|
| |
|
Слаботочка Книги где Zo - сопротивление нагрузки фильтра; Zi - волновое сопротивление линии передачи. Если ДР включен в линию, нагруженную с двух сторон на активное сопротивление Zo, то при отстройке от /о по уровню 3 дБ его реактивное сопротивление равно zJ2. Учитывая это, можно получить для резонатора без потерь Zo/x = 2/(?вн. (5.19) С помощью формул (5.18) и (5.19) и параметров НЧ-прототипов получена табл. 5.10 для расчета величины QnW через число резонаторов N и уровень пульсаций в полосе пропускания для симметричных ПЗФ с четвертьволновыми линиями между местами включения резонаторов. Чтобы перейти от внешних добротностей ДР, вычисленных по таблице, к расстояниям между ДР и возбуждающей его линией передачи, можно воспользоваться графиками рис. 5.8, а для микрополосковой и щелевой линии передачи с учетом приблилсенного соотношения внПЗФ = ЗвнППФ. где СвипзФ - внешняя добротность ДР в ПЗФ (в регулярной линии); РвнппФ - внешняя добротность ДР в пПф в разомкнутой или короткозамкнутой линии передачи на расстоянии от конца линии, соответствующем максимуму магнитного поля стоячей волны для основного Яо11 типа колебаний ДР, или на расстоянии, соответствующем максимуму электрического поля для iou па колебаний. Для волноводных ПЗФ связь Qbh С положением ДР в волноводе можно оценить выражением , , 2,56 лгу . 2 I РгОвовд. , где А - поперечный размер ДР квадратного сечения; V - объем ДР; К - длина волны в волноводе; 5 - площадь поперечного сечения волновода; L - толщина ДР; = (2п/Х(,)* - (2пАв)*; - расстояние от узкой стенки волновода до центра ДР; Рго = \/--{~Y~J д~ диэлектрическая проницаемость материала резонатора. Выражение лишь грубо позволяет оценить положение ДР в волноводе. Точнее и удобнее определять расположение ДР в линии передачи экспериментально. Наиболее распространен метод испытания каждого резонатора, когда другие выключены из линии. При использовании этого метода настройки положение ДР в линии передачи изменяют до тех пор, пока ширина полосы резонансной АЧХ не станет соответствовать расчетному значению Qbh, например, на уровне затухания 3 дБ: AhfoiQo (5.20) Таблица 5.10
При этом максимальное вносимое затухание 20 lg(l +Q /Qbh). Алгоритм расчета ПЗФ на ДР следующий: 1. По заданным/о, W , /з, L, AL с помощью частотного преобразования и формул (5.1), (5.2) определяют число звеньев Л. Проще это сделать с помощью графиков на рис. 5.2-5.3, поскольку отношение WJWn откладывается по оси ординат на графиках. 2. С учетом оценивают необходимую минимально допустимую собственную добротность по заданным Ln, L, и по формулам (5.15), (5.16). По заданной /о и рассчитанной Qo выбирают необходимый диэлектрический материал с tg6 < Q и с возможно большим значением вд. 3. Для заданной (или выбранной) линии передачи (волновод-ной, коаксиальной или полосковой) рассчитывают размеры ДР с учетом влияния на резонансную частоту элементов этой линии передачи (см. гл. 2). 4 Рассчитывают расстояние 5 между ДР с учетом типа линии передачи и ее параметров. 5. Определяют Qbhi для каждого ДР из табл. 5.10. 6. Вводя попеременно каждый ДР в линию передачи, находят их положение, соответствующее ранее найденному Qbh. Этот этап проектирования можно выполнить по графикам, приведенным на рис 5.7 и формуле (5.20). пример. Рассчитать ПЗФ на ДР с центральной частотой /о = 8600 МГц, обеспечивающей в I %-ной полосе затухание не менее 40 дБ. При отстройке от /л на ± 150 МГц затухание не должно превышать 0,6 дБ, а КСВ < 1,3. Габариты ПЗФ минимально возможные. Сечение волноводного канала 12,6 X 28,5 мм. 1. Определяем частоту /31 = 8550 МГц; Wa = 300/8600 = 0,0349 и по формуле (5.17) находим 8550 8600 Гз (Гп = 0,0349) 8600 8550 = 3,49. Затем по графикам рис. 5.3, в, соответствующим КСВ = 1,3, для L3 = 40 дБ и WjWn = 3,49 находим N - 4,2. Принимаем = 5. Вместо формулы (5.17) значение параметра WjWn можно найти, используя отношение WjWn = 2. Оценим необходимую собственную добротность ДР. Полагаем L = = 0,5 дБ, поскольку при заданных потерях =0,6 дБ потери на отражение (КСВ 1,3) составляют 0,074 дБ, т. е. примерно0,1 дБ, а остальные 0,5 дБ - это потери рассеяния Л/ = 5; 0,0349. Тогда Собственная добротность ДР должна быть не менее 2488,5. Принимаем Q = = 2500. Такую добротность в диапазоне до 10 ГГц обеспечивает керамика ТБНС с Ед = 80. Следует учесть, что при этих данных на центральной частоте затухание согласно формуле (5.16) составляет 188 дБ (без учета конечного значения собственной добротности). 3. Определим размеры ДР. Из табл. 5.8 следует, что ДР, помещенный в прямоугольный волновод сечением 12,6 X 28,5, на резонансной частоте /о = = 8600 МГц имеет диаметр 5 мм и толщину 1,6 мм (вд = 80). 4. Определим расстояния между ДР S = -4- ?.в = -= 33,3 мм. Т/, / 3,48 \2 5,6 4. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ЧАСТОТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА ДР Несмотря на то что частотно-разделительные устройства (мультиплексеры) представляют собой параллельное соединение полосовых фильтров, при их проектировании необходимо учитывать специальные приемы во избежание паразитного взаимодействия между фильтрами, которое может привести к существенному ухудшению характеристик устройств. Поэтому рассмотрим методы, обеспечивающие устранение паразитного взаимодействия между каналами ЧРУ. 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 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||