§ 3.4. БЭ согласования ОИС СВЧ

1. Краткое введение в проблему.

По существу любое радиоэлектронное устройство представляет собой последовательно-параллельное соединение (объединение) некоторых элементов, узлов, функциональных частей и т. д. Радиосигнал и управляющий сигиал должны пройти по своим цепям без потерь информации и энергии. Последнее возможно, если все радиоцепи взаимно согласованы и между различными БЭ нет несанкционированных (паразитных) структурой РЭА связей. В предыдущей главе и первых параграфах этой главы вопросы согласования неявно затрагивались. Например, полосовой фильтр должен обеспечить необходимую полосу частот при минимальных (допустимых) потерях в полосе прозрачности и максимальных в полосе запирания (непрозрачности) [229]. Теория и техника согласующих (в общем комплексное сопротивление) устройств, их анализа и параметрического синтеза на уровне эквивалентных схем и теории электрических цепей разработаны достаточно подробно [144, 230—233]. Если эквивалентная схема составлена на электродинамическом уровне строгости (учет типа волны, геометрии, преобразования типов волн, взаимодействия отдельных элементов, например ступенек трансформатора, и т. д.), то хорошо развитая теория анализа и параметрического синтеза позволяет с достаточной для практики степенью точности строить соответствующие согласующие переходы. Наиболее полно и детально эта техника развита для закрытых направляющих структур (KB, ПВ, Ш-, П-, Н-образные волноводы и т. д.), а также ПЛП, функционирующих на одном типе волны в области справедливости статического и квазистатического приближений [230].

Существует большое число типов и классов согласующих устройств (например, плавные, ступенчатые, несинхронные, шлейфные, сверхширокополосные, широкополосные, узкополосные и многие другие). В ИС и ОИС СВЧ наибольшее применение получили ступенчато-шлейфные структуры: согласование действительной части комплексного сопротивления нагрузки (входного сопротивления следующего каскада) производится ступенчатым трансформатором, а компенсация реактивной его части — шлейфом

(подбором длины и места его включения в подводящую В специальных случаях (например, микрополосковых антенных структурах [1] и др.) применяются плавные согласующие трансформаторы и элементарные излучающие элементы. В сравнительно узкополосной РЭА широко применяются несинхронные, шлейфные и т. п. согласующие и подстраивающие элементы.

Примеры этих простейших устройств представлены на рис. 3.13: топологии приведенных БЭ соответствуют таким ПЛП, как СПЛ и НПЛ, однако приведенные эквивалентные схемы (после соответствующего пересчета параметров) пригодны для любого типа ЛП.

Рис. 3.13. Устройства согласования (топология и эквивалентная схема): а) несинхронный, б) шлейфный трансформаторы; в), г) согласование диэлектриком, внесенным на поверхность проводпика полоскового щлейфа