Объемно-щелевой СВЧ-делитель мощности: особенности, функции, преимущества
Делители мощности – элементы трактов приема и передачи сигналов высокой, сверхвысокой частоты, функция которых состоит в разделении мощности сигнала на несколько каналов в определенной пропорции.
Делители мощности – элементы трактов приема и передачи сигналов высокой, сверхвысокой частоты, функция которых состоит в разделении мощности сигнала на несколько каналов в определенной пропорции. Они представлены множеством классов, многоканальными, мостовыми, полосковыми, однако, к категории наиболее продвинутых и совершенных относятся объемно-щелевые решения.
Развитие технологии
Объемно-щелевые делители мощности – это электронные устройства, обладающие массой преимуществ перед аналоговыми. Основные сильные стороны можно представить следующим образом:
- Компактность. Габариты модулей в несколько раз меньше, в сравнении с аналоговыми устройствами, что упрощает монтаж.
- Функциональность, возможность использования в структурно сложных высокочастотных трактах.
- Высокая точность работы, такие делители подходят не только для коммерческих и бытовых линий, но и для специализированных, вплоть до лабораторных, где необходимо исключить даже минимальные погрешности измерений.
Техническое описание
В основу объемно-щелевых делителей мощности может быть положена микрополосковая или многослойная технология. Оба варианта требуют подробного рассмотрения. В первом случае, например, используется матрица Батлера, в которой применены ответвители на полосковых линиях. Величина связи между линиями в таком случае различна, так что величина сигнала определяется направлением его движения, входом, на который он поступил, и конечным выходом.
Делители мощности, выполненные по микрополосковой схеме, достаточно технологичны, характеризуются компактностью, малым КВСН и продолжительным сроком службы, даже при интенсивной эксплуатации можно рассчитывать на 10-15 лет.
Вторая методика – многослойная. Для разделения мощности выходного сигнала применяются сложные комбинации полосок и щелевых линий. На величину связи в таком случае влияют габариты щели, а также позиции полосок по отношению к ней. Описание выглядит очень простым, однако, проектирование и построение такого объемно-щелевого делителя – задача достаточно сложная, требующая высочайшей точности. Погрешность, измеряемые даже сотыми долями миллиметра, приводят к тому, что устройство оказывается или полностью неработоспособным, или функционирует с серьезными сбоями. Для исключения ошибок специалисты рекомендуют проводить расчеты для многослойных объемно-щелевых делителей по следующему алгоритму:
- Определение оптимального волнового сопротивления для конкретной линии и всего их набора.
- Определение протяженности рабочих областей щелей и полос.
- Установление позиций линий относительно друг друга для максимально эффективного разделения сигнала, его стабильной обработки.
Такая схема выглядит достаточно сложной, однако, трудозатраты и временные вложения в полной мере компенсируются улучшенными характеристиками многослойного делителя в сравнении с микрополосковым. Он оказывается еще более компактным и легким, характеризуется незначительным КСВН и фазовыми, амплитудными погрешностями деления сигнала.