Выбор и расчет отдельных каскадов приемника. Выбор антенного переключателя. Расчет устройства защиты приемника

3.  -Выбор и расчет отдельных каскадов приемника.

3.1.  Выбор антенного переключателя.

Как было показано выше, АП служит для быстрого и синхронного с работой передатчика переключения антенны РЛС из тракта высокого уровня мощности на вход приемника (после окончания импульса передатчика) и обратного ее переключения в момент начала излучения следующего мощного импульса. Из всех известных схем АП достаточно широкое практическое применение в РЛС получили три схемы [6]: 1)ответвительный АП, 2) балансный АП, 3) ферритовый АП. Лучшие свойства обеспечивают ферритовые переключатели.

Работа ферритового переключателя основана на использовании невзаимных свойств четырех- и трехплечных ферритовых циркуляторов. При подведении к какому-либо плечу циркулятора, например к первому, СВЧ сигнала последний пройдет только в плечо 2, заметно не ответвляясь ни в какое другое. Если же подать сигнал в плечо 2, вся его мощность выйдет из плеча 3 (рис. 2).

В настоящее время в дециметровом диапазоне широко используются полосковые Y-циркуляторы [10, стр. 39].

Из таблицы 6 [10, стр. 45] выберем четырехплечный циркулятор фирмы “Melabs” модель H-408-246 со следующими параметрами:

1)  Вносимые потери в прямом направлении

1)  со входа 1 на вход 2 и со входа 3 на вход 4 - 0,4 дБ;

2)  со входа 2 на вход 3 и со входа 4 на вход 1 – 0,7 дБ;

3)  Развязка между каналами по входам

-  2 и 1, 3 и 4 – 18 дБ;

-  3 и 2, 1 и 4 – 36 дБ;

4)  Коэффициент стоячей волны по напряжению 1,3.

Как видно из приведенных параметров, циркулятор целесообразно включить следующим образом: ко входу 1 подключить антенну, ко входу 2 подключить приемник, ко входу 3 подключить согласованную нагрузку и ко входу 4 подключить передатчик. При таком подключении обеспечивается минимум затухания в направлении от антенны к приемнику (0,4дБ) и максимум развязки между приемником и передатчиком ().

3.2.  Расчет устройства защиты приемника.

Для предотвращения выхода из строя приемника при просачивании на его сигнал довольно большой мощности импульса передатчика (например при отражении от рассогласованной антенны) применяется УЗП.

В настоящее время широко используются УЗП на СВЧ полупроводниковых диодах (с p-n переходом и p-i-n) [2]. Ведущая роль принадлежит p-i-n диодам вследствие ряда преимуществ.

Расчет УЗП на p-i-nдиодах будем вести согласно методике, изложенной в [2, стр. 236].

Рассчитаем выключатель параллельного типа на 50-омном несимметричном полосковом волноводе с воздушным заполнением. Потери в прямом направлении ; изоляция ; КСВН на входе ; длина волны в волноводе .

1.  В качестве переключающих элементов выбираем бескорпусные p-i-n диоды таблеточного типа, которые имеют следующие параметры: в режиме пропускания ; в режиме запирания . Для простоты расчета будем считать все диоды идентичными.

2.  По формуле (9.8) [2] рассчитываем величины  и  с учетом компенсации реактивной составляющей сопротивления диода:

; .

Как видно, один диод не удовлетворяет заданным требованиям по изоляции.

3.  Определяем необходимое количество диодов: . Берем .

4.  Из формул (9.9) и (9.10) соответственно определяем потери пропускания и изоляцию двухдиодного выключателя:

; .

5.  Рассчитываем компенсирующие шлейфы:

а) параллельный шлейф по формуле (9.4) для первого диода: , где ;  - характеристическое сопротивление волновода; . Отсюда .

На практике целесообразно применять короткозамкнутый параллельный шлейф, так как он, несмотря на большие по сравнению с разомкнутым размеры улучшает жесткость конструкции, дает возможность подстройки тракта передачи СВЧ мощности и компенсации реактивности, возникающей из-за неоднородностей волновода в точках включения диодов. Длина такого шлейфа ;

Так как диоды считаем идентичными, для компенсации реактивности второго диода применим такой же шлейф длиной .

6.  Из соображений лучшего согласования УЗП по входу и по выходу