Кольцевой делитель мощности с омической нагрузкой

Синтез мостовых схем устройств СВЧ

 

 

Цель работы: изучение теоретических основ и получение практических навыков для расчета делителей мощности устройств СВЧ.

 

 

Краткие теоретические сведенья

 

В технике СВЧ мостовые схемы обычно используются как делители мощности на два канала (в равных отношениях при высокой развязке между ними) и как балансные смесители с высокой развязкой между входными каналами. Разновидности топологии мостовых схем представлены на рис. 1.1 – 1.3. При использовании мостовой схемы в качестве делителя, энергия подается в плечо 1, распределение мощности энергии происходит в равном соотношении между плечами 2 и 4, а при подаче мощности в плечо 2 энергия распределяется между плечами 1 и 3. В первом случае в плече 3, а во втором - в плече 4 устанавливается оконечная нагрузка. При использовании мостовой схемы в качестве смесителя энергия подается в плечи 1 и 3, выходными плечами будут 2 и 4.

 

 

Кольцевые гибридные мостовые схемы

 

Мостовые схемы в виде кольца (рис. 1.1) характеризуются следующими основными параметрами:

– развязкой между каналами, которая определяется по формуле:

 

(дБ), (1.1)

 

где и – величины мощностей на выходных каналах (при подаче мощности в 1 канал);

– делением мощности по выходным каналам.

 

Расчет мостовой схемы.

Расчет мостовой схемы сводится к определению среднего диаметра и ширины кольца при заданных значениях волнового сопротивления основной полоски и рабочей длине волны . Расстояние между осями должно быть , а по длинной стороне . Длина средней линии кольца определяется из формулы

 

, (1.2)

 

из этой формулы .

Волновое сопротивление кольца определяется из соотношения:

 

. (1.3)

 

Рисунок 1.1 – Кольцевая гибридная схема мостовая

 

Для большей компактности мостовую схему выполняют в виде прямоугольника (рис. 1.2). Размеры прямоугольника определяются по формуле:

 

. (1.4)

Волновое сопротивление полосок прямоугольной мостовой схемы определяется из выражения

 

. (1.5)

Рисунок 1.2 – Прямоугольная гибридная схема мостовая

 

Кольцевой делитель мощности с омической нагрузкой

 

Кольцевой делитель мощности (рис. 1.3) с сосредоточенной нагрузкой позволяет разделить мощность пополам (по двум каналам 2 и 3) с достаточно большой развязкой между этими каналами.

 

 

Рисунок 1.3 – Кольцевой делитель мощности с омической нагрузкой

 

Расчет кольцевого делителя мощности с омической нагрузкой

 

Величина сосредоточенного сопротивления определяется по формуле

 

. (1.6)

 

Волновое сопротивление кольца равно

 

. (1.7)

 

Геометрическая длина между плечами должна быть равной . Диаметр кольца определяется по формуле

 

(1.8)

 

при условии, что , где - длина сопротивления с учетом проводящих выводов; или

 

(1.9)

при условии, что величина сравнима с . В качестве сопротивления могут использоваться пленочные резисторы (расчет рассмотрен в п. 3.1) или сопротивления типа МЛТ (металлопленочные лакированные теплостойкие).