2.3. Методика синтеза аофв

2.3.1 Исходные данные:

- центральная частота рабочего диапазона;

- полоса рабочих частот АОФВ;

-диапазон регулирования управляемого фазового сдвига АОФВ;

- погрешность регулирования фазы в рабочем диапазоне;

-сопротивление генератора (волновое сопротивление подводимой линии);

C₀, C_min, C_max - средняя, минимальная и максимальная емкости варикапа.

Варикапы выбираются самостоятельно из условия физической реализуемости параметров - инверторов и резонаторов. В качестве ориентира можно рекомендовать выполнение условия

По справочным данным для конкретного типа варикапа (прил. 1) определяются также r_в - сопротивление потерь и L_в - индуктивность выводов по последовательной эквивалентной схеме варикапа (рис.7).

Рис.7. Эквивалентная схема варикапа

2.3.2. Определение диапазона возможной перестройки резонаторов АОФВ

(15)

В случае сосредоточенных элементов индуктивность в резонаторе АОФВ определяется из условия резонанса

(16)

В случае использования в качестве индуктивного элемента от­резка линии передачу длиной - с волновым сопротивлением - и фазовой скорости распространения ЭМВ в отрезке линии перeдачи - ( выбирается из условия удобства реализации)

где - эффективная диэлектрическая проницаемость заполнения линии

передачи;

- скорость света,

(17)

2.3.3. Определение полосы частот, в которой необходимо реали­зовать линейную фчх (из выражения (11)).

2.3.4. Определение граничной частоты НЧ прототипа и максимальной погрешности установки (9).

(18)

2.3.5. Определение параметров НЧ прототипа. Вычисляем для .

Проверяем условие

(19)

Если условие (19) не выполняется, то прибавляем к n единицу и проводим предыдущую процедуру до тех пор, пока условие (19) не будет выполняться. Полученное таким образом и есть

порядок аппроксимирующего полинома (число элементов НЧ про­тотипа). Затем из (8) определяем значения элементов НЧ прототипа

2.3.6. Из (13) или (14) в зависимости от выбранной схемы АОФВ определяются параметры инверторов схемы АОФВ.

В качестве инверторов сопротивления и проводимости можно использовать различные реактивные четырехполюсники. Вопросы практической реализации инверторов рассмотрены в целом ряде работ, например [4,5] и др. Некоторые реализации инверторов сопротивления приведены в прил.2. Здесь предлагается реализовать инвертор сопротивления в виде отрезка линии передачи. В этом случае волновое сопротивление такого отрезка выбирается равным величине параметра инвертора.

Предлагаемый алгоритм синтеза AOФВ основан на определении па­раметров инверторов, в то время как параметры резонаторов Могут быть выбраны произвольно, руководствуясь только соображениями удобства реализации конструкции АОФВ.

2.4. Принципиальная схема аофв

Для составления принципиальной схемы необходимо выбрать конк­ретную схему построения АОФВ (рис.5.б), выбрать тип резонатора и управляющего элемента, определить схему инверторов, учесть цепи подачи управляющего напряжения. На рис.8 приведена принципиаль­ная схема АОФВ с инверторами сопротивлениями параллельно включенными последовательными резонаторами (рис.5.б) при . Величина емкости разделительного конденсатора и блокировочного конденсатора C₂ цепи питания выбирается из условия

Рис.8. Принципиальная схема АОФВ с инверторами сопротивлений и параллельно включенными последовательными резонаторами

Величина сопротивления резистора R₁ подачи смещения на варикапы равна кОм. Величина выбирается максимально возможной для выбранного типа линии передачи и условий физической реализуемости геометрических размеров резонансного шлейфа. Для МПЛ рекомендуется выбирать Ом, выбирается из условия резонанса с учетом (17).

Инверторы сопротивления в данной схеме реализованы в виде отрезков МПЛ с волновыми сопротивлениями, равными параметрам инверторов сопротивления, т.е.

где и т.д.

Эквивалентная схема варикапа при обратном смешении и пос-ледовательной схеме замещения приведена на рис.7,а, которую можно упростить, как показано на рис.7.б. при .

Параметры , и для варикапа определяются из справочных данных. Величину можно определить, из выражения

(20)

где - добротность варикапа;

и – круговая частота и емкость варикапа при которой задана добротность .

Для схем рис.5.а принципиальная схема АОФВ составляется аналогичным образом.