Cpm /Cpmi =3,5. Прн этом перестройка резонансной частоты составила /pmax/fpniin= 1.3. Интересно отметить, что увеличение емкости Ср приводит к ухудшению характеристик фильтра. Видимо это связано как с уменьшением добротности варикапа, так и с возрастанием роли Ср в образовании режима стоячей волны. Прн большой Ср структура (см. рнс. 4.9) превращается в четвертьволновый режекторный фильтр. В этом случае нз-за сравнительно большой связн между линиями изменяется входное сопротивление на нерезонансных частотах, а крутизна скатов АЧХ по затуханию уменьшается. Прн маленьких Ср резонанс получается близким к полуволновому, н в данном случае перестройка емкостью более эффективна. Таким образом, режекторные фильтры на СПЛ с неуравновешенной связью имеют более широкий диапазон перестройки, чем аналогичные фильтры на линиях с уравновешенной связью.

В заключение отметим, что возможности построения перестраиваемых фильтров на СПЛ с неуравновешенной связью не ограничиваются режекторнымн фильтрами. Так, в работах [70, 71] можно найтн сведения о перестраиваемых ФНЧ. Очевидно также, что целенаправленное введение неуравновешенности связн позволит получить дополнительные функциональные возможности перестраиваемых ППФ [69].

4.3. Регулируемые направленные ответвители (НО)

Регулируемые направленные ответвители на связанных линиях могут быть сконструированы как минимум на трехпроводных связанных линиях. Принципиальная возможность построения регулируемых НО следует нз того факта, что в СПЛ, содержащих управляющую полоску и регулирующие сосредоточенные элементы, возможно квазираспределенное управление параметрами связанных полосок [20]. Конечно, такая интерпретация весьма сложных волновых процессов не бесспорна, но она дает возможность целенаправленного использования всех функциональных возможностей управляемых МСПС.

Направленный ответвитель с переменной связью на связанных полосковых линиях описан в работе [90]. Согласно описанию такого НО глубина регулирования переходного ослабления лежит в пределах от 10 до 20 дБ. Регулировка связн достигается тем, что в область связн между основной и вспомогательной линиями введены отрезки линий, коммутируемые на экранируемый корпус р-t-л-днодами. Примерно такой же

принцип положен в основу работы НО, регулируемого варикапами [91].

Регулируемый НО на основе МСПЛ, описанный в работе [92], содержит связанные полосковые лнннн, расположенные на горизонтальной и вертикальной подложках (рнс. 4.13).

Рнс. 4.13. Конструкция поперечного сечения регулируемого направленного ответвителя

Проводники /, 2, 3 горизонтальной решетки (на рисунке обозначены соответствующими позициями проводники только правой половины симметричной относительно вертикальной осн конструкции связанных линий) нанесены на диэлектрическую подложку 8 с металлизированным основанием 9. В прорезь в подложке 8 вставлена подложка 7. На подложку 7 нанесены проводники 4, 5, 6 вертикальной решетки. Проводники /-6 образуют группу Л, обведенную штриховой линией на рнс. 4.14. Проводники /, 2, 3 горизонтальной решетки соединены параллельно регулирующими диодами, которые по постоянному току, благодаря включению нх в схему через разделительные емкости, управляются независимо друг от друга. Проводники 4, 5, 6 вертикальной решетки также соединены параллельно. Вторая группа проводников 5 и нх соединения полностью идентичны.

Регулируемый НО работает следующим образом. Когда сопротивление регулирующих диодов VD\ - VDA минимально, а сопротивление днодов VDb-VDld максимально, проводники горизонтальной решетки оказываются соединены параллельно, а проводники вертикальной решетки отключены. Прн этом группа В находится в таком же состоянии, так что группы А н В, связь между которыми осуществляется главным образом через проводники вертикальных решеток, имеют слабую электромагнитную связь. Шнрнна проводников горизонтальной