§1.3 Генераторы сверхвысоких частот (гсвч).

До 200-400 МГц (возможно и выше) можно было передавать высокочастотную энергию по кабелю, но более высокие частоты не этого не позволяют ( энергия теряется в кабеле из-за активных потерь в медном проводе и диэлектрике (распространяется магнитное поле). Поэтому приходится транспортировать энергию другим путем - волноводом. Это труба с круглым или прямоугольным сечением оптимальным только на одной длине волны.

Генератор сверхвысоких частот должен выводить энергию с помощью волноводов. Но чем выше частота сигнала (его радиус) тем труднее его усиливать (поднимать его энергетику), поэтому такие генераторы маломощные.

Обобщенная схема ГСВЧ:

Амплитудная модуляция

В этом генераторе очень важно устройство согласования – если его нет, то энергия доходит и отражается, не оставаясь в нагрузке.

Так как используются волноводы, перестраиваться генераторы могут только в небольших интервалах – у волноводов узкая полоса пропускания.

Как только перестраивается генератор из-за потерь в волноводах, используется аттенюатор для измерения интенсивности (нет других измерительных приборов), но если генератор перестраивается и меняется мощность на входе в аттенюатор, то чтобы была достаточная точность ставят калибратор. На него подается определенная часть энергии и он показывает – в красном секторе – на входе в аттенюатор – опорная мощность, если показания выходят за пределы сектора, то регулируют генератор.

Если со второго генератора управлять первым, то будет меняться частота следующих частотных импульсов (и их длительность).

Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ).

В качестве генератора сверхвысокой частоты можно использовать клистрон, диод Гана, лавинный диод.

Принцип работы клистрона основан на следующем: если вспрыснуть энергию в колебательный контур, то он продолжает обмен энергией между реактивными составляющими. В нашем случае, между векторами Е и Н.

Принцип генерации на очень низких частотах

Математической моделью данного процесса является обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка, решением которого является функция, описывающая незатухающее гармоническое колебание.

Электронная модель решения ОДУ:

Uo1,Uo2 – начальные условия.

Синтезатор частоты с управляемым генератором.

Его цель – получить импульсный сигнал с очень низкой нестабильностью:

1).Принцип прямого синтеза.

2).Принцип использующий фазовую автоподстройку (ФАП).

Н А – нелинейный элемент.

Схема синтезатора с автоподстройкой.

ФД – фазовый детектор.

ЧД – частотный детектор (дискриминатор).

Частотный детектор сравнивает частоты слева и снизу:

Проведем несложный математический расчет:

Отсюда следует, что частота синхронизации определяется частотой стабильного генератора Г2.

Фазовый детектор сравнивает совпадение фаз аналогично ЧД.

Эта система автоматически управляется по частоте – автоподстройка.