Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Полоса пропускания фильтром частот f
∆
определяется, главным образом, значением 2∆Н ФР. Для
фильтров с одним ФР, подобных рассмотренному выше, типичны значения
40...20≈∆f МГц. В пределах
f∆ фильтр вносит затухание не более – 1 дБ, а вне ее до –(30…40) дБ. Недостатком фильтра с одним ФР
является малая крутизна спада амплитудно-частотной характеристики за пределами полосы пропуска-
ния (–6 дБ на октаву). Для получения более избирательных фильтров в одной конструкции объединяет
несколько ФР. При этом потери, вносимые фильтром в полосе пропускания, возрастает до –(2…3) дБ.
Диапазон электрической перестройки фильтра определяется параметрами входной и выходной це-
пей и электромагнитной системой, обеспечивающей создание и изменение управлявшего поля Н
ое
. Ти-
пичными для фильтров рассматриваемого типа являются отношения 2
minmax
≥ff . Необходимость соз-
дания относительно больших управляющих полей Н
0е
> 10
5
А/м обусловливает применение в магнитной
системе магнитопроводов из материала с высокими значениями магнитной проницаемости (например,
пермалоя), который одновременно обеспечивает экранировку фильтра от воздействия внешних магнит-
ных полей. Гистерезис и нелинейность магнитных параметров магнитопровода приводят к неоднознач-
ности и нелинейности зависимости f
0
(см. рис. 3.2) от величины тока в обмотке электромагнита I
упр
. В
реальных конструкциях отклонения зависимости
t
rf ^
l
yrm
J
от линейного закона составляет не более
5…30 МГц. Скорость перестройки фильтра ограничивается постоянной времени используемого элек-
тромагнита, которая обычно составляет 0,2…25 мс.
На рис. 3.4 даны конструктивная (а) и эквивалентная (б) схемы диодного автогенератора гармониче-
ского СВЧ сигнала, для управления частотой которого использован ФР сферической формы. В режиме
стационарных автоколебаний генераторный диод (например, диод Ганна) на эквивалентной схеме пред-
ставляется комплексным сопротивлением
(
)
(
)
ω+ω−=
ддд
iXRZ
, вещественная часть которого отрицательна.
Сопротивление Z
сф
отражает реакцию ФР на переменный ток в витке связи и имеет вид [10]:
2
в
3
сф0сфсфсф
6ddiXRZ
e
χωµ=+= ,
где d
в
– диаметр витка;
e
χ – диагональная компонента тензора внешней, магнитной восприимчивости
ФР.
Рис. 3.4
Частота стационарных автоколебаний
г
ω
в рассматриваемой схеме должна быть корнем уравнения
(
)
(
)
(
)
0
нагрсфдв
=ω+ω+ω+ω XXXL
.
Резонансный характер зависимости
(
)
ω
χ
e
обусловливает существование корней этого уравнения,
близких по величине к
сф
ω
. Линейный характер зависимости
(
)
e
H
0сф
ω
обеспечивает возможность получе-
ния линейной модуляционной характеристики генератора (зависимости )(
0г e
H
ω
).
Основными характеристиками рассматриваемого генератора являются диапазон электрической пе-
рестройки и неравномерность в пределах этого диапазона СВЧ мощности, поступающей в нагрузку. В
настоящее время разработаны генераторы Ганна сантиметрового диапазона длин волн, перестраивае-
мые в полосе частот шириной до 4…10 ГГц при неравномерности мощности 1…10 дБ. Для управления
частотой генераторов используются магнитные системы, аналогичные применяемым в фильтрах. Нужно
отметить, что для генераторов особое значение имеет экранировка от внешних магнитных полей, так как
вызываемая ими паразитная частотная модуляция может существенно исказить спектр генерируемого
сигнала.
В рассмотренных приборах ФР использован как линейный элемент, параметры которого не зависят
от мощности СВЧ сигнала. При определенных условиях в феррите происходит ограничение амплитуды
переменной составляющей намагниченности, обусловленное нелинейными механизмами возбуждения
а) б)

Страницы