CC BY
17
УДК 621(382.2
В. И. ПРАВДА, канд. техн. наук, А. А. БОРИСЕНКО, асп., Ю. И. ГРАБИНСКИЙ, С. В. КОНОТОП, студенты
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ СВЧ-ГЕНЕРАТОР НА КОЛЬЦЕВОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
Для построения устройств сложения мощности СВЧ, увеличения стабильности генерируемых колебаний представляет практический интерес использование кольцевой диэлектрической линии (КДЛ) с режимом бегущей волны (БВ), в которую включены твердотельные активные элементы — лавинно-пролетные диоды или диоды Ганна.
Выполнение условий генерации устройства обеспечивается выбором соответствующих геометрических размеров арматуры
ДЛ1 лл
Схема твердотельного СВЧ-генератора в двухдиодном варианте: 1Т>2 — генераторные диоды; £1, В2 — вентили; ДЛ1, ДЛ2 — участки КДЛ длиной I и /; -^<1 2 3 4 — комплексные импедансы схемы замещения
арматуры и резонансно-согласующих элементов диодов
и резонансно-согласующих элементов диодов, местом установки активных приборов в линии [1].
Для обеспечения режима БВ и КДЛ включаются вентильные развязывающие элементы. Схема твердотельного СВЧ-генератора в двухдиодном варианте приведена на рисунке. Отбор мощности от устройства осуществляется путем распределенной пространственной связи КДЛ с диэлектрическим волноводом, связанным с нагрузкой и размещенным с внешней стороны по периметру КДЛ. Работы устройства анализируются на основе энергетических соотношений.
Мощность, выделяемая в нагрузке,
Р„2 = РИ1 + Р„2 = РД((1 - ехр (- 2/7/)) +
+ Яд2 (1 - ехр (-2/7 (/,-/))), (1)
где Рн,, РН2 — комплексная мощность, выделяемая в нагрузке на участках Ь—I и I, РД1, РД2 — мощность, отдаваемая диодами
в КДЛ; 7—р—/а; р — постоянная распространения; а —суммарный коэффициент затухания, включающий в себя потери, обусловленные неидеальностью вентилей, КДЛ и отражающий передачу мощности в нагрузку.
Часть мощности, генерируемой диодом, идет в нагрузку, вторая часть поступает на следующий на кольце диод в направлении распространения волны. Мощность, падающая с пер-вого-на второй,
Рпад1а = /\ехР(-2/?0. (2)
а со второго на первый
ЯпаД11 = РД1ехр(- 2/7^-0). . 13)
Ввиду наличия циркулирующей в КДЛ энергии устройство представляет собой в общем случае два взаимосвязанных генератора (ВСГ), взаимные связи которых определяют баланс фаз обоих генераторов, что эквивалентно внесению в их колебательные системы некоторой реактивности. В синхронных и несинхронных режимах работы ВСГ позволяет реализовать большое число всевозможных функциональных п-реобразований сигнала и выполнить на их основе модуляторы, демодуляторы, датчики, нелинейные фильтры и другие элементы радиотехнических систем [1].
Нами рассмотрен двухдиодный сумматор мощности, работающий в синхронном режиме.
Для случая идентичных диодных генераторных секций полоса взаимосинхронизации определяется соотношением [1]
ДЮсинхр = | СОд I' К12 — VI 21 |/2, (4)
где К\ч, К21 — комплексные коэффициенты передачи синхросигналов по мощности между соседними генераторными секциями, которые определяются из (2, 3),
/С12 = ехр(—2/У); . (5)
/С21 = ехр(- 2/7 (¿-/)). (6)
Максимальная мощность и КПД в нагрузке может быть получена при симметричной работе каждой диодной генераторной секции в режиме насыщения. Для этого устанавливается такая связь с нагрузкой, при которой величина падающей волны (синхронизирующего сигнала) гарантировала бы получение от следующего диода максимальной мощности при одновременном выполнении условий синхронизации в соответствии с (4) [1].
Улучшение стабильности генерируемых колебаний может быть достигнуто при работе генераторов на КДЛ в несимметричном режиме. При этом одна из диодных генераторных секций (синхронизирующая) работает с использованием диода по
3*
35
мощности на 10—25%, а вторая (синхронизируемая) — в режиме максимальной отдачи мощности. Температура кристалла диода первой секции ниже второй, и поэтому стабильность генерируемых колебаний выше. Обеспечив синхронизацию второй секции первой, получим в нагрузке мощность СВЧ-колебаний, равную максимальной мощности, отдаваемой одним диодом, но стабильностью, определяемой первой генераторной секцией.
Рассмотренный генератор на КДЛ по своим параметрам превосходит известные устройства суммирования мощностей отдельных диодов [2, 3]. Данное устройство является компактным, реализуемым в гибридно-интегральном или интегральном исполнении, и позволяем получить заданные мощности в нагрузке. определяемые количеством диодов, при хорошей стабильности частоты за счет эффектов взаимной синхронизации в КДЛ. Имеется возможность реализации на его основе элементов радиотехнических систем, выполняющих большой набор функциональных преобразований СВЧ-сигналов [1].
1. Болоэнев В. В. Функциональные преобразователи на основе связанных генераторов. М. : Радио и связь, 1982. 88 с. 2. Курокава К., Магал-хайес Р. М. 10-ваттный ГЛПД Х-диапазона, использующий метод сложения мощностей//ТИИЭР. 1971. Т. 59, № 1. С. 109—110. 3. Кривошеее Д. Ф., Маноцков А. И. Совместная работа двух диодов в одном общем резонаторе // Тез. докл. X Ввесоюз науч. конф. по электрон. СВЧ. Минск: Б. н., 1983. Т. 2. С. 200 -201.
Поступила в редколлегию 20.09.86
УДК 621.373.826:621.36
В. П. ПРОХОРЕНКО, асп., Л. К. ЯРОВОЙ, вед. инж.
ИЗМЕРЕНИЕ ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ
Использование волоконных световодов (ВС) в качестве чувствительных элементов датчиков физических воздействий невозможно без знания поляризационных характеристик ВС. Это позволяет оптимизировать конфигурацию датчика, улучшить его технические характеристики. Одним из наиболее важных параметров ВС является двулучепреломление Дп. Определение Дп прямыми методами, основанными на изучении состояния поляризации оптического излучения, прошедшего ВС, не позволяет достичь требуемой точности. Методы, основанные на измерении длины биений с последующим пересчетом в Дп, точны, однако реализация их представляет практические трудности.
Цель нашей работы состояла в создании методики первичной оценки величины Дп, отличающейся от известных простотой аппаратурной реализации. Известно [1], что двулучепреломление в ВС в широком диапазоне линейно зависит от температуры. Поэтому справедливо соотношение
Ап=*Р-(Т0-Т,), (I*
