Урс диапазона свч

Особенности:

1. в качестве резонансных систем используются линии с распределенными параметрами;

2. в качестве усилительных элементов, кроме обычных БТ, ПТ и ламп, применяются также лампы бегущей волны (ЛБВ), лампы обратной волны (ЛОВ), туннельные диоды (ТД), диоды Ганна, параметрические диоды и т.д.;

3. в качестве внутренних параметров активных элементов кроме y-параметров в диапазоне СВЧ применяются волновые параметры или волновые матрицы (рассеяния и передачи);

4. различают две структурные схемы УРС СВЧ: проходного и отражательного типа (рис.5.53).

Рис.5.53

Общая теория урс свч

Рис.5.54

Усилительный элемент в сечениях 1-1 и 2-2 (рис.5.54) подключается к источнику сигнала (сечение с-с) и к нагрузке (сечение н-н) через отрезки длинных линий с волновым сопротивлением ρ. На СВЧ в качестве внутренних параметров активного элемента чаще всего используются так называемые волновые параметры, описываемые с помощью матрицы рассеяния

. (5.56)

Это связано с тем, что на СВЧ невозможно обеспечить режимы короткого замыкания и холостого хода как это делается в диапазоне умеренно высоких частот. При режиме короткого замыкания отрезок длинной линии представляет собой индуктивность, а при холостом ходе – емкость. СВЧ-усилители в указанных режимах могут возбуждаться. Поэтому в качестве альтернативы Y-параметрам вводятся параметры, которые определяются в режиме согласования по мощности.

Система уравнений, описывающая процессы в СВЧ усилителе (рис.5.54), выглядит следующим образом:

(5.57)

где и - отраженные волны;

и - волны, падающие на сечения 1 и 2, соответственно.

Внутренние параметры определяются следующим образом.

Параметр S₁₁ :

, (5.58)

т.е. параметр S₁₁ представляет собой коэффициент отражения по входу АЭ при согласовании на выходе с нагрузкой. Согласование на выходе означает, что

,

при g_o=1/ρ=g_н отсутствует отраженная волны от нагрузки , которая и формирует волну , падающую на сечение 2-2.

Параметр S₁₂ :

. (5.59)

Анализируя рис.5.54 легко установить, что S₁₂ представляет собой коэффициент обратной передачи при согласовании с источником сигнала, когда

,

т.е. при отсутствии падающей волны U_1п.

Параметр S₂₁:

, (5.60)

является коэффициентом прямой передачи при согласовании c нагрузкой.

Параметр S₂₂:

, (5.61)

является коэффициентом отражения на выходе при согласовании с источником сигнала.

При отсутствии согласования с источником сигнала Г_с≠0 или с нагрузкой Г_н≠0 характеристики УРС зависят от величины рассогласования. В этом случае говорят о внешних параметрах.