0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ср.пФ

Рис. 3.15. Зависимости фазового сдвига ф и затухании Ь от

величины регулирующей емкости Ср.---, -о--

расчетная и экспериментальная зависимость ф от Ср\

- -, - --- расчетная и экспериментальная

зависимость Ь от Ср

6,55 О

б

8 10

200 400

800 1000 /МГц

Рис. 3.16. Частотные зависимости затухания в секции,

управляемой сопротивлением Rp.---, -о---

расчетная и экспериментальная при Лр=6,8 Ом;- -,

- --расчетная и экспериментальная при Rp=5l Ом

420 КО 300

60 О

-Ю

Рис. 3.17. Фазочастотиые характеристики секции

с регулирующим сопротивлением Rp:---, -о--

расчетная и экспериментальная при Лр=6,8 Ом;--,

-#--то же при Лр=51 Ом

отмечалось, заключается в изменении фазовой скорости падающей волны в полосковой структуре и реакции устройства на включение сосредоточенных неоднородностей (регулирующих элементов). В работе [35] показано, что в секциях с малой электрической длиной происходит изменение волнового сопротиблеиия, фазовой и групповой скоростей. Свойства секций исследуются на физической модели, так называемой Э-линии.

В развитие отмеченных работ в данном параграфе приводятся результаты исследования трансформирующих свойств управляемых секций, в том числе с диссипацией энергии [79, 112].

Расчет и измерения проводились, в частности, на управляемой секции, поперечное сечение которой показано на рис. 3.20. Длина связанных полосок составляла 150 мм. В качестве регулирующих элементов использовались варикапы типа КБ 109В, на которые подавалось отрицательное смещение через развязывающую цепь. Параметры секции измерялись иа прибо-

6,35 ф.гроб

Рис. 3.18. Зависимости фазового сдвига ф и затухания b от регулирующего сопротивления rp-.

---, -о--расчет и эксперимент для

зависимости ф от rp-, - -, - --то же

для зависи.мости b от rp

ре Р4-11. Результаты экспериментальных зависимостей К„и от частоты при разных сопротивлениях нагрузки (/?hi = 37,5 Ом и /?Н2 = 25 Ом) показаны на рис. 3.21. Схема секции соответствует рис. 3.8,а. Из рис. 3.21 видно, что секция имеет характеристики, подобные четвертьволновому трансформатору волновых сопротивлений. При изменении напряжения смещения на варикапе происходит изменение Zp, вследствие чего волновое сопротивление основной линии также варьируется. Диапазон регулирования волнового сопротивления при выбранном варикапе составляет примерно от 35 до 43 Ом (соответствует значениям напряжения смещения 0,1-6 В).

Трансформирующие свойства секций сохраняются у несимметричных схем включения регулирующих элементов (см. рис. 3.8,б,б). Для сравнения различных вариантов построения секций были экспериментально исследованы и рассчитаны структуры, выполненные по рис. 3.8,б,в. Влияние схемы включения Zp на частотную зависимость Kcw приведено на рис. 3.22. Перемещение регулирующего элемента вызывает изменение

5,35 О

А

8 10

5 200 400 600 800 ЮОО /,МГц

Рис. 3.19. Частотная зависимость затухания b секции с несимметричным включением регулирующей емкости

Ср по схеме рис. 3.8, в:---, -о--расчет

и эксперимент при Ср = 12 пФ;---, ,

то же для Ср= 180 пФ

полоска2

полоска! \ планарный экран\ \

Рис. 3 20. Конструкция (поперечное сечение) связанных линий с неуравновещенной связью, использованных в управляемом четвертьволновом трансформаторе

частоты настройки трансформатора, что очевидно объясняется различным характером возбуждения нормальных составляющих волн. Вместе с изменением частоты настройки происходит изменение величины сопротивления нагрузки, для которой

m m m f,nru

Рис. 3.21. Частотиая зависимость К„ц

управляемой секции при разных величинах нагрузок и изменяющемся иапряжеиин смещения Uy иа варикапе

Рис. 3.22. Частотная зависимость К„и секций с тремя вариантами включения регулирующих элементов (варикапов); напряжение смещения 6 В (кроме кривой 2, показанной пунктиром)

наблюдается наилучшее согласование. Путем регулирования напряжения смещения на варикапе удается подобрать напряжение, соответствующее минимальному K v (кривые 2, пунктирная н сплошная линии на рис. 3.22). Расстройка по частоте прн включении Zp на левом или-правом конце лнннн 2 получается значительно больше, чем для схемы на рнс. 3.8,а.

Сравнение характеристик схемы рнс. 3.8,а с обычным

четвертьволновым трансформатором показало идентичность частотной зависимости К„и в пределах неизбежных ошибок воспроизведения одиночной линии путем удаления верхней полоски (см. рис. 3.20) и диэлектрического слоя с ег=10 и наращивания оставшейся полоски до необходимой ширины.

Введение в схемы управляемых секций активных сопротивлений приводит к возрастанию потерь. Трансформирующие свойства в этом случае проявляются вместе с поглощением энергии. На рнс. 3.23 показана экспериментально измеренная

f г 3 4 S и^ я

Рис. 3.23. Регулировочная характеристика затухания секции, управляемой р-i-п-диодом

регулировочная характеристика секции, в которой в качестве управляющего элемента использовался p-i-л-днод типа КА 51 OA. Из графика зависимости затухания от тока прямо-смещенного р-i-л-диода видно, что затухание ограничено величиной 64 дБ. Причина этого - относительно небольшая связь между линиями. Частотная зависимость К„и при токе смещения днода / =0,03 мА (рнс. 3.24) дает представление об изменении трансформирующих свойств в сравнении со случаем управления емкостью варикапа.

Приведенные результаты исследования трансформирующих свойств управляемых секций могут быть использованы прн поиске структурных схем разнообразных устройств: трансформаторов волновых сопротивлений [80], фазовращателей [72]. Это дает возможность уже на стадии НИР придать некоторую унификацию конструктивным решениям без ущерба обеднения выполняемых устройствами функций. Трансформирую-