ДАТЧИКИ МОЩНОСТИ для МИКРОВОЛНОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ ПЛОСКИХ ЗАПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЛНОВОДОВ, ЗАПОЛНЕННЫХ ДИЭЛЕКТРИКОМ

January 23, 2013 by admin Комментировать »

Гимпилевич Ю. Б., Лащенко И. В., Носкович В. И., Овчаров П. П. Севастопольский национальный технический университет Студенческий городок, г. Севастополь 99053, Украина

Аннотация – Приведены результаты исследования миниатюрных детекторных секций, построенных на основе металлизированной диэлектрической пластины, представляющих собой отрезок плоских запредельных волноводов и предназначенных для использования в качестве датчиков мощности микроволновых преобразователей измерителей параметров СВЧ устройств.

I.                                       Введение

Датчики мощности (ДМ) являются важными составными частями двенадцатиполюсных микроволновых преобразователей (МП) интерференционного и интерференционно-рефлектометрических типов, широко используемых в последнее время для построения измерителей комплексных параметров СВЧ устройств [1, 2].

,        – длины волн в волноводах  А и  В,   соответ

В большинстве случаев ДМ выполняются в виде детекторных секций на основе отрезков запредельных волноводов, установленных торцом на широкой стенке основного волновода и связанных с ним щелями связи [3].

Тенденция минимизации массогабаритных параметров микроволновых преобразователей касается, в том числе, и датчиков мощности.

В докладе рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований малогабаритных детекторных секций, построенных на основе плоских запредельных волноводов, имеющих общие широкие стенки с основным волноводом.

II.                              Основная часть

Появление на рынке миниатюрных детекторных СВЧ диодов с барьером Шоттки в SMD исполнении способствовало ускорению разработки малогабаритных детекторных секций для измерительных микроволновых преобразователей параметров волноводных устройств. Схематическое изображение детекторной секции и основного волновода представлено на рисунке 1.

Основной волновод МП (А), имеющий стандартные поперечные размеры ад и вд, посредством щели, длиной L и шириной S, связан с волноводом (В) детекторной секции, имеющим размеры ав и Вв, выполненным в виде металлизированной диэлектрической пластины. Толщина пластины (размер узкой стенки волновода В) принята равной 1 мм. В волноводе А распространяется волна типа Ню, электромагнитное поле волны такого же типа возбуждается и в волноводе В. В соответствие с методикой, изложенной в [3], рассчитана нормированная комплексная ампли- •

туда и возбуждённой волны.

Модуль комплексной амплитуды определяется выражением

Рис. 1. Связанные щелью волноводы А и В. Fig. 1. Waveguides А and В connected by а siot

ственно.

При расчёте соотношения (1) учитывалось, что усреднённая напряжённость магнитного поля в центре щели для волновода В определяется суммой падающей и отражённой от закороченного конца волны, при этом расстояние Zq выбрано таким, чтобы

волны были синфазны.

Переходное затухание С между волноводами А и В без учёта поправки за счёт конечной толщины общей стенки определяется по формуле С = -20lgU .

Экспериментальная отработка детекторных секций осуществлялась на макете МП, поперечные размеры основного волновода которого равны: ад = 72 мм, вд=34 мм.

Геометрические параметры щели следующие:

Относительная диэлектрическая проницаемость ε материала, заполняющего волновод В, равна

8   = 2,56. Размеры волновода Вв=1мм; рассчитанное значение = 45 мм. Волновод В для детекторных секций с целью уменьшения размеров сделан запредельным. Размер широкой стенки выбран равным 22 мм для заданного диэлектрика, заполняющего волновод.

Рассмотрены несколько вариантов конструкции детекторной секции и подсоединений диода к волноводу. Хорошие результаты по чувствительности, широкополосности показаны в варианте конструкции, схематично изображённой на рисунке 1. Для возбуждения диода на верхней стенке волновода В прорезана поперечная щель на расстоянии 5 мм от возбуждающей щели волновода А, перпендикулярно щели в её центре к краям припаян диод типа HSMS- 2865 анод которого непосредственно подкпючен к металлизации, а катод через блокировочный конденсатор ёмкостью 27 пФ. Расстояние Zq от щели связи

волноводов до короткозамкнутого конца волновода В составляет 2мм. Нижней стенкой волновода В в этом варианте является верхняя стенка волновода А, то есть металлизация нижней стенки волновода В удалена. Это упростило конструкцию, так как отпала необходимость вырезать на нижней стенке волновода В щель и совмещать её с щелью, прорезанной в волноводе А. Кроме того появилась возможность увеличения чувствительности детектора путём перемещения волновода В в направлении оси Z’ .

Максимальная чувствительность наблюдается при совмещении щели прорезанной в волноводе А и щели в верхней стенке волновода В.

III.                                   Заключение

Рассмотренные датчики мощности по своим электрическим и массогабаритным показателям удовлетворяют требованиям, предъявляемым к микроволновым преобразователям, предназначенным для калибруемых измерителей параметров волноводных узлов и трактов. Перспективы дальнейших исследований в данном направлении связаны с совершенствованием характеристик малогабаритных детекторных секций.

IV.                           Список литературы

[1] гимпилевич Ю. Б., Носкович В. И. Малогабаритный калибруемый микроволновый преобразователь интерфе- ренционно-рефлектометрического типа // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. – Харьков, 2004. – Вып.139.-С. 136-141.

[2] Гимпилевич Ю. Б., Носкович В. И. Алгоритм обработки измерительных сигналов микроволнового преобразователя интерференционного типа // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. – Харьков, 2005. – Вып.140. – С.

92-95.

[3] Пащенко И. В. Учёт протяжённости щелей при синтезе и анализе волноводных элементов связи // Изв. вузов.

Сер. Радиоэлектроника. – 1999. – т.42, № 1. – С.33-38.

POWER TRANSDUCERS REALIZED ON THE FLAT BELOW-CUTOFF WAVEGUIDE FILLED WITH DIELECTRIC FOR MICROWAVE CONVERTERS OF COMPLEX PARAMETERS

Gimpilevich J. B., Lashchenko I. V.,

Noskovich V. I., Ovcharov P. P.

Sevastopol National Technical University Studgorodok, Sevastopol, 99053, Ukraine Ph.: (0692) 235258

Abstract – The results of researches of tiny detector heads constructed on the basis of the metallized dielectric plate are given.

I.                                         Introduction

The interference and interference-reflectometer devices for measuring of the microwave parameters are widely used recently. Their power transducers are carried out on the basis of the below-cutoff waveguides installed by a butt-end to the basic waveguide wide wall. In this work the construction method of power transducers on the basis of the flat waveguides having the general wide walls with the basic waveguide is offered.

II.                                        Main Part

The offered microwave converter is constructed on the basis of a standard section rectangular waveguide A. To reduce sizes the detector section waveguide В is below cutoff. It is made of the metallized dielectric plate, dielectric thickness

1  mm, ε = 2,56 . The waveguide В is located in a parallel plane to a waveguide A wide wall closely to it.

In a waveguide A the wave of type Ню extends, in a waveguide В the same type wave is excited by connection slot cut in the top wide wall of a waveguide A. In the bottom wall of a waveguide В the same slot is cut, or the bottom layer of metallization is moved off absolutely. The normalized complex amplitude of the excited wave and coupling loss between waveguides are calculated.

Experimental researches were carried out by a breadboard model constructed on the basis of a rectangular waveguide, section 72×34 mm, width of a wide wall of a secondary waveguide is 22 mm.

SMD detector microwaves Schottky diodes were used. The diode is installed above a slot cut in the top wide wall of a waveguide В on the adjusted distance from an exciting slot.

III.                                       Conclusion

The considered power transducers are tiny: they can be used for calibrated sets measuring of waveguides units and paths parameters.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты