возбуждению того или иного вида колебаний. Очевидно, что минимальной резонансной частоте отвечает низший вид колебаний.

Основными параметрами PC СВЧ-диапазона являются резонансная длина волны в свободном пространстве о. резонансная частота соо или /(,. собственная (ненагруженная) добротность Qo и эквивалентные сопротивления: характеристическое Рэ и резонансное Rq-

Собственная добротность PCQo пропорциональна отношению запасаемой в системе при резонансе энергии И^зап к средней мощности потерь Ррас, рассеиваемой в ней за период.

Q =Cuor3a /Ppac-

При сравнении различных типов PC их собственную добротность оценивают по отношению объема V, в котором запасается энергия, к объему, в котором она рассеивается. Последний приближенно рассматривают как объем металла, по которому протекает нагревающий его ток проводимости, и рассчитывают как произведение внутренней поверхности S h PC на глубину проникновения (толщину скин-слоя) б: Qo K/(6Sbh).

Отметим, что кроме потерь в стенках PC большую роль играют потери в контактных соединениях, а также в той части генераторного прибора (электровакуумного или полупроводникового), которая входит составной частью в PC. Зачастую именно эти два вида потерь определяют собственную добротность PC.

При включении PC в схему генератора происходит рассеяние мощности и во внешней нагрузке. С учетом этого различают нагруженную добротность PC

qh = COo J3an/(pac4-P.,). (3-6)

где Рн - средняя мощность, рассеиваемая за период в нагрузке, и внешнюю добротность

qb = CDu J3a /h. (3.7)

При этом

1/Q =1/Qo4-1/Qb -

Коэффициент полезного действия нагруженной PC определяется следующим образом:

Ч. = PJ{Pp.c + Р ) = QJQsu = 1 - QJQo. (3.8)

Понятия резонансного Rn н характеристического Рэ эквивалентных сонротивлений относятся к эквивалентной параллельной схеме замещения PC (рис. 3.2) *. Такая схема замещения справедлива лишь в узкой полосе частот вблизи одной из резонансных. При этом резонансные частоты других ( нерабочих ) видов колебаний PC должны значительно отличаться от этой частоты.

Замена реальной PC эквивалентным LC-контуром справедлива в случае, если хотя бы в узкой полосе одинаковыми оказываются основные энергетические показатели {W , Р^, Я„) и их зависимости от частоты. Поэтому параметры схемы определяют через амплитуду напряжения в том сечении PC, где она возбуждается генераторным прибором. Для нагруженной PC Ro, = U-o/l2 (Яр + Я„) , для нена-груженной (на холостом ходу)7?оэхх =

= иШ2РрЛ

Характеристическое сопротивление эквивалентного контура Рэ = /?Пэ/Зн=?0 9.хх/<Зо.

эквивалентная индук-= pg/coj. Эквивалентная отличается от емкости С„ PC

Рис. 3.2. Эквивалентная параллельная схема замеи1ения fc

тивность L емкость Сэ= 1/((Оорэ) (см. рис. 3.1)

Приближенно зависимость полной проводимости Уд эквивалентного LC-контура от частоты вблизи резонансной частоты

(1/qh-f/2 Асо/соо)

(3.9)

где Асо = (О - ©3 о

Соответствующая зависимость полного сопротивления:

/2 Лм

(3.10)

PC генераторов СВЧ должны обеспечивать: 1) высокое значение к. п. д В СВЧ-диапазоне обычно т), = 0,5 н- 0,95;

* Более сложная схема замещения может быть составлена в виде бесконечного числа последовательно включенных параллельных lc-koh туров, каждый из которых настроен на частоту, соответствующую ра боте pc либо на основном, либо на одном из высииьх видов колеба1пп 1.

2) значение собственной добротности Qo = 200 -т- 1000;

3) необходимый диапазон перестройки резонансных частот, который количественно характеризуется коэффициентом перекрытия уп. равным отношению максимальных и минимальных значений частот или длин волн перекрываемого диапазона. Обычно = \,Ъ 2 для PC сантиметрового диапазона и уп = 5 -н 8 для середины метрового диапазона. При этом во всем диапазоне перестройки должны отсутствовать ложные (паразитные) резонансы;

4) значения /?оэ. соответствующие заданрюму режиму генератора. При работе с электровакуумными приборами оэ = 10 Ом, с полупроводниковыми - на два-три порядка меньше. В диапазоне перестройки генератора при Уп = 2 обычно допускается изменение /?оэ не более чем в 2-3 раза;

5) хорошую фильтрацию гармоник в рабочем диапазо! е генератора. Обычно необходимо подавление мешающих гармоник на 25 - 50 дБ относительно основного сигнала. Это важно с точки зрения электромагнитной совместимости различных радиосистем;

6) достаточную электрическую прочность;

7) электрическую симметрию при необходимое ги использовать PC в двухтактной схеме;

8) конструкцию, позволяющую наилучшим образом подключать ее к генераторным приборам, достаточно технологичную при производстве, жесткую, с небольшой массой и габаритами, удобную в эксплуатации.

При применении генераторных ламп со ш1ырьковыми выводами электродов, особенно при построении генератора по двухтактной схеме, удобно использовать PC, выполненные на основе короткозамкнутых отрезкой сим.метричных двухпроводных линий. Для уменьшения излучений таких отрезков их, как правило, экранируют, чаше всею помещая весь генератор в замкнутый отсек Kcjpnyca аппаратуры.

Генераторные полупроводниковые приборы СВЧ имеют выводы, удобные для стыковки с элементами схемы, ры-полняемой на диэлектрической подложке. В этом случае PC образуется отрезками несимметричной полосковой или микрополосковой линии и реактивностямн генераторного прибора (емкостью р-п перехода, индуктнБностью выво.аов), включенными на входном конце Л1шип. К выходгюму Kdiniy непосредственно или с помощью реактивных элементов связи подключается нагрузка Такие PC принято рассматривать как согласующие (трансформирующие) цепи.