Из всей совокупности параметров, характеризующих УС как четырехполюсник, рассмотрим лишь основные: фазовую задержку ф, ФЧХ, вносимое затухание Ь и коэффициент стоячей волны Ксти-

Представляет интерес рассмотреть УС, в качестве регулирующих элементов которых служат индуктивность Lp, активное сопротивление Rp и емкость Ср с включением их по схеме на рис. 3.8. Комбинация схем на этом рисунке дает возможность построить управляемые секции с разными свойствами.

Расчет параметров секций проводился на ЭВМ по данным глав 1, 2. Конструкция поперечного сечения СПЛ показана на рис. 3.9. Длина связанных линий составляла /=59,0 мм. Погонные параметры, рассчитанные методом сеток, были такие:

459.47 -409.94

-409.94 472.45

; пФ/м, L =

0.24659 0.11485 0.11485 0.17805

, мкГн/м.

На рис. 3.10, 3.11 приведены характеристики УС (затухание и ФЧХ) с включением Lp в центре управляющей полоски. Рис. ЗЛ2 дает представление о регулировочной характеристике. В такой же последовательности рис. 3.16-3.18 отражают характеристики управляемой секции с изменяющимся активным сопротивлением Rp регулирующего элемента. Зависимости (рис. 3.13-3.15) затухания, фазы от частоты и фазы и затухания от величины емкости Ср регулирующего элемента, как расчетные, так и экспериментальные, построены для секции с теми же первичными параметрами и схемой включения регулирующего элемента. Из рис. 3.10, 3.11 видно, что секция, управляемая индуктивностью Lp, является диспергирующей

руктурой. ФЧХ линейна лишь в ограниченном диапазоне стот и регулирующих индуктивностей. При этом с.изменением Lp происходит перестройка частот резонанса секции (см. рис. 3.10). По характеру вносимого затухания секция имеет характеристики режекторного фильтра. С увеличением Lp частота резонанса сдвигается в область нижних частот и уже при Lp>5-10~ Гн ФЧХ и АЧХ совпадают с характеристикой секции, управляющая полоска которой не шунтируется сопротивлением регулирующего элемента Zp. Однако и в этом случае секция не является всепропускающей схемой в отличие от секции на СПЛ с уравновешенной связью [62], что впервые было показано в работе [48] и подтверждено в работе [59].

Фазовый сдвиг ф на фиксированной частоте =300 МГц при изменении Lp от оо до 10 ** Гн (рис. 3.11) остается практи-

Рис. 3.8. Варианты включения регулирующих элементов в схемах управляемых секций иа связанных линиях

.. 4 ..

zzzzzzzzzzz

и

Рис. 3.9. Конструкции (поперечное сечение) связанных полосковых линий с иеуравиовешеииой связью

8.86

Рис. 3.10. Частотные зависимости затухания в секции

с регулирующей индуктивностью L,:---, ---

расчет при i =20 и 5 мкГи соответственно; -о-, - --

эксперимент при тех же L,

чески неизменным, затем происходит его скачкообразное изменение и резкое возрастание вносимого затухания. При Lp > 10~ Гн ф также мало меняется. Наибольшее изменение ф от Lp наблюдается на частоте выше резонансной, но близость частоты режекции к эффективной области управления ф не дает возможности использовать на практике регулировку ф

(р.град

/.МГц

Рис. 3.11. Фазочастотиые характеристики секции с регулирующей индуктивностью ---, - --

расчет при L,=20 и L,=5 мкГи соответствен ио;

-о-. - --эксперимент при тех же регулирующих

иидуктивиостях

8,35 <p,zpaS

б О

О -40

5 to

Рис. 3.12. Зависимости фазового сдвига ф и вносимого затухания от величины регулирующей иидуктивиости

p----расчетная зависимость ф от L.\ -о

экспериментальная ф;- -, расчегная

и экспериментальная зависимости соответствеиио для Ь от регулирующей нидуктианости

иидуктивиостью. к иазваииому обстоятельству следует добавить трудности практической реализации индуктивного регулирующего элемента с широкими пределами изменения Lp, особенно электрическим путем. Тем ие менее перестройка частоты резонанса секции вариацией Lp с ее особенностью для СПЛ с иеуравиовешеииой связью (возиикиовеиие резонанса даже при Lp = оо) может быть с успехом использована для создания перестраиваемых режекториых и других фильтров.

Секция, регулируемая Rp, имеет менее ярко выраженные фильтрующие свойства (рис. 3.16) за счет поглощения части энергии иа регулирующем элементе. Анализ ФЧХ таких секций показывает, что плавная регулировка фазы возможна иа низких частотах, когда фазовая задержка в секции ие превышает примерно 120 град. Регулировочные характеристики (рис. 3.18) иа частоте 300 МГц подтверждают, что изменение ф сопровождается внесением затухания Ь. Даииое свойство может быть использовано при создании аттенюаторов иа основе управляемых секций. Графики иа рис. 3.16-3.18 показывают возможность построения фазовращателей, управляемых p-i-л-диодами: дискретных с малыми потерями и плавных с изменяющимися в определенных пределах потерями.

Сопоставление АЧХ, ФЧХ и регулировочных характеристик секции, управляемой емкостью Ср с ранее приведенными показывает, что такая секция до частоты резонанса наиболее пригодна для перестройки фазового сдвига ф. При этом в ограниченном диапазоне частот и регулирующих емкостей ФЧХ близка к лииейиой, затухание мало (рис. 3.13-3.15).

Включение регулирующих элементов по схеме иа рис. 3.8, б, в качественно не изменяет регулировочные характеристики управляемых секций, влияя существенно иа положение первой резонансной частоты (рис. 3.19) [114].

Таким образом, расчетные и экспериментальные частотные характеристики управляемых секций позволяют классифицировать их как звенья с фильтрующими свойствами с теми дополнительными функциональными возможностями, которые отмечены выше.

3.4. Трансформирующие свойства управляемых секций

В работах [20, 35] раскрыт механизм регулирования фазового сдвига в управляемых секциях иа СПЛ с иеуравиовешеииой электромагнитной связью. Суть механизма, как это уже

Рис. 3.13. Частотные зависимости затухания в секции

с регулирующей емкостью С^:---, о оасчет

и эксперимент при С,= 12 пф; - ,

расчет и эксперимент при Ср=180 пф

tp, град

60 О

Рис. 3.14. Фазочастотиые характеристики секции

с регулирующей емкостью Ср.---, о оасчетиая

и экспериментальная при С;,= 12 пф; н - :иаи

расчетная и экспериментальнаяпри С,= 180 пф