Высокочастотное возбуждение волновода что это

Возбуждение и связь волноводов

В регулярном волноводе может существовать бесконечное число типов волн типа TE и TH. Однако для передачи энергии по волноводу применяется ограниченное количество волн – основные волны. Для возбуждения в волноводе необходимого типа волн, частота питающего тока должна соответствовать критической частоте, определяемой размерами волновода и условию существования поля только этого типа. Например для поля (где m=1,2… n=1,2…). Кроме того создаваемое излучателем поле должно иметь составляющие, совпадающие по направлению с соответствующими составляющими возбуждаемого поля в волноводе, а сам излучатель должен быть расположен в месте максимальной величины составляющей возбуждаемого поля. Согласно принципу взаимности, конструкция предназначенная для возбуждения может работать и на прием.

Извлечь (или возбудить) максимальную энергию из волны определенного типа в волноводе можно тремя основными способами:

1. Штырем. В поле волны помещают прямой провод (штырь), так, чтобы он находился в месте, где напряженность электрического поля имеет максимальную величину и ориентирует его в направлении, параллельном направлению вектора напряженности этого поля. При приеме в таком положении, наводимая в штырь ЭДС будет максимальная,

при этом штырь располагается посередине широкой стенки и перпендикулярно к ней, то есть параллельно составляющей .

В круглом волноводе волна возбуждается как показано на рисунке

В коаксиальном волноводе волна возбуждается типа THE

2. Возбуждение петлей(витков). В поле волны помещают виток (петлю) ориентировав ее так, чтобы нормаль к плоскости витка совпадала с направлением вектора напряженности магнитного поля волны. При этом виток должен быть помещен в место максимальной напряженности магнитного поля волны (рис. а).

а)На виток действует максимальная величина ;

б) На виток действует максимальная величина ;

Способ возбуждения TEM волны в коаксиальном волноводе показан на рисунке

3. Возбуждение щелью или отверстием.

В стенках волновода прорезают щель или отверстие. Такой способ можно использовать для передачи электромагнитной энергии из одного волновода в другой, а так же для излучения во внешнее пространство энергии подводимой волноводом. Чтобы излучении имело место щель должна быть перпендикулярна к направлению плотности поверхностного тока вместо его максимальной величины. В один момент времени на щели накапливается положительные заряды, а на другой – отрицательные, в следующий полупериод меняются местами. Эти заряды создают дополнительное электромагнитное поле, в том числе во внешней по отношению к волноводу области (рис. а).

Щель вырезанная параллельно плотности поверхностного тока не будет излучать, так как она мало влияет на распределение этого тока, а следовательно и на напряженность поля (рис. б).

Токи в стенках волновода определяют из условия, что для идеально проводящей стенки линейная плотность поверхностного тока равна тангенсальной составляющей напряженности магнитного поля и направлена перпендикулярна к ней ( ). .

Связь волноводов при помощи щелей приведена на рис.

Кроме рассмотренных способов, возбуждение волновода может быть осуществлено так же с помощью электронных потоков. Этот способ используется главным образом при возбуждении резонаторов.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Возбуждение волновода и полого резонатора можно осуществить через отверстие в металлической стенке; структура поля при этом определяется структурой возбуждающего поля на отверстии. [3]

Возбуждение волновода с помощью зонда или петли связи-происходит так же, как и в объемных резонаторах. [5]

Емкостное возбуждение волновода осуществляется на расстоянии четверти длины волны от торцевой стенки. Глубина погружения штыря связи регулируется, и в лабораторной модели она была равна приблизительно 34 мм. [7]

Для возбуждения волноводов и отбора энергии из них используются штыри или петли, помещенные внутри волноводов. [9]

При возбуждении волновода с помощью штырька-вибратора между ним и корпусом возникает переменное электрическое поле, которое создает электромагнитную волну. Сам штырек должен быть параллелен силовым линиям электрического поля возбуждаемой волны и находиться в ее пучности. На рис. 7.9, а, б и д изображены случаи возбуждения волн типа Я01 и Я02 в прямоугольном волноводе. Напряжения, питающие вибраторы ( рис. 7.9, д), отличаются по фазе на 180, так как вдоль фидера между ними укладывается половина волны, идущей от источника. [12]

При возбуждении волновода через щель электромагнитное поле вблизи щели, как и вблизи любого другого источника, будет иметь сложный характер, так как вблизи щели появляется множество полей высших типов. [13]

В случае возбуждения волновода коаксиальной линией возбуждающими устройствами могут являться электрический или магнитный диполи. Электрический диполь создается штырем, являющимся продолжением внутреннего проводника коаксиальной линии. [15]

Источник

V. СТАНЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ПОЕЗДНОЙ РАДИОСВЯЗИ ГЕКТОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН

Высокочастотное возбуждение направляющих линий

5.1.1. Подключение PC к проводам направляющих линий должно осу­ществляться индуктивным способом, то есть посредством возбуждающих проводов, подвешиваемых параллельно проводам направляющих линий. Возбуждающие провода подключаются к СУ, входящему в состав PC. СУ должно соединяться с PC коаксиальным кабелем.

Возбуждающий провод представляет собой отрезок провода из цветного металла или антенного канатика общей длиной 40-42 м (несколько больше

), состоящий из горизонтальной части и снижения. Горизонтальная часть подвешивается параллельно направляющему проводу (под ним или сбоку от него), ее длина должна быть не менее 35 м.

Горизонтальная часть возбуждающего провода должна находиться на расстоянии:

0,25 м от проводов цветной цепи воздушной линии связи ВЛС;

0,5 м от волноводного провода;

0,6 м от проводов ВЛ 6 и 10 кВ;

0,8 м от проводов линии ДПР, ПП и ВЛ 35 кВ.

5.1.2. Высокочастотное возбуждение однопроводного волновода должно осуществляться по схеме, приведенной на рис. 5.1, при подвеске волновод­ного провода как на опорах контактной сети, так и на отдельно стоящих опорах. Последние должны находиться не ближе 5 м от проекции крайнего провода контактной сети, ВЛ, ДПР и ПП.

Рис. 5.1. Схема высокочастотного возбуждения однопроводного волновода

Заземление возбуждающих проводов должно производиться через ЗК-4 (или СК-6) на ЗУ.

5.1.3. В местах анкеровки волновода его высокочастотное возбуждение должно выполняться по схеме рис. 5.2. При этом необходимо, чтобы СУ находилось со стороны анкеровки, а изолированный конец возбуждающего провода был направлен в сторону, противоположную анкеровке.

Длина отрезка волновода от анкеровки до возбуждающего провода / мо­жет быть равна нулю или кратна целому числу полуволн (70 м). Согласован­ная нагрузка на конце волновода в этом случае не устанавливается.

Рис. 5.2. Схема высокочастотного возбуждения однопроводного волновода в местах анкеровки

5.1.4. Высокочастотное возбуждение двухпроводного волновода должно осуществляться по схеме рис. 5.3. Расстояние между проводами направля­ющей линии в месте возбуждения и, соответственно, расстояние между воз­буждающими проводами должно быть не менее 1 м.

Расстояние между осями контуров, укрепленных на одной траверсе, долж­но быть не менее 400 мм.

Рис. 5.3. Схема высокочастотного возбуждения двухпроводной направляющей линии

5.1.5. Высокочастотное возбуждение проводов цветной цепи воздушной линии связи должно осуществляться по схемам рис. 5.4. Устройство СУ устанавливается на столбе линии связи и соединяется с радиостанцией с помощью коаксиального кабеля РК75 или РК50 в зависимости от типа ра­диостанции.

Рис. 5.4. Варианты схемы высокочастотного возбуждения проводов цветной цепи воздушной линии связи

5.1.6. На промежуточных пунктах, где ВЛС имеют кабельные вводы, воз­буждение цветных проводов ВЛС осуществляется по схеме рис. 5.5.

Возбуждающие провода обоих направлений должны подвешиваться симметрично по отношению к проводам цветной цепи и соединяться между собой однопроводной воздушной соединительной линией, к средней точке которой непосредственно должно подключаться СУ.

Если соединительную линию невозможно выполнить воздушной, то в этом случае к возбуждающим проводам обоих направлений должны подключать­ся СУ, которые соединяются PC коаксиальными кабелями через линейный трансформатор ЛТ-3. Длины кабелей могут быть произвольными.

ЗК-4, включаемые в каждый провод цветной цепи, необходимы для того, чтобы токи радиочастоты не ответвлялись в кабельные вставки.

Допускается, как исключение, заземлять линейные и станционные уст­ройства ПРС на рельс вместо ЗУ в районах вечной мерзлоты и в районах со скальным грунтом, где из-за низкой проводимости грунта затруднительно выполнить ЗУ сопротивлением не более 10 Ом.

5.1.8. Высокочастотное возбуждение двух- и трехпроводных направляющих линий должно быть противофазным для создания межпроводной волны, распространяющейся с наименьшим затуханием (рис. 5.6).

Схема возбуждения проводов ДПР, подвешенных с одной стороны пути, или двухпроводной направляющей линии, состоящей из проводов ДПР и ПП, находящихся на одном кронштейне, а также двухпроводной направляющей линии, состоящей из волноводного провода и провода ДПР или волноводного провода и ПП, аналогична приведенной на рис. 5.3.

Возбуждающие провода должны подвешиваться на двух специально ус­тановленных опорах, находящихся на расстоянии 38 — 42 м друг от друга и примерно на одинаковом расстоянии от опор контактной сети. На этих же опорах должны закрепляться и возбуждаемые провода высоковольтныхлиний. 31

Рис.5.6. Схема высокочастотного возбуждения ВЛ

Для обеспечения электробезопасности каждый из возбуждающих прово­дов должен быть соединен с ЗУ через ЗК-4. если расстояние от тяговой под­станции превышает 5 км, или через СК-6, если это расстояние меньше 5 км. Расстояние между осями контуров, укрепленных на одной траверсе, должно быть не менее 400 мм.

Противофазное возбуждение двухпроводной направляющей линии, со­стоящей из волноводного провода и провода ДПР, следует производить аналогично схеме, рис. 5.3.

5.1.9. Противофазное возбуждение проводов ДПР, расположенных с противоположных сторон пути, должно осуществляться по схеме рис. 5.7. Противофазность возбуждения достигается тем, что длина одного из кабелей или должна выбираться больше другого на 46 м, т. е. на половину длины волны в коаксиальном кабеле, а для согласования сопротивлений должны включаться отрезок кабеля длиной = 9,05 м и конденсатор С емкостью равной 680—720 пФ для кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом и 1000-1100 пФ для кабелей с сопротивлением 50 Ом.

Конденсатор С и согласующий отрезок кабеля должны размещаться в помещении рядом со стационарной радиостанцией.

В качестве согласующих устройств следует использовать контуры СК-6, которые одновременно обеспечивают заземление возбуждающих проводов. Для устранения гальванической связи коаксиальные кабели к контурам СК-6 должны подключаться через разделительные конденсаторы С _p 0,25 мкФ, выдерживающие напряжение переменного тока не менее 1000 В. Конденса­торы С_; следует устанавливать на опоре или внутри помещения при вводе коаксиального кабеля в здание.

5.1.10. В тех случаях, когда возникают сложности с размещением возбуж­дающих проводов на опорах контактной сети, стационарные радиостанции допускается присоединять к проводам высоковольтных линий через СМ и блок линейного трансформатора ЛТ-1В (рис. 5.8). Характеристики блоков линейных устройств приведены в приложении № 1 Правил.

При использовании стационарных радиостанций РС-46М. РС-46МЦ, РС-6, РК-1 в центральную жилу кабеля, соединяющего радиостанции со схемой возбуждения, должен включаться дополнительный конденсатор емкостью не менее 0.05 мкФ на рабочее напряжение не менее 400В.

Рис. 5.8. Схема присоединения стационарной радиостанции к направляющей линии с помощью СМ и блока ЛТ-1В

5.1.11. Во всех схемах возбуждения направляющих проводов, применя­емых на участках с автономной и электротягой, экранирующие оплетки коаксиальных кабелей должны заземляться только в месте установки ра­диостанций, а у согласующих устройств они должны быть гальванически изолированы от заземления устройств возбуждения по постоянному току и току промышленной частоты, чтобы избежать протекания по кабелям уравнивающих токов, вызванных разностью потенциалов заземляющих устройств. Гальваническую изоляцию должно обеспечивать конструктивное исполнение СУ радиостанции.

Корпуса PC (шкафы радиооборудования) должны заземляться на общий контур заземления объекта (служебно-технического здания поста ЭЦ, дома! связи) отдельным медным проводом (или медной шиной) сечением не менее 16 мм 2 .

Стационарные антенны

5.2.2. Для снижения потерь высокочастотной энергии снижение антенны
следует удалять от стен и крыш зданий и других сооружений на расстояние
не менее 0,5 м, либо выполнять на мачте, удаленной от здания. Снижение
должно подключаться к СУ, которое соединяется с PC коаксиальным кабелем. При размещении PC в одноэтажном здании либо на последнем этаже здания СУ должно устанавливаться внутри помещения. Ввод снижения в зда­ние должен осуществляться через проходные изоляторы (антенные вводы) либо через фарфоровые трубки.

В грунтах с низкой проводимостью почвы ( -2 1/Ом*м) наряду с устройством рабочего заземления антенны необходимо предусматривать ук­ладку в землю на глубину 0,2—0,3 м четырех-пяти проводов вдоль горизон­тальной части антенны и симметрично по отношению к ней. Длина проводов должна быть равна примерно расстоянию между мачтами; расстояние между проводами 1,5-2 м. Укладываемые в землю провода должны соединяться с рабочим заземлением.

Дата добавления: 2021-03-18 ; просмотров: 126 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Высокочастотное возбуждение волновода что это

Электромагнитными колебаниями (ЭМК) называют периодические изменения во времени электрического заряда (силы тока, напряжения), в общем случае ЭМК это взаимосвязанные колебания электрического (Е) и магнитного (Н) полей, составляющих единое Электромагнитное поле.

Различают вынужденные электромагнитные колебания, поддерживаемые внешними источниками, и собственные электромагнитные колебания, существующие и без них.

Рис.1. Последовательный колебательный контур

Зависимость коэффициента передачи контура К( f ) от частоты входного сигнала f называется амплитудно-частотной характеристикой контура.

Под коэффициентом передачи К понимается отношение выходного сигнала элемента к его входному сигналу, рассматривают коэффициенты передачи по току, напряжению, мощности и т.д.

Рис.2. Амплитудно-частотная характеристика

Параметры, описывающие свойства колебательного контура:

Частота свободных колебаний контура

.

Частота свободных колебаний является частотой резонанса контура, на которой реактивное сопротивление индуктивности XL=2πfL равно реактивному сопротивлению ёмкости XC=1/(2πfC) и равно волновому сопротивлению контура r:

Добротность характеризует, во сколько раз запасы энергии в контуре больше, чем потери энергии за один период колебаний и определяется как

.

Полоса пропускания определяется как ширина АЧХ по уровню половинной мощности (для амплитуды по уровню 0,707 от максимума) и для колебательного контура может быть рассчитана из выражения:

Электромагнитные волны ( ЭМВ) – синусоидальные электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве.

Рис 3. Электромагнитная волна

Радиоволны подразделяются на несколько диапазонов:

Сверхдлинные волны (СДВ)

Ультракороткие волны (УКВ) включают несколько поддиапазонов:

дециметровые волны (ДМВ)

сантиметровые волны (СМВ)

миллиметровые волны (ММВ)

субмиллиметровые волны (СММВ)

Диапазоны от дециметровых, до миллиметровых волн называют сверхвысокими частотами (СВЧ).

Частота f и длина волны l связаны соотношением:

,

где с – скорость ЭМВ, в воздухе и в вакууме с = 3∙108 м/сек.

2.1.2. Коаксиальные линии связи

Коаксиальная линия связи представляет собой систему, передачи высокочастотных электромагнитных колебаний, состоящую из двух соосных металлических цилиндров, разделенных слоем диэлектрика.

Рис. 1. Поперечный разрез коаксиальной линии.

Рис. 2. Современные коаксиальные кабели.

В коаксиальной линии распространяется волна типа Т (поперечная), электрические силовые линии идут радиально, а магнитные силовые линии имеют вид концентрических окружностей.

Волновое сопротивление r коаксиальной линии зависит от отношения диаметров D/d наружного и внутреннего проводников. Чем меньше это отношение, тем больше емкость линии и тем меньше r. Например, для воздушной коаксиальной линии при

D/d = 1,5 величина r составляет 25 ом, а при D/d= 8 она возрастает до 125 ом.

В большинстве случаев коаксиальные высокочастотные кабели выпускаются промышленностью с волновым сопротивлением 50, 75, 150 Ом.

К основным достоинствам коаксиальных линий передачи относятся следующие:

1) широкополосность, т.е. способность пропускать широкую полосу рабочих частот;

2) электромагнитное поле, имеющее структуру Т-волны, распространяется в пространстве между цилиндрами и во внешнюю среду волна не выходит, т.е. отсутствует паразитное излучение;

3) возможность изготовления в виде гибких коаксиальных кабелей.

Коаксиальные волноводы нашли широкое применение в радиоаппаратуре. Чаще всего они используются для соединения узлов и блоков радиоаппаратуры. Такие волноводы применяют в метровом и в сантиметровом диапазонах, обычно не выше 20 ГГц. С увеличением частоты растет затухание, которое может достичь более 1дБ/м.

2.1.3. Волноводы

Волноводами называются металлические трубки различного профиля, внутри которых распространяются электромагнитные волны (в миллиметровом диапазоне длин волн волноводы могут быть сделаны и из диэлектрика).

Фото. 1. Прямоугольные волноводы в различном исполнении.

Габариты сечения волноводов зависят от диапазона частот, для которых этот волновод применяется. Эти габариты стандартизованы.

Диапазон частот, в котором, как правило, используется прямоугольный волновод – 1000 – 100 000 МГц.

Рис. 1. Габариты сечения волновода.

В волноводах могут распространяться ЭМВ различных типов. Все они делятся на две группы: 1) электрические волны, обозначаемые Е, имеют электрическое поле, расположенное и в поперечном и в продольном направлениях, а магнитное поле только в поперечной плоскости; 2) магнитные волны, обозначаемые H, имеют магнитное поле, расположенное поперек и вдоль волновода, а электрическое поле только в поперечной плоскости.

В волноводах могут наблюдаться бегущие, стоячие и смешанные волны в зависимости от наличия большего или меньшего отражения на конце волновода. Режим работы линии характеризует коэффициент бегущей волны (КБВ), принимающий значения от 1 ( бегущая волна ) до 0 ( стоячая волна ).

Режим бегущей волны наиболее выгоден для передачи волн, так как при нем потери в волноводе наименьшие и в нагрузку отдается максимум энергии. Для получения в волноводе бегущей волны нагрузка должна полностью поглощать энергию, передаваемую по волноводу, т. е. выходное волновое сопротивление волновода rвых должно быть равно волновому входному сопротивлению нагрузки rвх. Такая нагрузка называется согласованной с волноводом.

Фото.2. Элементы волноводных трактов

2.1.4. Объемные резонаторы

Объемный резонатор это колебательная система СВЧ, предложенная советским ученым М. С. Нейманом в 1939-1940 гг., аналог колебательного контура, представляет собой объём, заполненный диэлектриком (в большинстве случаев воздухом) и ограниченный проводящей поверхностью.

Форма поверхности объемного резонатора в общем случае может быть произвольной, однако практическое распространение (в силу простоты конфигурации электромагнитного поля, простоты расчёта и изготовления) получили круглые цилиндры, прямоугольные параллелепипеды, тороиды, сферы и т.п.

Некоторые типы резонаторов удобно рассматривать как отрезки полых или диэлектрических волноводов, ограниченные двумя параллельными плоскостями.

Рис.1. Тороидальные объемные резонаторы.

Процесс накопления электромагнитной энергии в резонаторе можно пояснить на следующем примере: если между двумя параллельными отражающими плоскостями каким-либо образом возбуждается ЭМВ, распространяющаяся перпендикулярно к ним, то при достижении одной из плоскостей волна полностью отразится от неё. Многократное отражение от обеих плоскостей приводит к образованию волн, распространяющихся в противоположных направлениях и интерферирующих друг с другом. Если расстояние между плоскостями L = nλ/2 (λ — длина волны, а n — целое число), то интерференция волн приводит к образованию стоячей волны, амплитуда которой при многократном отражении сильно возрастает; в пространстве между плоскостями будет накапливаться электромагнитная энергия, подобно тому, как это происходит при резонансе в колебательном контуре.

2.1.5. Аттенюаторы

Фото 1. Регулируемый аттенюатор Д5-21 для волноводного тракта.

Фото 2. Регулируемый аттенюатор Д4-3 для коаксиального тракта.

Аттенюаторы используются для калиброванного измерения уровня мощности сигнала, для снижения чувствительности характеристик узла аппаратуры к изменениям сопротивления нагрузки, для оперативного изменения коэффициента передачи, балансировки каналов электронной аппаратуры, согласования сопротивлений в межкаскадных СВЧ-цепях, создания векторных модуляторов, а также при формировании сигналов со сложными видами модуляции.

2.1.6. Волноводные тройники

Волноводные тройники (Т-образные разветвления) бывают двух видов Н и Е.

Н-плоскостной тройник выполняется обычно так, что размеры поперечного сечения и, следовательно, волновые сопротивления всех трех волноводов одинаковы. Если плечи Б и В нагружены на одинаковые сопротивления, отстоящие на одинаковых расстояниях от разветвления, то мощность, поступающая в плечо А, поровну делится между плечами Б и В синфазно. На основании принципа обратимости следует, что две одинаковые синфазные волны, поданные из боковых плеч, сложатся и пройдут в Н-плечо А.

Рис.1. Н-плоскостной тройник

В Е-плоскостном тройнике при одинаковых нагрузках плеч Б и В, расположенных на одинаковых расстояниях от оси разветвления, мощность, поступающая из плеча А, поровну делится между этими нагрузками, но в противофазе. В обратном случае две одинаковые противофазные волны, поданные из боковых плеч, сложатся и пройдут в Е-плечо А.

Рис.2. Е-плоскостной тройник

Двойной волноводный тройник представляет собой соединение Е- и Н- тройников с совпадающими плоскостями симметрии.

Рис.3. Двойной волноводный тройник

При питании двойного тройника со стороны Е- плеча подводимая мощность делится поровну в противофазе между 2 и 3 боковыми плечами и не поступает в плечо Н.

При подключении генератора к Н- плечу мощность распределяется поровну между 2 и 3 плечами синфазно и не поступает в Е- плечо.

Из сказанного выше следует, что плечи Е и Н двойного тройника взаимно развязаны.

На основании принципа обратимости следует, что две одинаковые синфазные волны, поданные из боковых плеч, сложатся и пройдут в Н-плечо, две одинаковые противофазные волны из боковых плеч пройдут в Е-плечо; в этих случаях Е- и Н-плечи остаются развязанными.

Волноводные тройники применяются в антенных системах РЛС.

2.1.7. Ответвители

Направленные ответвители представляют собой сочленение связанных между собой определенным образом волноводов, в каждом из которых может распространятся только одна волна.

Фото. Направленные ответвители.

В сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн применяют волноводную конструкцию ответвителя. Он состоит из двух отрезков волновода, которые имеют на определенном участке общую тонкую стенку (широкую или узкую). В стенке, разделяющей волноводы, сделаны отверстия, служащие элементами связи, через которые ответвляется небольшая часть мощности из первичного волновода во вторичный. Количество отверстий, их форма и размеры определяют характеристики ответвителя. Направленное распространение во вторичном волноводе достигается в результате интерференции возбуждённых в нём волн, которые, складываясь, в одном направлении взаимно гасятся, а в другом — образуют результирующую ответвлённую волну.

Направленные ответвители широко используются в антенных ситемах СВЧ для измерения мощности, длины волны, модуля коэффициента отражения от нагрузки в линии передачи, наблюдения формы сигнала. Также направленные ответвители применяются в смесителях приемников СВЧ.

2.1.8. Фазовращатели

Фазовращатель СВЧ, устройство, предназначенное для изменения фазы электромагнитных колебаний на выходе линии передачи СВЧ относительно фазы колебаний на её входе, осуществляемого посредством изменения электрической длины этой линии. (Электрическая длина линии равна 2πl/λ, где l – её геометрическая длина, λ – длина волны в линии.) Фазовращатели подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.

Рис.1. Простейший фазовращатель на прямоугольном волноводе с продольно-намагниченным ферритом

Регулируемый фазовращатель – участок Фидера, вносящий фазовый сдвиг на определённой частоте (или требуемые сдвиги фаз в заданной полосе частот), который при необходимости можно регулировать по величине. Различают фазовращатели с механическим (или электромеханическим) управлением фазовым сдвигом и фазовращатели с электрическим управлением.

Нерегулируемый фазовращатель реализуют в виде калиброванного по фазе отрезка фидера, фазовый сдвиг в котором достигается подбором значения его длины, размеров поперечного сечения (при использовании волновода) либо эффективной диэлектрической проницаемости.

Основная область использования регулируемых фазовращателей

Фото. 1. Фазовращатели входят в состав управляемых излучателей ФАР проходного типа, из которых собрано антенное полотно.

Рис. 2. Управляемый излучатель ФАР.

Управляемый излучатель состоит из управляемого ферритового фазовращателя, двух диэлектрических излучателей и схемы управления. Фазовращатель выполняет роль управляемой задержки сигнала на время, не превышающее периода СВЧ колебаний.

2.1.9. Фильтры СВЧ

Основные функции фильтров СВЧ:

частотная селекция в ВЧ РПрУ, для защиты от зеркальных каналов приема;

выделение в приемниках полезного сигнала из спектра шумов и помех;

формирование заданного спектра излучения передатчиков.

В диапазоне СВЧ большинство фильтров строится на объемных резонаторах.

АЧХ фильтров СВЧ, как правило, имеет колокольную форму:

Рис. Амплитудно-частотная характеристика фильтра, где f 0 – частота настройки фильтра (резонансная), D f – полоса пропускания фильтра, определяемая его добротностью Q, D f = f 0 / Q.

Следовательно для получения в диапазоне СВЧ f = 0,3 – 300 ГГц полосы пропускания в единицах МГц добротность Q таких фильтров должна составлять величину 1000 – 100 000.

Получение высокодобротных фильтров на базе объемных СВЧ резонаторов сложная и дорогостоящая техническая задача, связанная с высочайшими требованиями к точности и качеству механической обработки резонаторов. Следовательно, стоимость таких фильтров весьма высока.

Источник