книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация элементов радиоэлектронной аппаратуры

предъявленным к ней требованиям и допускает применение критерия Найквиста.

Выражение для возвратного отношения Т(р) после подста­ новки в уравнение (8) равенств (1) и (9) примет вид:

150

Из уравнения (12) можно получить приближенное выраже­ ние для частоты генерируемых колебаний, если учесть, что ве­ личина Ск мала. Тогда, пренебрегая вторым членом в уравне­ нии (12), получаем

X

Рис. 4

На рис. 4 представлены результаты экспериментального ис­ следования перестраиваемого автогенератора и результаты

162

расчета по формуле (14). Результаты -экспериментального ис­

Выводы

1. Генератор на транзисторе с перестройкой частоты за счет изменения тока эмиттера позволяет получить перестройку час­ тоты в полосе до 20% и может быть использован в качестве ге­ теродина в метровом и дециметровом диапазонах волн.

2. Большая крутизна и линейность зависимости генерируе­ мой частоты от управляющего напряжения позволяют исполь­ зовать такой генератор в системах ЧАП и ФАП.

В. М. Волков, Н. В. Никитин, Е. Г. Никитченко

СОГЛАСУЮЩИЕ ЦЕПИ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Необходимость согласования транзистора с генератором и нагрузкой вытекает из требований к получению максималь­ ного коэффициента передачи по мощности и минимальных от­ ражений (рис. 1).

163

Мощность Р, поступающая в нагрузку, по закону сохране­ ния энергии равна разности между мощностью падающей вол­

цель

Рис.

Таким образом, мощность отраженной волны

Отсюда получаем мощность, поступающую в нагрузку:

ром согласованного генератора. Нагрузкой передающей линии служит вход приемника — смеситель или усилитель высокой частоты. При согласовании входа приемника, например, за счет входного устройства усилителя высокой частоты, часть мощности принимаемого сигнала отражается и уходит обратно в антенну. Обусловленные этим потери на отражение £ о т р мож­ но определить по формуле

164

0.17 дБ^ (1). Такая величина потерь обычно допустима, однако дальнейшее увеличение ее нежелательно во избежание сниже­ ния чувствительности приемника и уменьшения дальности дей­ ствия радиолокационной станции. Поэтому входные цепи при­ емника и другие части высокочастотного тракта должны иметь в режиме приема достаточно хорошее согласование ( К С В <

<1,2—2,0) в пределах рабочего диапазона частот.

Внастоящее время существует несколько принципиально отличных друг от друга методов получения в питающем фиде­ ре режима, близкого к режиму бегущей волны:

1.Применение пассивных электрических четырехполюсни­ ков (с малыми потерями) для трансформации сопротивления нагрузки в волновое сопротивление фидера.

2.Использование ферритовых циркуляторов, направляю­ щих отраженную волну в поглощающую нагрузку.

3.Применение ферритовых вентилей резонансного типа, ис­ пользующих различие коэффициентов затухания для волн, рас­ пространяющихся в противоположных направлениях.

4.Использование пассивных линейных электрических четы­ рехполюсников с существенными потерями.

Наиболее широкое распространение в настоящее время имеет первый метод. По сравнению с другими он позволяет по­ лучить более высокий коэффициент полезного действия.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О СОГЛАСОВАНИИ

В самом общем случае задача о согласовании сопротивле­ ний ставится следующим образом.

Имеется некоторое произвольное комплексное физически реализуемое сопротивление нагрузки. Требуется в заданном диапазоне частот трансформировать это сопротивление таким образом, чтобы в питающем фидере установился режим с ко­ эффициентом бегущей волны (КБВ), превышающим некото­ рую заданную минимально допустимую величину.

Если для осуществления согласования ограничиться ис­ пользованием реактивных четырехполюсников (практически четырехполюсников с малыми потерями), то в такой постанов­ ке задача не всегда может быть решена. Независимо от схемы согласующего четырехполюсника при заданных нагрузке и до­ пуске на согласование полоса частот, в которой может быть

165

осуществлено согласование, определяется свойствами нагрузки и не может быть произвольно большой.

Таким образом, при использовании для согласования реак­ тивных четырехполюсников различные варианты корректно по­ ставленной задачи можно сформулировать следующим обра­ зом.

1.Задан допуск на согласование (т. е. КБВ) и среднее зна­ чение частоты полосы согласования. Требуется определить максимально возможную полосу согласования при любой степени сложности согласующего четырехполюсника.

2.Задан допуск на согласование и среднее значение полосы согласования. Требуется определить максимальную полосу со­ гласования при определенном фиксированном числе элемен­ тов схемы согласующего реактивного четырехполюсника и ве­ личину элементов этой схемы.

3.Задана полоса согласования. Требуется определить ми­ нимальный допуск при любой степени сложности согласующе­ го четырехполюсника.

4.Задана полоса согласования. Требуется определить ми­ нимальный допуск при фиксированном числе элементов согла­ сующего четырехполюсника и определить величины элементов согласующей схемы.

5.Задан допуск на согласование и полоса согласования, не превышающая максимально возможной. Требуется найти со­ гласующую схему с минимально возможным числом элементов.

Решение поставленных задач о согласовании сопротивле­ ний, таким образом, сводится к нахождению параметров согла­ сующего реактивного четырехполюсника.

Структура и конструктивное выполнение реактивною четы­ рехполюсника в значительной степени определяются диапазо­ ном волн, в котором производится согласование сопротивле­ ний. На более высоких частотах можно использовать в каче­ стве элементов согласующего четырехполюсника отрезки одно­ родных длинных линий (трансформаторы, шлейфы).

СХЕМЫ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ НА СВЧ

Для получения максимального коэффициента передачи по мощности необходимо применять согласующие цепи с мини­ мальными потерями. Таким требованиям удовлетворяют Г-об- разные трансформаторы реактивных элементов (рис. 2).

С их помощью можно трансформировать данное комплекс­ ное сопротивление в любое другое. Кроме того, наличие мини­ мума элементов (двух) обеспечивает относительную широкополосиость. Выбор конкретного вида трансформатора зависит от

166

величин согласуемых сопротивлений и возможностей реализа­ ции конструкции. Однако всегда следует стремиться к тому, чтобы согласующие цепи были более широкополосными, схемы цепей — проще, а длина участков распределенных линий — короче. Тогда потери в линиях будут минимальными, а разброс

с,

4 1 -

Рис. 2

параметров транзистора будет меньше влиять на параметры усилителя. Реализация согласующих трансформаторов на полосковых линиях может быть произведена различными спосо­ бами. Рассмотрим эти способы.

2а.

Обычно волновое сопротивление этих согласующих линий принимают равным волновому сопротивлению основной линии.

167

Одношлейфовые цепи применяют в случае согласования ком­ плексного сопротивления с активным волновым сопротивлени­ ем основной линии.

-О О-

Рис. 5

Шлейф включают на расстоянии U от Z L , где активное со­ противление R — ZA.

Рис. 6

Его входное сопротивление определяют по формуле

7- = ßa tg р /,„ ,

где

Из эквивалентной схемы видно, что замкнутым шлейфом можно реализовать параллельную индуктивность или емкость. Однако чтобы уменьшить габариты, емкость лучше реализо­ вать разомкнутым шлейфом (рис. 5), входное сопротивление которого определяют по формуле

168