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

в шлейфовых ответвителях между основной и вспомогательной линиями, имеющими волновое сопротивление Zo, использу1ртся полосковые линии с волновым сопротивлением Zm, в несколько раз большим Zo. Переходное ослабление в таких ответвителях Практически не зависит от частоты и может'быть сделано весьма малым без появления нежелательной отраженной волны в основной линии. Переходное ослабление Luepex в децибелах может быть подсчитано по формуле

lnevex = 20 lg

пригодной для двух- и трехщлейфовых направленных ответвителей. В последнем случае Zm относится, к средней ветви, а крайние шлейфы имеют волновое сопротивление Z=2Zm. Чем меньше Z-nepex, тем меньше переходное ослабление и тем больше связь между основной и вспомогательной линиями.

Регулировать связь в шлейфовых направленных ответвителях можно путе.м изменения Zm или длины шлейфа /. Обычно берут длину шлейфа равной Xnf4 на средней частоте рабочей полосы. Максимальная направленность получается при расстоянии S между шлейфами, примерно равном Ял/4; она снижается при увеличении или уменьшении этого расстояния.

Трехшлейфовые направленные ответвители оказываются значительно более широкополосными по сравнению с двухшлейфовыми.

Оснобиая линия

Е


Воспотгательная линия

Рис. 66. Форма центральных проводников направленных ответвителей на полосковых линиях.

и - центральный проводник двухшлейфового ответвителя; 6 - то же трехшлейфового ответЕителя; в - то же ответвителя на связанных линиях; 1 - от генератора; 2 -к нагрузке; 3 - ответвление отраженной волны; ответвление падающей волны.



в направленных ответвителях на связанных полосковых линиях Ьсвязь и направленность определяются расстоянием s между цен-Гтральными проводниками основной и вспомогательной линий, при- цем общая длина, на протяжении которой осуществляется переход ! электромагнитной энергии из одной линии в другую, должна быть равна iXji/4 для средней частоты рабочего диапазона. В этом случае ответвленная мощность, а следовательно, и связь при данном s максимальны. Так, для ответвителя диапазона 1 ГГц, у которого Ьолновое сопротивление основной и вспомогательной линий равно 50 Ом, при увеличении s от 0,8 до 12,7 мм переходное ослабление изменяется от 32 до 45 дБ, а направленность - от 22 до 11 дБ.

Направленные ответвители на связанных полосковых линиях более щирокополосные, чем шлейфовые, и могут работать в диапа- оне, крайние частоты которого относятся как 3:1. Однако заранее ссчитать их свойства затруднительно. Резонаторы и их связь с полосковыми линиями. Выбор конструкции резонатора, будет ли он сделан из отрезков полосковой линии того или иного типа или будет иметь вид обычного объемного резонатора, определяется в основном требуемыми, добротностью и диапазоном перестройки резонансной частоты. В ряде случаев важным требованием является стабильность резонансной частоты при изменении температуры и влажности.

Прежде чем рассматривать типы и свойства резонаторов, заметим, что для их изготовления обычно используют симметричные линии с воздушным диэлектриком, позволяющие получить достаточно высокую добротность благодаря малым диэлектрическим потерям, а также широкий диапазон механической перестройки. Для полного устранения бокового излучения на расстоянии 2-3D от центрального проводника ставят сплошные металлические полоски, замы-i кающие заземленные пластины.

I Одним из простейших резонаторов является короткий отрезок симметричной ленточной линии с диэлектрическими опорами длиной Хмян/2 или Хмин с разомкнутыми концами (рис. 67,а), где Хмтш - минимальная длина волны диапазона перестройки Диэлектрические опоры для уменьшения потерь помещают в месте расположения минимума электрического поля, т. е. на расстоянии Х/4 от разомкнутых концов на средней частоте диапазона. При размерах d=D = = 10 мм и t=\ мм были получены значения собственной добротности резонатора от 450 до 3000 на волне длиной около 4,5 см. . Настройку резонатора в сравнительно узких пределах можно I производить введением диэлектрика между пластинами или путем ввинчивания емкостного винта через заземленную пластину в месте, где в резонаторе образуется пучность электрического поля, т. е. на расстоянии Х/2 от разомкнутого конца. В последнем случае возможно возбуждение излучаемых видов колебаний и в связи с этим резкое снижение добротности.

С точки зрения повышения надежности и стабильности работы, а также простоты конструкции лучшей является система настройки с введением диэлектрика, так как при этом отсутствуют контакты, вызывающие потери энергии, а диэлектрические потери при использовании фторопласта или полистирола невелики, если диэлектрик занимает небольшую часть пространства между центральным проводником и заземленными пластинами резонатора.

Значительно более широкий диапазон настройки можно получить путем нзменення длины центрального проводника резонатора



(рис. 67,6). В этом случае один конец центрального проводника разомкнут, а другой короткозамкнут, и перестройка осуществляется путем выдвижения полоски металла в полость между заземленными пластинами или путем перемещения короткозамыкающего порщня при неподвижной центральной полоске. Успех решает хороший контакт центрального проводника в месте короткого замыкания на заземленные пластины.

Связь с резонаторами обычно осуществляется путем устройства емкостного зазора между центральным проводником резонатора н входной или выходной полосковыми линиями. Полосковые лииии Бво.дят в ге?оиятор в месте расположения пучности электрического



Рис. 67. Резонаторы из отрезков полосковых линий.

(I - из разомкнутой на концах линии; б - из короткозам.кнутой на одном конце линии; / - центральный проводник; 2 - заземленные пластины; 3 - короткозамыкающий брусок; 4 ~ кигдаен-сированные диэлектрические опоры.

ПОЛЯ, Т. е. на расстоянии Л/4 или 3/4 Л от короткозамкнутого конца центрального проводника резонатора.

Если требуемая собственная добротность резонатора велика (5000-10 000), то приходится отказываться от полосковых резонаторов и применять обычные полые резонаторы. Необходимо только сделать к ним элементы связи на полосковых линиях. Заземленные пластины припаивают к оболочке резонатора, а центральный проводник длиной, меньшей Л/4, подбираемой экспериментально, вводят сквозь отверстие в резонаторе в пучность электрического поля нужного вида колебаний. Центральный проводник полосковой линии внутри резонатора выполняет роль емкостного штыря; его располагают параллельно силовым линиям электрического поля рабочего вида колебаний. Длина штыря, определяющая величину связи с резонатором, а следовательно, и величины нагруженной и внешней добротиостей, подбирается экспериментально.

Для осуществления магнитной связи центральный проводник полосковой лииии вводится в пучность магнитного поля и замыкается на конце на резонатор. В результате образуется петля связи. При этом петля относительно магнитного поля должна быть ориентирована так, чтобы силовые линии магнитного поля пронизывали петлю, т. е. проходили перпендикулярно плоскости петли. Если вращать петлю вокруг продольной оси ленточной линии, то .значение коэффициента связи с резонатором будет уменьшаться и станет равным нулю при повороте на 90° относительно положения максимальной связи. Этим способом можно регулировать величину сбяз.р



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