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

вертикального отклонения луча осциллографа должны бь:Ть такими, чтобы при полностью введенном одном из переменных аттенюаторов на экране осциллографа можно было бы получить изображение амплитуды низкочастотного сигнала, снимаемого с детекторной головки, от половины до полного размера осциллографической трубки.

Для проведения градуировки на требуемой частоте на детекторную головку необходимо подать такой уровень СВЧ мощности, прп котором детектор работал бы на строго квадратичном участке своей характеристики. В этом случае амплитуда сигнала на экране осциллографа будет линейно зависеть от СВЧ мощности Р у детекторной

ч

б

С

-=----N-- -f -

В Ч тракт НЧ. тракт

Рис. 62. Функциональная схема установки для градуировки переменных аттенюаторов.

/ ,г- СВЧ генератор с регулируемой выходной мощностью и волномером; 2 - фиксированный развязывающий аттенюатор (7 15 дБ); 3 - град иру мый переменный аттенюатор; 4 - неградуированный вспомогательный переменный аттенюатор, 5 - детекторная головка; ff -усилитель низкой частоты; 7 - осциллограф.

ГОЛОВКИ, а ток- детектора /дет , причем п=\. Если мощность СВЧ сигнала существенно превышает этот уровень, то и<1, а еспи существенно меньше, то и>1. Выйти на квадратичный участок можно следующим образом.

Введем полностью вспомогательный аттенюатор 4 (рис. 62), а градуируемый аттенюатор 3 полностью выведем. Регулировкой выходной мощности СВЧ генератора, и усиления в низкочастотном тракте установим на экране осциллографа амплитуду сигнала, скажем, 80 мм. Введем градуируемый аттенюатор настолько (на А делений механизма перемещения подвижной поглощающей пластины), чтобы амплитуда сигнала на экране осциллографа уменьшилась вдвое и стала равной 40 мм. Если бы характеристика детектора была квадратичной, то это.му положению А соответствовала бы величина ослабления градуируемого аттенюатора 3 дБ. Но пока мы еще не убедились, что работаем на квадратичном участке характеристики детектора. Поэтому выполним следующие операции.

Выведем вспомогательный аттенюатор настолько (деление Б механизма перемещения поглощающей пластины), чтобы восстановить на экране осциллографа прежнюю амплитуду 80 мм. Подчеркнем, что это деление Б соответствует уменьшению ослабления вспомогательного аттенюатора от своего макси.мального значения ровно а 3 дБ, если характеристика детектора квадратична.

Введем градуируемый аттенюатор дальше положения А {В делений механизма перемещения, причем В>А), чтобы на экране осциллографа снова получить амплитуду сигнала 40 .мм. Если теперь .Мы введем вспомогательный поглощающий аттенюатор па максимальное Ослабление и на эграие осциллографа получим сигнал с амплитудой 20 мм, то характеристика деТектора на нашем рабочем участке квадратичная, и можно производить дальнейшую градуировку аттенюатора. Нулевое деление и деления Л и В будут



уже перйьшя тремя точками градуировочной кривой, соответствукЗ-щими ослаблению О, 3 и 6 дБ. Далее градуируемый аттенюатор будем вводить, а вспомогательный выводить так, чтобы фиксировать такие положения механизма перемещения поглощающей пластины градуируемого аттенюатора, при которых на экране осциллографа амплитуда шгнала равнялась 40 мм. При выведении вспомогательного аттенюа\гора в каждой точке необходимо восстанавливать 80 мм.

Но, как правило, с первой попытки выйти на квадратичный участок характеристики детектора не удается, т. е. при В делениях градуируемого аттенюатора на экране осциллографа величина сигна-


Рис. 63. Углы и изгибы полосковых линий (вид на центральный проводник) .

с -плавный поворот центрального проводника; б -изгиб под углом а; в - прямоугольный изгиб.

ла либо больше (п>1), либо меньше (и<1) 20 мм. В первом случае, т. е. когда амплитуда сигнала на экране осциллографа получилась больше 20 мм, необходимо увеличивать мощность СВЧ генератора и у.меньшать усиление в низкочастотном тракте. При этом желательно сохранять по возможности при полностью выведенном градуируемом аттенюаторе и полностью введенном вспомогательном аттенюаторе амплитуду сигнала на экране осциллографа 80-100 мм. Если и<1, то надо уменьшать мощность СВЧ генератора и увеличивать усиление в низкочастотном тракте.

После трех-четырех попыток обычно удается выйти на квадратичный участок характеристики детектора. Таким образом, описанная методика позволяет получать градуировочные точки через 3 дБ.

Углы и изгибы полосковых линий. В любой схеме приходится делать повороты ленточных линий как в плоскости полоски (плоскость Н), так и в перпендикулярном ей направлении. Последние встречаются значительно реже и используются для протяженных в одном направлении узлов .(поглощающих нагрузок с нихромовыми проводниками, фильтров и пр.), которые для уменьшения габаритов можно свертывать в рулон и помещать в металлическую оболочку. Подобные изгибы при малой толщине полосковых линий по сравнению с их шириной не дают дополнительных отражений. Изгибы в плоскости Н могут вносить существенные неоднородности при неправильном их выполнении.

На рис. 63 показано несколько вариантов конструкции поворотов полосковых линий в плоскости Н. Плавный поворот (рис. 63,а) имеет КСВН менее 1,2 в широкой полосе частот. Наилучшими оказались изгибы, изображенные на рис. 63,в. Они обеспечивают, например, на частоте 4,77 МГц КСВН, равный 1,04, и имеют потери на излучение около 0,1 дБ. Если же у-ол скруглен (пунктирная линия



на рис. бЗ,в), то КСВН составляет 1,08. При прямоугольном переходе (штрихпунктирная линия на рис. 63,в) КСВН равен 2. Эти данные относятся к несимметричной линии половинного ni/офиля (d= = 6 мм, В/2=1,5 мм) с диэлектриком из стекловолокна, пропитанного фторопластом. Примерно такие же показатели / сохраняются в широком диапазоне частот и при других размерах, волновых сопротивлениях и типах полосковых линий.

Приведенные на рис. 63,6 изгибы е вносят заметных отражений при углах а, не превышающих 10-30°.

Согласующие трансформаторы и другие элементы согласования. Для согласования произвольной нагрузки с полоскоЬой линией применяются параллельные и последовательные шлейфы, изображенные на рис. 64 со стороны центрального проводника. Параллельные шлейфы могут быть разомкнутыми или замкнутыми на конце (рис. 64,а, б). Последнее достигается установкой металлической шпильки, замыкающей центральный проводник с заземленными пластинами на конце шлейфа.

Реактивное сопротивление параллельного шлейфа путем изменения его длины можно сделать либо индуктивным, либо емкостным. При увеличении длины короткозамкнутого шлейфа / от нуля до Лл/4 (Хл-Х/У ь, Хл и X соответственно - длина волны в полосковой линии и свободном пространстве, а 8 - диэлектрическая проницаемость диэлектрика) параллельное индуктивное сопротивление изменяется от нуля до своего максимального значения, определяемого потерями в ленточной линии, играющей роль шлейфа. Аналогично параллельное емкостное сопротивление разомкнутого шлейфа при изменении его длины от О до Хл14 меняется от нуля до максимальной величины, несколько меньшей, чем в случае короткозамкнутого шлейфа, из-за потерь энергии на излучение с конца шлейфа. Применять шлейфы длиннее Хл/4 не рекомендуется, так как в этом случае сужается полоса частот, в которой можно получить удовлетворительное . согласование.

Волновое сопротивление шлейфов Z, как правило, берут равным волновому сопротивлению основной линии. На рис. 64 приведены формулы для расчета реактивного сопротивления шлейфов X. Следует иметь в виду, что при длине шлейфов /, близкой к четверти длины волны в полосковой линии Л,л/4, эти формулы не верны.

Последовательные шлейфы (рис. 64,в) представляют собой отрезки полосковых линий с волновым сопротивлением Z, большим или меньшим волнового сопротивления основной линии Zo, и длиной I, меньшей Лл/4. Их эквивалентная схема представляет собой последовательную индуктивность, шунтированную небольшими емкостями С/2, возникающими вследствие резкого изменения ширины центрального проводника. Часто при расчете индуктивного сопротивления ими можно пренебречь.

На полосковых линиях могут быть сконструированы двух- н трехшлейфовые- трансформаторы (рис. 64,г, д). Двухшлейфовые трансформаторы представляют собой два .параллельных шлейфа, расположенных вдоль ленточной линии на расстоянии Ял/8 одни от другого, причем длину каждого из них можно менять от нуля до Ял/2. Трехшлейфовые трансформаторы имеют три шлейфа, расположенных вдоль основной линии на расстоянии Ял/4 друг от друга. Наибольшее распространение получили трехшлейфовые трансформаторы, поскольку с их помощью можно согласовать в том или ином диапазоне любое нагрузочное сопротивление.



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