ВИМІРЮВАЛЬНІ ГЕНЕРАТОРИ СИГНАЛІВ НАДВИСОКОЇ ЧАСТОТИ

ІГ надвисоких частот (І ГСВЧ) призначені для роботи в діапазоні частот 300 МГц ... 40 ГГц і використовуються для досліджень, настройки і випробувань апаратури радіорелейного, тропосферного та космічного зв'язку з різними видами модуляції.

Для І ГСВЧ характерно однодіапазонні побудова з невеликим перекриттям по частоті (близько октави). Некалібрований вихідна потужність І ГСВЧ - кілька ват, а калиброванная потужність - досягає декількох мікроват. Шкали каліброваних аттенюаторов ІГСВЧ градуируют в [дБ], а у ГСС - в [дБ] і [мкВт].

Залежно від типу вихідного роз'єму ІГСВЧ поділяють на генератори з коаксіальним і хвилеводним виходом. Особливостями ІГСВЧ з хвилеводним виходом є відносна простота електронної частини схеми і складність механічних вузлів приладів.

Спрощена структурна схема ІГСВЧ включає власне задає СВЧ-генератор, модуляційний блок, вимірювач потужності, частотомір, калібрований аттенюатор і пристрій, що погодить (рис. 3.5).

Мал. 3.5. Структурна схема ІГСВЧ

Ставить СВЧ-генератор може бути виконаний з використанням як електровакуумних приладів (клістрон, лампа біжучої хвилі, лампа зворотної хвилі, магнетрон), так і різних напівпровідникових приладів (лавинно-пролітні діоди, діоди Ганна, тунельні діоди, діоди з накопиченням заряду, СВЧ- транзистори). Кожен з названих електронних приладів має свої області застосування, переваги і недоліки. ІГСВЧ на електровакуумних приладах мають досить громіздку конструкцію, але дозволяють отримати найбільшу вихідну потужність. ІГСВЧ на напівпровідникових приладах відрізняються простотою конструкції, високою надійністю, малими габаритами [8].

Стабільність частоти ІГСВЧ визначається стабільністю параметрів об'ємних резонаторів, а також електричним і температурним режимом активних елементів.

У діапазоні СВЧ використовують різні види модуляції. Як правило, амплітудна модуляція здійснюється синусоїдальним або імпульсним сигналом, а модуляція за частотою - синусоїдальним і пилкоподібним сигналами. Джерело внутрішньої модуляції утворюється в модуляційному блоці. Зауважимо, що модуляція несучої шляхом зміни режиму роботи генератора, що задає зазвичай пов'язана з появою паразитного модуляції. Наприклад, амплітудна модуляція призводить до паразитного частотної, тому в сучасних ІГСВЧ амплітудну модуляцію здійснюють на виході приладу

Потужність генеруються СВЧ коливань регулюється каліброваним аттенюатором, в якому зазвичай використовується явище загасання сигналу в так званому граничному волноводе. Як атенюатора СВЧ використовують також напівпровідникові / и'-л-діоди, в яких під дією керуючого струму потужність СВЧ-сигналу шунтируется пропорційно значенню керуючого струму.

Вихідний опір генератора узгоджується з навантаженням за допомогою узгоджувального пристрою, в якості якого зазвичай використовують феритовий вентиль.

У СВЧ-діапазоні рівень вихідного сигналу оцінюють саме за потужністю, а не по напрузі або току, так як потужність є величиною постійною в будь-якому перетині тракту СВЧ і тому дозволяє оцінити рівень сигналу більш точно. Вимірювач потужності зазвичай складається ізтермісторной головки і електронного вольтметра.

У ІГСВЧ необхідна ретельна екранування як всього пристрою, так і його окремих вузлів, оскільки витік потужності зі зростанням частоти зростає. Провід живлення виконують у вигляді коаксіальних кабелів із спеціальним наповненням, добре поглинає енергію НВЧ. Підвищені вимоги висувають і до джерел живлення, так як активні елементи НВЧ діапазону чутливі до нестабільності живлячої напруги.