Область регулирования весового множителя

Максимальное значение весового множителя пассивного КВУ в диапазоне СВЧ ограничивается, главным образом, ослаблением входного сигнала при его равновесном делении на две цепочки (−3 дБ) и последующим суммированием квадратурных (по фазе) компонент (−3 дБ). Затухание сигнала в аттенюаторах при запертых p - i - n диодах составляет величину порядка 0,1 дБ, поэтому в оценочных расчётах этим фактором можно пренебречь и считать, что максимальное значение коэффициента передачи аттенюатора равно единице. Итак, в отличие от идеализированного равенства (7.2) с учётом ослабления на этапах деления и суммирования квадратурных составляющих (−3 дБ соответствует  по амплитуде) имеем:

,                                              (7.4)

что ограничивает внешние границы области практически достижимых значений ВВК на комплексной плоскости W квадратом со сторонами , т.е. − 6 дБ  по модулю (рис. 7.5).

Рис 7.5. Область достижимых значений ВВК

Вносимое аттенюатором максимальное затухание ограничено. Этим обусловлено существование мертвых зон − недоступных для КВУ областей, образующих полосы ±W_min вдоль осей комплексной плоскости (рис. 7.5).

Давайте оценим минимальное значение W_min коэффициента передачи аттенюатора, выполненного по схеме рис. 7.3, а. Для этого воспользуйтесь эквивалентной электрической схемой аттенюатора в состоянии с открытыми p - i - n диодами (рис. 7.6). Пусть волновое сопротивление полоскового тракта равно 50 Ом. Выход аттенюатора нагружен на согласующее сопротивление R_2C ≈ 50 Ом, шунтированное волновым сопротивлением 50 Ом полосковой линии (на схеме изображено тонкими линиями). Сопротивление ≈ 25 Ом этого сечения трансформируется λ/4 – участком 50-омного тракта в 100 Ом, которое шунтирует сопротивление R_d открытого диода VD₂ (см. рис. 7.3,а). Считайте, что R_d соответствует типичному значению 5 Ом. Тогда суммарное сопротивление в этом сечении составляет ≈ 5 Ом, которое трансформируется в эквивалентное сопротивление ≈ 500 Ом (тонкие линии на рис. 7.6), параллельное согласующему сопротивлению R_1C ≈ 50 Ом. Поэтому сопротивление во входном сечении аттенюатора близко к R_1C ≈ 50 Ом и аттенюатор оказывается согласованным в режиме с максимально открытыми p - i - n диодами.

Рис. 7.6. Эквивалентная схема аттенюатора с открытыми p - i - n диодами

Теперь оцените величину энергии, просачивающейся на выход аттенюатора. Ход рассуждений такой. Отражения от входа аттенюатора малы, поэтому вся мощность делится между сопротивлениями R_1C ≈ 50 Ом и 500 Ом в обратной пропорции 1:10, и 1/11 часть поступает в эквивалентное сопротивление 500 Ом, т.е. в правую часть схемы. В центральном сечении тракта эта мощность делится в пропорции 1:20, и 1/21 часть поступает в сечение второго согласующего сопротивления, половина которой обнаружится на выходе аттенюатора. Таким образом, минимальное значение коэффициента передачи равно = 0,046 = −26,6 дБ. На практике из-за емкостных связей значение W_min несколько больше и реалистичной оценкой для такой простой схемы можно считать значение W_min = 0,071 = −23 дБ.

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться: