Сверхширокополосные пассивные устройства СВЧ и КВЧ диапазонов на основе нерегулярных линий с потерями

• Автор: Фатеев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1 Сверхширокополосные устройства СВЧ и КВЧ диапазонов на основе нерегулярных линий с распределёнными параметрами и методы их расчёта
1.1 Согласующие устройства для коаксиальных трактов
1.2 Устройства поглощения мощности
1.2.1 Оконечные фиксированные нагрузки
1.2.2 Фиксированные аттенюаторы
1.3 Устройства распределения мощности
1.3.1 Делители мощности
1.3.2 Направленные ответвители на распределённых элементах
1.3.3 Направленные ответвители на комбинированных элементах
2 Исследование сверхширокополосных ступенчатых коаксиальных переходов и разработка устройств на их основе
2.1 Модели и алгоритмы расчёта сверхширокополосных согласующих переходов и соединителей
2.1.1 Расчёт диэлектрической шайбы
2.1.2 Расчёт ступенчатого согласованного перехода
2.2 Конструктивно-технологические особенности сверхширокополосных согласующих переходов
2.2.1 Механические параметры коаксиальных соединителей
2.2.2 Влияние допусков на электрические характеристики коаксиальных
соединителей
2.3 Экспериментальное исследование сверхширокополосных согласующих переходов и диэлектрических шайб
2.3.1 Исследование диэлектрической шайбы
2.3.2 Согласованный сверхширокополосный ступенчатый переход
3 Сверхширокополосные устройства поглощения мощности
3.1 Сверхширокополосные фиксированные нагрузки

3.1.1 Моделирование сверхширокополосных коаксиальных фиксированных нагрузок
3.1.2 Конструктивно-технологические особенности сверхширокополосных нагрузок
3.1.3 Экспериментальное исследование сверхширокополосных нагрузок
3.2 Сверхширокополосные фиксированные аттенюаторы
3.2.1 Моделирование сверхширокополосных коаксиальных фиксированных аттенюаторов
3.2.2 Расчёт и экспериментальное исследование сверхширокополосного аттенюатора
3.2.3 Коррекция частотных характеристик сверхширокополосного аттенюатора81
4 Сверхширокополосные устройств распределения мощности СВЧ и КВЧ диапазонов
4.1 Сверхширокополосный делитель и разделитель мощности
4.1.1 Конструктивные особенности разделителя мощности
4.1.2 Моделирование делителя мощности на два выхода
4.2 Сверхширокополосный направленный ответвитель
4.2.1 Анализ области связи НО
4.2.2 Расчёт и моделирование направленного ответвителя
4.2.3 Экспериментальное исследование сверхширокополосных направленных ответвителей и делителей мощности
4.2.4 Коррекция частотных характеристик направленных ответвителей
4.3 Направленный детектор
5 Заключение
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ А ДОКУМЕНТЫ ПО ВНЕДРЕНИЮ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы.
В последнее время в России наблюдается повышение интереса к задачам разработки и необходимости создания современных импортозамещающих, конкурентоспособных на внутреннем и мировом рынках сверхширокополосной измерительной и функциональной аппаратуры СВЧ и КВЧ диапазонов. Использование новых материалов и технологий, разработка на их основе элементов и устройств даёт возможность улучшать технические характеристики аппаратуры. К подобным устройствам относятся сверхширокополосные пассивные устройства, являющиеся основными частями измерительных приборов - векторных и скалярных анализаторов параметров цепей.
Из анализа литературных источников следует, что практически нет работ, в которых при расчёте характеристик устройств учитывались бы потери в материалах, металлах и диэлектрике, из которых эти устройства выполнены. Недостаточно внимания уделяется также влиянию производственных и технологических допусков на характеристики устройств. В тоже время, для повышения точности измерений учёт этих факторов может оказаться важным. Реальные устройства всегда имеют потери, поэтому их учёт на стадии разработки качественно должен улучшить совпадение экспериментальных данных с расчётными.
Использование, построенной на основе таких устройств, сверхширокополосной аппаратуры даёт значительный технический и экономический эффект и значительное уменьшение номенклатуры контрольно-измерительных приборов. Сверхширокополосность аппаратуры гарантирует её универсальность и интенсивность использования. Совершенствование приёмно-передающей и контрольно-измерительной аппаратуры, создание широкополосных и сверхширо-кополосных пассивных устройств диапазонов СВЧ и КВЧ представляет собой актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное практическое значение. Для её решения необходимо проведение комплекса работ, направ-

размеры устройств и тем более жёсткие требования предъявляются к допускам. Из механических допусков рассмотрим те, которые в большей степени влияют на электрические характеристики коаксиальных соединителей.
Зависимость волнового сопротивления от допусков на диаметры коаксиального тракта.
Отрезки однородной коаксиальной линии с воздушным заполнением являются неотъемлемыми элементами всех коаксиальных устройств. В них постоянное волновое сопротивление выдерживается вдоль всего отрезка коаксиальной линии. Они не содержат нерегулярностей волнового сопротивления, однако их электрические характеристики зависят от механических допусков на диаметры.
Влияние допусков диаметров проводников на величину волнового сопротивления 20 для коаксиальной линии можно описать формулой [17]:
где О и с/ - значения диаметров ВП и ЦП соответственно в мм, М) и Ас1 - допуски на диаметры йий(в мм.
КСВН при небольших изменениях величины А2(1 выражается формулой:
(2.16)
КСВН = 1 +

(2.17)
На рис. 2.15 приведён трёхмерный график КСВН 50-омной коаксиальной линии сечением 3,5/1,52 мм в зависимости от допусков на диаметры ВП и ЦП.