24.1.2. Узлы и электронные лампы

Аппаратура, применяемая в технике сверхвысоких частот для радиолиний, в некотором отношении является своеобразной [142]. Такие устройства, как гибридные соединения, направленные ответвители и полосовые фильтры, должны быть широкополосными [152, 267]. В работе [142] приводятся конструктивные данные и характеристики таких узлов, как крестообразные соединители, Е- и Н-изгибы, головки для кристаллов и элементы измерительной аппаратуры. Широкое применение находят ферриты [76, 128, 270, 335]; типичным примером является переключатель, принцип работы которого основан на эффекте вращения Фарадея [278].

Электронные лампы широко применяются [144, 229, 275, 282] как генераторы [234] и усилители на приемном и передающем пунктах; описаны типичные примеры [282]. В случаях, когда модуляция, усиление и демодуляция сигналов производятся на промежуточной частоте, можно использовать триоды и тетроды [269,112]. Триоды с заземленной сеткой [256] хорошо работают в режиме усилителей. В таких схемах обеспечивается хорошая линейность в широком диапазоне частот. В одной системе [10] для обеспечения усиления в 30 дб при выходной мощности потребовалось три ступени.

Отражательные клистроны, модуляцию колебаний в которых можно осуществлять достаточно легко, целесообразно применять

там, где требуется линейная девиация частоты [49, 207, 328, 329]. Такие электронные приборы изготавливаются [16] в разных вариантах для диапазона частот [19, 156, 157]. При использовании одного клистрона, рассчитанного на работу в режиме генератора частотно-модулированных колебаний на частотах удается получить выходную мощность в при электронном качании частоты с девиацией Применяя такие генераторы необходимо принимать меры предосторожности для предотвращения затягивания частоты, обусловленного явлениями, имеющими место в длинной линии [57, 58, 66]. Специально для радиорелейных линий изготовлены многорезонаторные усилительные клистроны [204]. Пятирезонаторный клистрон характеризуется коэффициентом усиления, равным 70 дб на частоте нужную полосу пропускания можно обеспечить путем ступенчатой расстройки отдельных резонаторов. Выходная мощность может быть большой [190, 244], типичными значениями величин являются на частоте 2,5 Ггц и 2 кет на частоте 6 Ггц.

Чрезвычайно широкий диапазон перестройки ламп обратной волны типов работающих в режиме генераторов, делает их весьма пригодными [246] для некоторых приложений связи. Кроме того, широкое применение находят лампы бегущей волны спирального типа, которые обладают существенным преимуществом, заключающимся в большой широкополосности при усилении как на низком, так и на высоком уровне.

Лампы бегущей волны специально конструируются [2, 32, 104, 330] для применения в радиорелейных линиях. Типичная ЛБВ имеет полосу пропускания относительно центральной частоты Лампы бегущей волны низкого уровня характеризуются коэффициентом шума [3, 34] обычно меньшим 8 дб. Лампы бегущей волны, применяемые в выходных каскадах передатчиков радиорелейных линий, имеют мощности на выходе порядка [145, 146, 195, 225]. Такие ЛБВ можно использовать такжев схемах линейных усилителей [63, 90, 233]. Условия их специального согласования в вышеуказанных схемах рассмотрены в работе [90].

В одном случае [150] одна и та же лампа служила как усилителем высокой частоты, так и местным гетеродином.

Рассмотрение [18, 30, 89, 254] модуляционных характеристик ламп бегущей волны показывает, что вблизи области насыщения при изменении амплитуды несущей происходит изменение фазы колебаний. Для типичной лампы средней мощности скорость изменения фазы равна при мощности при Это изменение фазы приводит к кажущемуся изменению частотной характеристики и влияет на характеристики групповой задержки системы. Явление можно ослабить путем выбора рабочей точки приблизительно на 10 дб ниже уровня насыщения или с помощью отрицательной обратной связи. Было показано в [144], что лампа бегущей волны с двумя спиралями, имеющими равный шаг намотки и расположенными одна задругой, характеризуется тем, что разница

между низким уровнем и уровнем насыщения таких ЛБВ вдвое меньше, чем у обычных.

В качестве типовых антенн сверхвысокочастотных радиорелейных станций используются параболические рефлекторы с питающим рупором, расположенным в фокусе [29, 60, 295, 304]. Диаметр рефлектора изменяется в пределах от 90 см для небольших систем до для больших. Коэффициент направленного действия параболоида диаметром на частоте равен 40 дб, а ширина луча на этой частоте по уровню половинной мощности составляет 3°. Для одновременной передачи сигналов в диапазонах 2,4 и оказалось целесообразным применять определенную комбинацию рупоров и рефлекторов. Питающие фидеры [162] могут быть выполнены в виде воздушных коаксиальных линий или волноводов, что обычно имеет место на более высоких частотах.

Длину питающих линий можно резко сократить путем использования антенных систем [149, 151, 178], состоящих из плоского рефлектора, установленного на башне, который облучается направленной антенной, расположенной внизу. Общий коэффициент направленного действия определяется четырьмя независимыми параметрами: расстоянием между антенной и рефлектором, размерами рефлектора и антенны и длиной волны. Рефлектор и антенна находятся обычно в соответствующих зонах Френеля (рефлектор — в зоне Френеля антенны, и наоборот).

В силу вышеуказанного в системе можно провести строгий анализ процессов [109, 163]. Из анализа [40, 65, 130, 147, 262] следует, что если размеры рефлектора и расстояние между рефлектором и возбуждающей антенной выбрать надлежащим образом, то появляется возможность обеспечить более высокий коэффициент направленного действия системы по сравнению со случаем простой установки антенны на башне. Дополнительное увеличение коэффициента направленного действия можно обеспечить путем придания рефлектору определенной кривизны [20, 283], хотя тогда выбор расстояния между антенной и рефлектором становится достаточно критичным. В работах [215, 231,243, 298, 309, 312, 331, 332, 339] рассматриваются другие типы рефлекторов, а экспериментальные результаты приведены в статьях [81, 178].