Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) ( 57 ) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (57)

Конструктивное выполнение полупроводниковых диодных смесителей бывает весьма различным. Распространенный вариант коаксиального смесителя 10-сантнметрового диапазона приведен на рис. 2.179.

Петля связи / вводится в объемный резонатор антенного переключателя радиолокационной станции, и в ней наводится ЭДС сигнала. Энергия сигнала по коаксиальной линии 2 поступает к


f =30МГц

\

ЭДС сигнала = 3 000МГц

9 Л.

Рис. 2.179. Типичная конструкция коаксиального диодного смесителя: / ~ петля связи; 2. 3, 4 - коаксиальные линии: 5 - регулировочный виит; 6 - скользящий контакт. 7 -стакан: & -диэлектрик; S -виутреиний провод коаксиальной

линии

полупроводниковому диоду. Входное сопротивление диода не равно волновому сопротивлению линии 2, и поэтому b ней устанавливаются смешанные волны электромагнитного поля. Следовательно, такой отрезок линии обладает свойствами колебательного контура с распределенными постоянными. Частота собственных колебаний этого контура обычно равна средней частоте рабочего диапазона. Добротность коаксиального контура сравнительно мала, так как детектор вносит в него значительное активное сопротивление. А это означает, что полоса пропускания входной линии широкая (сотни мегагерц). Поэтому при изменении рабочей частоты передатчика радиолокационной станции перестройка входной линии не всегда обязательна.



Колебания от гетеродина подводятся к смесителю по отрезкам коаксиальных линий 3 и 4. Линия 4 заканчивается диском связи, который может перемешаться вдоль линии при помощи регулировочного винта 5. Расстояние от винта до скользящего контакта 6 равно четверти волны колебаний гетеродина, и этот отрезок линии представляет собой металлический изолятор.

Изменением положения диска связи осуществляется регулировка степени связи смесителя с гетеродином. Ее всегда устанавливают минимально необходимой. В этом случае на выходе преобразователя часготы получается наименьший уровень шумов.

За счет энергии, поступающей от гетеродина, во входном коаксиальном контуре 2 возникают вынужденные колебания с частотой гетеродина.


Рис. 2.180. Элемент коаксиального диодного смесителя: 7 - стакаи; 9-виутреиний провод коаксиальной линии

При наличии радиоимпульса, поступающего от антенны, происходит смешивание двух колебаний, в результате чего возникают биения, которые детектируются. Нагрузкой диода служит колебательный контур LkCk, соедиияющийся со смесителем отрезком коаксиальной линии. Этот контур настроен на частоту биений и для тока этой частоты представляет большое сопротивление (тысячи ом). Для всех других частот его сопротивление мало. Поэтому на контуре LkCk создается напряжение промежуточной частоты, которая равна /пр=/г -/с

С целью уменьшения потерь энергии сигнала в процессе преобразования частоты высокочастотные составляющие тока детектора через контур LkCk в разбираемой схеме не пропускаются, а замыкаются внутри самого смесителя. Для этого в смесителе имеется высокочастотный фильтр, состоящий из четвертьволнового стакана 7, который заполнен высокочастотным диэлектриком 8. Такой же диэлектрик имеется между стаканом и наружным проводом коаксиальной линии.

В увеличенном виде этот участок смесителя изображен на рис. 2.180. Внешняя поверхность стакана 7 вместе с наружным



проводником образует коаксиальную линию, разомкнутую на конце. Длина этой линии равна четверти волны, распространяющейся в диэлектрике. Если, например, длина волны принимаемых колебаний Хс=10 см, а диэлектрическая проницаемость диэлектрика ег=2,25 (полиэтилен), то стакан должен иметь длину.

Если данное условие вьшолнено, то между точками аб входное сопротивление очень мало. Указанный отрезок коаксиальной линии обладает свойствами последовательного колебательного контура, настроенного на частоту сигнала.

Эквивалент антенного переключателя Г

"т- Ш 5 Lc0£

Эквивалент входной линии

fu = 3000 МГц

fc=3000МГц

Петля связи


и°и" Лиод ил Го-ЗОМГц

f0=3000 МГц

Диск

Гетеродин (S fr = 3030МГц {клистрон)\

Рис. 2.181. Эквивалентная схема коаксиального диодного преобразователя частоты, изображенного на рис, 2.179

Однако значительная часть высокочастотной энергии все же просачивается к точкам вг. Но между этими точками входное сопротивление для частогы сигнала велико, так как внутренние стенки стакана 7 вместе с внутренним проводом 9 коаксиальной линии образуют короткозамкнутую четвертьволновую линию. Этот участок смесителя обладает свойствами параллельного колебательного контура, настроенного на частоту сигиала. Поэтому он представляет собой заградительный фильтр для высокочастотных колебаний и в то же время не является препятствием для переменной составляющей тока промежуточной частоты.

На основании приведенных рассуждений получается эквивалентная схема коаксиального диодного преобразователя частоты, изображенная на рис. 2.181. На этой схеме входная коаксиальная линия смесителя представлена контуром LgCg. Она связана с контуром антенного переключателя петлей связи 1св- Через емкость диска связи Се во входной контур поступает энергия от гетеродина. Поэтому в данном контуре происходит смешивание колебаний сигнала с колебаниями гетеродина. В результате сложения двух колебаний, имеющих различные частоты, на контуре получается



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) ( 57 ) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86)