Рекомендации по конструированию полосковых диаграммообразующих устройств, страница 2

Полюсы , ,  и  (рис. 2, рис. 3, а) внешних плеч (входов) ответвителя с точки зрения переноса энергии поперечной электромагнитной волной Т-типа обычно рассматриваются в теории сверхвысокочастотных электрических цепей как точки, лежащие на секущих (отсчетных или референсных) плоскостях отсчета, проведенных в концах участков связанных линий перпендикулярно вектору Пойнтинга , где  и  – комплексные амплитуды векторных напряженностей электромагнитной волны в рассматриваемом сечении. Поскольку полюсы со штрихами  и  относятся к внутренней проводящей поверхности металлического корпуса диаграммообразующего устройства и эквипотенциальны между собой, то каких-либо конструктивно проработанных и далее исполненных соединений этих «штрихованных» полюсов между собой выполнять не требуется: необходимые соединения обеспечиваются автоматически при заключении полосковых заготовок в металлический корпус. Иначе обстоит дело с полюсами без штрихов  и , находящихся под различными высокочастотными потенциалами и подлежащих конструктивно проработанным соединениям либо между собой, либо с внешними цепями [коаксиально-полосковые разъемы (рис. 1), навесные сосредоточенные компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности и т. п.), другие направленные ответвители и пр.] отрезками одиночной полосковой передающей линии, шириной . Для этого должны быть предусмотрены переходы от связанных линий к одиночным, рекомендуемые варианты которых даны на рис. 11, где показаны лишь внутренние печатные проводники. Длина  участка взаимодействия составляет четверть длины поперечной электромагнитной Т-волны в заполняющем конструкцию ДОУ диэлектрике, соответствующей заданной в курсовой работе центральной частоте  рабочего диапазона:

.                                       (22)

При этом на рис. 2 электрическая длина линий будет: . Ширина  одиночной линии рассчитывается по справочникам [4, 8, 9], что для  и  Ом дает величину:

.                                           (23)

На завершающем этапе компоновки полоскового диаграммообразующего устройства необходимо всесторонне проработать вопросы рационального размещения всех ответвителей и соединительных одиночных линий в пределах печатной заготовки. При этом следует учесть, что минимально допустимое расстояние  между любыми двумя кромками токонесущих (находящихся под высокочастотным потенциалом) полосок должно удовлетворять условию [4, 8, 9]:

.                                 (24)

Кроме того, целесообразно выполнять соединительные одиночные линии минимально возможной электрической длины, не отклоняясь от рекомендованных на рис. 11 вариантов перехода от одной линии к другой. Формирование соответствующего печатного рисунка осуществляется на предприятиях радиопромышленности последовательностью специальных технологических операций, обеспечивающих требуемое взаимное расположение и точность размеров печатных проводников, указанных на сборочных и рабочих чертежах высокочастотных полосковых печатных плат. Подробные сведения о технологии такой реализации приведены в работах [8, 9], а также в курсе лекций по дисциплине «Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств». При этом следует подчеркнуть, что выбранный вариант компоновки полоскового диаграммообразующего устройства должен быть согласован с преподавателем в черновиках, а уже затем разрабатывается соответствующая конструкторская документация, состав которой регламентируется ГОСТ ЕСКД. В зависимости от стадии проектно-конструкторских работ разрабатываются соответствующие текстовые и графические документы. В курсовом проектировании обязательно выполняется сборочный чертеж спроектированного диаграммообразующего устройства с обязательным оформлением чертежей топологического рисунка каждой печатной заготовки с указанием всех геометрических размеров полосковых проводников. Примеры и основные этапы выполнения этих графических документов приведены в работах [15, 16].

Рис. 11

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ДИАГРАММООБРАЗУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Для оценивания структуры электромагнитного поля полосковых печатных излучателей в дальней зоне Фраунгофера используется программа компьютерного моделирования, адаптированная с использованием работ [17, 18] для целей курсового проектирования многолучевых антенн. Разработанная программа была протестирована на ряде тестовых задач и подтвердила свою эффективность при разработке однолучевой фазированной антенной решетки, описанной в недавно опубликованной статье [19]. Ядро программы формирует сравнительно быстрая и достаточно точная процедура моделирования сложных планарных микроволновых антенн с целью получения их входного коэффициента отражения и трехмерных диаграмм направленности