Выбор варианта технической реализации устройства

В соответствие с заданием сразу отметим, что ферритовый фазовращатель не реализуем на микрополосковой линии. Поэтому выберем полупроводниковый тип ФВ с использованием SMD-СВЧ диодов на МПЛ.

При включении полупроводникового диода в линии передачи параллельно или последовательно, происходит некоторая потеря СВЧ - мощности из-за рассогласования в месте включения и поглощения в активной части полупроводника (омические потери).

Изменение фазового сдвига в зависимости от приложенного к полупроводниковому прибору напряжения обеспечивается изменением в основном активного сопротивления, причём у кремниевых диодов скачками и в больших пределах, а у варикапов и сегнетоэлектриков достаточно плавно и в относительно небольших пределах. Последнее обуславливает применение варикапов и сегнетоэлектриков в плавных ФВ, основными недостатками которых являются малая точность установки фазы и значительная инерционность.

На практике наибольшее применение нашли дискретные ФВ (ДФВ), которые обеспечивают ступенчатое изменение фазы проходящей или отражённой волны за счёт изменения электрической длины фазовращателя без изменения её амплитуды. Дискретные ФВ работают более устойчиво и стабильно, так как управление фазой осуществляется не путём изменения напряжения, а его наличием или отсутствием. Как правило, в дискретных ФВ используются полупроводниковые переключательные p-i-n-диоды с двумя областями характеристик: «открыто» и «закрыто».

Преимуществом дискретного ФВ является возможность управления ими с помощью ЭВМ. Именно поэтому число фазовых состояний обычно выбирают равным М = 2Р, где р = 1, 2, 3.;, К - разряды ФВ. Минимально возможное изменение фазы между двумя состояниями называют дискретом Δφ = 2π/М.

Проходной ФВ (ПФВ) - линейный согласованный по входу четырёхполюсник, в котором при изменении управляющего сигнала на переключательных диодах дискретно изменяется фаза проходящей волны. Проходные ФВ должны обеспечивать заданную разность фаз коэффициентов передачи Δφ= |φ2 - φ1| в двух состояниях при условии согласования входов и при минимальном вносимом ослаблении мощности.

Рис. 2.1. Эквивалентная схема ПФВ на переключаемых отрезках линии передачи

Одним из простейших является проходной диодный фазовращатель на переключаемых отрезках линии передачи (рис. 1). Такие ФВ в основном исполняются на микрополосковых линиях передачи. Изменение фазы коэффициента передачи на Δφ=β(/2-/1), где β= 2π/λ - постоянная распространения линии; λ - длина волны в линии, происходит в результате изменения пути прохождения волны по отрезкам /1, или /2 при переключении диодов. Потери в линии мало зависят от дискрета фазы Δφ при использовании диодов с параметром качества К>100 и примерно одинаковы в каждом фазовом состоянии и в целом по ФВ. В конструкциях, выполненных на переключаемых отрезках линии, каналы переключаются по одной цепи управления путём изменения полярности управляющего сигнала. В каждом канале диоды включены согласованно и последовательно как в линию передачи, так и в цепь управления. Использование четырех диодов в одном разряде ФВ вместо двух является основным недостатком этих схем.

Рис. 2.2. Эквивалентная схема ПФВ в виде нагруженной линии

В проходных ФВ, выполненных в виде нагруженной линии передачи (рис. 2), фаза коэффициента прохождения изменяется коммутацией различных включенных в линию параллельных реактивностей. Использование в качестве шунтирующих элементов емкостей или индуктивностей соответственно увеличивает или уменьшает электрическую длину линии. Основными параметрами этой схемы являются шунтирующие проводимости b, волновое сопротивление Z2 между ними и длина /, которые определяются по формулам b=tg (Δφ/2), Z2=cos (Δφ/2), /=λл/4.

Таким образом, микрополосковый дискретный фазовращатель проходного типа, использующий переключаемые нагруженные линии удовлетворяет требованиям технического задания.

Прочтите также:

Система управления роботизированной платформой перемещения предметов
Несмотря на то что современная технология переводит все на уровень сверхбольших чипов и микросхем и в большинстве случаев ремонт представляет собой замену блоков или в крайнем случае чип ...

Разработка синтезатора звуковых сигналов с компрессией данных
Целью данного курсового проекта является разработка синтезатора звуковых сигналов с компрессией данных, позволяющего осуществлять воспроизведение звуковых сообщений. Команды управл ...

Расчет усилителя мощности низкой частоты
Основной целью курсового проектирования по дисциплине «Аналоговые электронные устройства» является углубление и закрепление знаний по курсу, приобретение опыта самостоятельной рабо ...

Основные разделы

2021 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru