|
| |
|
Слаботочка Книги 0 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 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 Доставка цветов в Таксимо среди цветов. Подбором наполнения последнего уменьшить время /в и повысить его долговечность. В ограничителях этих устройств часто используется смещение от вспомогательного детектора (рис. 1.22). Основные параметры некоторых типов подобных разрядников-ограничителей см и мм волн приведены в табл. 1.3 (26, 27]. Из рассмотренного очевидно, что разрядники-ограничители сочетают в себе способность работать при больших мощностях с малой энергией пика, обеспечивают защиту приемника от всех, возможных в РЛС, опасных для пего сигналов (в пределах полосы пропускания), малые время восстановления и потери передачи при большой долговечности. Для многих применений, особенно в коротковолновых диапазонах СВЧ, они в наибольшей степени удовлетворяют общим требованиям, предъявляемым к устройствам защиты приемника (§ 1.1), и являются поэтому весьма подходящими переключательными элементами для АП и УЗП. Таблица 1.3 Основные параметры некоторых типов разрядников-ограничителей
* Без электрода поджига. 1.3.4. Быстродействующие ферритовые переключатели Быстродействующие ферритовые переключатели используют обычно только в качестве элементов дополнительной защиты в составе УЗП (если основной защиты недостаточно). Хотя известны случаи их использования 82  для обеспечения основной защиты приемника, однако, как правило, для этой цели они не применяются, т. к. обычно более эффективными для выполнения такой задачи оказываются РЗП или разрядники-ограничители. В отличие от ферритового АП (рис. 1.4, § 1.2, 1.5), не требующего подведения питающих и управляющих напряжений, быстродействующие ферритовые переключатели как элементы УЗП являются управляемыми переключательными элементами, для работы которых обязательно требуется подвести управляющее напряжение (ток). Известен ряд типов ферритовых переключателей и выключателей (8], которые, вообще говоря, пригодны для защиты, однако практическое применение в качестве элементов УЗП получили, главным образом, так называемые быстродействующие переключаемые ферритовые циркуляторы (ПФЦ). Первоначально в качестве ПФЦ использовали четырехплечные поляризационные циркуляторы, основанные иа фарадеевском эффекте вращения плоскости поляризации (29, 30]. В последние годы разработаны ПФЦ на основе трехплечных У-циркулято-ров [9а], использующих ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) [30-32]. Такие ПФЦ являются более подходящими для заидиты. Указанные типы циркулято-ров по сравнению со всеми другими являются наиболее экономичными 1П0 потребляемой мощности (энергии) на переключение и наиболее быстродействующими (смальт временем переключения). Тот факт, что из всех ферритовых устройств только ПФЦ целесообразно использовать для дополнительной защиты, объясняется следующими соображениями. Обычно в дополнительной защите от мощности передатчика, просачивающейся через элемент основной защиты (например РЗП), нуждаются полупроводниковые усилители (туннельные и параметрические), главным образом коротковолновой части см и мм диапазонов волн, в которых усилительные диоды выдерживают меньшие мощности, чем смесительные, а диодные ограничители или разрядники-ограничители еще не всегда имеются или не могут быть разработаны. С другой стороны, указанные усилители этих диапазонов волн, будучи отражательными, практически всегда включают в себя ферритовый циркулятор для разделения входного и выходного сигналов (§§ 3.2, 3.3). Этот циркулятор усилителя целесопб- Q. 83 разно использовать в качестве ПФЦ для создания дополнительной защиты. Действительно, переключая направление циркуляции * на время работы передатчика путем изменения направления магнитного поля в феррите (с помощью специальной обмотки управления) можно виести дополнительное затухание (развязку) между в.ходным плечом / циркулятора н собственно уси-  Рис. 1.24. Защита полупроводникового отражательного усилителя от просачивающейся мощности передатчика с помощью переключаемого ферритового циркулятора: О. О. - основная обмотка намагничивания (может быть заменена постоянным магнитом); О. У. - обмотка управления; /о, -постоянный и импульсный токи обмоток; Др - дроссель; Lp,2 - развязка плеч 1-2 при подаче тока лителем на Lpi2= 15-20 дб и более. При этом просачивающаяся мощность передатчика, поступающая в плечо /, отводится в поглощающую нагрузку плеча 4 (рис. 1.24). Таким образом создается дополнительная защита усилителя без внесения в тракт принимаемого сигнала каких-либо дополнительных СВЧ элементов с потерями, что особенно важно при использовании малошумящих усилителей. * О направлениях распространения СВЧ сигнала через циркулятор (направление циркуляции) см. § 1.2, рис. 1.4. 00 СП Поляризационный циркулятор представляет собой сочленение круглого (или квадратного {8]) волновода, содержащего ферритовый стержень, с четырьмя прямоугольными волноводами, плоскость поляризации электрического поля в которых повернута относительно друг друга на 45° при обходе плеч в порядке/-2-3-4-/ (рис. 1.24, 1.25). Работа циркулятора основывается на вращении плоскости поляризации электромагнитной волны при ее прохождении через отрезок волновода с продольно намагниченным ферритом (эффект Фара-дея). В рассматриваемом ПФЦ напряженность магнитного поля и длина феррита выбираются такими, чтобы угол поворота был 45 . В этом спучае, как видно из рис. 1.25,6, поляризация поля д плоско- □ □ ш
 г Рвых  Рис. 1.25. Устройство и принцип действия переключаемого циркулятора поляризационного типа: а) схематическое устройство; б) направления поляризации электрического поля в плоскостях плеч циркулятора и направления распространения СВЧ колебаний прн подведении входного сигнала P.g) к различным плечам; в) схема циркулятора; /, 2, 3, 4 - номера плеч; 5 -ферритовый стержень; 6 -обмотка управления; 7 -основная обмотка (или постоянный магнит). сти расположения плеч оказывается такой, что распространение СВЧ колебаний от одного плеча к другому происходит только в последовательности 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 (рис. 1.25,8), т. е. устройство обладает невзаимными свойствами. При И31мвнении направления магнитного поля последовательность обхода плеч будет обратная: 1-4, 4-3, 3-2. 2-1. Магнитное поле создается двумя обмотками, основной *> (постоянно действующее поле) и обмоткой управления (рис. 1.24, 1.25), поле которой действует в течение импульса тока управления, вдвое превышает по напряженности постоянное поле н противоположно ему по направлению. Поэтому при подаче тока управления направление циркуляции в ПФЦ меняется на противопо-  Рис. 1.26. Быстродействующие переключаемые циркуляторы см и мм диапазонов волн. ложное. Быстродействие ПФЦ (времена ty, tn) зависит от постоянной времени обмотки управления, экранирующего действия стенок волновода п от инерционности самого феррита [8]. Для уменьшения величин и ts необходимо уменьшать индуктивность (постоянную времени) обмотки управления, одновременно увеличивая ток /н для получения необходимого числа ампервитков. Для снижения экранирующего действия стенок волновода часть последнего, содержащая феррит, изготавливается в виде пластмассового волновода, внутренняя поверхность которого покрывается тонким слоем серебра (5-15 млм). Чтобы предотвратить шунтирование обмотки управления (внесение в нее потерь) сопротивлением источника /о, трансформированным нз основной обмотки, последняя подключается к источнику /о через дроссель низкой частоты (рис. 1.24). •) В современных конструкциях ПФЦ вместо нее используют постоянный магнит, что более целесообразно, т. к. исключает необходимость источника тока /д. в практических конструкциях 1ПФЦ см и мм воЛН (рис. 1.2G) мощность импульсного модулятора Р»- «100-200 вт в импульсе. Время установления затухания y=:l-4 мксек. время восстановления затухания (после прекращения /и) b-I мксек. Длительность импульса тока /и и его опережение по отношению к импульсу игредатчика должны быть выбраны с учетом величины ty. Подробное рассмотрение вопросов расчета и проектирования быстродействующих ПФЦ, аналогичных описанному, дано в книге {8]. Упомянутые выше ПФЦ на ферритах с ППГ благодаря свойствам последних не нуждаются в обмотке постоянного подмагничи-вания (и не имеют ее), а управляющая обмотка вырождается в один виток проволоки, пронизывающий ферритовый образец [30-32]. Поэтому такие ПФЦ имеют очень малые размеры и вес. Кроме того, они более широкополосны, чем поляризационные ПФЦ. Указанные особенности переключаемых циркуляторов с ППГ делают их более предпочти-1ельными в качестве элементов дополнительной защиты по сравнению с поляризационными ПФЦ. 1.4. Балансный антенный переключатель Как уже указывалось (§ 1.2), балансные АП состоят из двух волноводных мостов и переключательных элементов. Известны схемы и конструкции БАП на мостах различного типа: Т-образных, кольцевых и щелевых [1, 5, 6, 13]. Общий метод расчета параметров различных схем БАП с помощью матриц рассеяния изложен в книге [5]. Принцип построения и работа всех этих схем БАП в общем виде кратко рассмотрены в § 1.2. Наибольшее практическое применение из-за своей компактности и симметричности получили БАП на щелевых мостах. Известно несколько схем построения таких АП, в которых можно использовать различные переключательные элементы (в том числе РБП) и разновидности щелевых мостов [6, 13, 33]. Однако самой распространенной из них является схема БАП на щелевых мостах со связью по узкой стенке (рис. 1.27). Она получается наиболее малогабаритной и простой по конструкции, что позволило разрабогать такие БАП вплоть до коротких мм волн с хорошими характеристиками [34]. Поэтому ниже будет рассматриваться только такой тип БАП. Схема БАП (рис. 1.27) включает два щелевых моста с отверсгием связи в общей узкой стенке и два переклю- 0 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 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||