в каждом поперечном сечении экспоненциальной линии на расстоянии X от короткозамкнутого конца (рис. 49) коаксиальная линия нагружена на активное сопротивление, равное сумме последовательно соединенных сопротивления R, равного части .о на длине I-x:lR = ==iRo(l-x)ll], и сопротивления экспоненциальной линии в сечении х, равного RsKc, причем R+Rsrc=/picmeb/Z(,.

При конструировании этих нагрузок необходимо обеспечить постоянство диаметра d в области резистора и равномерность сопротивления слоя на длине I. Кроме того, длина экспоненциальной линии должна быть не слишком малой, т. е. должна быть больше D в 2-3 раза.

Рис. 50. Эквивалентные схемы фиксированного ослабителя.

а - П-образкЕЯ; б - Т-образкая.

Фиксированные ослабители, а также ячейки переменных аттенюаторов со ступенчатым изменением ослабления на омических сопротивлениях могут быть рассчитаны на данное значение ослабления как цепочки с сосредоточенными сопротивлениями. Для этого рассмотрим эквивалентные схемы рис. 50.

Пусть нам задано значение ослабления N дБ на участке от сечения АБ до сечения ВГ. Надо определить сопротивления Ri и i?2, например, П-образной схемы так, чтобы суммарное сопротивление, подключенное к точкам АБ, равнялось волновому сопротивлению коаксиальной линии 2о, а напряжение на правом сопротивлении Ri было настолько меньше, чем на левом сопротивлении Ri, как если бы мощность СВЧ сигнала при переходе от сечения АБ к сечению ВГ уменьшилась на N дБ. Это первое условие для расчета параметров эквивалентной схемы.

Расчет сопротивлений Ri и R2 обычно проводят, считая, что к' клеммам ВГ подключена согласованнан коаксиальная линия, т. е. подключено активное сопротивление, равное волновому сопротивлению Zo. В данном случае расчет можно вести так же, как и в схеме на постоянном токе.

По заданному значению N в децибелах необходимо определить ослабление мощности в разах Л/р (см. стр. 6, 51). Тогда (f/i/f/2)= =Л/р.

Другим условием расчета сопротивлений является то, что в схеме на рис. 50 к клеммам АБ вместо ослабителя должно быть подключено сопротивление Zo.

Из рассмотренных двух условий можно получить следующие расчетные формулы для сопротивлений Ri и R2 П-образной схемы (рис. бО,й):

Аналогичным путем можно вывести расчетные формулы и для Т-образной схемы, изображенной на рис. 50,6.

Детекторные головки. Принцип устройства детекторных головок в любой линии передачи одинаков. Необходимо обеспечить замкнутый путь как высокочастотным токам, так и вьшрямленному току - постоянному или току низкой частоты. Замкнутый путь высокочастотным токам обычно обеспечивается через конденсатор емкостью несколько единиц пикофарад. По выпрямленному току необходимо иметь замкнутую гальваническую цепь.

В.ЧбкоВ

aZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZXt

Рис. 51. Принципиальная конструктивная схема нена-страиваемой коаксиальной детекторной головки.

/ - осковкая коаксиальная линия: 2 - кристаллический детектор; 3 - высокочастотный дроссель; i - низкочастотный коаксиальный разъем (для подключения осциллографа или микроамперметра).

Дополнительным требованием к детекторным головкам является предотвращение попадания высокочастотных токов во внешнюю цепь постоянного тока, а точнее - в измерительный прибор или во входные цепи осциллографа. С другой стороны, необходимо обеспечить при данном уровне мощности СВЧ колебаний прохождение максимального высокочастотного тока через детектор. Это требует расположения детектора в области максимума высокочастотного тока.

Наконец, чтобы работа детекторной головки не зависела от частоты, т. е. чтобы детекторная головка работала независимо от уровня согласования в тракте, КСВН детекторной головки в высокочас-

тотном тракте должен быть возможно лучшим. Последнее является довольно сложной конструктивной задачей, примеры успешного решения которой ттоявились лишь в последние годы.

На рис. 51 .представлен схематический чертеж неперестраивае-мой коаксиальной детекторной головки. В ней выполнены указанные выше требования.

Недостатками этой детекторной головки являются ее сравнительная узкополосиость, так как длина высокочастотного дросселя равна Ы-4,где %о - средняя волна рабочего диапазона, а также плохое согласование с высокочастотным трактом (КСВН=2-ьЗ), так как сопротивление детекторов в направлении пропускания тока равно несколько сотен Ом, т. е. далеко от волнового сопротивления коаксиальной линии. Читателю полезно проследить на рис. 51 за путями высокочастотного и выпрямленного токов, считая, что слева от рисунка имеется СВЧ генератор, у которого между наружным и центральным проводниками коаксиальной линии подключено внутреннее сопротивление, равное волновому сопротивлению коаксиальной линии, а к низкочастотному коаксиальному разъему подключен микроамперметр, через который также обеспечено прохождение выпрямленного тока от наружного проводника к внутреннему.

Рассмотрим работу высокочастотного дросселя (рис. 51). Входное сопротивление коаксиальной линии в точках аб равно сумме входных сопротивлений между точками ав и вб. Входное сопротивление между точками вб стремится к бесконечности (т. е. в десятки и сотни раз больше волнового сопротивления линии), так как длина дросселя равна четверти длины волны в свободном пространстве на средней частоте рабочего диапазона. К этому большому сопротивлению подключено последовательно небольшое сопротивление (между точками ав), равное волновому сопротивлению коаксиальной линии, внутренний проводник которой является частью дросселя между точками б и б, а наружный - между точками сиг. Следовательно, в области ответвления коаксиальной линии к измерительному прибору, где отмечены точки с, б и б, имеется узел стоячей волны высокочастотного тока. Поэтому в коаксиальную линию, расположенную между точками а и г, не ответвляется высокочастотная энергия. Этому способствует еще и то, что входное сопротивление между точками а к в меньше волнового сопротивления этой линии за счет трансформации сопротивления из точек гд в точки ав через четвертьволновый трансформатор с очень низким волновым сопротивлением (см. формулу для Zok на стр. 65).

Представленная на рис. 51 ненастраиваемая детекторная головка удовлетворительно работает при изменении частоты яа 10-20%. Сушествуют также настраиваемые детекторные головки, у которых путем подстройки удается получить хороший КСВН в высокочастотном тракте, но только в узком диапазоне частот.

КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ

Коаксиальные кабели, предназначенные для работы в СВЧ диа-(гпазопе, называются еще радиочастотными кабелями. Это гибкие ко- аксиальные линии. Они применяются не только в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн, но и на длинных, средних и коротких волнах радиовещательного диапазона, а также во многих низкочастотных устройствах систем автоматики и телемеханики.