Аттенюаторы СВЧ

Аттенюаторы (АТТ) служат для уменьшения уровня сигнала. Используются как АТТ с фиксированным уровнем ослабления, так и АТТ с переменным (регулируемым) уровнем ослабления (смотри раздел 9. 4). Первые выполняются, как правило, на основе сосредоточенных резисторов и поэтому их параметры практически не зависят от частоты. Рассчитаем структуру такого устройства.

Рассмотрим схему, представленную на рис. 10. 1. Собственно аттенюатор состоит из сопротивлений , сопротивления равны волновому сопротивлению линии передачи, в разрыв которой включен аттенюатор. Зададимся ослаблением сигнала на выходе аттенюатора (на зажимах параллельного соединения ) до по отношению к напряжению на входе (на зажимах сопротивления ) , равным: . Потребуем чтобы и входное сопротивление аттенюатора (на зажимах сопротивления ) было бы равно . Тогда получаем: . Здесь . Отсюда следуют выражения: . Определяя через , получаем . Тогда . В децибелах . Эта величина отрицательна. Обычно величина затухания обозначается как положительная величина: . Тогда и . В децибелах .

Такие АТТ используются при измерениях на СВЧ и обычно выполняются в виде коаксиальной структуры. Сопротивление R5 располагается на ее оси, а сопротивление R2, R4 (каждое состоит из нескольких параллельно включенных сопротивлений) – по радиусам. Ввиду малых (по сравнению с длиной волны) размеров сопротивлений их индуктивность мала и поэтому такие АТТ достаточно широкополосны. Регулируемые варианты относительно узкополосны, так как используют дополнительные структуры (квадратурный мост).

Волноводные АТТ представляют собой отрезок волновода (рис. 10. 2), внутри которого помещается тонкая керамическая пластина, на поверхность которой нанесен слой поглотителя (углерод). Эта пластина может перемещаться в поперечном сечении волновода. Электрическое поле максимально в центре волновода. Если пластина находится в центре, то вносимое затухания максимально. При смещении ее к боковым стенкам затухание уменьшается. Если поглощающие АТТ согласованы (нагружены на согласованную нагрузку), то отраженные волны отсутствуют.

Существуют непоглощающие АТТ, использующие отрезки запредельных волноводов. Простейший вариант такой конструкции представляет собой коаксиальную ЛП, внутри которой удалена часть центрального проводника. Этот отрезок ЛП образует круглый волновод, для которого волной основного типа является волна Н₁₁, которая может распространяться, если диаметр волновода больше 1.5 длин волн. Так как для ЛП с Т волной этот диаметр во много раз меньше, волновод является запредельным, поле в нем экспоненциально затухает и в выходной коаксиальной ЛП возбуждается Т волна с меньшей амплитудой. Так как при этом поглощения энергии поля не происходит, на входе АТТ появляется отраженная волна. Регулировка ослабления происходит путем изменения длины отрезка с удаленным центральным проводником.

Дата добавления: 2015-11-03