АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР

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 с помощью индикаторов, выполненных, например, в виде амплитудного детектора (см. А.Г.Эпштейн, Измерительная аппаратура сверхвысоких частот, издательство «Судостроение», Л, 1965).
Известен амплитудный детектор по авторскому свидетельству №208012 МПК H03D 1/18 с приоритетом от 30.05.1966 г. Этот амплитудный детектор выполнен на транзисторе, в коллекторную цепь которого включена активная нагрузка, а к эмиттерно-коллекторному переходу транзистора параллельно подключен эмиттерно-коллекторный переход дополнительного транзистора, база которого соединена с корпусом.
Недостатком данного амплитудного детектора является то, что детектирование и одновременно усиление входного сигнала осуществляется только при наличии дополнительного источника питания. Однако на борту ЛА установка дополнительных источников питания невозможна из-за ограничения объемов в отсеках.
Задачей полезной модели является создание амплитудного детектора, работающего от энергии СВЧ, поступающей по тракту АФУ от передатчика к антенне. Это позволяет не применять на борту ЛА дополнительный источник питания.
Поставленная задача решается тем, что в предложенном амплитудном детекторе активная нагрузка подключена к одному из плеч направленного ответвителя и рассогласована с волновым сопротивлением линии передачи ответвителя и к этому же плечу подключена детекторная секция датчика модуля коэффициента отражения (МКО).
0
1
1
2
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен датчик МКО на основе микрополоскового двунаправленного ответвителя с амплитудным детектором. На чертеже показаны: 1 - основная линия передачи, 2 и 3 направленные ответвители, R - нагрузки, согласованные с волновым сопротивлением ответвителей, R - активные нагрузки (не согласованные с волновым сопротивлением ответвителя), VD и VD-детекторы, R - резистор, С - емкость. R - резистор и С - емкость выполняют роль фильтрующей нагрузки.
В представленном детекторе можно выделить две отдельные части.
Первая часть, на чертеже №1, представляет собой обычный последовательный детектор в виде диода VD и фильтрующей RC нагрузки.
0
1
п
Вторая часть детектора, на чертеже №2, представляет собой отрезок длинной линии с волновым сопротивлением Z, нагруженной на сопротивление R. Входной высокочастотный сигнал здесь подается на линию в виде напряжения падающей волны U.
1
0
0
0
п
1
0
1
0
1
1
л
п
0
0
п
Если сопротивление R отличается от волнового сопротивления линии Z, то на нем появится отраженная волна напряжения U равная U=Г·U, где Г=R-Z/R+Z, коэффициент отражения сопротивления R. В результате на сопротивлении R формируется линейное напряжение U, равное сумме напряжений падающей U и отраженной волн U, т.е. Uл=Uп+U=U(1+Г).
л
д
д
п
Σ
Именно это линейное напряжение U является входным для последовательного детектора. Общий коэффициент передачи К  такого детектора равен отношению входного напряжения U детектора ко входному напряжению падающей волны U линии и выражается следующей формулой
Σ
д
д
п
д
л
л
п
д
п
п
д
К =U/U=U/U·U/U=K·U·(1+Г)/U=К·(1+Г), где
д
д
л
1=
0
К=U/U - собственный коэффициент передачи последовательного детектора при согласованном сопротивлении RZ.
д
д
Σ
Полученное выражение показывает, что общий коэффициент передачи детектора К  пропорционален величине коэффициента отражения Г и может превышать коэффициент передачи К согласованного детектора.
1
1
0
0
д
Σ
При изменении сопротивления R в пределах R=Z...1000Z, коэффициент отражения Г и общий коэффициент передачи К  изменяются соответственно в пределах
Г=0...0,99;
д
д
Σ
К =К(1...1,99).
д
д
д
Σ
Σ
Откуда следует, что коэффициент передачи предложенного детектора К может увеличиваться практически в два раза по сравнению с коэффициентом передачи К согласованного детектора без применения дополнительных элементов в виде блока питания или других более сложных устройств детектирования. При этом возможна плавная или дискретная регулировка коэффициента передачи К .
Предложенный детектор наиболее удачно вписывается в малогабаритные датчики модуля коэффициента отражения, где в каналах падающей и отраженной волн установлены эти детекторы.