СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №1/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2015 1 4 3 2 1 4 3 2 а б Сверхширокополосные направленные ответвители для диапазона СВЧ Рис. 2. Направленный ответвитель НО16-2-20-12Р-12Р Рис. 1. Направленные ответвители: а – сонаправленный; б – противонаправленный В статье рассмотрены вопросы классификации и применения современных направленных ответвителей. Приведены основные параметры направленных ответвителей в сравнении с лучшими зарубежными аналогами. Филипп Михеев, Сергей Павлов, Владимир Семибратов, Вадим Щуров (г. Томск) Направленный ответвитель (НО) – это четырёхпортовое (восьмиполюс- ное) пассивное устройство, предна- значенное, в первую очередь, для сепарации (разделения) волн, распро- страняющихся в линии передачи в про- тивоположных направлениях. Ещё одна полезная функция НО – направ- ленный отбор мощности из основно- го канала во вторичный. Благодаря своим свойствам, ответ- вители широко применяются в радио- измерительной аппаратуре и в других радиотехнических системах для сложе- ния, разветвления и смешивания сигна- лов, для измерения параметров переда- чи и отражения, для контроля и стаби- лизации уровня мощности и частоты сигнала и т.д. В зависимости от типа линий пере- дачи, образующих основной и вторич- ный каналы, ответвители могут быть коаксиальными, волноводными, вол- новодно-коаксиальными. По характеру ответвления мощности во вторичный канал различают ответ- вители сонаправленные и противона- правленные (см. рис. 1). Основным параметром НО является направленность – параметр, характери- зующий то, насколько хорошо ответви- тель разделяет сигналы, распространя- ющиеся в прямом и обратном направ- лениях (определяется как отношение мощностей на связанноми несвязанном портах вторичного канала). Видеальном НО (на примере сонаправленного) пада- ющая на порт 1 волна не отражается от всех портов, а разделяется между пор- тами 2 и 3, в то время как порт 4 изоли- рован. Инаоборот, падающая на порт 2 волна разделяется между портами 1 и 4, в то время как порт 3 изолирован. Из-за нулевой протечки энергии в изолиро- ванный порт направленность идеаль- ного НО бесконечна. Однако реальные направленные ответвители из-за конеч- ности протечек в изолированные пор- тыи неидеального согласования входов обладают конечной направленностью. Вторым основным параметром, характеризующим НО, является пере- ходное ослабление (ответвление). Дан- ным параметром определяется величи- на связи между основным и вторичным каналами, которая находится как отно- шение мощностей на входе основного и выходе вторичного каналов. Для полной характеризации реаль- ного направленного ответвителя тре- буется еще два параметра: а) потери в основном канале , опре- деляются отношением мощностей на входном и выходном портах; б) коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) портов , характе- ризует степень согласования основно- го или вторичного каналов и измеря- ется при условии, что неиспользуемые порты нагружены на согласованные нагрузки. В зависимости от функционального назначения направленные ответвите- ли можно разделить на измеритель- ные ответвители и ответвители с малой частотной зависимостью переходного ослабления. Направленные ответвители с малой частотной зависимостью переходно- го ослабления применяются в схемах для контроля и стабилизации мощно- сти источников сигнала. Основными параметрами этих устройств являют- ся значение переходного ослабления и неравномерность его величины в диа- пазоне частот. Измерительные ответвители (ответ- вители с высокой направленностью) используются для измерения падаю- щих и отражённых волн в схемах реф- лектометров. Основными параметрами этих ответвителей, определяющими погрешность измерения коэффици- ента отражения, являются направлен- ность и КСВН основного канала. При измерении малых значений коэффи- циента отражения погрешность изме- рения определяется, в основном, вели- чиной направленности, а при измере- нии больших значений – величиной КСВН основного канала. Рассмотрим направленные ответ- вители первой группы, применяемые, например, в системах АРМ (автома- тический регулятор мощности) для контроля уровня мощности. Такой НО, как правило, выполнен на основе смещённых связанных полосковых линий в многослойной диэлектриче- ской структуре с соединителями типа SMA (розетка). Развязанный порт НО нагружается на внешнюю согласован- ную нагрузку. Направленный ответви- тель данного класса, производимый ЗАО «НПФ «Микран», имеет обозначе- ние НО16-2-20-12Р-12Р (см. рис. 2). Его зарубежным аналогом является модель 102020016 производства фирмы Krytar.