Слаботочка Книги Метод развязки каналов ЧРУ на ДР особенно эффективен, когда мультиплексер состоит из большого числа узкополосных канальных фильтров (рис. 5.12). Причем между каналами имеются защитные полосы. Развязка между фильтрами достигается с помощью специально вводимых ДР, размещаемых по одному у входов ППФ и настроенных на центральные частоты полос пропускания соответствующих фильтров. Поскольку фильтры узкополосные, их связь с главной передающей линией очень мала. Развязывакхцие ДР ориентированы в линии так, что их связь тоже слабая, причем включены они в линию как режекторные резонаторы. Благодаря ППФ! 1,uhb ЧОН Чон ппч>г ППФЗ CjiuPZ 1 <=р ДРЗ h=uhb ППФп Рис. 5.12. Конструкция ЧРУ, для развязки каналов которого дополнительно введены ДР слабой связи ППФ и развязывающих ДР с линией передачи они практически не оказывают влияния на распространяющиеся в основной линии передачи сигналы, не совпадающие с их резонансными частотами. Например, сигнал с частотой /2 проходит участки ППФ1 и примыкающего к нему развязывающего ДР1 с очень малыми отражениями и попадает на вход фильтра ППФ2 и развязывающего ДР2, настроенных на частоту /2- На частоте /2 резонатор представляет собой очень большое последовательное сопротивление. Но так как он размещен на расстоянии = AXg = 3X2/4 от ППФ2, то справа от фильтра на частоте /g как бы подключается очень большая проводимость (/2 - четвертьволновой трансформатор). Поэтому ППФ2 получает всю энергию на частоте /2- Сигнал с этой частотой практически не поступает далее в линию и не взаимодействует с остальными фильтрами ЧРУ. Расстояние 1 можно выбирать и Лкв/4, но тогда во избежание взаимодействия ближних полей развязывающего и первого ДР ППФ резонатор необходимо располагать у противоположной стенки волновода. Преимущества этого метода развязки: расстояние между ППФ мультиплексера не критично; полосовые фильтры и развязывающие ДР можно рассчитать (см. гл. 5.1...5.3) и настроить раздельно, независимо друг от друга, а затем соединить вместе наиболее удобным способом. Подобные схемы можно также реализовать на коаксиальных и полосковых линиях передачи При небольшом числе (2...3) узкополосных {Wn 1 %) частотных каналов, когда между ними имеются защитные полосы, по ширине в несколько раз превосходящие полосы пропускания канальных фильтров, хорошую развязку можно получить другим простым методом (рис. 5.13). Вход трехканального частотного разделителя на диэлектрических резонаторах волноводный, а выходы могут быть любыми, в данном случае коаксиальные. Частота Д соответствует центральной частоте ППФ1, а для других фильтров ППФ! СЭ C=D С=3 ППФг Рис. 5.13. Конструкция ЧРУ, для развязки каналов которого выбраны места включения ППФ она попадает в полосы запирания. Поскольку фильтры узкополосные, то их первые ДР слабо связаны с входным волноводом. Поэтому реактивные неоднородности, вносимые первыми ДР, например, ППФ2 и ППФЗ в волновод, будут незначительны и лишь слегка исказят характеристику ППФ1. Эти искажения легко компенсировать незначительной подстройкой первого ДР ППФ1. Частота /в для ППФЗ соответствует его полосе пропускания, а для ППФ1 и ППФ2 - полосам запирания. Поэтому вносимые ими в волновод реактивности малы. Поскольку ППФЗ размещается от ППФ1 на расстоянии ЗЯвз/4 (на частоте /д), то ППФ1 представляет разомкнутую цепь в плоскости первого ДР. Это расстояние выбирают равным ЗЯ,вз/4 во избежание взаимодействия ближних полей первых ДР фильтров (ближние поля сосредоточены в пределах Явз/4 от ДР). Таким образом, ППФ1 оказывается полностью развязанным и сигнал /з проходит через ППФЗ почти без искажений. Небольшие искажения, как и в предыдущем случае, можно скомпенсировать подстройкой первого ДР ППФ1. Аналогичным образом с волноводом связан ППФ2. Глава 6. ПРИЕМЫ, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ РЕАЛИЗАЦИЮ ФИЛЬТРОВ НА ДР 1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ Для проектирования СВЧ-устройств с заданными требованиями к параметрам и определения резонансными методами параметров материалов вд и tg6, из которых изготовлены ДР, необходимо знать основные характеристики ДР: резонансную частоту /о, собственную добротность Qo и их зависимость от температуры, т. е. ТКЧ TKQ. Сущность метода определения параметров вд, tg6 диэлектриков с использованием резонаторов заключается в экспериментальном нахождении резонансной частоты /о и нагруженной добротности Qh резонатора, изготовленного из этого диэлектрика, с последующим расчетом собственной добротности Qo, а затем вд и tg б по измеренным /о и Qh и известным размерам ДР. При этом точность определения 8д и tg6 зависит как от погрешностей измерения /о, Qh и размеров ДР, так и от выбора метода расчета и описания электродинамической модели, учитывающей изменение резонансной частоты и вклад тепловых потерь за счет металлических и диэлектрических элементов измерительной ячейки. Методы расчета резонансной частоты и собственной добротности, а также электродинамические модели, описывающие резонаторы, которые позволяют рассчитать вд и tg6 материала, из которого изготовлен резонатор по результатам измерения /о и Q, приведены в гл. 2 и 4. Рассмотрим методы экспериментального нахождения резонансной частоты, нагруженной добротности, с последующим определением собственной добротности ДР, и измерения их температурных зависимостей. Для определения собственной добротности ДР непосредственно в фильтре необходимо ДР включать в линию передачи СВЧ различными способами: как проходной резонатор с двумя элементами возбуждения (включение в разрыв линии передачи), как резонансную неоднородность в регулярной линии передачи и как оконечную нагрузку линии передачи с одним элементом связи. Диапазон добротностей рассматриваемых ДР обычно 300- 20 ООО. Какой-то один метод измерения добротности в таком широком диапазоне применить сложно. Существуют различные методы измерения добротности резонаторов [90], позволяющие измерять добротность от нескольких десятков до 10: декремента затухания, фазовый, измерения полного входного сопротивления, метод коэффициента передачи. Выбор метода зависит от диапазона измеряемых добротностей, способа включения резонатора и имеющихся приборов. Способы измерения с включением ДР в качестве оконечного элемента или как проходного, соединяющего две линии передачи, используются для полосно-пропускающих фильтров. Способ измерения с включением ДР в качестве резонансной неоднородности используется для полосно-заграждающих фильтров. 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 |
|