Исследование волновых процессов в связанных полосковых линиях и разработка на их основе быстродействующих аттенюаторов и динамических корректоров

• Автор: Федоров, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 169 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Эволюция конструкций и моделей управляемых устройств на
связанных полосковых линиях
1.1. Конструкции СПЛ, применяемых в управляемых устройствах
1.2. Модели связанных полосковых линий
1.3. Электрически управляемые аттенюаторы
1.3.3. Схемы диодных полосковых АТ
1.4. Динамические корректоры характеристик электронных приборов (яинеаргоары)
1.5. Задачи исследований
2. Волновые процессы в управляемых усгройсУч<іяниых
полосковых линиях
2.1. Модель СПЛ с потерями для анализа связанных волн напряжений и токов
2.2. Матрица передачи СПЛ с потерями
2.3. Схема замещения связанных полосковых линий
2.4. Механизм управления параметрами в управляемых устройствах
2.4.1. Структуры с одним источником возбуждения
2.4.2. Потоки мощности
2.4.3. Регулировка фазовой скорости
2.4.4. Расчет и экспериментальное исследование УС
с одним источником возбуждения
2.5. Оценка предельно достижимой регулировки в управляемой секции СПЛ
2.5.1. Обобщенный параметр б
2.5.2. Входные сопротивления СПЛ
2.5.3. Пределы регулирования фазовой скорости
..6. Выводы
3. Частотные характеристики секций и аттенюатора
3.1. Регулировка параметров в структурах с двумя источниками возбуждения
3.2. Частотные характеристики управляемой секции
3.3. Эквивалентная схема аттенюатора
3.4. Схема и конструкцій аттенюатора

3.5. Анализ параметров аттенюаторов
3.6. Раечег характеристик аттенюаторов
3.6.1. Характеристики канала передачи
3.6.2. Характеристики канала управления
3.7. Выводы
4. Моделирование и экспериментальное исследование
аттенюатора и динамического корректора
4.1. Расчет переходных процессов в аттенюаторе
4.2. Программа PASSAT
4.3. Результаты экспериментальных исследований аттенюатора
4.4. Исследование корректора динамических характеристик
ка основе быстродействующего аттенюатора
4.4.1. Структурная схема корректора динамических характеристик
4.4.2. Экспериментальные результаты
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Развитие систем связи [1], георадиолокации [2], исследования в физике и других областях науки и техники [3] стимулировали создание ряда широкополосных устройств для обработки сложных сигналов [4, 5]. Возросли требования к характеристикам таких узлов, например, по широкополосности, уровню нелинейных искажений, равномерности группового времени запаздывания (ГВЗ) в частотном диапазоне, вносимому затуханию при ограничениях на ГВЗ [6]. Придание свойств адаптируемости к изменяющимся условиям функционирования радиоэлектронных средств (РЭС) и цифровые методы обработки сигналов стимулируют применение большего числа управляемых устройств: аттенюаторов [7], фильтров различных типов [8], фазовращателей [9], корректоров АЧХ [10], ГВЗ [11].
Сложность решаемых современными РЭС задач, а также жесткие требования, предъявляемые к их стоимости, ассе, габаритам и надежности, приводят к необходимости создания узлов с предельно достижимыми параметрами и высокой степенью интеграции [12-14].
Постоянная тенденция к повышению функциональной сложности и степени интеграции высокочастотных устройств обуславливает необходимость использования новых принципов их построения. Одним из возможных путей в разработке СВЧ -устройств является создание их на полосковых структурах с неравными фазовыми скоростями нормальных волн. Исследования в этом направлении были начаты и проведены рядом авторов, в частности, П.А. Воробьевым, Н.Д. Малютиным [15], Г.М. Аристарховым [16], Б.А. Беляевым [17] и. др.
Последние достижения в обработке электромагнитных сигналов обусловлены использованием новых физических эффектов, разнообразных форм сигналов, методов обработки и усложнением программного обеспечения их реализации [18]. Один из таких методов - запись дискретной ин-

2, ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В УПРАВЛЯЕМЫХ УСТРОЙСТВАХ НА СВЯЗАННЫХ ПОЛОСКОВЫХ линиях
В данном разделе проведен анализ волновых процессов, протекающих в устройствах, содержащих связанные полосковые структуры, причем основное внимание обращено на связанные полосковые линии с неуравновешенной электромагнитной связью. Получена матрица передачи СГО1 с потерями. Получены выражения для падающих, отраженных, быстрых и медленных волн напряжений, токов и мощностей распространяющихся в СПЛ. При этом ставилась задача выяснения и обоснование механизма управления устройств на СПЛ и достижение предельно достижимых параметров.
2.1. Модель СПЛ с потерями для анализа связанных волн напряжений и токов
Расчет параметров устройств классическими матричными методами дает только косвенное представление о волновых процессах, протекающих в “черном ящике” (четырехполюснике), каковым обычно представляется устройство. Чтобы рассмотреть волновые процессы, которые протекают внутри четырехполюсника, необходимо воспользоваться решениями телеграфных уравнений при соответствующих граничных условиях. Цель данного подраздела - рассмотреть волновые процессы в устройствах на СПЛ, в которых фазовые скорости нормальных волн тфе и уф0 разные и имеются
потери энергии.
Такая постановка задачи и ее решение в рамках квази-Т приближения были выполнены в работе [138], в которой автор получил соотношения для определения матричных параметров СПЛ с потерями на основе работы [139],