Слаботочка Книги настроенных иа fg звеньев, подводят подстраиваемое среднее звено (ДР, размещенный во втулке и экране) к крайнему. На панорамном индикаторе наблюдают второй всплеск на частоте Д (рис. 6.9, б). Если Д не равна /о, добиваются путем подстройки совпадения этих частот (рис. 6.9, в). При этом связь среднего звена с крайним должна быть меньше критической. На третьем этапе регулируют связи между ДР. Одну из средних секций стыкуют с крайней, присоединенной к измерительному тракту. ДР сближают до появления на экране индикатора симметричной двугорбой кривой КСВ с расстройкой между вершинами горбов, равной 0,9 W . При этом середина расстояния между горбами совпадает с / (рис. 6.9, г). Если кривая не симметрична, то необходимо подстроить частоту одного из ДР. К двухрезонаторной системе пристыковывают третью секцию с ДР (крайняя, если фильтр трехзвенный, или следующая средняя, если число звеньев фильтра больше трех). Если третья секция средняя, то ее перемещают вдоль оси фильтра до тех пор, пока на экране индикатора не появится трехгорбая кривая, у которой вершина среднего горба совпадает со средней частотой полосы пропускания фильтра. Затем также последовательно пристыковывают все остальные средние секции. Последней пристыковывают вторую секцию, соединенную с согласованной нагрузкой. Ее передвигают до получения минимального КСВ в полосе пропускания фильтра. В заключение этого этапа необходимо окончательно подстроить связи между ДР до получения на экране индикатора заданного уровня пульсаций КСВ (рис. 6.9, д) в полосе пропускания Чебышевской АЧХ (синусоиды с числом минимумов, равным числу ДР). Это достигается перемещением в очень небольших пределах (0,3...0,5 мм) секций относительно друг друга и подстройки частоты крайних звеньев винтами с одновременным контролем АЧХ на индикаторе. После того, как получены требуемое значение КСВ и его неравномерность в заданной полосе частот, секции фильтра следует склеить между собой. Далее фильтр отключают от установки и измеряют АЧХ (рис. 6.8, а). Настройка фильтров на ДР планарной конструкции, по сравнению с вышеизложенной, имеет некоторые особенности, вызванные тем, что корпус фильтра (экран) выполнен цельным, а не секционным. В съемной крышке корпуса имеются регулировочные винты, облегчающие настройку резонаторов по частоте. Связь между ДР изменяют перемещением их относительно друг друга вслепую , т. е. при снятой крышке. Это самая сложная операция при настройке, поскольку изменения кривой КСВ при перемещении ДР на экране не наблюдается. Результат от перемещения ДР в виде измененной кривой КСВ можно увидеть только после того как крышка закрыта. Тем не менее последовательность настройки таких фильтров включает те же этапы. Вначале настраивают крайние ДР по частоте и связи со штырями. Используют прием снижения добротности для более точного установления связи. Затем настраивают все средние ДР по частоте. И на последнем этапе подбирают связь между звеньями путем перемещения ДР и незначительной подстройкой их по частоте. Глава 7. УСТРОЙСТВА СВЧ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРАХ 1. ПРИМЕНЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ В УСТРОЙСТВАХ СВЧ Используя рассмотренные выше ДР и фильтры на их основе (мультиплексеры, делители мощности) в сочетании с полупроводниковыми приборами, можно создавать многофункциональные твердотельные устройства, обеспечивающие, кроме частотной избирательности сигнала, стабилизацию частоты, управление уровнем, фазой, излучение или прием сигнала, а также эффективные системы радиоэлектронной аппаратуры нового поколения в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн. При этом повышается надежность, уменьшаются масса, габаритные размеры, стоимость и металлоемкость устройств. Применение ДР и фильтров на их основе в СВЧ-устройствах рассмотрено в работе [47]. В настоящее время наряду с частотно-избирательными устройствами ДР широко применяют в транзисторных и диодных СВЧ-генераторах в качестве устройств стабилизации генерируемых колебаний, которые можно выполнить на основе как полосового, так и режекторного фильтров. Основные характеристики генераторов сантиметрового диапазона волн: относительная нестабильность частоты (0,6...1) 10* 1/°С, выходная мощность до 70...80 мВт при КПД до20 %. Дальнейшие усилия разработчиков СВЧ-генераторов направлены на решение следующих задач: создание многофункциональных генерирующих устройств, выполняющих одновременно функции генератора и манипулятора (частотного, фазового); генератора, обеспечивающего перестройку частоты при высокой стабильности; многочастотных генераторов; генераторов-преобразователей частоты (самогетеродинирующих смесителей) и т. д. Наличие внешнего электромагнитного поля ДР, обусловливающего малые значения радиационной добротности, позволяет создавать эффективные излучающие антенные элементы и решетки для волн с линейной и круговой поляризацией. В этом случае при малых габаритных размерах антенн можно получить высокую избирательность. Если коэффициент усиления элементарных излучателей на ДР составляет 5. ..7 дБ, то коэффициент усиления линейных решеток на их основе достигает 15... 17 дБ. Дальнейшие исследования в этой области направлены на решение следующих проблем: создание эффективных излучателей дециметрового и миллиметрового диапазонов волн; разработка методик их расчета и настройки; синтез антенных устройств с заданными сложными по форме диаграммами направленности (ДН); разработка моделей и методов исследования, анализа и синтеза антенных решеток на ДР; совмещение ДР-излучателей с активными элементами и создание на этой основе антенных систем с управляемыми характеристиками излучения (адаптивных в перспективе); применение ДР для коррекции характеристик существующих антенн СВЧ; использование пленочной технологии изготовления излучателей на ДР. Применение ДР в устройствах измерения параметров диэлектриков, материалов и сред [15; 17] позволяет повысить их эффективность, чувствительность и точность измерений, упростить конструкцию и уменьшить массу и габаритные размеры. Для применения ДР в качестве различных датчиков информации используют зависимости резонансной частоты и собственной добротности ДР от диэлектрической проницаемости, температуры, влажности и потерь в окружающей среде. Основные направления работ в этой области - создание простых, но эффективных датчиков по измерению 8д и tg6 диэлектриков, влажности материалов и газов, давления среды, интенсивности электрического и магнитного полей; датчиков концентрации электромагнитного поля; разработка и обоснование методик и схем измерений с заданной точностью. Для обработки СВЧ-сигналов используют устройства, выполненные на основе или с использованием ДР, - это дискриминаторы, фазовращатели, модуляторы, замедляющие системы, фильтрующие устройства с управляемыми параметрами, преобразователи частоты, усилители, умножители и т. д. Для создания устройств обработки СВЧ-сигналов необходимо: проектирование устройств, обладающих совокупностью различных функций, разработка методов расчета их электрических характеристик и параметров, соответствующих заданным требованиям, а также построение модулей радиоэлектронной аппаратуры, выполняющих функции СВЧ-приемопередатчиков. Рассмотрим некоторые многофункциональные устройства на основе ДР, представляющие интерес для разработчиков радиоэлектронной аппаратуры. 2. диэлектрические резонаторы в устройствах управления фазой сигнала Фазовращатели как аналоговые, так и дискретные широко применяют в радиотехнике СВЧ: фазированных антенных решетках (ФАР), устройствах сложения сигналов, модуляторах. К фазовращателям предъявляются жесткие требования по надежности, стабильности характеристик, габаритным размерам и массе. Этим требованиям удовлетворяют фазовращатели с использованием ДР. На основе ДР реализован фазовый п,-манипулятор [34], совмещающий в одном конструктивном узле функции двоичной фазовой манипуляции СВЧ несущей и фильтрации сформированного сигнала для уменьшения уровня внеполосных излучений. На рис. 7.1 изображена конструкция п,-манипулятора, выполненного с исполь- 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 |
|