Коммутационно-фильтровое устройство радиолокатора непрерывного излучения с частотной манипуляцией и модуляцией (стр. 5 из 5)

Получим условие резонанса обобщённого звена с учётом проводимости на входе и выходе в форме, удобной для синтеза, приравняв

к нулю в формуле:

.

На рис. приведены зависимости резонансных электрических длин

обобщённых звеньев от индуктивной нормированной реактивности . Увеличение реактивности приводит к увеличению , обеспечивающей резонанс на заданной частоте. Пределы изменения электрической длины определяются из решения задачи о собственных частотах для ВДР с металлическими торцевыми стенками и уравнения ( ), определяющего резонансные условия обобщённого звена без шунтирующих проводимостей. Максимально достижимое значение соответствует случаю короткого замыкания обобщённого звена и может быть определено по формуле

,

где

, - продольные волновые числа в диэлектрическом слое и запредельном волноводе. В соответствии с ( ) при отсутствии переотражений

.

Анализ ( ) и ( ) показывает, что диапазон изменения

в значительной мере зависит от длины запредельного волновода и при удалении точек подключения шунтирующих проводимостей их влияние на длину резонансного слоя уменьшается и в пределе, когда , равны электрической длине диэлектрического слоя, обеспечивающей резонанс на собственной частоте ВДР.

Получим выражение внешней добротности обобщённого звена с шунтирующей проводимостью на входе, учитывая, что в отсутствии потерь

.

,

;

;

.

Полагая, что

и не зависит от частоты, опуская промежуточные выкладки, запишем выражение для внешней добротности обобщённого звена с реактивностью на входе

,

;

;

;

.

Входящая в ( ) величина электрической длины диэлектрического слоя определяется при условии

:

.

Использование полученных выражений для внешней добротности ( ) и резонансных условий ( ) позволяет скорректировать длину запредельного участка и диэлектрического слоя входного и выходного звеньев фильтра с учётом влияния шунтирующей проводимости элементов возбуждения ВДФ.

Длина входного отрезка запредельного волновода находится так:

,

где

-решение ( ) для заданного значения шунтирующей проводимости входа .

Длина диэлектрического слоя определяется следующим образом:

,

где

определяется по ( ), а - электрическая длина слоя в случае согласованного включения ( ).

Методика синтеза входных звеньев реализована в программе _______.

Расчёт ВДФ. С возбудителем.

Рассчитаем ВДФ, удовлетворяющий требованиям раздела __.

Возбуждение фильтра осуществляется волноводным сечением

.

Следует отметить, что при расчёте фильтров с произвольным числом звеньев корректируются только размеры входного (выходного) запредельного участка и длины диэлектрических вкладышей первого и последнего звеньев.

Осуществляем корректировку длины входного звена с учётом реактивности входа:

а) рассчитаем проводимость стыка волноводов, нормированную к

:

Где

см;

.

б) вычислим внешнюю добротность ВДФ, пользуясь таблицей:

где

-

.

в) решая уравнения ( ), находим для

и геометрические размеры входного и выходного звеньев:

мм;

мм.

2 Волноводно-микрополосковый переход

В последние годы всё более широкое применение находит техника гибридно-интегральных схем (г.и.с.) в сантиметровом диапазоне волн. Как для проведения измерений параметров г.и.с. СВЧ, так и при соединении их в системах, актуальной становится задача создания коаксиально- или волноводно-микрополосковых переходов с широкой полосой, низким к.с.в.н. и малыми вносимыми потерями.

3 Критерий качества полосно-пропускающих фильтров

Проектирование современной радиоаппаратуры наряду с другими проблемами неизменно связано со сложностью миниатюризации элементов и узлов, технологичности их выполнения и соответствия требованиям по электромагнитной совместимости. Многоканальность радиоэлектронных систем приводит к существенному увеличению количества полосно-пропускающих фильтров (ППФ) диапазонов УВЧ, ОВЧ, СВЧ, причём требования к их избирательности, миниатюризации, технологичности непрерывно возрастают. Указанные требования часто взаимно противоречивы, что приводит к поиску компромиссных решений.

В течении длительного времени сравнение различных фильтров между собой проводилось по отдельно взятым параметрам (или по селективности, или по потерям, или по полосе пропускания) без учёта некоторой зависимости между ними. Эта методика приемлема и в настоящее время для крупногабаритных фильтров.

Положение существенно меняется при предъявлении к фильтрам требования миниатюризации. Дело в том, что в миниатюрных фильтрах (в отличие от крупногабаритных фильтров) все основные параметры функционально связаны между собой: например, увеличивая селективность, мы заметно увеличиваем потери; сужая полосу, мы снова увеличиваем потери и т. д. Таким образом, сравнение миниатюрных фильтров по отдельно взятым параметрам будет некорректным: необходимо оценивать систему основных параметров в целом. Именно поэтому