Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
+ГЭК Шпоры УПИОС 2010.docx
Скачиваний:
32
Добавлен:
28.04.2019
Размер:
15.78 Mб
Скачать

Входные цепи для ненастроенных антенн

Используются те же виды связи соответственно:

Коэффициент передачи ВЦ на частоте настройки при работе с открытой антенной:

Вторая схема более чувствительна к изменению параметров антенны, так как Zант за счет автотрансформаторной связи оказывает более сильное влияние на контур.

Рамочные и магнитные антенны:

Квц = hg*Qэ*m

Для схемы 1 с трансф. связью частотная хар-ка линейно возрастает, а для емк-й убывает примерно проп-но f^3.

1-я позволяет реализовать бОльшую чувств-ть в ВЧ диап-не, а 2-я обеспечивает практически неизмен. чувств-ть.

1-я - ПП с увеличением частоты растет пропорционально частоте в квадрате, для 2-й – это увеличение незначительно.

В обоих случаях неравномерность коэфф передачи одинакова, но в 1-й она чуть больше.

Входные цепи приёмников свч диапазона

На частотах 300-500 МГц и выше элементы с сосредоточенными параметрами оказываются нереализуемыми в виду малых значений L и C (≈30нГн). Поэтому в качестве ВЦ используются элементы с распределенными параметрами (плоскостные резонаторы, микрополосковые линии, диэлектрические резонаторы). По способу реализации: плоскостные и объемные.

Плоскостные: симметричные и несимметричные микрополосковые линии, щелевые и тд.

Известно, что если длина линии < λ/4 и один конец ее короткозамкнут, то ее комплексное сопротивление эквивалентно индуктивности, а если линия разомкнута то – емкости.

При длине линии кратной λс/4 эта линия может быть эквивалентна либо последовательному либо параллельному контуру в зависимости от закорачивания концов линии (замкнут – параллельн. контур).

ВЦ на основе микрополосковых линий строятся как с C связью между элементами так и с L. Плоскостные резонаторы выполняются на основе линий передачи различных типов: несимметричной и симметричной микрополосковой (МПЛ), щелевой, копланарной и др. Широко применяются полосковые линии передачи, представляющие собой металлические плоские проводники (полоски определенных размеров и формы), расположенные на слое диэлектрика (подложке). В качестве диэлектриков в полосковых линиях в основном используются полимеры и керамика с различной диэлектрической проницаемостью ε. С повышением диэлектрической проницаемости подложки уменьшаются геометрические размеры полосковых линий практически в √ε раз по сравнению с их размерами, когда диэлектриком является воздух. Это обеспечивает существенное уменьшение размеров и массы фильтров на полосковых линиях. Поперечное сечение несимметричной полосковой линии показано на рис. 1, где 1 — проводник (полоска), нанесенный методом печатного монтажа на подложку 2, металлизированную со стороны, обратной проводнику, тонким слоем металла 3.

Симметричная полосковая линия (рис. 1, б) содержит центральный проводник 1, два симметрично расположенных относительно него металлизированных слоя 3, нанесенных на диэлектрическую подложку 2. Симметричные полосковые линии имеют хорошую экранировку от внешних наводок.

Щелевая полосковая линия (рис. 1, в) образуется за счет узкого зазора (щели) 2 между двумя проводящими поверхностями 1 и 3, нанесенными на одну сторону диэлектрика 4.

Копланарная полосковая линия (рис. 1, г) представляет собой трехпроводную линию, состоящую из центрального проводника 3, отделенного узкими зазорами 2 и 4 от расположенных с обеих сторон экранирующих поверхностей 1 и 5; 6 — подложка из диэлектрика. Наиболее широко в РПрУ СВЧ применяются полосовые фильтры (ПФ) и режекторные фильтры на МПЛ.

Простейшие ПФ на МПЛ представляют собой последовательно связанные через торцевые емкости полуволновые разомкнутые резонаторы (емк-ая связь) (рис. 2,а).

От S зависит полоса пропускания: если S больше => связь уменьшается => полоса сужается. По этой схеме сложно реализовать широкополосные входные цепи. Поэтому применяется трансформаторная связь (на рисунке линии расположены торцами друг другу). Связь также определяется зазором S. Выполняются в виде U и П образных фигур. Добротность определяется потерями в диэлектрике и может достигать сотен (иногда и тысяч). Недостатки: наличие паразитных резонансов на четных частотах (2f, 4f). Помимо полуволновых резонаторов применяются также четверть волновые закороченные резонаторы (на 1-м рисунке, где λ/4).

Они более компактные но требуют закорочения на одном из концов, что затрудняет изготовление. Паразитными резонансами являются нечетные резонансы (3f, 5f), т.е. паразитные резонансы стоят дальше чем в предыдущем случае. В обоих случаях для увеличения прямоугольности и полосы пропускания необходимо увеличение количества линий.

Также используются коаксиальные цепи, объемные резонаторы (исп. эффект резонанса в некоторой замкнутой области). Регулярные объемные резонаторы представляют собой отрезки волноводных или коаксиальных линий передачи, замкнутых на концах. Твердотельные резонаторы представляют собой небольшие объемы диэлектрика (с εr >> 1) или феррита (с μr >> 1), в которых имеет место объемный резонанс электромагнитного поля. Диэлектрические резонаторы (ДР) представляют собой диски, цилиндры, бруски, кольца и т.п., форма, размеры и диэлектрическая проницаемость которых выбраны так, чтобы в них на заданной частоте выполнялись условия электромагнитного резонанса вследствие явления полного внутреннего отражения электромагнитной волны.

Наиболее типичный ферритовый резонатор (ФР) представляет собой тщательно отшлифованную сферу диаметром 0,3…1 мм из монокристалла железоиттриевого граната (ЖИГ), помещенную в центре двух ортогонально расположенных петель связи, плоскость которых совпадает с направлением постоянного подмагничивающего поля H0.

Одним из главных достоинств ФР является возможность достижения высоких значений добротности (до Q0 ≈ 104) вплоть до миллиметровых волн, причем это единственный тип резонаторов СВЧ, резонансная частота которых не зависит от размеров, а определяется только напряженностью постоянного подмагничивающего поля. Другое важное достоинство ФР — возможность весьма широкодиапазонной перестройки резонансной частоты путем изменения H0 при сохранении линейной зависимости f0(H0). Недостатком ФР является сильная зависимость резонансной частоты от температуры.

Фильтры на диэлектрических резонаторах (ФДР) работают на частотах от сотен МГц до сотен гигагерц, обладают хорошими м-габ-ми показ-ми, просты в наст. Сущ. разл. спос. вкл. ДР в СВЧ тракт. На рис. 3 представлены топологии нескольких вариантов включения двух дисковых ДР между полосковыми линиями, обеспечивающих реализацию АЧХ полосового фильтра. (-) ФДР является сравнительно близкое расположение основной и паразитных полос пропускания. Включение резонаторов Увеличение числа резонаторов ведет к увеличению полосы и прямоугольности. Широко исп-ся рез-ры на основе железоиттриево-го граната (ЖИГ)- сферы (0.3-1мм) их резонансная частота не зависит от геометрических а зависит от окружающего магнитного поля. Вводя цепь подмагн-я м. регулировать рез. частоту в очень широких пределах (0,1-90 ГГц). Но при этом необходимо обеспечит стабильность пар-в. 2-й недостаток-гистерезис. Добр. >1000. Введение ФАПЧ позволяет обеспечить стаб-ть пар-в.