Главная  Коаксиальные и полосковые линии (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

Йругои способ регулировки величины магнитной связи - изменение площади петли. Чем эта площадь больше, тем больше и коэффициент связи. Однако эта закономерность остается справедливой, пока длина проводника, находящегося в резонаторе и образующего пет-. лю, меньше четверти длины волны в свободном пространстве.

Наконец, резонаторы с малой нагруженной добротностью можно сделать на любых однородных ленточных линиях, включая на расстоянии Хл/2 какие-либо неоднородности, например штыри, замыкающие центральный проводник с заземленными пластинами. Такие резонаторы иа несимметричных -полосковых линиях с диэлектриком из стеклоткани, пропитанной фторопластом, имеют добротность около 100.


Рис. 68. Формы центральных проводников полосковых кольцевых распределителей.

а - распределитель обычного типа; б - распределитель па прямых отрезка.ч полосковых линий.

Кольцевые мосты. Из мостовых СВЧ схем наибольшее распространение в технике полосковых линий получили кольцевые мосты (распределители) из-за чрезвычайной простоты их изготовления по сравнению с аналогичными волноводиыми и коаксиальными устройствами.

На рис. 68,а показана форма центрального проводника такого моста. Для обеспечения лучшего согласования волновое сопротивление кольца делают в У2 раз больше волнового сопротивления боковых ветвей. . На более длинных волнах, где размеры кольца становятся большими, для уменьшения габаритов боковые плечи 3 -ц 4 удобно располагать внутри кольца, если к ним, например. Необходимо присоединить кpиcтaлличecк:e детекторы балансного (двухтактного) смесителя.

Кольцевой мост может быть выполнен и из прямоугольных отрезков полосковых линий, как это показано на рис. 68,6.

По принципу действия кольцевые мосты являются узкополосными устройствами. Это их самый существенный недостаток по сравнению с другими мостовыми схемами. Однако удовлетворительные характер-истики могут быть получены и здесь в диапазоне частот,



достаточйом дЯя многих практических случаев. Например, Мост, изображенный на рис. 68,й! в трехсантиметровом диапазоне волн, обладает следующими свойствами: ослабление энергии при переходе из плеча I в плечи 3 к 4 составляет 3±0,5 дБ в полосе частот 8,3-10 ГГц, а при переходе из плеча 1 в плечо 2 оно равно более 20 дБ в той же полосе, и более 30 дБ в полосе частот 8,9-9,3 ГГц. При этом согласование характеризуется значением КСВН в плече 1 менее 1,4 во всем диапазоне от 8,3 до 10 ГТц.

На полосковых линиях могут быть построены и мосты, сходные по своим свойствам с двойными волноводными тройниками, рассмотренными выще. Конструкция полосковых Т-мостов значительно сложнее, чем кольцевых.

Смесители. Все элементы, необходимые для сборки смесителей приемников, были рассмотрены выше. Это детекторные секции, направленные ответвители и кольцевые мосты.

Например, однотактный смеситель мойно получить, подключив ко входу / направленного ответвителя (рис. 66) антенну, ко входу 2 - детекторную головку, к линии 3 - гетеродин, а к линии 4 - поглощающую нагрузку. Переходное ослабление ответвителя должно быть около 20 дБ. Тогда принимаемый сигнал не будет заметно ответвляться в плечо 4. Сигнал промежуточной частоты с коаксиального вых-ода детектора подается непосредственно на усилитель промежуточной частоты.

С использованием кольцевого моста удобно сделать балансный смеситель. К плечам 3 к 4 (рис. 68,а) подключают одинаковые детекторные секции со специально подобранными кристаллическими детекторами, имеющими в максимально возможной степени идентичные характеристики. К плечу 2 присоединяется гетеродин, а к плечу 1 - антенна (через резонатор и аттенюатор).

Гетеродин проще всего собрать на отражательном клистроне (на сантиметровых волнах) или на металлокерамическом триоде (на дециметровых волнах). Коаксиальные выходы этих гетеродинов присоединяют к ленточному тракту через коаксиально-полосковые переходы.

Антенны и делители мощности. Для излучения и приема дециметровых и сантиметровых волн могут быть использованы обычно применяемые в этих диапазонах антенны. Для их подключения к аппаратуре на полосковых линиях должны быть применены коаксиально-полосковые или волноводно-полосковые переходы. Подобные антенны широко описаны в литературе, и мы их рассматривать не будем. Здесь же мы на одном примере покажем, как с помощью техники полосковых линий можно сделать остронаправ-ленные антенны, эффективно работающие даже на волнах примерно 3 см.

Прежде всего отметим один из основных принципов антенных устройств, заключающийся в том, что свойства антенны при излучении радиоволн, т. е. направленность, широкополосность, волновое сопротивление и пр., остаются неизменными при использовании ее в качестве приемной, если в антенне нет ферритовых или других нелинейных или невзаимных элементов. Основываясь на этом принципе, называемом принципом взаимности, в дальнейшем будем рассматривать только передающие антенны.

В'ернемся к рис. 60,6. Если убрать волновод 4, то излучающая щель 7 будет простейшей полосковой щелевой антенной. Если из таких щелей составить решетку и возбуждать все щели син-



Йфазно, то получится остропаправлеипая аптсииа. Свойства такой *аитенны аналогичны свойствам решетки, состоящей из полуволновых вибраторов. Чем больше синфазных элементов имеет антенна, тем выше ее направленность.

На рис. 69,а показана антенная решетка, состоящая из 16 щелей, предназначенная для работы на частотах 9,375±5% ГГц, а на рис. 69,6 - центральный проводник полоскового делителя мощности е.для ее питания, выполненный на симметричной полосковой линии. [Светлыми точками показаны металлические штыри, замыкающие [Заземленные пластины для предотвращения бокового паразитного излучения.


Рис. 69. Щелевая многоэлементная антенна на симметричных полоско-, вых линиях (а) и центральный проводник ее делителя мощности (б).

В плоскости Н (перпендикулярной плоскости пластины на рис. 69,а и проходящей посередине между центральными горизонтальными рядами щелей) расстояние между центрами щелей равно 1,92 Хо; ширина главного лепестка диаграммы направленности на уровне половинной мощности составляет 10°. В глоскости Е (перпендикулярной плоскости пластины на рис. 69,а и проходящей посередине между центральными вертикальными рядами щелей) расстояние равно 1,8 Хо, а ширина главного лепестка 11,7°.

Многоэлементные антенны для другого диапазона волн могут быть выполнены при пропорциональном изменении приведенных здесь размеров.

Антенные решетки на сантиметровых волнах в последнее время применяются сравнительно редко, в частности потому, что сложно сделать многочисленные разветвления основной питающей полой волноводной или коаксиальной линий. Эти трудности легко преодолеваются при использовании полосковых линий.

Рассмотрим подробнее делитель мощности, показанный на рис. 69,6. Он может быть разбит на два делителя: прогрессивный, отдельно показанный на рис. 70,а, и так называемый двукратный (рис. 70,6).

Прогрессивный делитель позволяет осуществить ответвление любого количества одинаковых порций СВЧ энергии, если потери в нем пренебрежимо малы. Важно только, чтобы электрическая длина каждой ветви отличалась от другой на целое число длин воли в полосковой линии Лд. Тогда амплитуда и фаза в каждом щелевом элементе антенны будут одинаковым!},



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