Направленный ответвитель, для измерение КСВ на больших мощностях Опции

[-Sage-]

Доброго времени суток, коллеги!

Стоит задача спроектировать направленный ответвитель для измерения КСВ и контроля мощности мощного усилителя 250 - 500 W rms в диапазоне 470 - 862 MHz.

Изначально в MWO был спроектирован многослойный НО (4 листа ФАФ-4Д толщиной 2.5мм скреплённых конструктивно). На практике оказалось сложно реализовать землю в среднем слое (земля к среднему слою была подведена путём опайки фольгой торцов НО со "ступенькой" на среднем слое) и направленник вёл себя очень странно. Величина развязки на практике оказалась значительно меньшей расчетной и прямая волна лезла на выход отраженной, причем при подлючении согласованной нагрузки отраженная волна оказалась выше, чем при рассогласовании выхода НО.


С удовольствием выслушаю того, кто сталкивался с подобной ситуацией и имеет опыт в решении данной проблемы. Может быть стоит отказаться от данного вида НО и применить другой?

1. НО с "гребенкой" на материале ФАФ-4Д толщиной 2.5мм


Можно ли его применить в указанных условиях, а точнее, выдержит ли такой НО заданную выше мощность?

2. Я встречал НО, показанные на рисунке ниже, но никакой информации о расчете его не нашёл. НО представляет собой коаксиал с воздушным диэлектриком и круглым отверстием в стенке. К отверстию прикладывается плата с полоском определенной длинны, ширины и угла поворота относительно центральной жилы, с которого снимается падающая и отраженная волны. Поделитесь пожалуйсто информацией.



3. Может быть кто-то желает предложить свой вариант реализации НО.

[EUrry]

Расковыривал как-то коаксиальный рефлектометр Rohde & Schwarz. В экране коаксиала были продольные отверстия, в которые помещалась металлическая петля, один конец которой был подключен к согласованной нагрузке, другой - к детектору. Прогонял эту штуку в HFSS (у Вас картинка с коаксиалом похожа на HFSS. Я прав?), но, к сожалению, не смог найти проект. Если найду - выложу. Длина петли - λ/4 на центральной частоте, как и в полосковом варианте. Ваш вариант, по-видимому, аналогичен. Поворачивая петлю относительно коаксиала на разные углы можно регулировать коэффициент связи, но, предположительно, при этом будет ухудшаться направленность.
А вообще развязка большая получается в волноводных квадратурных мостах. На связанных МПЛ всё намного хуже.

..помница у нас на лабораторных работах были волноводные датчики КСВ - внутри тракта двигался ВЧ-диод - на фиксированной частоте с помощью линейки на тракте определялось положение минимума и максимума напряжения на диоде в режиме стоячей и бегущей волны

Это измерительная линия. Измерять грустно, зато прецизионно!

[felix2]

Расковыривал как-то коаксиальный рефлектометр Rohde & Schwarz. В экране коаксиала были продольные отверстия, в которые помещалась металлическая петля, один конец которой был подключен к согласованной нагрузке, другой - к детектору. Прогонял эту штуку в HFSS (у Вас картинка с коаксиалом похожа на HFSS. Я прав?), но, к сожалению, не смог найти проект. Если найду - выложу. Длина петли - λ/4 на центральной частоте, как и в полосковом варианте. Ваш вариант, по-видимому, аналогичен. Поворачивая петлю относительно коаксиала на разные углы можно регулировать коэффициент связи, но, предположительно, при этом будет ухудшаться направленность.
А вообще развязка большая получается в волноводных квадратурных мостах. На связанных МПЛ всё намного хуже.

Это измерительная линия. Измерять грустно, зато прецизионно!

Да нет, это же дециметровый диапазон, какие здесь могут быть четвертьволновые НО. Обычная практика : длина петли - несколько сантиметров. А поворот петли - это элементарная баллансировка моста по минимуму сигнала отраженной волны в НО (при согласованной основной линии).

nickes

Получить хорошую направленность при переходных ослаблениях 20дБ и более проблематично.
Моя рекомендация, воспользуйтесь несколькими зондами(4-6 шт. допустим) через лямбда/8 и детекторами. Вы получите аналог измерительной линии. Сравнивайте напряжения на выходах детекторов(они должны быть одинаковые) и делайте вывод о КСВ в линии передачи. Связь между зондами и линией(коаксиальной или полосковой) выбирается слабой.

Это что -метод 3-х зондов? Совсем уж радиолюбительский вариант. Кроме того, в диапазоне этот геморрой плохо работает.

-Sage-
Направленность порядка 30дБ реализуется в коаксиальном НО со слабой связью достаточно легко. Могут быть только некоторые проблемы во всем диапазоне частот. Кстати, как вариант, возможно выбирать нагрузку во вторичной линии НО не 50 Ом, а порядка 70-100 Ом (соответственно и W вторичной линии такое же). W=50 ом вторичной линии конструктивно тяжело реализуется, а направленность от W вторичной линии практически не зависит.

[nickes]

felix2
Это что -метод 3-х зондов? Совсем уж радиолюбительский вариант. Кроме того, в диапазоне этот геморрой плохо работает.

nickes
Метод как метод, даже в книгах описан. Я вроде ясно написал-дискретный аналог измерительной линии. Что касается диапазонности, то вероятно можно частично скомпенсировать неравными расстояниями между зондами. Зато нет необходимости вмешательства ни в линию передачи, ни в экраны.

felix2
Направленность порядка 30дБ реализуется в коаксиальном НО со слабой связью достаточно легко. Могут быть только некоторые проблемы во всем диапазоне частот. Кстати, как вариант, возможно выбирать нагрузку во вторичной линии НО не 50 Ом, а порядка 70-100 Ом (соответственно и W вторичной линии такое же). W=50 ом вторичной линии конструктивно тяжело реализуется, а направленность от W вторичной линии практически не зависит.
[/quote]

nickes
Попробуйте уловить разницу между переходным ослаблением и направленностью. В случае микрополоскового НО и слабой связи(автор темы хотел получить переходное ослабление порядка 60дБ) волновые сопротивления для четного и нечетного возбуждения НО асимптотически стремятся к волновому сопротивлению "изолированной" МП линии. Соответственно падает и направленность НО. Собственно для борьбы с этим эффектом делают гребенки, пилу и т.д. И результаты его расчета полностью этому соответствуют.

Сообщение отредактировал nickes - Aug 19 2009, 21:26

[EUrry]

Что касается диапазонности, то вероятно можно частично скомпенсировать неравными расстояниями между зондами.

Так и делают. Для еще большего расширения диапазона ставят много зондов, но в каждом поддиапазоне используется только несколько из них.