Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Электромагнитное поле прямоугольного волновода состоит из составляющей электрического поля и составляющей магнитного поля, которые характеризуются векторами Е и Н. Направление распространения электромагнитных волн образует прямой угол с плоскостью, проходящей через векторы Е и Н.
Взаимное расположение электрического и магнитного полей в волноводе может быть различным. На фиг. 14. 34 показан прямо-
361
угольный волновод и его три оси УХ1, в направлении которых могут располагаться векторы Е и Я.
В волноводах различают два основных типа волн: поперечно-электрические и поперечно-магнитные.
При поперечно-электрической волне электрическое поле расположено поперек оси волновода (в плоскости ХУ), а при поперечно-магнитной волне — вдоль оси 1, Поперечно-электрическую волну обычно обозначают буквами ТЕ или Я, а поперечно-магнитную — буквами ТН или Е.
Кроме буквенного обозначения типа волн, используют добавочные цифровые индексы, которыми определяется число полуволн, укладывающихся вдоль сторон волновода. Первый индекс относится к стороне волновода, обозначенной буквой а, а второй—к стороне Ь (см. фиг. 14.34). Если один из индексов является нулем, то это значит, что по. ле изменяется только вдоль одной из сторон поперечного сечения волновода.
В волноводных преобразователях применяются главным образом попе-Фиг. 14.34. Внешний вид прямо- речно-электрические ВОЛНЫ ТЕ. Воз-угольного волновода. буждение волновода волной типа
ТЕ0\ осуществляется штырем, который должен быть расположен параллельно вектору электрического поля. Практически в качестве штыря используется внутренний провод выводной коаксиальной линии клистрона.
Устройство волноводного преобразователя для частоты 10 000 Мгц (Х=3 см) показано на фиг. 14.35. На входе преобразователя помещен разрядник приемника 1, связанный с волноводом преобразователя 3 через окно 2. Полупроводниковый диод 4, вставленный в специальный держатель 9, расположен поперек оси волновода параллельно вектору электрического поля Е. Для согласования входного сопротивления диода с сопротивлением волновода применяется поршень 5, расположенный на расстоянии четверти длины волны от оси диода. В этом случае волна, отразившаяся от короткозамкнутого конца (поршня), возвращается к месту расположения диода в фазе с прямой волной, вследствие чего энергия сигнала поглощается в смесителе полностью.
Гетеродином служит клистрон 6, коаксиальный вывод которого вставлен в специальное гнездо, находящееся в широкой стенке волновода. Возбуждение волновода производится штырем 7, ^являю-щимся внутренним проводником коаксиального вывода. Изменением степени погружения штыря в волновод регулируется величина мощности, подводимая к диоду.
Для того чтобы энергия от гетеродина не попадала в резонатор разрядника, входное сопротивление волновода в направлении разрядника должно быть очень большим. Для этого штырь помещают от клистрона на расстоянии, равном нечетному числу четвертей
362
< (2п-\)1
волн---; при этом отрезок волновода приобретает сопротивление, близкое к бесконечности.
В полупроводниковом диоде под воздействием электромагнитных полей сигнала и гетеродина возникают токи промежуточной частоты, которые отводятся через четвертьволновый дроссель 8 и коаксиальный кабель к усилителю промежуточной частоты. Соединение коаксиального кабеля с преобразователем осуществляется при помощи фишки, навинчивающейся на резьбовую часть держателя диода.
Фиг. 14.35. Устройство волноводного преобразователя для частоты
10 000 Мгц.
/—разрядник, 2—окно связи, 3—волновод, 4—диод, 5—поршень, 5—-клистрон, 7—штырь, 8—дроссель, 9—патронодержатель.
В преобразователе такой конструкции создается неблагоприятный режим работы клистронного гетеродина, обусловленный наличием реактивной нагрузки. Объясняется это тем, что поглощаемая полупроводниковым диодом мощность составляет лишь незначительную долю мощности, выработанной гетеродином, а вся остальная часть мощности затрачивается на образование стоячих волн в линии клистрона, состоящей из штыря и элемента связи с внутренним резонатором клистрона. Возникновение стоячих волн равноценно появлению реактивной составляющей нагрузки, что нарушает режим работы клистрона и может даже привести к срыву генерируемых им колебаний. Этот недостаток волноводного преобразователя устранен в двухволноводном преобразователе.
Двухволноводный кристаллический преобразователь
Устройство двухволноводного преобразователя показано на фиг. 14. 36. Преобразователь состоит из волновода сигнала / и волновода гетеродина 2, которые примыкают друг к другу узкими сто-
363
ронами и образуют общую стенку. Возбуждение волноводов соответственно производится от приходящего сигнала через разрядник 5 и от клистрона 4. Смесительный кристаллический диод 5 помещен в волноводе сигнала; колебания частоты гетеродина подаются к нему через окно связи 6 в общей стенке волноводов. Мощность подводимых через окно связи колебаний регулируется винтом 7. Неиспользованная мощность колебаний гетеродина поглощается в ленточном сопротивлении 8, являющемся искусственной нагрузкой гетеродина, чем исключается появление стоячих волн
