Cтраница 3
![]() |
Частота совместных колебаний двух виртодов как функция тока пучка 2 при он 2 2. 1 соответствует режиму автономной генерации, 2. [31] |
Видно, что частота генерации связанной системы уменьшается по сравнению с частотой колебаний виртуального катода в автономном диоде. Увеличение длительности задержки в цепи связи приводит к уменьшению частоты синхронных колебаний комплекса. С точки зрения возможности применения исследуемой системы как модуля фазированной антенной решетки особый интерес представляют фазовые соотношения между СВЧ-сигналами каждого из модулей. [32]
Сложение мощности в пространстве производят в тех случаях, когда требуется на непродолжительное время увеличить напряженность электромагнитного поля, излучаемого передатчиком в заданном направлении. Обычно такая необходимость возникает при обеспечении радиосвязи и вещания в диапазоне коротких волн на сверхдальние расстояния в условиях плохого прохождения радиоволн. В последнее время этот способ применяют в радиолокационных СВЧ-устройствах фазированных антенных решеток ( ФАР) с управляемой электрическим способом диаграммой направленности. В авиации ФАР являются чуть ли не единственным способом построения бортовых радиолокационных устройств. [33]
Совершенствование конструирования дискретной аппаратуры в значительной степени зависит от развития элементной базы. Для цифровых интегральных схем наряду с повышением точности параметров необходимо обеспечить повышение граничной частоты и величины отдаваемой мощности. Для развития радиотехнических систем с электронным сканированием и использования фазированных антенных решеток, состоящих из дискретных изучающих или приемных элементов, необходимо разработать малогабаритные излучающие сверхвысокочастотные устройства. В частности, создаются миниатюрные лампы бегущей волны, работающие в диапазоне частот 84 - 12 ГГц, длиной 15 см и массой 170 г. Для сравнения укажем, что обычная лампа бегущей волны имеет массу до 1 13 кг. [34]
Применение таких ВЧ-модулей на базе ЛБВ включает в себя ряд областей. Данные устройства при своем проектировании требуют перехода от классических вакуумных СВЧ-приборов к фазированным антенным решеткам с источниками ВЧ-мощности в виде вышеописанных модулей. [35]
Хотя исследование влияния внешнего сигнала как на периодические, так и на хаотические режимы автоколебаний систем сверхвысокочастотной электроники является весьма важным. С одной стороны, это определяется созданием сверхмощных СВЧ-генераторов с перестраиваемыми характеристиками ( частота, ширина полосы, уровень мощности) выходного излучения. С другой стороны, исследование влияния внешних сигналов важно при разработке СВЧ-генераторов, использующихся в качестве модулей фазированных антенных решеток, управляемых внешними сигналами. В последнем случае особую важность приобретает вопрос управления фазовыми соотношениями сигналов, генерируемыми неавтономными СВЧ-электронными системами. [36]
Начнем лекцию с нахождения величины предельного вакуумного тока для пучка, инжектируемого в дрейфовую камеру, определив тем самым токи, при которых будут работать генераторы на виртуальном катоде. Далее рассмотрим основные типы и характеристики генераторов на виртуальном катоде - отражательные триоды с виртуальным катодом, виркаторы на пролетном токе, редитроны, виркаторы с внешней и внутренней обратной связью. В заключение лекции рассмотрим результаты исследований связанных генераторов на виртуальном катоде и кратко остановимся на проблеме создания сверхмощных фазированных антенных решеток на виркаторах. [37]
Рассмотрен большой класс устройств, используемых в микроэлектронике СВЧ: полосковые и ми-крополосковые линии передачи и устройства на их основе, элементы и узлы микросхем СВЧ. Описаны принципы работы и методы проектирования элементов передающих модулей СВЧ - генераторов на диодах Ганна и лавинно-пролетных диодах, а также усилителей на полевых транзисторах СВЧ. Рассмотрены технические особенности и конструкции элементов приемных устройств СВЧ: малошумящих усилителей и диодных преобразователей частоты, а также методы расчета характеристик фазированных антенных решеток. Уделено внимание вопросам машинного проектирования полосковых линий и устройств на их основе. [38]
Эта формула важна, потому что она указывает, как надо располагать дискретные источники, чтобы при условии ( 4) дискретная антенна давала тот же эффект, что и непрерывная. Кроме того, из формулы ( 7) следует, что в этом случае на все дискретные источники подается ток с одинаковой амплитудой. А весь эффект управления антенной решеткой достигается изменением фазы в каждом дискретном источнике. Такие антенные решетки называются фазированными антенными решетками. [39]
По степени применяемости в разработках аппаратуры различают БИС общего и частного применения. Примерами цифровых БИС общего применения являются различные полупроводниковые запоминающие устройства, регистры, дешифраторы. Примерами цифровых БИС частного применения могут служить схемы, специализированные применительно к отдельным моделям той или иной структуры и специальных вычислителей. Аналоговые БИС общего применения - это схемы взаимного преобразования напряжения в код, прецизионные операционные усилители высшего класса, интегрализованные усилители для высококачественного воспроизведения звука, СВЧ схемы для фазированных антенных решеток и другие устройства. К аналоговым БИС частного применения относятся усилительные тракты радиоприемных и радиопередающих устройств на фиксированные частоты, формирователи частот из последовательности, определяемой задающими генераторами или внешней тактовой частотой, и др. Следует отметить, что наиболее целесообразно применение БИС в вычислительных системах с высокой производительностью. [40]
Механизм генерации ЭМИ заключается в следующем. Возникающие при ядерном взрыве гамма и рентгеновское излучения участвуют в создании потока нейтронов. При взаимодействии гамма-излучения с молекулами и атомами атмосферных газов образуются комптоновские электроны ( см. приложение XII, гл. Земли, вращаются вокруг силовых линий магнитного поля и создают токи, генерирующие ЭМИ. При этом магнитное поле Земли выполняет роль фазированной антенной решетки, и поле ЭМИ когерентно суммируется в направлении поверхности Земли. При этом резко увеличивается напряженность поля. Продолжительность этого процесса составляет от 1 - 3 до 100 не. На втором этапе, длящемся от 1 мкс до 1 с, ЭМИ создается комптоновскими электронами, выбитыми из молекул и атомов многократно отраженным гамма-излучением и за счет неупругих соударений этих электронов с потоками испускаемых при взрыве нейтронов. [41]
В последние годы интенсивно развивается техника СВЧ регулирующих устройств с использованием различных явлений1в полупроводниках. Подобные устройства позволяют управлять амплитудой и фазой проходящего сигнала, решать различные коммутационные и логические задачи. Все более широкое применение для самых различных целей взамен механических, ферритовых и газоразрядных находят полупроводниковые переключатели СВЧ мощности. Они позволяют резко сократить потребление управляющей мощности, уменьшить вес и габариты устройства, обеспечивают высокое быстродействие и большую надежность узлов аппаратуры. СВЧ мощности в связи с появлением в настоящее время больших радиолокационных станций ( РЛС) с фазированными антенными решетками, в состав которых входят тысячи идентичных компонентов. СВЧ переключатели применяются здесь для направления сигналов по различным каналам, где они соответствующим образом изменяются с помощью аттенюаторов, усилителей или фазовращателей. Управление диаграммой направленности РЛС при неподвижной антенне путем управления фазой большого числа антенных элементов делает возможным одновременное слежение за многими целями или перемещение диаграммы в пределах большого угла за несколько микросекунд в противоположность медленно сканирующим механически управляемым параболическим антеннам. Наибольшие возможности по миниатюризации открываются при использовании полупроводниковых приборов совместно с полосковыми волноводами, что позволяет создавать интегральные и модульные схемы коммутирующих устройств. [42]
В последние годы интенсивно развивается техника СВЧ регулирующих устройств с использованием различных явлений в полупроводниках. Подобные устройства позволяют управлять амплитудой и фазой проходящего сигнала, решать различные коммутационные и логические задачи. Все более широкое применение для самых различных целей взамен механических, ферритовых и газоразрядных находят полупроводниковые переключатели СВЧ мощности. Они позволяют резко сократить потребление управляющей мощности, уменьшить вес и габариты устройства, обеспечивают высокое быстродействие и большую надежность узлов аппаратуры. Наиболее перспективны полупроводниковые коммутаторы СВЧ мощности в связи с появлением в настоящее время больших радиолокационных станций ( РЛС) с фазированными антенными решетками, в состав которых входят тысячи идентичных компонентов. СВЧ переключатели применяются здесь для направления сигналов по различным каналам, где они соответствующим образом изменяются - с помощью аттенюаторов, усилителей или фазовращателей. Управление диаграммой направленности РЛС при неподвижной антенне путем управления фазой большого числа антенных элементов делает возможным одновременное слежение за многими целями или перемещение диаграммы в пределах большого угла за несколько микросекунд в противоположность медленно сканирующим механически управляемым параболическим антеннам. Наибольшие возможности по миниатюризации открываются при использовании полупроводниковых приборов совместно с полосковыми волноводами, что позволяет создавать интегральные и модульные схемы коммутирующих устройств. [43]
ИС, предназначенные для работы с сетевым напряжением, относятся к классу силовой высоковольтной электроники. В таких ИС на одном кристалле размещаются низковольтная слаботочная часть и мощные высоковольтные аналоговые элементы. Входная часть выполняет функции приема, обработки, диагностики, хранения и выдачи управляющей информации, защиты по току, напряжению, мощности и температуре, а выходная часть представляет собой низковольтные и высоковольтные драйверы с малыми или большими рабочими токами. Такие ИС находят широкое применение в автомобильной электронике, в схемах защиты, дистанционной связи, для управления люминис-центными индикаторами, источниками питания, фазированными антенными решетками, бесколлекторными двигателями в составе комплектных электроприводов для станков, роботов, периферийного оборудования ЭВМ и бытовых электроприборов, средствами контроля работы насосов, кондиционеров, т.е. заменяют такие механические компоненты как соленоиды, электрические реле, гидравлические блоки, механические переключатели. Такие ИС выбирают оптимальные режимы работы энергопотребителя и осуществляют диагностику подсистем. Особенностью ИС серии КР1182 является непосредственное подключение их к сетевому напряжению и к исполнительным устройствам. Кроме того, они не только следят за своим собственным состоянием ( напряжения, токи, температура), но и за состоянием устройств, которыми управляют, при каких-либо отклонениях проводят перенастройку всей системы, а при необходимости - отключение. [44]