Файл: Радиоприемные устройства. Структура, основные характеристики.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 23
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Радиоприемные устройства. Структура, основные характеристики. -
Шумовые характеристики приемных устройств. -
Структура приемника прямого усиления. -
Структура супергетеродинного приема. -
Входные цепи приемных устройств. -
Преобразование частоты. -
Балансные и кольцевые преобразователи частоты. -
Побочные каналы преобразования и проблема ЭМС. -
Детектирование колебаний. Амплитудные детекторы. -
Понятие амплитудного ограничителя. -
Фазовые детекторы. -
Цифровые частотные детекторы. -
Схема Костаса при приеме ФМ-сигналов. -
Регулировки в радиоприемных системах. Автоматическая регулировка усиления. -
Частотная автоподстройка частоты. -
Методы борьбы с аддитивными помехами. -
Методы борьбы с мультипликативными помехами -
СВЧ-многополюсники -
S-параметры: назначение, способ определения -
Направленный ответвитель (двухдырочный, трехдырочный) -
Крестообразный направленный ответвитель -
Мостовые устройства. Двойной Т-образный мост -
Мостовые устройства. Щелевой волноводный мост
1.Радиоприемные устройства. Структура, основные характеристики.
23.Мостовые устройства. Щелевой волноводный мост
Мостовым устройством называется НО, распределяющий мощность поровну между двумя выходами. Как и ответвители с произвольным коэффициентом деления, мосты являются реактивными балансными восьмиполюсниками с хотя бы одной плоскостью симметрии. Если предположить, что развязаны плечи 1–2 и 3–4, идеальный мост обладает матрицей рассеяния следующего вида:
С учетом условия реактивности и равенства модулей коэффициентов передачи:
Параметры мостов
Коэффициент отражения каждого входа:
Развязка плеч C21 или С43
Баланс N12 или N34
Для нормальной работы моста необходимо, чтобы на общем участке длиной l могли распространяться две волны — синфазная Н10 и противофазная Н20, а волна Н30 должна быть запредельной. Тогда размер h должен удовлетворять условию:
λ0 — рабочая длина волны в свободном пространстве
Конструктивно ВЩМ представляет собой два прямоугольных волновода, имеющих общую узкую стенку (рис. 1.39). Часть общей стенки вырезана, и на этом участке образуется расширенный волновод.
Рис. 1.39. Конструкция ВЩМ на основе двух прямоугольных волноводов, имеющих общую узкую стенку
Матрица рассеяния ВЩМ при условии согласования плеч имеет вид
Глава 1. Взаимные нерегулярные элементы и устройства волноводного тракта
Из анализа матрицы рассеяния следует основное свойство ВЩМ, которое заключается в следующем:
• мощность Р1 ЭМВ, поступивших в плечо 1, делится поровну между плечами 3 и 4, не ответвляясь при этом в плечо 2, т. е.
• волны на выходе плеч 3 и 4 сдвинуты по фазе на 90°:
Рассмотрим принцип работы ВЩМ. Пусть мост запитывается из плеча 1, а остальные плечи (2, 3, 4) нагружены на согласованную нагрузку.
Размер а широкой стенки волноводов, образующих плечи моста, выбран таким образом, чтобы на заданной длине волны в плечах распространялись только колебания основного типа #ю. На участке ВЩМ, где прорезана щель, размер широкой стенки увеличивается в два раза и равняется 2а. Поэтому, согласно диаграмме типов волн, на этом участке, кроме колебания основного типа Ню, также распространяется колебание типа Н2о.
Теоретически и экспериментально доказано, что на участке щели колебания типа Ню и #20 переносят одинаковую мощность. Поскольку в плечо 2 колебания типа Ню и #20 приходят в противофазе, то они компенсируют друг друга и плечо 2 не возбуждается. Таким образом, вся энергия поступающая из плеча 1, будет передаваться волнами Ню и#2о в направлении плеч 3 и 4.
Для колебаний, распространяющихся в области щели, имеем
Следовательно, фазовые скорости Уф распространения этих волн будут тоже различными. Поскольку
то
Вследствие этого ко входу плеч 3 и 4 волны Ню и Н2о придут с разными фазами:
Разность Аср фаз определяется длиной /щ щели:
В плечах 3 и 4 волны Ню и #2о возбуждают синфазные и противофазные колебания соответственно основного типа одинаковой амплитуды:
При этом результирующие колебания Е2 иЕ4 в плечах 3 и 4 будут определяться как суперпозиция этих волн (рис. 1.40). Из анализа рис. 1.40 следует, что результирующие амплитуды полей в плечах 3 и 4 определяются в соответствии с выражениями:
а их отношение кЕ зависит от величины разности Аф фаз, определяемой длиной щели /щ:
Рис. 1.40. Векторные диаграммы, иллюстрирующие формирование результирующих выходных колебаний, зависящих от величины разности фаз Аср, определяемой длиной щели /щ ВЩМ
При работе рассматриваемого устройства в качестве моста необходимо, чтобы результирующие Е3 и Е4 амплитуды в плечах 3 и 4 были одинаковы, что имеет место при Лер = 90°.
Подставим это значение в выражение (1.17) и определим искомую длину щели /щ:
Если возбуждать ВЩМ одновременно через плечи 1 и 2 колебаниями одинаковой амплитуды Е = Е2, но произвольного сдвига фаз Др12 = cpj - ср2, то мощность Р2 и Р4 ЭМВ в плечах 3 и 4 будет определяться в соответствии со следующими выражениями:
В реальности из-за неоднородностей, обусловленных концами щели и рядом других факторов, плечо 2 также возбуждается. Развязка между плечами 1 и 2 достигает 30-К35 дБ, т. е.
Небольшое сужение расширенного волновода увеличивает разность фазовых скоростей, что позволяет уменьшить длину щели.
Для получения высокой развязки, хорошего согласования и выравнивания мощностей в выходных плечах применяется емкостный штырь в середине щели.
ВЩМ может служить регулируемым или фиксированным делителем мощности в любом отношении, для чего необходимо менять любым образом величину Дер (/щ, X). Так, если
где п = 0, 1,2, ...,
то большая часть мощности переходит в плечо 3. Иначе, если
то большая часть мощности переходит в плечо 4.
( р Л
Если отношение мощностей сигналов в плечах 3 и 4 101g — >10 дБ,
Р
V/ 4
то ВЩМ является направленным ответвителем.
Таким образом, изменяя входы ВЩМ и их количество, а также регулируя фазовые соотношения колебаний при возбуждении плеч, можно добиваться различных выходных эффектов, необходимых на практике.
ВЩМ также применяется в конструкции балансного преобразователя частоты. Балансные преобразователи частоты (БИЧ) позволяют в значительной мере подавить шумы гетеродина. Кроме того, БПЧ применяются в случаях, когда возникает необходимость надежного подавления колебаний гетеродина на выходе смесителя, что имеет место, например, при сравнительно близких значениях частоты гетеродина и промежуточной частоты.
