Тема 2.2. Керувальні та невзаємні елементи й пристрої хвилевідних

трактів телекомунікаційних систем

Питання

1. Електрично керовані пристрої НВЧ: еквівалентні схеми НВЧ p-n і p-i-n діодів при подачі на них напруги зсуву різної полярності; конструкції, схеми і принципи дії електрично керованих атенюаторів, фазообертачів і комутаторів. Задачі №№ 1-8.

2. Невзаємні ефекти в хвилевідних пристроях з намагніченими феритами, їх застосування.

3. Конструкція і принцип дії невзаємного хвилевідного феритового вращателя площини поляризації. Задачі № 67.

4. Конструкція і принцип дії поляризаційного феритового циркулятора.

5. Невзаємний феритовий хвилевідний фазообертач: визначення, призначення, конструкція, принцип дії. Задача № 9.

6. Хвилевідний феритовий циркулятор на двох щілинних мостах, двох невзаємних фазообертачах і одному взаємному; на щілинному мосту, двох невзаємних фазообертачах модифікованому подвійному хвилевідному трійнику. Задачі № № 10,11.

7. Конструкція і принцип дії триплечего волноводногого фазового Y-циркулятора.

8. Циркулятори на коаксіальних і смужкових лініях передачі.

9. Конструкції і принцип дії хвилевідних феритових вентилів: вентиля із зсувом ЕМП, резонансного вентиля і вентиля на ефекті Фарадея. Вентилі в коаксіальному і смужковому виконанні. Задачі № № 12,13.

10. Антенні перемикачі: призначення, класифікація, вимоги до них. Задача № 14.

Задачі

1. Фазообертачі фазованної антенної решітки РЭС виконані у вигляді короткозамкнених відрізків лінії передачі з паралельно включеними перед короткозамикачами керованими p-i-n-діодами. При закритих діодах фазовий здвиг на виході фазообертача становить 90⁰. Визначите, як і на яку величину зміниться фазове здвиг при відкритому діоді, якщо розміри хвилеводу 7234 мм, ƒ = 3 ГГц, а відстань між короткозамкненим кінцем і місцем установки діода становить 8,8 мм.

2. Розробіть еквівалентну схему дискретного фазообертача відбивного типу на 8 градацій фазового зсуву в межах від 0^о до 180^о, виконаного на щілинних мостах. Визначите геометричні розміри мостів і місць встановлення керованих p-i-n-діодів для трьохсантиметрового діапазону довжин хвиль.

3. Зобразите схему дискретного фазообертача відбивного типу на 4 градації фазового зсуву в межах від 0^о до 180^о , виконаного на Y-циркуляторах у хвилевідному виконанні з розмірами а  в = 2310 мм. Визначите геометричні розміри місць установки керованих p-i-n-діодів.

4. Ємність p-n- переходу варакторного діода, використаного у плавному фазообертачі на Y-циркуляторі трьохсантиметрового діапазону довжин хвиль, змінюється під впливом напруги зсуву на величину 1,5-0,7 = 0,8 пф. Визначите діапазон зміни фази фазообертача.

5. Визначити середню величину ємності p-n- переходу варакторного діода, використованого в плавному фазообертачі на Y-циркуляторі трьохсантиметрового діапазону довжин хвиль, як що він забезпечує еквівалентним короткозамикачем фазообертача середнє значення фазового зсуву .

6. Визначити геометричні довжини відрізків дискретного фазообертача, виконаного на комутованих відрізках мікросмужкової лінії ( 16), для забезпечення двох градацій фазового зсуву: 90^о і 135^о.

7. Визначити геометричну довжину відрізка маніпулятора, виконаного на несимметричній смужковій лінії з 9, для забезпечення фазових зсувів в -90^о і -270^о.

8. Розробіть еквівалентну схему НВЧ комутатора на 4 виходи, виконаного на основі трійників із зустрічним включенням керованих p-i-n-діодів у їхні бічні плечі. Складіть таблицю подачі напруг зсуву на діоди для кожного із чотирьох виходів.

9. Розрахуйте довжину феритового стрижня циркулятора поляризаційного типу, якщо при заданих ƒ і H₀ коефіцієнт фази відповідно дорівнює: рад/см; рад/см.

10. У прямокутному хвилеводі з розмірами 2310 мм установлена поперечно намагнічена феритова пластина довжиною 50 мм з магнітною проникністю ; . Еквівалентна відносна діелектрична проникність діелектрика хвилеводу дорівнює 1,1. На скільки градусів зміниться фаза ЕМВ, що проходить через хвилевід у прямому напрямку, у зворотному напрямку на частоті 10 ГГц? Визначите невзаємну різницю фаз даного фазообертача.

11. Визначите довжину феритовых пластин невзаємних фазообертачів фазового циркулятора, що працює на частоті 10 ГГц. Магнітна проникність намагніченого ферита характеризується складовими тензора ; . Еквівалентна відносна діелектрична проникність повітряно-феритового діелектрика хвилеводу дорівнює 1,05.

12. Визначите значення перетинів установки поперечно намагніченого ферита у вентилі зі зсувом поля, виконаного на прямокутному хвилеводі для середньої частоти

3 ГГц.

13. Визначите величину постійного намагнічуючого поля для резонансного НВЧ вентиля, виконаного на прямокутному хвилеводі з розмірами а  в = 2310 мм.

14. Чому дорівнює вхідний опір чвертьхильового відрізку, навантаженням якого є газовий розрядник? Опір розрядника в “холодному” і “гарячому” стані відповідно дорівнює 25 кОм й 4 Ом. Хвильовий опір хвилеводу - 75 Ом.

Д.1.3. Питання й задачі до модульної контрольної роботи (частина 3)