Аналіз зв'язку радіального резонатора з прямокутним хвилеводом

Схема управления осуществляет автоматическое переключение ЧСС в режим поиска (РП) или автоматического сопровождения (АС). В режиме АС через К на вход интегратора И проходит сигнал ошибки с ЧД. В режиме РП с помощью /С замыкается обратная связь через триггер Шмитта ТШ и интегратор превращается в генератор пилообразного напряжения. В обоих режимах напряжение с выхода И через переключатель рода работ ПРР поступает на управление работой Г. ПРР обеспечивает перестройку Г от генератора пилообразного напряжения ГПН при отключенной ЧСС.

По измеренному значению частоты Г с учетом частотного сдвига 108,16 МГц определялась частота входного допплеров-ского сигнала. Измерения проводились частотомером 43-54. Одновременно для подключения следящей системы к ЭВМ с помощью 43-54 осуществлялось преобразование «частота—код». Для организации обработки сигнала в режиме АС из СУ выдавался сигнал прерывания.

Схема позволяет отслеживать сигналы ЛДИС в диапазоне частот 0,02... 50 МГц и осуществлять захват сигнала на автоматическое сопровождение при отношении С/Ш^2 дБ.

Проведенные экспериментальные исследования [1, 4] подтвердили целесообразность применения ЧСС для измерения частоты допплеровских сигналов волоконных ЛДИС, при этом погрешность измерений не превышает 5 %.

1. Богомолов Н. Ф„ Хотяинцев С. Н„ Андрущенко В. А. и др. Лазерный допплеровский измеритель скорости (ЛДИС) газопылевых потоков// Вести. .Киев, политехи, ин-та. Радиотехника. 1986. Вып. 23. С. 5—9. 2. Дю-рани Т., Грейтид К. Лазерные системы в гидродинамических измерениях. М. : Энергия, 1980. 336 с. 3. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М. :Мир, 1983. 512 с. 4. Хотяинцев С. Н., Богомолов И. Ф., Яровой Л. К. Лазерный допплеровский измеритель скорости с волоконно-оптическими трактами // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1982. Т. 25. С. 78.

Поступила в редколлегию 24.09.86

УДК 621.373.5

А. Ю. БОВСУНОВСКИЙ, асп., Г. В. ГОЛИВЕЦ, стуаент

АНАЛИЗ СВЯЗИ РАДИАЛЬНОГО РЕЗОНАТОРА С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ВОЛНОВОДОМ

При создании твердотельных волноводных генераторов СВЧ широкое распространение получила конструкция (рис. 1), в которой в качестве устройства согласования импедансов полупроводникового диода и полезной нагрузки применяется тонкий проводящий диск, установленный параллельно широкой стенке волновода и гальванически связанный с диодом [1]. Моделируя подобные конструкции, проводящий диск совместно с широкой стенкой волнового канала представляют в виде отрезка радиального волновода [2]. Наибольшая трудность при ана-

10

I

лизе заключается в расчете связи радиального резонатора с прямоугольным волноводом.

Нами эта задача с приемлемой для практики точностью решена при следующих допущениях: в волноводе распространяющимся является только основной тип волны Ню; излучение энергии в волновод практически не изменяет распределение

поля в радиальном резонаторе (это допущение справедливо, если нагруженная добротность резонатора достаточно высока); частотный диапазон ограничен несколькими полосами пропускания в окрестности резонансной частоты радиального резонатора; высота резонатора много меньше его радиуса. При этом расчет связи резонатора с волноводом сводится к анализу возбуждения волновода кольцевой щелью на широкой стенке канала (рис. 2, а). Решение получено методом эквивалентных источников [3]. Амплитуда эквивалентного источника тока получена исходя из выражения

R

/, = j cos РБ (-L (j) [пЕ] gdlj dg +

-R с . Я ___

+ -Í- J sin PE (— ^ lnE]Gdl)db,

-R с

где E — напряженность электрического возбуждающего поля; G и g — функции, описывающие распределение составляющих поля основной волны;

G (х, у) = УЩаЪ) sin (ял /а) х°\ g (х, у) = У i b) cos (jixía) z°lj(2a)\

p, p — фазовая постоянная и характеристическое сопротивление волновода для волны #ю; R — радиус резонатора; Хв — длина волны в волноводе; а и b — ширина и высота волновода.

В окончательном виде выражение (1) сводится к

/V(2a)jV/?2-£*x

/э = 4UJ

X sin (]/"/?s — £2я/я) cos — f I cos (]/"— g*n/a) sin

, (2)e

где Хо — расстояние от узкой стенки волнового канала до центра резонатора; С/0—-напряжение на щели.

Схема замещения радиального резонатора в прямоугольном волноводе изображена на рис. 3 (ЬР, СР, /?р — эквивалентные

У г

У/////У//////////////У'у////Л

X т

9

Ср L„ R,

Рис. 2

Рис. 3

параметры резонатора; четырехполюсник связи представляет собой гиратор с характеристическим параметром H=h/Un). Трансформирующая функция гиратора выражается с зависимостью ZBX=l/(tf2Z„), где ZBX и ZH— входное сопротивление гиратора и сопротивление нагрузки.

Полученное выражение для связи радиального резонатора с прямоугольным волноводом может быть полезно при проектировании твердотельных волноводных генераторов диапазона:

свч.

1. Справочник по волноводам. М. : Сов. радио, 1952. 127 с. 2. Шир-ман Я. Д. Радиоволноводы и объемные резонаторы. М. : Связьиздат, 1959. 218. с. 3. С Mer G., Epagnol J., Stevange J. Millimeter-Wave Pretuned Modeles. // IEEE Trans, on MTT. 1979. Vol. MTT-27, N 5. P. 505—510.

Поступила в редколлегию 29.09.86