Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
3 S
ж
г / W iff
и Л
г и 1 1
Фиг. 14.36. Устройство двухволноводного преобразователя.
1—волновод сигнала, 2—волновод гетеродина, 3—разрядник, 4—клистрон, 5—диод, 6—окно связи, 7—винт, 8— ленточное сопротивление, 9—-окно, /0—-винт.
в линии клистрона и, следовательно, устраняется недостаток одно-волноводной конструкции преобразователя.
В двухволноводном преобразователе применен разрядник с внутренним резонатором. В стенки разрядника впаяны стеклянные окна 9, через которые осуществляется передача энергии в волновод сигнала. Настройка внутреннего резонатора производится перемещением винта 10.
§ 80. ДВУХТАКТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ДИАПАЗОНЕ САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН
В современных радиолокационных приемниках на частотах 10 000 Мгц применяются в основном двухтактные преобразователи частоты. Применение двухтактных схем позволяет уменьшить коэффициент шума приемника в 2—3 раза по сравнению с приемниками, использующими однотактные схемы.
364
Шумы преобразователя в сантиметровом диапазоне обусловлены шумами полупроводникового диода и шумами гетеродина. В двухтактной схеме уменьшение уровня шумов преобразователя достигается путем подавления шумов гетеродина.
На фиг. 14. 37 представлены две основные принципиальные схемы двухтактного преобразователя. Схема а характеризуется симметричным входом, симметричным выходом и однонаправленным включением диодов. На схеме б вход симметричный, выход несимметричный, а диоды включены в противоположных направлениях. В обеих схемах колебания гетеродина на диады подводятся в противофа-зе, а колебания сигнала—в фазе.
Рассмотрим более подробно принцип действия и особенности каждой схемы. На схемах показаны полярность напряжений и направление токов для одного полупериода напряжений сигнала и гетеродина.
Для схемы с симметричным выходом (а) токи промежуточной частоты, обусловленные синфазной подачей напряжения сигнала, проходят через первичные обмотки в противоположных направлениях. Во вторичной цепи катушки Г2 и 1"2 включены навстречу друг другу, поэтому э. д. с, наводимые в них токами встречного направления, будут складываться. Так как напряжение от гетеродина на диоды подается в противофазе, то токи гетеродина и сопутствующие им шумовые токи проходят через одну из катушек первичной цепи, тогда э. д. с. шумов, наводимых во вторичной цепи, будут взаимно компенсироваться.
В схеме с несимметричным выходом (б) токи промежуточной частоты в каждом плече в течение одного полупериода протекают поочередно и наводят в сеточном контуре э. д. с. промежуточной частоты. Шумовые составляющие тока гетеродина вследствие встречного включения диодов проходят в каждом плече схемы в противоположных направлениях и в обмотке трансформатора взаимно компенсируются.
Таким образом, на выходе обеих схем отсутствуют составляющие шумовых токов гетеродина, что и является основным достоинством двухтактных преобразователей.
Фиг. 14.37. Принципиальные схемы двухтактного преобразователя.
365
Схема б обладает тем преимуществом, что сигнал промежуточной частоты снимается с преобразователя по обычной несимметричной схеме. Симметричный выход в схеме а усложняет выполнение входной цепи УПЧ. С другой стороны конструктивное выполнение волноводных смесителей, у которых диоды включены в разных направлениях, представляет некоторые трудности.
В конструкции двухтактного волноводного преобразователя важное значение имеет двойной Т-образный волновод, называемый упрощенно двойным тройником (фиг. 14.38). Двойной тройник состоит из главного волновода и двух перпендикулярно присоединен-
Фиг. 14.38. Распространение электрического поля в плечах двойного волноводного тройника. (Здесь Д — полупроводниковый диод).
ных к нему волноводов; одного к широкой стенке, а другого — к узкой. Тройник имеет четыре плеча. Плечи А и В являются выходными, а С и й — входными. Ко входным плечам подключаются генераторы, а к выходным — нагрузки. Нормальная работа двойного тройника обеспечивается при полной симметрии выходных плеч. Это значит, что плечи А и В должны иметь одинаковую длину и быть нагружены на одинаковые по величине согласованные нагрузки.
Рассмотрим действие двойного тройника, когда он возбуждается колебаниями типа ТЕ от генератора, включенного только в плечо /). На фиг. 14. 38, а распространение электрического поля иллюстрируется при помощи воображаемой плоскости, на которой силовые линии поля показаны стрелками. Электрическое поле Еи возбуждаемое генератором в плече Д расщепляется в сочленении на два поля: Е\ и Е"2. Фазы этих полей в плечах А и В на одинаковом расстоянии от плоскости симметрии оказываются противоположными.
366
Гетеродин
Таким образом, двойной тройник в отношении фазирования эквивалентен входному трансформатору в схемах фиг. 14.37.
Теперь рассмотрим случай, когда генератор включен в плечо С (фиг. 14.38,6). Распространение электрического поля показано силовыми линиями при помощи двух воображаемых взаимно-перпендикулярных плоскостей. В сочленении волноводов поле Е2 разделяется на два поля Е\ и Е"2, однако фазы полей в обоих плечах на одинаковом расстоянии от плоскости симметрии сохраняются без изменения.
