Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Фильтры СВЧ 

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 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

векции и теплового излучения что коэффициент излучения стенок волновода равен 0,3, а также, что рассеяние мощности на еди- в. ницу площади в стенках

&

волиовода одинаково для всех стенок. Когда температура окружающей среды не равна 40°С (эта температура принимается за эталон), то из кривых, приведенных на рис. 15.02.9, необходимо найти поправочный множитель F к допустимой средней мощности.

Стоячие волны в волноводах снижают их допустимую среднюю мощность для данного допустимого повышения температуры, так как они создают вдоль стенок волновода области местного перегрева.

Теплопроводность медных волноводов достаточно велика, и поэтому заметное количество тепла от указанных областей перегрева растекается вдоль оси волновода, понижая, таким образом, их температуру. На рис. ,15.02Л0 приведены кривые коэффициента снижения номинальной мощности как для медного волновода, так и для гипотетического волновода, в котором отсутствует осевой перенос тепла. Кривыми на рис. 15.02.10а следует пользоваться, когда мощность, передаваемая в нагрузку, постоии-иа, а кривыми на рис. 15.02.106 - при постоянной величине мощности волны на входе волновода.

Направленные ответвители. Ответвители были уже показаны на нескольких схемах рис. 15.01.3. Об уровне .допустимой мощности ответвителей с короткой щелью известно мало. Приближенно найдено'), что допустимаи мощность трехдецибельного ответви-

е W га зв м so so

Рис. 15.02.9. Теоретические зависимости поправочного множителя дли допустимой средней мощности прямоугольного волновода от температуры окружающей среды Та при различных температурах 7 стенок волновода. Сплошные лнннн относятся к волноводу типа WR -2300. в пуиктприые - к волноводу типа

) Частное сообщение Рибле (Н. I. Riblet), Янгу (L. Joung) 9 июля 1962. В подтверждение его заметим, п-о сс-гласно недавно проведенным намерениям в Стэнфордском исследовательском институте (SR1) допустимая мощность ответвителя со связью в боковой стенке составляет 70% от полной мощности однородного волновода, а ответвителя с отверстием связи в широкой стенке - 40%. - 332 -

Асимт

KHtJl


теля с отверстием связи О в боковой стенке волновода колеблется в пределах от полной мощности волновода н до 1/3 ее. Трехдецибельиый ответвитель с отверстием связи в широкой стенке менее пригоден для работы в условиях высоких мощностей и обычно пробивается при 1/4 допустимой мощности волновода.

Допустимая мощность шлейфных ответвителей в первом приближеинн не зависит от коэффициента связи, а также от отношения волновых сопротивлений шлейфа и главного волновода. Уровень ее в значительной степени определяется радиусами углов волновод- ,502 Зависимости коэффициента сни-ных I-образных сочлене- ження допустимой средней мощности Кс от НИИ и может быть рас- ксв:

считан с помощью гра- - при условии передачп в нагрузку посто-фиков, приведенных на мощности; 6 - при условии, что мощ-

1С по с тт ность падающей волны (иа входе волновода)

рис. 15.02.5. Допустимую сохраняется постоянной,

мощность легко довести кривая / - для медного волиовода: кривая 2 - при ЛО 40% от допустимой отсутствии осевого переноса тепла. Пунктиром пока--iu /о д.иыу^,1ими заио асимптотическое стремление кривых к иу-

МОЩНОСТИ В волноводе н к =иачеииям 0.46 и 0.2S

(как в примерев §13.14),

и вероятно, ее можно было бы увеличить до 60 или 70%, удвоив радиус угла, используемый в указанном примере.

15.03. Теоретическое определение допустимой импульсной пощности для фильтров с непосредствениой связью

В данном параграфе рассматривается вопрос о допустимой импульсной мощности полоснопропускающих фильтров типа, представленного на рис. 15.03.lo с частотной характеристикой, показанной на рис. 15.03.le. Приводимые здесь расчетные данныепред-наэначены, главным образом, для уэкополосных фильтров и выражены через элементы фильтра-прототипа нижних частот, приведенного на рис. 15.03.1г. Объемные резонаторы, которые образуют фильтр, можно изготовить из линий передачи с любой фор-- 3,33 -



мой поперечного сечения, а нагружающие передающие линии могут иметь либо такие же, .как у резонаторов, либо иные поперечные сечения.

Уровень допусти.мой -импульсной мощности ограничивается величиной пробивного напряжения в тех участках внутри фильтра, где создается высокая напряженность электрического поля. Лри использовании обычных индуктивных отверстий связи между резонаторами максимумы электрического поля возникают не в отверстиях, а внутри объемных резонаторов, как это схематически показано на рис. 16.03.1о.

Допустимая импульсная мощность узкополосных фильтров в середине полосы пропускания. В узкополосных фильтрах вопрос о допустимой мощности может стать серьезной проблемой. Большинство расчетов таких фильтров основано на использовании схемы фильтра-прототипа нижних частот (см. гл. 4), и они обычно хорошо согласованы в середине полосы пропускания. Поэтому вначале ограничимся рассмотрением узкополооных фильтров, которые являются неотражающими в середине полосы пропускания. Общая точная формула будет приведена позднее (ф-ла (15.03.4)].

Обозначим импульсную мощность (т. е. уровень мощности в течение короткого импульса), прн передаче которой через фильтр I ...Линии тгщ/зки-.


Рис. 15.03.1. Схемы волноводиого полосиопропускающего фильтра (а), его прототипа нижних частот (г) и ик характеристики (э и 61 - 334 -

с п резонаторами только начинается пробой в А-м объемном резонаторе, через Pqi. Тогда, как будет показано в конце данного лараграфа, получим (независимое доказательство этого положения привевено также в работе (38]), что на средней частоте полосы пропускания ]и

(15.03.1)

уровень допустимой импульсной мощности согласованного волновода того же сечения, что и резонатор; значение P k для f=h;

длина волны в волноводном резонаторе на частоте fo; длина волны в свободном пространстве яа частоте/о; г - длина резонатора, выраженная в половина.х длины

волны в волноводе; --относительная ширина полосы пропускания;

gh - соответствующий элемент в схеме фильтра-прототипа нижних частот, значения элементов которого нормированы таким образом, что gii= 1.

Поскольку величины элементов gk в фильтренпрототипе нижних частот не всегда должны быть одинаковыми, допустимая импульсная мощность всего фильтра ограничивается напряжением пробои в резонаторе, связанно.ч с наибольшей величиной gt.

Когда нее элементы прототипа нижних частот равны, допустимая импульсная мощность фильтра в середине полосы пропускания будет максимальной для заданной избирательности по соседнему каналу. Применение равноэлементного прототипа, кроме того, приводит приблизительно к минимальным потерям рассеяния (Д/.л)о в середине полосы пропускания при заданных добротностях резонаторов и избирательности по соседнему каналу, как это уже рассматривалось в §§ 6.14 и 11.07.

В табл. 15.03.1 приведены формулы для расчета допустимых импульсных мощностей некоторых линий передачи, а также для допустимой импульсной мощности {Pihio в середине полосы пропускания объемных резонаторов, построенных иэ этих линий. Указанные формулы получены на основе ф-лы (15.03.1). Как будет видно далее из материала данного параграфа, уровень допустимой мощности вблизи края полосы пропускания меньше, чем Е ее середине. Множитель -(?iAe)4}. встречающийся в

табл. 15.03.1, в крайней справа колонке, представляет собой безразмерную функцию отношения рабочей длины волны к критической длине волны; его величина обычно лежит между значениями 3 и 4.

Для удобства расчетов на рис. 15.03.2 даны графики допустимой импульсной мощности (Pqh)o для резонаторов с воздушным - 335 -



ФОРМУЛЫ для РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ ИМПУЛЫ;НЫХ мощностей НШОТОРШ ПЕРЕДАЮЩИХ линии И ОБРАЗОВАННЫХ ИЗ НИХ OEliZ РИОн РОВ

Тип линии передачи

Допус

Е<ритическая длина волны

TEjo волна

0,14,2 А я, а

ТЕ 0,144

волна

ТЕо, волна 0,625

3,415а

ТЕЛ1 волна 1.29*2

ТЕМ волна 1Л05&2

Максимальная

импульсная MOMUfocib при работе на крп-ттеско длине волны Яс J;ep-вого колебания высшего поряд ка типа ТЕ

Критическая длина волны

первого колеба ния высшего

порядка типа ТЕ

Допустимая импульсная мощность иа Средней частоте л-секционного фильтра при начале пробоя в резо-

g rato

204

g* I i.

!tl

g* ю,

2.03-г

g*M,

1,74-

Bk o>; fe

1,87

g Ш,

..ilLlSПРМп .гается. что устройства аполиены воздухом при атмосферном давлении н пробивная напряженность поля равна 29 л-в/сл.

нее размеры н длины боли даются в сантиметрах; частоты / и /р-в гигагерцах; мощности н ( р^)-р - в мегаваттах: - критическая частота волновода; а)- (и,- = -(Л /)Jo - отиоснтелшан полоса; m - число полуволн в резоинторак. параметры Ю| определены иа риг. (5.03.1 (где счптветсн. что пронормированы так. чтобы g-i).

у

1 1

-inaT -

1 1

&

Тч to to To 5 г*

Рнс. !...03.?. Кривые допустимий импульсной мощности в середине по.тосы СРуо

п резонаторного фильтра при начале пробоя в резонаторе k. Частота ,% - в Гг((. мощность (P fc)D- в Мет. Определения параметров приведены в тавп. 15.03.1

заполнением, работающих при атмосферном давлении. Если резонаторы заполнены каким-либо другим газом или давление отличается от атмосферного, то для определения допустимой мощности в середине полосы пропускания фильтра следует пользоваться этими графика.ми совместно с поправочными коэффициентами, при-веденны,ми на рис. 15.02.2.

Зависимость допустимой импульсной мощности узкополосных фильтров от частоты. Значения максимумов электрического поля в различных резонаторах полоснопропускающего фильтра изменяются с частотой. Самый простой путь определения этого изме-- 337 -



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 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

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