ДАТЧИК МОДУЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

Полезная модель относится к приборам измерения отражений электромагнитной энергии в системах СВЧ, в частности, в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) беспилотных летательных аппаратов (ЛА). Параметры отражения АФУ - модуль коэффициента отражения - можно измерять с помощью датчика модуля коэффициента отражения. Основным элементом датчика служит двунаправленный ответвитель, позволяющий выделять и раздельно измерять значения напряжений падающей и отраженной волн (см. А.Г. Эпштейн, Измерительная аппаратура сверхвысоких частот, издательство «Судостроение», Л, 1965).
Приборы на ЛА должны иметь малые габариты ввиду ограниченности объемов в отсеках размещения приборов. Условия малогабаритности выполняются при изготовлении датчика на основе печатных микрополосковых связанных линиях (см. Л.Г.Малорацкий, Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ, издательство «Советское радио», М, 1976).
Известные схемы микрополосковых направленных ответвителей на связанных линиях состоят из отрезков печатных линий, связанных электрической и магнитной связью, причем длина области связи составляет нечетное число четвертей длин волн.
Однако в метровом диапазоне волн такие микрополосковые ответвители имеют достаточно большую длину (около 400 мм), что ограничивает их применение на ЛА.
Задачей полезной модели является создание малогабаритного датчика модуля коэффициента отражения на основе печатных микрополосковых направленных ответвителей.
o
Поставленная задача решается тем, что в известном микрополосковом двунаправленном ответвителе длины связанных отрезков l направленного ответвителя выбраны значительно меньше четверти средней длины волны λ/4 узкополосного сигнала передатчика, при этом длина этих отрезков зависит от допустимого изменения переходного ослабления ΔС в полосе частот Δf узкополосного сигнала передатчика.
Сущность полезной модели поясняется расчетом, графиком (фиг.1) и чертежом (фиг.2).
Переходное ослабление микрополоскового ответвителя с боковой связью зависит от частоты и определяется известным выражением (См. А.Л. Фильдштейн и др. Справочник по элементам волноводной техники, издательство «Советское радио», М, 1967, с.591).
o
o
2
C=10lg(C+(C-1)ctg θ), где
l - длина ответвителя (мм);
ν - скорость света, (м/с);
λ,f- длина волны и частота соответственно;
о
С - переходное ослабление ответвителя при длине l=λ/4
1
2
1
1
o
1
2
2
21
22
Известный ответвитель на четвертьволновых линиях имеет наибольшую широкополосность. На графиках видно, что в полосе частот Δf=f-f изменение переходного ослабления ΔС=С-С четвертьволнового ответвителя l всегда меньше, чем укороченного l ответвителя ΔС=С-C.
2
доп
2
доп
Однако большая широкополосность ответвителя требуется не всегда. При работе с узкополосным сигналом решающее значение имеет выбор такой величины изменения переходного ослабления ΔС, которая не превышает заданной величины ΔC, т.е. ΔС≤ΔС.
2
Этот критерий позволяет в определенных случаях использовать укороченный ответвитель l и существенно уменьшить габариты ответвителя по сравнению с четвертьволновым.
o
доп
2
2
o
Например, для узкополосного сигнала f=200 МГц, Δf=3,0 МГц, при условии допустимого изменения переходного ослабления С=2,5 дБ длина ответвителя должна быть равной l=45 мм, что составляет l=λ/19≪λ/4.
На фиг.2 схематично изображена конструкция датчика коэффициента отражения, которая может использоваться в АФУ ЛА. На чертеже показаны: 1 - микрополосковая печатная плата, 2 - отрезок основной линии, 3 - отрезки двунаправленного ответвителя.
Таким образом, представленный датчик модуля коэффициента отражения имеет малые габариты, при этом обеспечивает получение с борта ЛА необходимую информацию и прост в изготовлении.