Селективный поглотители для усилительных цепочек

Н. В. АНДРЕЕВ, В. М. БЕЛУГИН, Н. Е. РОЗАНОВ

Московский радиотехнический институт Российской академии наук

СЕЛЕКТИВНЫе ПОГЛОТИТЕЛи

ДЛЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЦЕПОЧЕК

Описаны конструкции селективного поглотителя для волноводных и коаксиальных трактов, которые позволяют вводить дополнительные потери  в требуемой полосе частот. Такие поглотители можно использовать, например, для коррекции усиления (выравнивания выходной мощности) усилительной цепочки, состоящей из задающего генератора  и лампы бегущей волны (ЛБВ). Приведены некоторые результаты использования поглотителей.

Одной из задач, возникающих при создании серийно изготавливаемого, мощного широкополосного (с рабочей полосой >10%) усилителя на основе ламп бегущей волны [1], является получение равномерной выходной мощности во всей полосе усиления. Неравномерность усиленной выходной мощности определяется многими факторами, и в частности, трудностью получения одинаковых параметров замедляющих систем во всей рабочей полосе частот.

Для выравнивания выходной мощности предлагается использовать внешние селективные поглотители, позволяющие вводить дополнительные потери на требуемом участке рабочей полосы частот. Для этой цели разработано два вида поглотителей: волноводные и коаксиальные. Такие селективные поглотители позволяют, в частности, работать усилителям в непрерывном режиме, т. к. не возникает проблем с отводом тепла в предложенных конструкциях.

Волноводный поглотитель представляет собой отрезок волновода, нагруженный с одной или двух сторон по широкой стенке четвертьволновыми коаксиальными резонаторами. Четвертьволновый коаксиальный резонатор состоит из металлического цилиндра (наружного проводника), по оси которого расположен круглый металлический стержень (внутренний проводник). В одном направлении по оси резонатор ограничен металлическим диском, контактирующим как с наружным, так и с внутренними проводниками. Другой конец резонатора открыт внутрь отрезка волновода. В качестве материала, из которого изготавливается коаксиальный резонатор, целесообразно использовать материал с высокой удельной проводимостью, например, нержавеющую сталь, удельная проводимость которой примерно в 40 раз меньше удельной проводимости меди. Величина потерь, которые вносит коаксиальный резонатор, определяется глубиной, на которую внутренний проводник вводится в полость волновода. При этом надо учитывать, что введение внутреннего проводника в полость волновода приводит также к появлению отражения и, следовательно, к увеличению величины коэффициента стоячей волны (КСВн). Соответственно надо стремиться к минимальному изменению его величины. Поэтому для получения требуемой величины потерь приходится нагружать волновод не одним, а несколькими коаксиальными резонаторами, у каждого из которых связь с волноводом минимальна.

На рисунке показан пример селективного коаксиального поглотителя, выполненного на отрезке коаксиальной линии размером 16x7 мм (1 – отрезок коаксиальной линии со стандартными разъемами для подсоединения к коаксиальным трактам; 2 – коаксиальный резонатор; 3 – внутренний проводник; 4 – внешний проводник). Использовались три коаксиальных резонатора, которые были настроены на частоту 2700 МГц.

Приведенные конструкции селективных поглотителей использованы в широкополосных усилительных цепочках, работающих в непрерывном режиме и состоящих из задающего генератора, предварительного усилителя и выходного усилителя. Коаксиальный селективный поглотитель был установлен на выходе задающего генератора и использовался для выравнивания характеристики усиления. Его использование позволило снизить выходную мощность на низкочастотном краю полосы усиления так, что перепад ее во всей полосе стал менее 3 дБ.

Список литературы

1. , , . Разработка, методы расчета и создание широкополосных ламп бегущей волны для непрерывного режима работы. Препринт 2005-03. М., МРТИ РАН, 20с.; Научная сессия МИФИ-2006. Сб. научных трудов. М.: МИФИ, 2006. Т.7. С.189-190.