Рис 14 10 Структурная схема варак-тэрного смесителя СВЧ

Рис 14(11 Эскиз конструкции варактор-ного смесителя СВЧ

ках малой мощности получить требуемую мощность непосредственно на выходе смесителя; во всяком случае резко уменьшается мощность частот fnq и freT.

Структурная схема смесителя показана на рис. 14.10. Напряжение гетеродина через ферритовый вентиль, циркулятор (Я) и фильтр гармоник подается на варактор [СМ) вместе с напряжением промежуточной частоты. Суммарная частота /Б=/гет + /пч, пройдя через циркулятор, отфиль-провы-вается в полосовом фильтре от частоты гетеродина и комбинационных частот и далее следует к УСВЧ или к антенно-фи-дарным устройствам передатчика. Из двух возможных режимов преобразования обычно используют режим с повышением частоты как более устойчивый. Мощность нижней боковой полосы вместе с остатком сигнала гетеродина отражается от фильтра и через циркулятор поступает на R.

Упрощенный эскиз конструкции варакторного преобразователя приведен на рис. 14.11. Варактор (4) помещен в прямоугольный волновод (7) внутри коаксиального контура (5), настроенного на частоту fg. Напряжение промежуточной частоты подается на диод цо коаксиальной линии (5). Фильтр (6) служит для фильтрации частот /гет и /в. Его включение выполнено таким образом, чтобы на частоте /в входное сопротивление коаксиальной линии в сечении А-А было бы максимальным. В схеме преобразователя используются три элемента настройки: коаксиальный контур (8), входная цепь по частоте /пч на выходе оконечного УПЧ (на рисунке не показан) и втулка (2), меняющая длину (Коаксиального ци- линдра, а тем самым сопротивление нагрузки. Участок волновода (1) выбирается равным Ло/4, где Ло - длина волны в волноводе. Параметры прямоугольного волновода выбираются согласно рекомендациям, приведенным в § 14.8.

Строгая теория варакторного смесителя при большом уровне подводимых сигналов сложна и в процессе проектирования целесообразно воспользоваться приближенными соотношениями, позволяющими рассчитать мощности сигналов ПЧ и гетеродина, подаваемые на смеситель [14.7].

Используемые в смесителях кремниевые варакторы являются диодами с резким переходом. Их параметры приведены в табл. 14.2.

Таблица 142

Связь между величиной заряда на диоде и напряжением смещения перехода в обратном направлении устанавливается соотношением «(0/макс=[СГО/макс . Максимальному напряжению fMaitc соответствуют максимальный заряд Рмакс и минимальная емкость варактора Сыин- В [14.7] при допущении, что мгновенный заряд на варакторе определяется тремя составляющими: Q(t) =

= Qn4(cun4+Vn4) +Qb С05(сйв + фв)+QreT С05(сйгет/+<Ргет), - ПОЛу-

чены соотношения, связывающие мощности сигналов Рпч, Ртет, подаваемых на варактор (14 6, 14.7), с мощностью на выходе Рв (14.8).

пч = CHlaKc пч (пчгетв + 2сйп,Твар l?,), гет = Смннакс гет (?пч?гет?в + ЗсОгетвар ??ет) Рв = CmhhLkc в (9пч?гет?в - 2сй„Твар

(14.6) (14.7) (14.8)

В качестве расчетных параметров в (14 6) - (14.8) используются

относительные величины заряда: 9пч= Спч/(7макс, 9гет = Ргет/макс, ?в= Св/<7макс, где 9макс = 2Смин/макс- Твар= СминГб - ПОСТОЯЬНая врС-

мени варактора; rs - сопротивление потерь варактора; Ымакс Ыдоп. Мощности, рассчитываемые с помощью выражений (14.6)- (14.8), соответствуют максимальной мощности на выходе варак-

ТОрнОГО преобразователя Рвмакс при выбранном Ымакс-

При энергетическом расчете смесителя выбирается варактор,

мощность рассеяния которого в два-три раза превышает требуемую выходную мощность. Далее по графикам (рис. 14.12) определяем оптимальные величины (7пч, 7гет и (?в (рис. 14 12 взят из [14 7]). Затем с помощью (14.6)- (14 8) определяются максимальная мощность 0J 0J 0,3 о)дГ, на выходе преобразователя, мощность, требу-Рис 14 12 Функ емая от гетеродина, и мощность возбуждения НИИ 9пч, 9rei, (?в промежуточной частоты

от параметра Если Рвмакс оказывается больше требуе-

"""р мой величины выходной мощности Рв, то мож-

но или уменьшить напряжение /макс, или ззять для расчета менее мощный варактор Если Рвмакс<-в, т-о следует произвести расчет на более мощном варакторе

Находим коэффициент полезного действия преобразователя г = Рв/(Ргет + Рпч) и определяем мощность, рассеиваемую на варакторе Рвар= Рв--<Рдоп. Следует заметить, что мощность, потребляемая варактором по промежуточной частоте, весьма мала и коэффициент преобразования идеального преобразователя Кр = Рв/Рпч>1 Реальный коэффициент преобразования /CpO-i--3 дБ, так как для получения линейной частотной характеристики и для улучшения устойчивости схемы входная цепь смесителя по промежуточной частоте шунтируется малым резистором

14.7. Расчет полосовых СВЧ фильтров

Фильтры СВЧ, применяемые в передатчиках РРЛ, строятся на основе волноводов с помещенными внутри неоднород-ностями (полосовые фильтры и фильтры гармоник) или путем соединения полноводных тройников (режекторные фильтры) Подробное описание различных видов фильтров и методов нх расчета приводится в монографии 1[14 8]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

!4 1 Инженерно-технический справочник по электросвязи Радиорелейные линии М, «Связь», 1971 440 с 14 2 Радиопередающие устройства Под ред Г А Зейтленка М, «Связь»,

1969 542 с

В таблицах приложения 1 использованы следующие обозначения ТКВ - катод прямого накала из торированного карбидированного

вольфрама,

Подогр оксидн - катод косвенного накала (подогревный), оксидный, В - катод прямого накала.

Pi - номинальная колебательная мощность лампы.

Pi лнв - номинальная колебательная мощность в линейном режи

~ наибольшая рабочая частота, Еа - наибольшее постоянное напряжение анодного питания,

£с8 -- наибольшее постоянное напряжение жранирующей сетки,

Ра доп - наибольшая (предельно допустимая) мощность, расселвае

мая анодом,

Рс2 доп, Pol доп -наибольшая мощность, рассеиваемая экрапирующей сеткой и соответственно, управляющей сетной, iHah /пак - номинальные напряжения накала и ток накала