где Од = 1 /R => Re (Кц) - входная проводимость транзистора; Од = 1 /Рф - проводимость Л; Ок= ?о - собственная проводимость контура при резонансе.

Отсюда коэффициенты включения

н = У^ОЛОг opt-Он): (4.66)

д= ]/(0, р,+0 )/20д. (4.67)

где р^= 1/й))С^= VZ-k/Ck - волновое сопротивление контура.

Поскольку система (4.64), (4.65) не определяет заданной неравномерности в пределах полосы пропускания, должна быть произведена дополнительная проверка на выполнение условия

оп < VTWW, (4,68)

где эквивалентная добротность контура согласованного ВУ

Qb = Pjr вн = Рф/ЗпдРк- (4,69)

Коэффициент Шума определяют по упрощенной формуле

Шву=(1+4-)я/,р. (4.70)

Коэффициент шума ВУ с каскадом на полевом транзисторе с р-п переходом в предположении, что током затвора можно пренебречь, а также для транзисторов со структурой МОП

ву = 1 + 0JG\ + (0 /0д + R (Од + о; + OJVO;, (4.71)

где 0 = 0 (рис. 4.15).

Тепловые шумы в токопроводящем канале характеризуются шумовым сопротивлением, определяемым из (1.8).

Коэффициент шума полевых транзисторов на СВЧ ниже, чем у биполярных.

Заметим, что формула (4.71) совпадает с выражением (1.19), если - = Од, т. е. если нагрузка определяется входной проводимостью транзистора.

4.4. Входные устройства приемников СВЧ диапазона

Входное устройство приемника СВЧ диапазона (сантиметровых и миллиметровых воли) связывает антенно-фидерное устройство с первым каскадом приемника - малошумящим усилителем или смесителем. При этом во избежание отражений СВЧ энергии входное и выходное сопротивления ВУ согласовываются с волновыми сопротивлениями присоединяемых линий передачи. В зависимости от назначения и структурной схемы приемника {юсодное устройство мвжет выполнять одновременно все либо некоторый пд ей€йу101ця функций:

частотную селекцию принимаемых сигналов;

защиту первого каскада от перегрузки и повреждения СВЧ колебаниями на рабочих частотах;

уменьшение влияния изменения выходного импеданса антенио-фидер-ного устройства на стабильность характеристик первого каскада.

Частотная селекция сигналов во входном устройстве осуществляется с помощью СВЧ фильтров зависимости от вида линии передачи различают фильтры коаксиальные, волноводные, полосковые, микрополосковые, щелевые, а также комбинированные. При расчете фильтров широко используется аппроксимация требуемых АЧХ полиномами Чебышева, Баттерворта и др. Фильтры выполняются из отрезков линий соответствующей длины, эквивалентных индуктивности, емкости или резонансному контуру (паралелльному либо последовательному).

2 3ащита первого каскада приемника от перегрузки СВЧ колебаниями на рабочей частоте обычно необходима]только в приемниках РЛС, на вход которых всегда просачивается часть мощности импульсного передатчика. Эта мощность во многих случаях лежит в пределах от сотен ватт до единиц киловатт в импульсе и существенно превосходит допустимые уровни мощности для полупроводниковых СВЧ диодов, используемых в качестве смесителей в большинстве приемников СВЧ. Для защиты диодов от повреждения во время работы передатчика£применя04специальные устройства - чаще всего разрядники защиты приемника (РЗП)и полупроводниковые ограничители СВЧ мощности (см. гл. 14).

При использовании в первом каскаде приемника регенеративного мало-шумящего усилителя СВЧ (например, параметрического) нестабильность его характеристик определяется наряду с другими факторами ( изменением импеданса источника сигнала (антенио-фидерного тракта), подключенного ко входу усилителя. Для устранения этого влииния между антенно-фидер-ным устройством и' входом усилителя включают невзаимные ферритовые устройства - циркуляторы и вентили, выходной импеданс которых относительно постоянен. Потери ферритовых циркуляторов и вентилей неодинаковы в прямом и обратном направлениях^Разрабатываются такие устройства в волноводном, полосковом или микрополосковом исполнении.

Наибольшее распространение в радиоприемной технике, благодаря хорошим электрическим параметрам, малым габаритным размерам и массе и относительной широкополосности, получили мостовые У-циркуляторы как в волноводном, так и в полосковом исполнении. Если в одном из плечей такого циркулятора поместить согласованную нагрузку, он превращается в вентиль.

Фильтры СВЧ

В дециметровом диапазоне волн 10...100 см (300...3000 МГц) применяются концентрические (коаксиальные), двухпроводные и несимметричные резонансные линии. Концентрические линии обычно замкнуты на конце, а двухпроводные линии могут быть как замкнутыми, так и разомкнутыми. Несимметричные линии обычно разомкнуты на конце, причем для уменьшения их длины к концу подключается конденсатор.

Наиболее широко в качестве резонансных систем ВУ дециметрового диапазона используются замкнутые на конце коаксиальные линии, поскольку оии обеспечивают надежную экранировку от воздействия внешних электромагнитных полей, обладают достаточной механической прочностью и стабильностью параметров.

X-о о-1 I i ojj ] 1 осД:-T-Xo

a 6 - в г

Рис. 4.18. Топологические и эквивалентные схемы полосковых фильтров

У77?7Ы

Phc. 4.19. Частотные характеристики и топологическая схема полоскового фильтра на одинаковых связанных линиях

В сантиметровом диапазоне волн широко используются фильтры СВЧ иа полосковых и микрополосковых линиях - как на коротких отрезках (рис. 4.18, а, б), так и на резонансных отрезках линий (рис. 4.18, е, г).

Возможность создания фильтров на отрезках линий, играющих роль реактивных элементов, основана на том, что отрезок линии длиной / < Л/4 э.квивалентен индуктивности или емкости, если он соответственно коротко-замкнут или разомкнут на конце. При длине / = Л/4 или Л/2 такой отрезок эквивалентен резонансному параллельному или последовательному контуру в зависимости от длины и граничных условий на конце.

Основными исходными данными при проектировании полоскового полос-нопропускающего фильтра (ППФ) являются (рис. 4.19, а): средняя рабочая частота /о; полоса пропускания П= - f p, определяемая граничными частотами / р и / [,р; затухание в полосе пропускания (без учета активных потерь); полоса заграждения Я, = 4 - / з, определяемая граничными