3.3, Фильтры

Фильтрами СВЧ называют пассивные четырехполюсники (рис.3.3), осуществляющие передачу СВЧ колебаний в согласованную нагрузку в соот­ветствии с заранее заданной частотной характеристикой. Требования к частотным характеристикам фильтров задаются следующим образом. Указы­вается частотная полоса пропускания, в пределах которой вносимое ос­лабление (обратная величина модуля коэффициента передачи, выраженная в децибеллах) не должно превышать некоторой допустимой величины. Вне полосы пропускания вносимое ослабление должно быть как можно большим.

Рис.3.3. Полосовые фильтры: а – с последовательными шлейфами;

б – с параллельными шлейфами.

3.4. Выключатели

Выключатель представляет собой линейный четырехполюсник, содержащий последовательно или параллельно (или комбинировано) включенного переключательного диода (или диодов) в ЛП и имеющий при воздействии на диод (или на диоды) управляющего сигнала два различных состояния: пропускания (СВЧ сигнал пропускает с минимальными потерями) и запирания (СВЧ сигнал отражает).

Основные характеристики выключателя (потери пропускания и запи­рания K_ctU в режиме пропускания) определяются по элементам МР конк­ретной схемы.

Различают три базовые схемы выключателя по способу включения р-i-n-диода в ЛП: последовательная, параллельная и комбинированная (последовательно-параллельная) схемы.

Параллельное включение диодов хорошо реализуется в CШЛ, КЛ (с четной или нечетной): последовательное – в НПЛ и КЛ с четной волной; комбинированное – в КЛ с четной волной.

В выключателе с последовательным диодом состояние (режим) пропус­кания т.е. передача СВЧ сигнала со входа на выход достигается при протекании через диод тока прямого смещения, а состояние запирания, т.е. СВЧ сигнал отражается – при обесточенном диоде. В выключателе с параллельным диодом состояние пропускания достигается при обесточенном диоде, а состояние запирания – при прямом смещении.

Рис.3.4. Базовые схемы выключателей: а – параллельная; б – последовательная; в – комбинированная.

3.5. Двухканальные переключатели

Переключатель представляет линейное многополюсное устройство со­держащее выключатели в выходных каналах, в котором воздействие управляющего сигнала на переключательные диоды приводит к поочередному подключению одного из выходных каналов к входному. Наиболее широкое применение получили ДП, на основе которых либо простым увеличением числа каналов, либо комбинацией ДП могут быть построены более сложные переключательные структуры.

К основным параметрам, описывающим работу ЛП, относятся:

- полоса рабочих частот;

- потери пропускания открытого канала L_п;

- потери заго­рания (развязка) между входным и закрытым выходным каналами L_з;

- К_стU входного и выходных каналов;

- развязка между открытым и закрытым выходными каналами L_р;

- Δφ - разность фаз СВЧ – сигналов выходных каналов.

Базовые схемы ДП приведены на рис.3.5. Выбор конкретной схемы пе­реключателя обусловлен многими требованиями по обеспечению: потерями пропускания и запирания с входного плеча в одно из выходных; развязкой между выходными плечами; диапазоном частот и т. д.

Ключевыми структурами для построения СДП и ЦДЛ являются соответственно синфазное и противофазное Т-соединения ЛП. Для обеспечения ре­жима бегущей волны от входного плеча к одному выходному плечу ЛП, на синфазном Т – соединении, входное сопротивление другого выходного плеча в точке подключения всех плеч должно быть равно бесконечности, а в переключателе на противофазном Т – соединении - нулю. На основе этих двух положений построения ДЛ на Т – соединениях определяются точки включения переключательных диодов. Например, в противофазном Т – соединении диоды включаются параллельно в ЛП в точках подключения, выходных плеч ко входному, а в синфазном – параллельно в ЛП выходных плеч на расстоянии λ/4.

Рис.3.5. Базовые схемы двухканальных переключателей: а – параллельная с последовательными диодами; б – последовательная с параллельными диодами; в – параллельная с параллельными диодами; г – последовательная с последовательными диодами.